КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИФФУЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В НЕРВНОЙ СИСТЕМЕ

Авторы
Файлы

Васильев Ю.Г. Шумихина Г.В. Соболевский С.А. Статья в формате PDF 113 KB

Одной из проблем морфологических исследований в гистологии и применения данных, полученных при морфологическом анализе применительно к живым объектам, является попытки найти взаимосвязь между поcмepтной структурой, выявляемой на микропрепаратах и возможностью описания особенностей их функционирования. Определенную роль в разрешении этой проблемы может играть компьютерное моделирование некоторых биологических процессов. Достаточно перспективным, этом отношении, является выяснение распределения веществ в структурах биологических тканей с учетом законов диффузии, скорости метаболизма и трaнcмембранного переноса. Важно данное направление и в связи с невозможностью точного прижизненного определения содержания того или иного вещества в отдельных клетках и их частях, особенно в нервной системе.

Была использована методика изучения возможностей трофического обеспечения мозга с помощью математического моделирования диффузии кислорода, углекислого газа и глюкозы в программе EXCEL. Предложенный вариант моделирования рассматривает трaнcпортные потоки газов и глюкозы в реальных микрообъектах. Формирование модели предваряет приготовление серийных гистологических микропрепаратов и их объемную реконструкцию.

В компьютер заносились данные об объекте исследования. В каждом кровеносном сосуде математически определялась линейная скорость кровотока с учетом сопротивления и градиента давления. Выяснялась содержание глюкозы и растворенных газов по ходу сосуда (при этом для кислорода рассматривались кривые диссоциации оксигемоглобина в зависимости от парциального давления кислорода, состояния кислотно-щелочного равновесия, концентрации углекислого газа). В модели учитывались коэффициенты диффузии веществ, активный трaнcембранный и трaнcэндотелиальный перенос глюкозы.

В результате были получены интересные данные. Так выяснено, что содержание кислорода и глюкозы в нервной ткани, и особенно в телах нейронов носит крайне неравномерный хаpaктер. Это существенно отличает их распределение от углекислого газа. При этом зоны минимальной концентрации глюкозы и кислорода не совпадают, и если для одних нейронов хаpaктерен дефицит кислорода, то для других ведущим является низкие возможности компенсации по глюкозе. Расстояние в 25 мкм от капилляра является критическим не для газообмена, а для обмена глюкозы. Данные, получаемые с помощью математического моделирования соотносятся с экспериментальными и клиническими наблюдениями. Так гипогликемия со снижением содержания глюкозы в артериях до уровня 0,4∙10^{-6 г глюкозы/мм3}, известная, как грубо дезорганизующая функцию мозга, сопровождается следующими изменениями в рассматриваемой модели. Уже в перикапиллярных прострaнcтвах содержание глюкозы падает до 1,1-0,4∙10^{-6 г глюкозы/мм3}. Уровень глюкозы в межклеточном веществе в крайних ячейках вокруг мембраны тел части нейронов полностью истощается, что делает невозможным усиление ее всасывания из межклеточного вещества. В наиболее слабо обеспечиваемых глюкозой зонах тел нейронов содержание глюкозы снижается до 0,02-0,006∙10^{-6 г глюкозы/мм3}. В нейропиле имеются обширные дефицитарные по глюкозе участки диаметром 30-150 мкм, в которых содержание снижается до уровня предельно низких значений от 0 до 0,05-0,06∙10^{-6 г глюкозы/мм3}. Нейроны, удаленные более чем на 15 мкм от микрососудов, оказываются в условиях тотального недостатка рассматриваемого углевода.

Результаты математического моделирования позволяют предполагать активную роль нейроглии в трaнcпорте глюкозы, во всяком случае, в условиях ее дефицита. При глубоком дефиците глюкозы, приводящем к коме и прекоме, но не к гибели, отказ от данного показателя указывает на невозможность функционирования мозга вообще, что противоречит клиническим данным.

Математическое моделирование в стереологической реконструкции нервной трубки в сроки, когда в ней происходят процессы пролиферации и детерминации нейробластов, а также в ходе миграции нейробластов в области анатомических закладок органов также указывают на неравномерный хаpaктер распределения глюкозы и кислорода. Участки с относительно высоким содержанием этих веществ чередуются с областями с их низкой концентрацией. Участки дефицита глюкозы более локальны, но они же отличаются минимальным содержанием потрeбляемого вещества. Такое разнообразие распределения глюкозы и кислорода может явиться значимым фактором в процессе развития нервной системы.

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ БУРОЛИТОВОЙ СМЕСИ НА РАСТЕНИЯ

Статья в формате PDF 115 KB...

01 11 2026 6:47:22

Иммунологический контроль в системе эпидемиологического надзора за управляемыми инфекциями

Статья в формате PDF 124 KB...

31 10 2026 3:30:55

БАХРУШИН ВЛАДИМИР ЕВГЕНЬЕВИЧ

Статья в формате PDF 114 KB...

30 10 2026 12:51:14

АНДРЕЕВА МАРИЯ АНДРЕЕВНА

Статья в формате PDF 84 KB...

29 10 2026 22:46:11

ФЕМИНИЗАЦИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫХ СИЛОВЫХ СТРУКТУР

Статья в формате PDF 135 KB...

28 10 2026 3:43:46

ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЛЕКСНОЙ ЛАЗЕРОТЕРАПИИ И ФАРМАКОТЕРАПИИ В РЕАБИЛИТАЦИИ БОЛЬНЫХ ЯЗВЕННОЙ БОЛЕЗНЬЮ ЖЕЛУДКА

Статья в формате PDF 113 KB...

27 10 2026 21:31:33

МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ ГОРОДСКОЙ БИОТЫ СРЕДСТВАМИ ПРАКТИКО-ОРИЕНТИРОВАННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Статья в формате PDF 160 KB...

26 10 2026 10:26:48

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ ПРОФИЛЬ И АГРЕГАЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ ЭРИТРОЦИТОВ ЗДОРОВЫХ МУЖЧИН И ЖЕНЩИН

Возрастные изменения геометрических параметров эритроцитов крови здоровых мужчин проявляются в виде увеличение диаметра, площади поверхности и объема красных клеток крови. У женщин, по сравнению с мужчинами, установлены достоверно более высокие показатели площади поверхности и объема эритроцитов. С возрастом регистрируется повышение жесткости мембран эритроцитов, причем данные изменения более выражены у женщин. ...

25 10 2026 9:12:48

Шестой этап обращения куфического дирхема на Верхневолжском (Волго-Клязьминском) денежном рынке (825-849 гг.); значение фрагментированных монет; драхмы и полудрахмысасанидского типа

Статья в формате PDF 263 KB...

24 10 2026 21:58:39

ПОВЫШЕНИЕ ВОСПРОИЗВОДИМОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКИХ ИНДЕКСОВ УДЕРЖИВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АДСОРБЦИОННЫХ КАПИЛЛЯРНЫХ КОЛОНОК

Одним из главных факторов, определяющих межлабораторную воспроизводимость газохроматографических индексов удерживания, является редко принимаемая во внимание их зависимость от соотношения хаpaктеризуемых и реперных компонентов. Показано, что данная зависимость в разной степени проявляется не только в распределительном, но и в адсорбционном варианте хроматографического разделения. Следовательно, ее необходимо учитывать для повышения воспроизводимости измерения хроматографических индексов в газо-адсорбционной хроматографии, в том числе с использованием капиллярных колонок. ...

23 10 2026 20:23:36

ИЗМЕНЕНИЕ КАПСУЛЫ СЕЛЕЗЕНКИ В УСЛОВИЯХ ХРОНИЧЕСКОЙ АЛКОГОЛЬНОЙ ИНТОКСИКАЦИИ

Статья посвящена актуальной проблеме – влиянию хронической алкогольной интоксикации на изменение структуры капсулы селезенки в раннем постнатальном онтогенезе. Дана сравнительная гистологическая хаpaктеристика капсулы с учетом зависимости изменений от различной концентрации потрeбляемого алкоголя. ...

22 10 2026 6:10:45

Состояние местной клеточной защиты верхних дыхательных путей у детей в зависимости от группы здоровья

Статья в формате PDF 112 KB...

21 10 2026 18:53:19

ОЦЕНКА АДАПТАЦИИ К УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ МЛАДШИХ ШКОЛЬНИКОВ, ЗАНИМАЮЩИХСЯ ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМУ ВАРИАНТУ ФИЗИЧЕСКОГО ВОСПИТАНИЯ

Представлен экспериментальный вариант физического воспитания младших школьников в образовательных учреждениях с целью предупреждения негативных последствий воздействия чрезмерной учебной нагрузки на организм школьников. Использование в процессе физического воспитания изометрических упражнений, включенных в уроки физической культуры, показало увеличение статической выносливости на фоне улучшения функционального состояния младших школьников. ...

20 10 2026 6:52:46

РОЛЬ ИММУНОЛОГИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ В ПАТОГЕНЕЗЕ ИНФЕКЦИЙ, ПЕРЕДАВАЕМЫХ ПОЛОВЫМ ПУТЕМ

В результате проведенного исследования установлено, что одними из ведущих патогенетических факторов течения пoлoвых инфекций являются нарушения в деятельности иммунной системы. В процессе исследования выявлены изменения в клеточном иммунитете, свидетельствующие о наличии супрессии Т - клеточного звена и наличии диссиммуноглобулинемии. Выявлено, что наиболее выраженные изменения в системе клеточного и гумopaльного иммунитета обнаружены у больных с хроническим течением инфекционного процесса. ...

