Математическое моделирование динамики врожденного иммунного ответа при инфаркте миокарда. Часть 1. Иерархия математических моделей
Воропаева О.Ф.
Федеральный исследовательский центр информационных и вычислительных технологий, Новосибирск, Россия
Аннотация. Для описания событий в ядре повреждения миокарда при инфаркте привлекается иерархия математических моделей механизменного типа. Модели данной иерархии имеют в своей основе одну и ту же базовую модель, характеризуются различной полнотой описания биологии иммунного ответа при сохранении структурной и параметрической общности уравнений, наследуют одни и те же качественные свойства решений в биологически значимом диапазоне параметров. Реализованы две взаимосогласованные стратегии калибровки моделей по данным о динамике воспаления в ядре некротического повреждения миокарда, вызванного лигированием левой коронарной артерии у мышей. В первой стратегии для каждой модели определен оптимальный набор параметров, во второй – найден общий для всех моделей иерархии набор значений параметров. Исследован вопрос о зависимости решения начальной задачи от параметров и начальных условий, даны биологические интерпретации полученных результатов в контексте инфаркта. Представлены данные, подтверждающие, что наблюдаемый in vivo и в вычислительном эксперименте сценарий представляет собой один из типовых сценариев врожденного иммунного ответа на локальное повреждение ткани, реализующийся при инфаркте миокарда и в хирургической кожной ране.
Ключевые слова: инфаркт миокарда, хирургическая рана, врожденная иммунная реакция, типовой сценарий воспаления, нейтрофилы, макрофаги, цитокины, факторы роста, иерархия математических моделей, численный анализ, мультистабильность, чувствительность