Лекция 6-7
DESCRIPTION
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В БИОФИЗИКЕ. Лекция 6-7. Тема: Моделирование процесса авторегуляции почечного кровотока. Раздел 1.1 Физиология нефрона. Структурная единица почек – нефрон. Устройство и упрощенная схема функционирования нефрона. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Лекция 6-7](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032612/568131d9550346895d983ef2/html5/thumbnails/1.jpg)
Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 8 семестр) 1
Лекция 6-7
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В БИОФИЗИКЕ
Тема:Моделирование процесса авторегуляции почечного кровотока.Раздел 1.1 Физиология нефрона.Структурная единица почек – нефрон. Устройство и упрощенная схема функционирования нефрона. Механизм фильтрации в клубочке и его математическое описание. Обратные связи в нефроне. Петля Хенли.
Раздел 1.2 Математическая модель одиночного нефрона. Математическое описание авторегуляции интенсивности кровотока изменением диаметра входной артериолы. Регулярная и хаотическая динамика математической модели одиночного нефрона. Основные режимы колебаний и бифуркационные переходы, две моды колебаний.
Раздел 1.3 Модели парных нефронов. Механизмы взаимодействия парных нефронов. Гемодинамическая связь и ее моделирование. Учет TGF-связи в уравнениях. Синхронизация регулярных и хаотических колебаний в парных нефронах. Раздельная синхронизация двух мод при хаотическом режиме колебаний.
![Page 2: Лекция 6-7](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032612/568131d9550346895d983ef2/html5/thumbnails/2.jpg)
Ренальная гемодинамика: модели авторегуляции почечного кровотока в
нефронах
0.4% веса тела и около 20% кровотока!
![Page 3: Лекция 6-7](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032612/568131d9550346895d983ef2/html5/thumbnails/3.jpg)
Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 8 семестр) 3
Расположение почек в организме
![Page 4: Лекция 6-7](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032612/568131d9550346895d983ef2/html5/thumbnails/4.jpg)
Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 8 семестр) 4
Общее строение почки
Микрофотография ткани почки
Нефрон – малая функциональная единица почки(крыса – 300 тыс. , человек – около 1млн.)
![Page 5: Лекция 6-7](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032612/568131d9550346895d983ef2/html5/thumbnails/5.jpg)
Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 8 семестр) 5
![Page 6: Лекция 6-7](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032612/568131d9550346895d983ef2/html5/thumbnails/6.jpg)
Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 8 семестр) 6
Различные вещества фильтруются по-разному
![Page 7: Лекция 6-7](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032612/568131d9550346895d983ef2/html5/thumbnails/7.jpg)
Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 8 семестр) 7
![Page 8: Лекция 6-7](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032612/568131d9550346895d983ef2/html5/thumbnails/8.jpg)
Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 8 семестр) 8
Авторегуляция при переменном
артериальном давлении
Различные сегментыКанальцев в разрезе
Корковая собирательная трубочка
Падение давления крови походу почечных сосудов
На входе – 96 мм.рт.ст.У мозгового вещества – 90В поверхностных корковыхслоях – 67В клубочках – 48 и мало варьирует
Авторегуляция на службефильтрации и выведения соли
![Page 9: Лекция 6-7](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032612/568131d9550346895d983ef2/html5/thumbnails/9.jpg)
Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 8 семестр) 9
![Page 10: Лекция 6-7](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032612/568131d9550346895d983ef2/html5/thumbnails/10.jpg)
Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 8 семестр) 10
Дополнительно: детали механизма фильтрации
Образуют фильтр:
Эндотелий капилляров(поры 50-100 нм)
базальная мембрана (сеть из коллагена)
отростки эпителиальных клеток (подоцитов)образуют сеть со щелями
Нет давления- нет фильтрата.
Распределение вдоль капилляра
Фильтра как барьердля макромолекул иЭритроцитов(зависимостьот заряда,«-» - фильтруется хуже!)
![Page 11: Лекция 6-7](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032612/568131d9550346895d983ef2/html5/thumbnails/11.jpg)
Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 8 семестр) 11
Проксимальный каналец
![Page 12: Лекция 6-7](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032612/568131d9550346895d983ef2/html5/thumbnails/12.jpg)
Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 8 семестр) 12
Дополнительно: детали механизма канальцевого транспорта
![Page 13: Лекция 6-7](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032612/568131d9550346895d983ef2/html5/thumbnails/13.jpg)
Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 8 семестр) 13
Как все взаиморасположено по вертикали
Также: поворотно-противоточнаясистема
![Page 14: Лекция 6-7](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032612/568131d9550346895d983ef2/html5/thumbnails/14.jpg)
Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 8 семестр) 14
Почка и краткосрочная регуляция кровяного давления
![Page 15: Лекция 6-7](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032612/568131d9550346895d983ef2/html5/thumbnails/15.jpg)
Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 8 семестр) 15
Почка и обмен веществ в организме
Синтезируетсяв коре
Реабсорбируются в проксимальном канальце
![Page 16: Лекция 6-7](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032612/568131d9550346895d983ef2/html5/thumbnails/16.jpg)
![Page 17: Лекция 6-7](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032612/568131d9550346895d983ef2/html5/thumbnails/17.jpg)
![Page 18: Лекция 6-7](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032612/568131d9550346895d983ef2/html5/thumbnails/18.jpg)
Схематическое представление петли TGF
![Page 19: Лекция 6-7](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032612/568131d9550346895d983ef2/html5/thumbnails/19.jpg)
![Page 20: Лекция 6-7](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032612/568131d9550346895d983ef2/html5/thumbnails/20.jpg)
Гломерулярная фильтрация
![Page 21: Лекция 6-7](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032612/568131d9550346895d983ef2/html5/thumbnails/21.jpg)
Условие фильтрационного равновесия:
(2) (1) , (4)(1) : кубическое уравнение для Се
![Page 22: Лекция 6-7](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032612/568131d9550346895d983ef2/html5/thumbnails/22.jpg)
Динамика в канальцах
![Page 23: Лекция 6-7](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032612/568131d9550346895d983ef2/html5/thumbnails/23.jpg)
![Page 24: Лекция 6-7](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032612/568131d9550346895d983ef2/html5/thumbnails/24.jpg)
Свойства артериол Общая напряженность
![Page 25: Лекция 6-7](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032612/568131d9550346895d983ef2/html5/thumbnails/25.jpg)
Свойства артериол
![Page 26: Лекция 6-7](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032612/568131d9550346895d983ef2/html5/thumbnails/26.jpg)
Свойства
артериол
![Page 27: Лекция 6-7](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032612/568131d9550346895d983ef2/html5/thumbnails/27.jpg)
TGF механизм
![Page 28: Лекция 6-7](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032612/568131d9550346895d983ef2/html5/thumbnails/28.jpg)
Уравнения модели одиночного нефрона
![Page 29: Лекция 6-7](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032612/568131d9550346895d983ef2/html5/thumbnails/29.jpg)
Эксперимент in vivo
![Page 30: Лекция 6-7](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032612/568131d9550346895d983ef2/html5/thumbnails/30.jpg)
Эксперимент in vivo
![Page 31: Лекция 6-7](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032612/568131d9550346895d983ef2/html5/thumbnails/31.jpg)
Мат. методы в биофизике Лекция 6 ( Д.Э.Постнов, 8 семестр) 31
![Page 32: Лекция 6-7](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032612/568131d9550346895d983ef2/html5/thumbnails/32.jpg)