Файл: Приспособленность (выжить и оставить потомство), к , r стратегии Гомеостаз.ppt

Математическое моделирование историй жизни и инфекционных заболеваний. Приспособленность (выжить и оставить потомство), К – , r – стратегии;Гомеостаз (относительное постоянство внутренней среды); Естественный отбор дает преимущество особям с максимальной приспособленностью.

Основные термины и понятия (мед)

Здоровье (поддержание гомеостаза);Болезнь (нарушение гомеостаза, как правило сопровождается повреждение или неполным восстановлением структур организма);

Проблема

Смысл понятия «здоровья» не совпадает с понятием «приспособленности». Так как человек является продуктом естественного отбора, то его системы устроены и функционируют так, чтобы максимизировать приспособленность, а не здоровье. Следовательно, идеальным является такой способ поддержания здоровья, который не противоречит задачи максимизации приспособленности.

Ограничения:

Количество доступной (свободной или перераспределяемой) энергии составляет около 5% от общего количества потребляемой энергии. Увеличение удельной мощности приводит к резкому сокращению продолжительности жизни. Ограничения по управляющим алгоритмам (генетическому коду),

Системы и параметры поддержания гомеостаза

Иммунная система Нервная система Гормональная система На поддержание гомеостаза расходуется 80 – 85% всей энергии

35% на градиенты концентраций (О2, CO2,…);
35% на восстановление повреждений;
10 – 15% на работу систем контроля и теряемую резервную мощность.

Оставшиеся 15 – 20% энергии используются для:

Физической активности (добыча новой энергии) Выполнения основных биологических программ ( рост, размножение). Примерно 2 – 3% можно в течении какого то времени использовать для модификации стиля жизни. Более значительное перераспределение энергии будет приводить к ускоренному старению.

Задачи оптимального перераспределения ресурсов (trade-off)

Управления лечением Управление старение

---

Задача увеличения продолжительности жизни;

Модели гормональной регуляции:

Модель регуляции анаболических процессов; Модель регуляции репродуктивных процессов; Модель регуляции тиреоидной оси; Модель регуляции адаптивных реакций (стрессов); Модель водно-электролитного гомеостаза; Модель регуляции гомеостаза кальция; Модель регуляции пулов глюкозы, аминокислот и жирных кислот; Модель энергетического баланса (аппетита) Модель метаболической машины

Модели иммунной системы:

Модели инфекционных заболеваний (бактериального, вирусного, смешанного) Модели лечения инфекционных заболеваний, выбора эффективного, оптимального метода лечения. Модель старения иммунной системы. Модели эпидемических процессов (туберкулез)

Математическая модель старения Т системы иммунитета

Решение модели старения Т системы иммунитета человека

0 0.05 0.10 0.15 0.20Age (Days)Death Rate 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Medfly mortality(n=1.2 million) Science 258, 457 (1992)

Методы увеличения продолжительности жизни:

Для человека – ограничение калорийности питания (на 10-15%) Гормональная терапия Физическая активность Мутации Основные термины и понятия (биол)Dietary Restricted ad libitum

---