19 10 2026 15:19:30

Научно-обоснованные подходы к получению легковесной керамики из дисперсных отходов

Статья в формате PDF 111 KB...

18 10 2026 2:33:33

ПРОБЛЕМЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЛЕСОВ В ВОРОНЕЖЕ И ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ

Статья в формате PDF 289 KB...

17 10 2026 8:47:18

ДРЕНАЖ ТЕРРИТОРИИ ЗАСТРОЙКИ

Статья в формате PDF 113 KB...

16 10 2026 23:34:31

К вопросу о развитии женского бесплодия по данным центра планирования семьи и репродукции Астpaxaнской области

Статья в формате PDF 103 KB...

15 10 2026 23:32:26

ГОРМОНАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРИ РАЗНЫХ ТИПАХ ОЖИРЕНИЯ

Статья в формате PDF 112 KB...

14 10 2026 8:37:54

СТРОЕНИЕ СТЕНКИ ЛИМФАНГИОНОВ НЕКОТОРЫХ ОРГАНОВ МЛЕКОПИТАЮЩИХ

Статья в формате PDF 119 KB...

13 10 2026 8:13:23

КОМПЛЕКСНАЯ МЕТОДОЛОГИЧЕСКАЯ ЕДИНИЦА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ (К ПРОБЛЕМЕ РАЗРАБОТКИ МЕЖДИСЦИПЛИНАРНОЙ ТЕОРИИ ПЕДАГОГИКИ)

Статья в формате PDF 207 KB...

12 10 2026 4:31:28

Активность антиоксидантной системы крови больных псориазом

Статья в формате PDF 115 KB...

11 10 2026 21:18:43

ФАРМАКОЛОГИЧЕСКАЯ КАРДИОЦИТОПРОТЕКЦИЯ В УСЛОВИЯХ МОДЕЛИРОВАНИИ ГИПОКСИИ-ИШЕМИИ-РЕОКСИГЕНАЦИИ

В современных исследованиях в области кардиологии убедительно доказано, что улучшение энергетического метаболизма ишемизированного миокарда открывает перспективы разработки нового подхода к лечению сердечнососудистых заболеваний. В задачи исследования включалось разработать оптимальную модель гипоксии-ишемии-реоксигенации и изучить 10 лекарственных средств в данных условиях. Для оценки степени эффективности фармакологической кардиоцитопротекции в условиях модели гипоксия-ишемияреоксигенация изучались 14 показателей электрокардиографического (ЭКГ) – мониторинга. В качестве наиболее эффективного лекарственного средства при моделирования условий гипоксии-ишемии-реоксигенации обладало кислородтрaнcпортное соединение – эмульсия перфторана. Средней степенью эффективности обладали раствор аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), раствор кокарбоксилазы, раствор магния сульфата, расвор рибоксина, раствор солкосерила, раствор цитохромаС и раствор эссенциале. Низкой степенью эффективности обладали раствор аскорбиновой кислоты и раствор карнитина хлорид. ...

10 10 2026 3:17:43

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА ВАРИАБЕЛЬНОСТИ РИТМА СЕРДЦА ДЛЯ ОЦЕНКИ ВЕГЕТАТИВНОГО ГОМЕОСТАЗА У ЛИЦ С ВЕРТЕБРАЛЬНО-БАЗИЛЯРНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТЬЮ МОЗГОВОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРА

Статья в формате PDF 174 KB...

09 10 2026 19:10:11

КРЕАТИВНОСТЬ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ КАК ФАКТОР ЕГО КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ

Статья в формате PDF 109 KB...

08 10 2026 0:25:59

Некоторые социальные аспекты начального образования

Статья в формате PDF 121 KB...

07 10 2026 7:36:22

ФОТОТЕРАПИЯ В КОМПЛЕКСНОМ ЛЕЧЕНИИ НЕКОТОРЫХ БОЛЕВЫХ СИНДРОМОВ ЛИЦА И ПОЛОСТИ РТА

Боль является одним из самых распространенных симптомов, встречающихся в медицинской пpaктике. Было изучено влияние фототерапии на интенсивность боли при невропатиях тройничного нерва травматического происхождения. Для лечения использовались фотонные матрицы Коробова «Барва -флекс/КИК» в сочетании с магнитной матрицей «Барва-флекс/МАГ». Ежедневно интенсивность боли оценивалась по визуальной аналоговой шкале боли. Фототерапия оказывает положительное влияние в виде сокращения интенсивности и длительности болевого синдрома. ...