ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Перемещение компонент из "Теория управления и биосистемы Анализ сохранительных свойств" Законы, определяющие процессы перемещения компонент в биосистемах, могут быть как простыми (в частности, таковы физические законы, описывающие пассивный транспорт вещества и энергии), так и чрезвычайно сложными (как, например, законы, регулирующие активный транспорт в биохимических системах или расселение и перемещение видов и отдельных групп животных). В компартментальных моделях живых систем в настоящее время исследуются, однако, лищь простейщие зависимости такого рода. Рассмотрим некоторые из них. [c.164] Диффузия. Наиболее распространенным механизмом транспорта веществ в физиологических и биохимических системах является диффузия. Этот механизм представляет собой один из способов, посредством которого могут перемещаться молекулы вещества, растворенного в жидкости, и является следствием теплового движения молекул — броуновского движения [352, 357]. [c.164] При этом обычно допускается, что раствор изотропен, т. е. обладает одинаковыми свойствами по всем направлениям. Если во всех уравнениях (6.8) величина О одна и та же, она называется константой диффузии. [c.164] Это принципиальное соотношение в различных источниках называется по-разному. Часто для него используется название принцип Фика, а в теории открытых систем оно известно как уравнение Берталанфи. [c.165] Матрица позволяет по количеству компоненты, поступившей извне, определить ее концентрацию в -м компартменте. [c.166] