Навігація
Головна
 
Головна arrow Техніка arrow БІОТЕХНІЧНІ СИСТЕМИ МЕДИЧНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ
Переглянути оригінал

ХАРАКТЕРНІ ПРОСТОРОВІ І ТИМЧАСОВІ МАСШТАБИ БІООБ'ЄКТІВ

Для кількісного опису біооб'єкту необхідно не тільки провести поділ системи на елементи, а й вибрати просторово-часові масштаби, відповідні даному рівню класифікації. Приклад вибору просторового масштабу - аналіз біооб'єкту на молекулярному, тканинному або популяційному рівні.

Вибір масштабу характерних інтервалів часу (наносекунди, секунди, годинник, добу, роки) залежить від швидкості процесів, що протікають як на даному рівні, так і на взаємопов'язаних рівнях.

Просторові масштаби біооб'єкту можна визначити за допомогою принципу енергетичної диференціювання (див. Гл. 1). Разом з тим вибір масштабів може також залежати і від специфіки вирішуваних завдань.

Найбільш складна проблема - опис станів і процесів, що характеризуються взаємодією різних рівнів. При цьому має місце перетин просторово-часових масштабів, які відповідають цим рівням.

Наприклад, при взаємодії технічного пристрою з біооб'єктів - м'язову тканину - слід розглядати три рівні. До нижнього мікроскопічному рівня відносяться біомолекули і ор- ганелли, до мезоскопические (проміжного) рівню - клітини, до макрорівня - клітинні популяції, що формують біотканини. В цьому випадку просторово-часові масштаби, в межах яких «працює» модель взаємодії технічного пристрою з біооб'єктів, залежать від ступеня деталізації системи. Масштаби визначаються просторовими розмірами підсистем і характерними інтервалами часу, протягом яких відбуваються помітні на даному рівні зміни вектора стану.

Поділ часових масштабів поряд зі структурною (просторової), енергетичної та організаційної ієрархіями грає величезну роль в живих системах.

У табл. 2.2 наведені значення часу звернення проміжних продуктів клітинного метаболізму в біооб'єктах різних рівнів складності (по Гессові). Діапазон характерних інтервалів часу надзвичайно великий: 10 ... 10 8 с.

Поділ часових масштабів різних процесів - одна з характерних особливостей живих систем, що має важливе значення для моделювання біооб'єктів. Воно дозволяє виділити повільні процеси на тлі швидких змін станів біоб'екта. В результаті вдається розділити по тимчасовим масштабами складне різноманіття взаємопов'язаних біологічних процесів, зменшити розмірність фазового простору і істотно спростити модель біоб'екта.

Таблиця 2.2. Значення часу звернення проміжних продуктів клітинного метаболізму в біооб'єктах різних рівнів складності

біооб'єкт

біологічний

вид

Орган, система організму

час

звернення, з

мітохондрія

миша

печінка

1,3-10 8

Г емоглобін

Людина

еритроцити

1,5-10 7

Альдолаза (фермент)

кролик

м'яз

1,7-10 6

Псевдохолінестеразой (фермент)

Людина

плазма крові

1,2-10 6

глюкоза

Щур

Організм в цілому

4,4-10 3

метіонін

Людина

те ж

2,210 3

АТР-гліколіз

Людина

Кров (еритроцити)

1,6-10 3

АТР-гліколіз + дихання

Людина

тромбоцити

4,8-10 2

АТР-гліколіз + дихання

миша

асцитної пухлина

40

Проміжні продукти, що проходять цикл Кребса

Щур

нирки

1 ... 10

Проміжні продукти гліколізу

миша

асцитної пухлина

0,1 ... 8,5

Перехід в цитохроме А

коник

м'язи крил

10 ' 2

Поділ часових масштабів кількісно обгрунтовано теоремою Тихонова (принцип квазістаціонарності в кінетиці). Наприклад, в квазіхіміческіх моделі зростання клітинних популяцій за допомогою теореми Тихонова можна звести четирехстадійний процес росту клітин до двостадійна, що істотно спрощує опис цього фундаментального біологічного процесу (див. Гл. 4).

 
Переглянути оригінал
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук