Conference publications

Abstracts

XV conference

The theoretical analysis of influence of fluctuations on resistance of biosystems

Sukhov V.S., Vodeneev V.A., Opritov V.A., Mysyagin S.A.

Nizhny Novgorod State University, Gagarin av. 23, Nizhny Novgorod, 603600 Russia, Ph.:(831)-465-61-06, fax (831)-465-85-92, e-mail: kbf@bio.unn.ru

В настоящее время существует ряд работ, показывающих сложное влияние флук-туаций на ряд протекающих в живых организмах процессов. Они могут повышать чув-ствительность рецепторов к восприятию внешнего стимула, стимулировать перенос веществ через мембрану, участвовать в регуляции экспрессии генов и т.д. Можно пред-положить, что увеличение уровня флуктуаций может оказывать влияние и на другие процессы в живых системах. В частности, весьма актуальным является вопрос о воз-можной роли флуктуаций в адаптации. Его теоретическому анализу и посвящена на-стоящая работа.

На первом этапе анализа, была разработана математическая модель адаптацион-ного процесса живого объекта, которая учитывала два состояния – основное (в нем сис-тема «гибнет» под действием повреждающего фактора) и стрессовое (система не раз-рушается под действием повреждающего фактора). При этом предполагалось, что пере-ходы между состояниями зависели от величины «потенциального барьера» (E) и уровня флуктуаций в системе (D), константу скорости перехода (k) в общем случае описывали формулой (1):

(1)

где k0 – константа скорости перехода между состояниями в системе при E = 0.

В рамках модели принимали, что основное состояние являлось исходно более ве-роятным, нежели стрессовое (т.е. ). Модель решали численно, в те-чение 1000 единиц модельного времени, повреждающий фактор действовал с 900-й по 1000-ю единицу. Устойчивость системы оценивали по доле систем, «выживших» после действия повреждающего фактора.

При анализе разработанной модели было показано, что увеличение параметра D вызывало сложные изменения устойчивости. Так зависимость устойчивости от величи-ны D при низких значениях k0 (1) имела монофазный характер (возрастание), при сред-них значениях (10) – двухфазный (возрастание – снижение), а при высоких (100) – трехфазный (возрастание – снижение – возрастание).

Проведенный теоретический анализ показывает, что возрастание уровня флуктуа-ций может оказывать сложное влияние на системную устойчивость биообъекта, причем характер такого влияния зависит от особенностей системы.

• view as PDF