Моделирование систем выбора компромиссных режимов свободно-радикального стресса

• Автор: Бажанова, Татьяна Валентиновна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 115 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Модель системы выбора компромиссного режима свободнорадикального стресса, вызванного применением регуляторов митотического цикла при подготовке

опухолевых клеток к лучевой терапии

1.1. Описание математической модели компромиссного

режима.

1.2. Описание имитационной модели компромиссного

режима.

1.3. Анализ результатов компьютерного моделирования

Глава 2. Модель системы выбора компромиссного режима

свободнорадикального стресса, вызванного поведенческими

причинами индивидуумов в однородной популяции
2.1. Описание математической модели компромиссного
режима.
2.2. Описание имитационной модели компромиссного
режима.
2.3. Анализ результатов имитационного моделирования
Глава 3. Модель системы выбора компромиссного режима
свободнорадикального стресса, генетически обусловленного
уровнем супероксиддисмутазы в ходе эволюционного отбора
3.1. Описание математической модели выбора
компромиссного режима
3.2. Описание имитационной модели выбора компромиссного режима.
3.3. Анализ результатов имитационного моделирования
Заключение и выводы.
Литература


Разработка методов нахождения таких уровней на основе стохастического имитационного моделирования является предметом исследования. В диссертационной работе разработаны и исследуются математические и стохастические имитационные компьютерные модели явлений канцерогенеза и старения в условиях свободнорадикального стресса. В моделях учитываются процессы накопления повреждений и разрушений, процессы энергетического истощения, внешние воздействия на систему. Данное моделирование позволит улучшать методы прогнозирования, диагностики нарушений и отклонений в работе биологических процессов, а также исследовать оптимальные схемы лечения с целью увеличить среднюю продолжительность жизни. В качестве статистического материала в прикладной части диссертационной работы рассматриваются экспериментальные данные лабораторных исследований. Целью диссертационной работы является определение компромиссных уровней свободных радикалов аналитическими методами и на основе результатов стохастического и имитационного моделирования биологических систем с тремя основными типами режимов стресса. Для достижения поставленной цели исследования рассматриваются соответствующие модели. Так первая модель строится в предположении, что свободнорадикальный стресс вызван лекарственными препаратами по воле исследователя, изучающего характеристики процессов канцерогенеза для определения оптимальной дозы лекарства. Максимальное скопление клеток на одной из стадий деления позволило бы затем наиболее эффективно уничтожать их лучевой терапией. Вторая модель основывается на том, что свободно-радикальный стресс обусловлен поведенческими причинами индивидуумов популяции, являясь фактором, существенно влияющим на среднюю продолжительность жизни. Третья модель объясняет зависимость продолжительности жизни от свободно-радикального стресса, генетически определяемого уровнем супероксиддисмутазы (СОД), установившимся в ходе природного эволюционного отбора в популяции. В диссертационной работе используются методы математического моделирования стохастических систем, теории случайных процессов и объектно-ориентированного программирования. Математические модели разрабатываются в семимартингальных терминах, численные методы строятся на основе дискретизации по времени точечных процессов. Выбор параметров моделей осуществляется исходя из анализа экспериментальных данных. Определение неизвестных коэффициентов проводится с использованием модифицированных методов Монте-Карло. Для программной реализации алгоритмов применяется аппарат численного математического моделирования и пакеты прикладных программ Мар1е 9. АСгарйег. Основные результаты настоящей диссертационной работы являются новыми и актуальными. В работе предложены новые модели трех систем выбора оптимальных режимов свободно-радикального стресса. Доказаны новые теоремы об оптимальных параметрах моделей компромиссных режимов свободно-радикального стресса. Достоверность результатов обеспечивается строгостью постановок задач и доказательств теорем, использованием аналитических и численных методов расчета, методов математического моделирования и применением современных методик анализа экспериментальных данных. Подтверждением адекватности разработанных моделей является то, что прикладные результаты диссертационной работы содержат новые выводы, обосновывающие и обобщающие экспериментальные данные лабораторных исследований. Диссертация носит теоретический характер. Методы, результаты и программные процедуры численного моделирования работы могут найти применение в медико-биологических исследованиях канцерогенеза и старения. В первой главе в разделе 1. Предложено решение задачи поиска компромисса между синхронизирующей эффективностью и побочным (отравляющим) эффектом данных лекарств. Сформулированы и доказаны теоремы об оптимальной дозе рассматриваемых медицинских средств. Пусть для Т> 0 Вт =(Г2,7',Р = (^)/. Р1 =(? В =(В()(>о, В1 = (В^ )/>о (где 1-0,. Оь 8, или М митотического цикла). Л',0=В/°-? Я1 •/, ? В модели предполагается, что ме[0;оо) - приведенная доза вводимого лекарства.