Презентация на тему "Математиское моделирование секреции инсулина"

Содержание

• 
  Слайд 1
  

  Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 9 семестр) 1 Лекция 9 МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В БИОФИЗИКЕ Тема: Математическое моделирование секреции инсулина. Раздел 2.1 Экспериментальные результаты. Характеристики экспериментально наблюдаемых колебаний концентрации инсулина и глюкозы. Физиологические механизмы регуляции секреции инсулина на уровне организма в целом и поджелудочной железе. Быстрые, средние и медленные типы колебаний концентрации инсулина. Раздел 2.2. Медленный (100-минутный) ритм авторегуляции. Переменные модели: инсулин плазмы, глюкоза плазмы, инсулин в тканях. Аппроксимация нелинейных зависимостей. Моделирование времени реакции печени. Колебательная динамика модели. Раздел 2.3. Моделирование 10-минутного ритма колебаний уровня инсулина. Механизмы авторегуляции в кластере бета-клеток. Приближения модели. Уравнения и управляющие параметры. Механизм возбуждения и поддержания колебаний. Раздел 2.4. Быстрые колебания уровня инсулина. Процесс выработки инсулина бета-клетками. Кластеры бета-клеток. Режим пачечной активности бета-клеток. Свидетельства взаимодействия между альфа- и бета-клетками. Обзор имеющихся математических моделей. Модель Шермана и ее динамика при вариации управляющих параметров.

• 
  Слайд 2
  

  Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 9 семестр) 2

• 
  Слайд 3

  Инсулин

  Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 9 семестр) 3 Поджелудочная железа Бета-клетки Островки Лангерганса (insula (лат.) -остров)‏ Функции: Поглощение и использование глюкозы мышечными и жировыми клетками Блокирование образования глюкозы в печени Запасание глюкозы в форме гликогена Секреция управляется уровнем глюкозы в крови.

• 
  Слайд 4

  Поджелудочная железа

  Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 9 семестр) 4 Вес: 80-90 грамм Два типа ткани, выполняющие разные функции Эндокринная и экзокринная функции (генерация гормонов и пищеварение)‏ Альфа-клетки Бета-клетки Д-клетки (соматостатин)‏ F-клетки (панкреатический полипептид)‏ Островки Лангерганса как железы внутренней секреции: Глюкагон и инсулин.

• 
  Слайд 5

  Действие инсулина

  Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 9 семестр) 5 Мышечные клетки, печень, жировая ткань Мышечные клетки: При малом кол-ве инсулина непроницаемы для глюкозы, для получения энергии используется окисление жирных кислот Инсулин активизирует транспорт глюкозы через мембрану Печень: Запасает глюкозу, превращая ее в гликоген, а также в жир. Жировая ткань: При низкой концентрации инсулина – активизируется высвобождение свободных жирных кислот.

• 
  Слайд 6

  Глюкагон и соматостатин

  Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 9 семестр) 6 Глюкагон: Генерируется в альфа-клетках поджелудочной железы Антагонист инсулина. Стимулирует расщепление гликогена в печени. Соматостатин: Генерируется в дельта-клетках. Угнетает секрецию глюкагона. Секреция возрастает при высоких концентрациях глюкозы, аминокислот и жирных кислот в крови.

• 
  Слайд 7
  

  Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 9 семестр) 7

• 
  Слайд 8
  

  Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 9 семестр) 8

• 
  Слайд 9
  

  Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 9 семестр) 9 Синтез и выделение инсулина  -клеткой

• 
  Слайд 10
  

  Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 9 семестр) 10

• 
  Слайд 11
  

  Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 9 семестр) 11

• 
  Слайд 12
  

  Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 9 семестр) 12

• 
  Слайд 13
  

  Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 9 семестр) 13

• 
  Слайд 14
  

  Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 9 семестр) 14

• 
  Слайд 15

  Колебания с большим периодом:ultradian insulin oscillations

• 
  Слайд 16
  

  Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 9 семестр) 16

• 
  Слайд 17

  Уравнения модели

  Инсулин в плазме: Инсулин в тканях Глюкоза в плазме:

• 
  Слайд 18

  Уравнения модели:моделирование задержки

• 
  Слайд 19
  

  Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 9 семестр) 19

• 
  Слайд 20

  Уравнения модели: нелинейности

• 
  Слайд 21
  

  Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 9 семестр) 21

• 
  Слайд 22
  

  Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 9 семестр) 22

• 
  Слайд 23
  

  Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 9 семестр) 23

• 
  Слайд 24
  

  Колебания концентрации инсулина с промежуточной частотой(период 10-12 минут)

  GLUT-транспортеры GLUT-1 GLUT-2

• 
  Слайд 25
  

  Приближение большой скорости потока: Уравнения баланса концентраций глюкозы G и инсулина I:

• 
  Слайд 26
  

  Переменная активации J: Внутренняя динамика глюкозы:

• 
  Слайд 27
  

  Итоговая система уравнений:

• 
  Слайд 28
  

  Вид нелинейностей:

• 
  Слайд 29
  

  Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 9 семестр) 29