Численное моделирование инфаркта миокарда. I. Анализ пространственно-временных аспектов развития местной воспалительной реакции
Воропаева О.Ф.1, Цгоев Ч.А.1,2
1Федеральный исследовательский центр информационных и вычислительных технологий, Новосибирск, Россия
2Новосибирский государственный исследовательский университет, Новосибирск, Россия
Аннотация. С применением минимальной математической модели динамики асептического воспаления выполнен цикл численных исследований процесса некротической гибели клеток при ишемическом инфаркте миокарда. Начальные условия полагались согласованными с результатами лабораторных экспериментов. Проанализирован характер пространственно-временного распространения веществ (клеточных популяций и медиаторов воспаления) и формирование нелинейных динамических структур в используемой реакционно-диффузионной системе уравнений при отсутствии конвективных слагаемых. Исследован типичный сценарий развития воспаления в крупном очаге повреждения, характеризующийся благоприятным исходом инфаркта. Проанализированы базовые механизмы воспалительной реакции, выполнена оценка роли основных медиаторов воспаления. Результаты моделирования качественно и количественно согласуются с экспериментальными данными.
Ключевые слова: математическая модель, уравнения реакции–диффузии, квазистационарные структуры, метод дробных шагов, инфаркт миокарда, локальное повреждение, биохимия, кардиомиоциты, цитокины, макрофаги, демаркационное воспаление.