Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 548728)
Консорциум Контекстум Информационная технология сбора цифрового контента
Уважаемые СТУДЕНТЫ и СОТРУДНИКИ ВУЗов, использующие нашу ЭБС. Рекомендуем использовать новую версию сайта.

Математические модели в иммунологии и эпидемиологии инфекционных заболеваний (330,00 руб.)

0   0
Первый авторРоманюха А. А.
АвторыМарчук Г. И.
ИздательствоМ.: Лаборатория знаний
Страниц296
ID443412
АннотацияМонография посвящена построению и исследованию математических моделей иммунологических и эпидемиологических процессов при инфекционных заболеваниях. Рассмотрены явления обучения, адаптации и старения иммунной системы, формирования иммунодефицитов, их зависимости от инфекционной нагрузки и других факторов внешней среды. Описан метод оценки качества работы иммунитета. Рассматриваются связи эпидемиологических и демографических процессов. Модели построены на основе современных знаний о патогенезе и эпидемиологии таких заболеваний как грипп, пневмония, туберкулез.
Кому рекомендованоДля специалистов в области прикладной математики, иммунологии и эпидемиологии, а также для студентов и аспирантов соответствующих специальностей.
ISBN978-5-00101-710-3
УДК575+616+51
ББК28.074в6+51.9в6
Романюха, А.А. Математические модели в иммунологии и эпидемиологии инфекционных заболеваний [Электронный ресурс] : [монография] / ред.: Г.И. Марчук, А.А. Романюха .— 3-е изд. (эл.) .— М. : Лаборатория знаний, 2020 .— 296 с. — (Математическое моделирование) .— Библиогр. в конце глав; Деривативное эл. изд. на основе печ. аналога (М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011); Электрон. текстовые дан. (1 файл pdf : 296 с.); Систем. требования: Adobe Reader XI; экран 10" .— ISBN 978-5-00101-710-3 .— Режим доступа: https://rucont.ru/efd/443412

Предпросмотр (выдержки из произведения)

