Inflammation propagation modeled as a reaction-diffusion wave

Воспаление - это физиологический процесс, направленный на защиту организма при различных заболеваниях и травмах. В этой работе представлена общая модель воспаления, основанная на уравнениях реакции-диффузии для концентраций невоспаленных клеток, воспаленных клеток, иммунных клеток и воспалительных цитокинов. Анализ модели показывает существование трех различных режимов прогрессирования воспаления в зависимости от значения параметра R, называемого числом воспаления. Если R > 1, то воспаление распространяется в клеточной культуре или ткани в виде реакционно-диффузионной волны вследствие диффузии воспалительных цитокинов, продуцируемых воспаленными клетками. Если 0 < R < 1, то воспаление исчезает и система приближается к устойчивому равновесию без воспаления. Наконец, если R < 0, воспаление также распространяется в виде волны реакции-диффузии, но механизм распространения иной, он определяется положительной обратной связью между воспалением и иммунным ответом. С биологической точки зрения эти три режима соответствуют острому воспалению, разрешенному благодаря иммунному ответу, исчезновению воспалительной реакции и аутоиммунной воспалительной реакции или цитокиновому шторму соответственно. Мы фокусируемся на определении скорости распространения волны и других характеристик прогрессирования воспаления с помощью аналитических и численных методов, чтобы получить качественное представление о различных воспалительных реакциях.