В статье рассмотрены активные волновые процессы изменения просвета сосудов и цилиндрических полых органов. Предложена математическая модель автоволнового транспорта их внутреннего содержимого на основе механохимических взаимодействий. Обсуждены самоорганизационные изменения их формы применительно к лимфатическим и кровеносным сосудам, а также другим объектам живых организмов. Представленная нелинейная математическая модель является достаточно точным приближением, позволяющим описать существование и распространение механохимических перепадных активных волн сокращения и расширения. Данная обобщенная универсальная модель описывает полный цикл сокращения-восстановления сосуда или органа. Предложенный механизм данного активного движения способен осуществлять важную транспортную функцию биологических материалов в органах цилиндрического типа: прокачку и насосные перистальтические эффекты. В рамках данной модели удалось получить понятные наглядные решения и аналитические выражения для скорости распространения автоволны сжатия (восстановления) просвета органа, для ширины её фронта и формы. Полученные с помощью формул их оценки близки экспериментальным данным и наблюдениям в лимфососудах животных. Заметим также, что описанные волны с близкими и сопоставимыми параметрами экспериментально наблюдались на других органах. С точки зрения биофизики это важно для понимания конкретных волновых физиологических процессов.
математическое моделирование, нелинейные волны, активный транспорт в сосудах и органах
1. Sarvazyan A., Rudenko O., Aglyamov S., Emelianov S. Muscle as a molecular machine for protecting joints and bones by absorbing mechanical impacts. Medical Hypotheses, 2014, vol. 83, no. 1, pp. 6-10.
2. Физиология человека. Под ред. Р. Шмидта, Г. Тевса. М.: Мир, 1985, том 1, 272 с. @@Human physiology. Ed. R.F. Schmidt, G. Thews. Berlin: Springer-Verlag, 1983, vol. 1, 272 p. (In Russ.)
3. Физиология кровообращения: физиология сосудистой системы. Руководство по физиологии. Л.: Наука, 1984, 656 с. @@Circulation physiology: vessel system physiology. Guide on physiology. L.: Nauka, 1984, 656 p. (In Russ.)
4. Фолков Б., Нил Э. Кровообращение. М.: Медицина, 1976, 464 с. @@Folkow B., Neil E. Circulation. New York: Oxford University Press, 1971, 464 p. (In Russ.)
5. Fung Y.C. Biodynamics. Circulation. New York: Springer-Verlag, 1984, 404 p.
6. Каро К., Педли Т., Шротер Р., Сид У. Механика кровообращения. М.: Мир, 1981, 642 с. @@Caro C.G., Pedley T.J., Schroter R.C., Seed W.A. The mechanics of the circulation. Oxford: Oxford University Press, 1978, 643 p. (In Russ.)
7. Орлов Р.С., Борисов А.В., Борисова Р.П. Лимфатические сосуды. Л.: Наука, 1983, 254 c. @@Orlov R.S., Borisov A.V., Borisova R.P. Lymphatic vessels. L.: Nauka, 1983, 254 p.)
8. Ohhashi T., Azuma T., Sakaguchi M. Active and passive mechanical characteristics of bovine mesenteric lymphatics. Amer. J. Physiol., 1980, vol. 239, pp. H88-H95.
9. Hilton S.M. A peripheral arterial conducting mechanism underlying dilation of the femoral artery and concerned in functional vasodilation in skeletal muscle. J. Physiol., 1959, vol. 149, p. 93-111.
10. Duling B.R., Berne R.M. Propagated vasodilation in the microcirculation of the hamster cheek pouch. Circulation Research, 1970, vol. 26, pp. 163-170.
11. Burrows M.E., Johnson P.C. Arteriolar responses to elevation of venous and arterial pressures in cat mesentery. Amer. J. Physiol., 1983, vol. 245, p. H796-H807.
12. Colantuoni A., Bertuglia S., Intaglietta M. Quantitation of rhythmic diameter changes in arterial microcirculation. Amer. J. Physiol., 1984, vol. 246, no. 4, pt. 2, pp. H508-H517.