А. А. Романюха МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ В ИММУНОЛОГИИ И ЭПИДЕМИОЛОГИИ ИНФЕКЦИОННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ А. А. <...> Романюха МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ В ИММУНОЛОГИИ И ЭПИДЕМИОЛОГИИ ИНФЕКЦИОННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ Под общей редакцией 2-е издание (электронное) Г. И. Марчука Москва БИНОМ. <...> Типичным механизмом формирования иммунодефицита является износ и старение иммунной системы. <...> Но частота болезней и, следовательно, наличие признаков иммунодефицита зависит не только от состояния иммунитета, но и от частоты инфицирования. <...> Зависимость эффективности иммунной защиты от среды обитания и явилась поводом рассмотреть влияние эпидемических процессов на индивидуальную иммунную защиту. <...> В книге эти идеи использованы при анализе влияния социально-экономических факторов на эпидемиологию туберкулеза и инфекции ВИЧ в России. <...> Влияние температуры воздуха на трансмиссивность вирусов и неоднородность населения по уровню иммунной защиты позволяет объяснить сезонную динамику заболеваемости респираторными инфекциями. <...> Описаны методы оценки влияния социально-экономических факторов на динамику эпидемического процесса и на характеристики иммунной защиты. <...> Глава 1 ВВЕДЕНИЕ В ИММУНОЛОГИЮ ИНФЕКЦИОННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ 1.1. <...> Иммунная система морских звезд представляет собой совокупность подвижных клеток— фагоцитов, способных поедать и переваривать посторонние организмы или частицы, оказавшиеся во внутренней среде животного. <...> Иммунная система человека представляет собой совокупность клеток, распределенных по всему телу. <...> Введение в иммунологию инфекционных заболеваний и макрофаги. <...> Существуют два пути пополнения популяции лимфоцитов: первый связан с делением и дифференцировкой стволовых клеток костного мозга; второй—с делением лимфоцитов в лимфатических узлах. <...> Для задач, рассматриваемых в этой книге, существенны следующие типы лимфоцитов: T-лимфоциты и B-лимфоциты и наивные клетки и клетки памяти. <...> Ярким <...>
Математические_модели_в иммунологии_и эпидемиологии_инфекционных_заболеваний.pdf
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ А. А. Романюха МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ В ИММУНОЛОГИИ И ЭПИДЕМИОЛОГИИ ИНФЕКЦИОННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ Под общей редакцией 3е издание, электронное Г. И. Марчука Лаборатория знаний 2020 Москва
Стр.2
ББКУДК 575+616+51 28.074в6+51.9в6 Р69 С е р и я о с н о в а н а в 2009 г. Романюха А. А. Р69 Математические модели в иммунологии и эпидемиологии инфекционных заболеваний / А. А. Романюха. — 3-е изд., электрон. —М. : Лаборатория знаний, 2020. — 296 с. —(Математическое моделирование). — Систем. требования: Adobe Reader XI ; экран 10".— Загл. с титул. экрана. —Текст : электронный. ISBN 978-5-00101-710-3 Монография посвящена построению и исследованию математических моделей иммунологических и эпидемиологических процессов при инфекционных заболеваниях. Рассмотрены явления обучения, адаптации и старения иммунной системы, формирования иммунодефицитов, их зависимости от инфекционной нагрузки и других факторов внешней среды. Описан метод оценки качества работы иммунитета. Рассматриваются связи эпидемиологических и демографических процессов. Модели построены на основе современных знаний о патогенезе и эпидемиологии таких заболеваний, как грипп, пневмония, туберкулез. Для специалистов в области прикладной математики, иммунологии и эпидемиологии, а также для студентов и аспирантов соответствующих специальностей. ББКУДК 575+616+51 28.074в6+51.9в6 Деривативное издание на основе печатного аналога: Математические модели в иммунологии и эпидемиологии инфекционных заболеваний / А. А. Романюха. —М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. — 293 с. : ил. —(Математическое моделирование). ISBN 978-5-94774-900-7. Российского фонда фундаментальных исследований по проекту № 08-01-07087 Первый тираж осуществлен при финансовой поддержке В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации ISBN 978-5-00101-710-3 ○c Лаборатория знаний, 2015
Стр.3
ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 1. Введение в иммунологию инфекционных заболеваний . . . . . . . . 1.1. Происхождение иммунной системы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 8 9 9 1.2. Микроорганизмы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.3. Инфекционные болезни . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.3.1. Механизмы повреждения тканей при инфекционных заболеваниях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.4. Механизмы иммунитета. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1.5. Структурно-функциональная организация иммунной системы. 29 1.6. Системы противоинфекционной защиты. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Глава 2. Моделирование инфекционных заболеваний . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 2.1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 2.1.1. Оценка тяжести заболевания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 2.1.2. Описание динамики болезни . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 2.2. Моделирование инфекционных заболеваний . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 2.2.1. Базовая математическая модель инфекционного заболевания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 2.2.2. Математическая модель противовирусного иммунного ответа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 2.2.3. Математическая модель вирусного гепатита B . . . . . . . . 54 2.2.4. Математическая модель острой респираторной инфекции, вызванной вирусами гриппа A. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 2.2.5. Математическая модель бактериальной пневмонии . . . . 59 2.3. Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Дополнительная литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Стр.291
Оглавление 291 Глава 3. Старение иммунитета. Анализ данных и математическое моделирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 3.1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 3.2. Старение иммунной системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 3.3. Математическая модель возрастных изменений в популяции периферических T -лимфоцитов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 3.4. Результаты численных экспериментов с моделью возрастных изменений T -лимфоцитов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 3.5. ВИЧ-инфекция и старение иммунной системы . . . . . . . . . . . . . . . 99 3.5.1. Моделирование ускоренного старения иммунной системы при ВИЧ-инфекции. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 3.6. Моделирование динамики специфического иммунитета при длительной антигенной нагрузке. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 3.6.1. Физическая модель явления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 3.6.2. Математическая модель динамики противотуберкулезного иммунитета. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 3.7. Старение иммунной системы и воспаление . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 3.8. Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 Глава 4. Старение иммунитета и демографические процессы . . . . . . . . . . 129 4.1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 4.2. Математическая модель возрастной динамики риска гибели от инфекционных заболеваний . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 4.3. Моделирование зависимости скорости иммунного ответа от концентраций наивных лимфоцитов и клеток памяти и их репликативного потенциала . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 4.4. Распределение уровня резистентности. Функция риска гибели в зависимости от тяжести заболевания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 4.5. Анализ и моделирование возрастной динамики смертности от респираторных инфекций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 4.6. Моделирование возрастной динамики смертности от инфекционных заболеваний в неоднородных популяциях. . . . . . . . . . . . . . 146 4.7. Моделирование возрастной динамики смертности от пневмонии в России с 1965 по 1990 гг.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 4.8. Анализ и моделирование векового тренда смертности от респираторных инфекций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 4.9. Анализ и моделирование смертности от респираторных инфекций в итальянских когортах, родившихся в период с 1873 по 1895 г. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 4.10. Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
Стр.292
292 Оглавление Глава 5. Модели эпидемических процессов инфекционных заболеваний 169 5.1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 5.2. Эпидемиология туберкулеза в России: математическая модель и анализ данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 5.2.1. Построение математической модели эпидемиологии туберкулеза . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 5.2.2. Анализ данных и оценка параметров . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 5.2.3. Анализ данных и вычислительные эксперименты . . . . . 191 5.3. Метод оценки риска инфицирования ВИЧ на основе факторов социальной дезадаптации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197 5.3.1. Построение индекса силы инфекции ВИЧ без учета региональных особенностей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199 5.3.2. Учет региональных особенностей распространения ВИЧ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 5.3.3. Математическая модель динамики численности групп населения с повышенным риском инфицирования ВИЧ 209 5.4. Анализ данных по эпидемиологии острых респираторных заболеваний. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 5.4.1. Вклад различных сезонов в заболеваемость, анализ корреляций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 5.4.2. Влияние температуры воздуха на заболеваемость ОРЗ. 218 5.4.3. Математическая модель влияния температуры воздуха на распространение респираторных инфекций. . . . . . . . . 221 5.5. Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 Глава 6. Математические модели и методы оценки иммунокомпетентности и адаптация иммунной системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 6.1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 6.2. Цена иммунной защиты. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 6.3. Критерий эффективности иммунной защиты . . . . . . . . . . . . . . . . 231 6.4. Адаптация иммунной системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 6.5. Энергетическая цена иммунной защиты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239 6.6. Энергетическая цена иммунной защиты и возраст. . . . . . . . . . . . 241 6.7. Иммунный надзор и гомеостаз. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 6.8. Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247 Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247 Глава 7. Моделирование адаптации иммунной системы . . . . . . . . . . . . . . . 250 7.1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 7.2. Математическая модель противоинфекционной защиты (M1). . 254 7.3. Оценка расхода энергии на противоинфекционную защиту организма. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258 7.4. Энергетическая цена и приспособленность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
Стр.293
Оглавление 293 7.5. Модель использования энергии (M2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267 7.5.1. Алгоритм использования энергии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 7.6. Модель распространения патогена в популяции (M3) . . . . . . . . . 271 7.7. Результаты численных экспериментов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275 7.8. Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284 Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 Предметный указатель . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
Стр.294