Введение к работе
Актуальность темы. Система свертывания крови является сферо/і пересечения интересов научных исследовании и практической медицины. На сегодняшний день получено большое количество биохимических данных об этой системе. Известна молекулярная структура большинства веществ, участвующих в этом процессе, изучены многие особенности их язднмолейепшя яруг с другом. Однако на уровне исследования функционирования системы спертыпанил как целостной физиологической системы имеется болшое количество вопросов, требующих разрешения.
Известно, что система снергмпанни кропи представляет собсіі каскад биохимических реакций, охваченные петлями положительных обратных связей. Такая сгрукгура системы обеспечивает антокаталитнческую, взрывную кинетику свертыглнпя, что полтпержлается имеющимися экспериментальными данными. Существующие математические м.лдели (М.Л. Ханин, В.П. Семенов. Биофизика, т.35, 1990) предсказывают наличие порогового поведении в угон системе. Это тначает, что переход кропи ні жидкого состояния в іелеобразісое происходит, котла величина активирующего воздействия превышает некоторое критическое значение. Представляется актуальным зкепернментапыю изучить вопрос, при каких условиях система отвечает на активирующее воздействие автокагааитпческнм, пороговым образованием активных факторов свертывания. Какова кинетика при слабой актннаипк?
Возможны лпа пули экспериментальной проверки гипотезы о существовании в этой системе порогового поведения. Мерный (прямой
путь) связан с уменьшением уровня активации до подпорогового уровня. 'Активация системы 'свертывания кроан in vitro, как правило, связана с ее контактом с чужерсшьши поверхностями, Известно, что вес практически и^учеккыематериалы актиьируют в тон или икой мере эту систему. Причем уровень этой акткіации всегда їіьіімє порогового, т.к. кровь зле организма всегда сворачивается.
Втором подход і; зкеиериментатыюму исследованию пороговых свойств системы свертьмания заключается в том, чтобы, не уменьшая урсБень внешней активации системы, поменять степень интенсивности положительных обратных связей. Это можно сделать, уменьши» кониадтс.-щкю кальция в системе, поскольку кяльцлй является необходимым компонентом фермгнтативных комплексов, входящих в эти обратные связи, Тем самым, уменьшение концентрации кальция эквивалентно увеличению величины порога свертывания по активирующему воздействию.
Другой важной проблемой, касающейся функционирования системы свертывания, . является вопрос о пространственной организации процесса ' роста тромба. К.кие особенности тромбообразования связаны с наличием пороговых свойств к взрывной кинетики? Традиционно системы, возбуждаемые пороговым образок, являются объектами теории активных сред. Использование соотт.стствующи.-с методов теории самоорганизации при анализе феноменологической модели позводило недавно показать, что формирование локализованных сгустков в крови может обеспечиваться сугубо автов?дновьши механизмами (Ф.И.Атауллаханов, Г.Т.Гурия, АЛО.Сафрошкина. Биофизика, т.39, 1994). Поэтому особый интерес представляет анализ пространственной динамики роста тромба с учетом всей совокупности имеющихся экспериментальных биохимических данных.
П5Дм<'_цаотчі явилось изучение пороговых кинетических свойств системы спертыми/ил крови и обусловленных ими особенностей динамики роста фибриноэого тромба в пространстве.
Змачл.иссдехйыцця
1. Пропестя Жспериме:тгалы'сг 'исследование зависимости кинетики внутреннего ПУ1"'' слертываниЯ' xpom от концентрации калымя для пространственно' - однородной СИСТЄМігТ.
-
Построить математическую модель внутреннего пути сгерлывакш крови, согласующуюся с экспериментальными данными,
-
С помощью математической модели, описывающей хинеткху внутреннего пути езертшания, и принимая во питание диффузию, рассмотреть задачу о тіростраі'стаенном распространении/ активных факгороз при локальной актияанин считывания,
Шштллшти'л-
В работе предстаатело экспериментальное доказательство существований пороговых эффекте» в системе свертывания крови.
На основе построенной математичесхой модели' оертыя-змия кроіи изучена* лШммикэ простряисгпенною тромбообразованнл » крови. Показано, что распространение по пространству активны.1; факторов может иметь "аЕтоволновой характер при наличии в системе положительных обратных связей, осущеегйллюїцнші путем активаціїи факторов каскада .реакцій! свертывания нижестоящим активным Аакторам. В частности, присутствие в счстеие реакции активации фактора XI тромбином способно обеспечить аитомпновой характер свертывания.
Hftyj^WjJ№aKiil45S0L?iiSUSHiis.
Полученные результаты создают новые методические яозможностн для биомедицинского изучения свертыпакия крови и могут быть
использованы в медицинских институтах н лабораториях, занятых исследованием нарушений гемостаза.
Динамические особенности пространственного поведения системы свертывания, полученные и работе, могут представлять интерес с точки зрения общих свойств динамических систем, исследования которых проводятся d ИТЭБ, МГУ, МФТИ, ФИАН, ИПМ РАН, ИПУ РАН и других организациях.
-QcjjQSHW ПЯДРЖСНИЯ. ЕЫНРримЩ па эдшиту
-
Система свертыаания крови обладает пороговым поведением при изменении концентрации кальция.
-
Пороговая зависимость поведения системы свертывания крови от концентрации кальция обусловлена существованием D этой системе порога по величине активирующего воздействия.
-
Наличке в системе свертывания крови положительных обратных связен типа реакции активации фактора XI тромбином при запороговой активации приводит к возникновению в пространстве незатухающей самоподдерживающейся волны активных факторов.
Апробация диссертации состоялась 26 апреля 1994 г. на заседании проблемной комиссии "Патологии и физиология гемостаза" в Гематолопгческом Научном Центре РАМН. Материалы диссертации докладывались в Калининграде на Симпозігуме "Математические теории биологических процессов" памяти М.В.Волькенштейна (октябрь 1993 г.), на Гордоновских Конференциях "Hemostasia" (Andover, USA, 12 июня 1994г.) и "Oscillations and Dynamic Instability" (Newport, USA, 7 августа 1994г.).
Публикации.
По теме диссертации опубликовано 3 печатные работы.
Ощук ра дирсертация.
Диссертация изложена на 112 страницах машинописного текста и состоит из введения, пяти глав (главы 1- обзора литературы, глапы 2-опиеания материалов и Методов исследования, глав 3,4,5 собственник исследований), ныподо», обсуждении результатов и списка литературы. В списке литературы указано 94 источника.
Диссертационная работа выполнена в лаборатории физической биохимии системы кропи Гематологического Научного Центра (зав. лаб.- д.б.н., Ф.И. АтауЛлаханов). Айтор благодарит своих коллег Г.Т.Гурию, Е.И.Синауридзе, Р.И.Волкоау, В.Зарницину за помошь в работе.