Математическое моделирование в клеточной биофизике

i

i

“Ogneva” — 2014/9/4 — 12:40 — page 1 — #1
i

i

i

i

i

i

УДК 577.3; 517.958:5
ББК 28.05; 28.071в6
О38

Огнева И.В.

О38
Математическое моделирование в клеточной биофизике: Учебное пособие. — М.: Издательство Московского университета,
2014. — 46 с.
ISBN 978-5-19-010931-3
В предлагаемом учебном пособии представлены подходы к математическому моделированию биомеханического поведения живых
объектов на примере мышечных клеток и филаментных биологических структур — кинетоцилий, являющиеся наглядной иллюстрацией тенденции к синтезу знаний из разных областей науки.
Издание предназначено для студентов, обучающихся по специальностям «Биофизика» и «Медицинская биофизика», а также может быть полезно для научных работников.
Ключевые слова: математическое моделирование, биофизика клетки, мышечная клетка, кинетоцилия.

УДК 577.3; 517.958:5
ББК 28.05; 28.071в6

Ogneva I.V.

Mathematical Modeling in Cellular Biophysics: A Tutorial. —
Moscow: Moscow University Press, 2014. — 46 p.
The proposed tutorial presents approaches to the mathematical modeling of the biomechanical behavior of living objects on the example
of the muscle cells and filamentous biological structures — kinetocilia.
These approaches are a clear illustration of the trend towards the synthesis of knowledge from different fields of science.
The manual is intended for students majoring in biophysics and
medical biophysics, and may also be useful for graduate students and
researchers working in the field of biophysics.
Key words:
mathematical modeling, cell biophysics, muscle cells,
kinetocilia.

ISBN 978-5-19-010931-3
c⃝ И.В. Огнева, 2014
c⃝ Издательство Московского университета, 2014

i

i

“Ogneva” — 2014/8/15 — 20:38 — page 5 — #2
i

i

i

i

i

i

Оглавление

Введение.............................................................................
6

1. Математическое моделирование как способ познания
7

2. Математическое моделирование биологических объектов ............................................................................
10
3. Моделирование в биомеханике клетки........................
12
3.1. Механические свойства живых тканей..........................
13
3.2. Клетка как биомеханическая среда ..............................
13
3.3. Математическое моделирование подвижности филаментных биологических структур ......................................
16

4. Моделирование подвижности немышечных клеток:
кинетоцилии.................................................................
22

5. Различные типы подвижности кинетоцилий...............
32
5.1. Обонятельные жгутики..............................................
32
5.2. Жгутики сперматозоидов...........................................
32
5.3. Реснички мерцательного эпителия и простейших...........
33

6. Моделирование механических свойств мышечных волокон............................................................................
35
6.1. Сократительный аппарат ...........................................
35
6.2. Математическое моделирование мембраны кардиомиоцитов и волокон скелетных мышц:
взаимодействие с
внешним механическим полем.....................................
37
Литература .........................................................................
44