Modelování fyziologických systémů - KME/MFS

Garant

Cíle předmětu

Student se seznámí s
- základními fyziologickými systémy lidského těla a jejich modely,
- popisem fyziologických procesů jednotlivých subsystémů z pohledu matematického modelování.

Přehled látky

1) Stavba buňky a buněčná mechanika, mikroreologie, rozdělení procesů na buněčné úrovni.
2-3) Úvod do modelování elektrochemických procesů na buněčné membráně, membránové potenciály, kinetika reakcí, transpot a difúze, regulace objemu. Hodggkin-Huxleyův model, dynamika vápníku.
4-5) Buněčný pohyb a buněčné motory. Pohyb podél mikrotubulů (kinesin, dynein) a aktinových filament (myosin). Aktomyosinový pohyb (dělení buněk, svalová kontrakce), protonová pumpa, fyziologie cytoskeletu.
6) Mezibuněčná komunikace, chemické synapse, vedení dendrity, eletrický tok v neuronech, vápníkové vlny, regulace buněčných procesů.
7) Popis fyziologie srdečního rytmu, popis oscilací, pacemakery, arytmie, defibrilace.
8) Modely svalové kontrakce, rozdíly ve fyziologii hladkých a příčně pruhovaných svalů z hlediska modelování. Huxleyův model.
9) Mikrocirkulace v cévním systému, přístupy modelování. Reologie krve, transport kyslíku a jiných látek.
10-11) Fyziologie kardiovaskulárního a lymfatického systému, modely prokrvení tkání. Fyziologie plic, dýchání, termoregulace.
12) Modelování tkáňové přestavby a růstu kostí. Fyziologické procesy, stimulace mechanickým zatížením.
13) Metabolismus hepatocytů a vazba na mikrocirkulaci.

Odborné dovednosti po absolvování předmětu

  • využívat odborných znalostí pro řešení některých jednodušších úloh z oblasti fyziologie tkání
  • pro daný případ (problém) analyzovat nároky na komplexnost modelu fyziologického systému, vybrat jeho rozhodující vlastnosti a jevy, které by měl popisovat
  • orientovat se v odborné literatuře zaměřené na modelování fyziologie tkáňových systémů a zpracování experimentálních studií
  • formulovat a řešit jednodušší úlohy pro simulace fyziologických procesů v tkáních.
  • samostatně vyhledávat relevantní informace o aktuálních vědeckých poznatcích v oblasti modelování fyziologických systémů

Požadavky na studenta

Požadavky na zápočet:
Vypracování semestrální práce na odpovídající úrovni.
Požadavky na zkoušku:
Znalost přednášené látky, formulace a řešení vybraných úloh ve fyziologii tkání a orgánů.

Doporučená literatura

Více informací o předmětu (portál ZČU)

Patička