|
АНАЛИЗ И МОДЕЛИРОВАНИЕ СЛОЖНЫХ ЖИВЫХ СИСТЕМ
Цитокины как индикаторы состояния организма при инфекционных заболеваниях. Анализ экспериментальных данных
А. А. Яковлевa, А. И. Абакумовab, А. В. Костюшкоc, Е. В. Маркеловаc a Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН, Россия, 690041, г. Владивосток, ул. Радио, д. 5
b Дальневосточный федеральный университет, Россия, 690922, г. Владивосток, о. Русский, п. Аякс, д. 10
c Тихоокеанский государственный медицинский университет,
Россия, 690002, г. Владивосток, пр-т Острякова, д. 2
Аннотация:
При заболеваниях человека в результате бактериального заражения для наблюдения за ходом болезни используются различные характеристики организма. В настоящее время одним из таких индикаторов принимается динамика концентраций цитокинов, вырабатываемых в основном клетками иммунной системы. В организме человека и многих видов животных присутствуют эти низкомолекулярные белки. Исследование цитокинов имеет важное значение для интерпретации нарушений функциональной состоятельности иммунной системы организма, оценки степени тяжести, мониторинга эффективности проводимой терапии, прогноза течения и исхода лечения. При заболевании возникает цитокиновый отклик организма, указывающий на характеристики течения болезни. Для исследования закономерностей такой индикации проведены эксперименты на лабораторных мышах. В работе анализируются экспериментальные данные о развитии пневмонии и лечении несколькими препаратами при бактериальном заражении мышей. В качестве препаратов использовались иммуномодулирующие препараты «Ронколейкин», «Лейкинферон» и «Тинростим». Данные представлены динамикой концентраций двух видов цитокинов в легочной ткани и крови животных. Многосторонний статистический и нестатистический анализ данных позволил выявить общие закономерности изменения концентраций цитокинов в организме и связать их со свойствами лечебных препаратов. Исследуемые цитокины «Интерлейкин-10» (ИЛ-10) и «Интерферон Гамма» (ИФН$\gamma$) у зараженных мышей отклоняются от нормального уровня интактных животных, указывая на развитие заболевания. Изменения концентраций цитокинов в группах лечимых мышей сравниваются с этими показателями в группе здоровых (не зараженных) мышей и группе зараженных нелеченных особей. Сравнение делается по группам особей, так как концентрации цитокинов индивидуальны и значительно отличаются у разных особей. В этих условиях только группы особей могут указать на закономерности процессов течения болезни. Эти группы мышей наблюдались в течение двух недель. Динамика концентраций цитокинов указывает на характеристики течения болезни и эффективность применяемых лечебных препаратов. Воздействие лечебного препарата на организмы отслеживается по расположению указанных групп особей в пространстве концентраций цитокинов. В этом пространстве используется расстояние Хаусдорфа между множествами векторов концентраций цитокинов у особей, основанное на евклидовом расстоянии между элементами этих множеств. Выяснено, что препараты «Ронколейкин» и «Лейкинферон» оказывают в целом сходное между собой и отличное от препарата «Тинростим» воздействие на течение болезни.
Ключевые слова:
обработка данных, эксперимент, цитокин, иммунная система, пневмония, статистика, аппроксимация, расстояние Хаусдорфа.
Поступила в редакцию: 27.02.2020 Исправленный вариант: 08.10.2020 Принята в печать: 09.10.2020
Образец цитирования:
А. А. Яковлев, А. И. Абакумов, А. В. Костюшко, Е. В. Маркелова, “Цитокины как индикаторы состояния организма при инфекционных заболеваниях. Анализ экспериментальных данных”, Компьютерные исследования и моделирование, 12:6 (2020), 1409–1426
Образцы ссылок на эту страницу:
https://www.mathnet.ru/rus/crm857 https://www.mathnet.ru/rus/crm/v12/i6/p1409
|
Статистика просмотров: |
Страница аннотации: | 113 | PDF полного текста: | 57 | Список литературы: | 21 |
|