Проблемно-ориентированные компьютерные симуляторы в решении теоретических и прикладных задач физиологии человека

Abstract

Обобщен опыт создания специализированных математических моделей и компьютерных симуляторов различных физиологических систем человека. Описаны основные характеристики прикладных моделей для оптимизации способов повышения устойчивости здорового человека к продолжительному воздействию различных экстремальных нагрузок среды (физических факторов авиакосмического полета, а также измененного атмосферного давления). Наряду с подобными моделями, построенными в рамках традиционной физиологической парадигмы гомеостаза, представлена авторская концепция сосуществования клеток разной специализации в едином организме. Новая физиологическая концепция объяснила механизмы эндогенной оптимизации кровообращения и позволила переосмыслить роль артериального давления в функционировании организма. Коротко охарактеризованы модели адаптивной и патологической гипертрофии сердца. Дана общая характеристика комплексной модели и программного симулятора энергетической мегасистемы организма, обеспечивающей борьбу клеток против дефицита энергии. Симуляторы разработаны для персональных компьютеров, совместимых с IBM, программы написаны на Borland Pascal для Delphi или C++ для среды Visual Studio-10.

Узагальнено досвід створення спеціалізованих математичних моделей і комп'ютерних симуляторів різних фізіологічних систем людини. Описано основні характеристики прикладних моделей для оптимізації способів підвищення стійкості здорової людини до тривалого впливу різних екстремальних навантажень середовища (фізичних факторів авіакосмічного польоту, а також зміненого атмосферного тиску). Поряд з подібними моделями, побудованими в рамках традиційної фізіологічної парадигми гомеостазу, представлена авторська концепція співіснування клітин різної спеціалізації в єдиному організмі. Нова фізіологічна концепція пояснила механізми ендогенної оптимізації кровообігу і дозволила переосмислити роль артеріального тиску у функціонуванні організму. Коротко охарактеризовані моделі адаптивної і патологічної гіпертрофії серця. Дано загальну характеристику комплексної моделі та програмного симулятора енергетичної мегасистеми організму, що забезпечує боротьбу клітин проти дефіциту енергії. Симулятор розроблені для сумісних з IBM персональних коп'ютерів, програми написані на Borland Pascal для Delphi або C ++ для середовища Visual Studio-10.

The goal of the paper is in overview of specialized mathematical models and computer simulators created for solving both applied and theoretical problems of human physiological systems. Examples of applied models aimed at optimizing of ways for increasing the resistance of a healthy person to prolonged exposure to extreme loads of the environment (physical factors of aerospace flight, as well as changed atmospheric pressure) are described. Along with models constructed within the framework of the traditional physiological paradigm of homeostasis, a model simulating the fight of organism’s different scale mechanisms against energy lack is described. This model is based on the author's concept of coexistence of cells of different specializations in a single organism. The general characteristic of the complex model and software simulator of the organism-scale energy megasystem providing the fight of cells against energy deficit is given. The new physiological concept explained the endogenous mechanisms of circulation optimization and allowed the author to rethink the role of arterial pressure in the functioning of the body. Models of adaptive and pathological hypertrophy of the heart are briefly described. Software simulators are developed for IBM-compatible PC, programs are written in Borland Pascal for Delphi or in C++ for Visual Studio-10 environment.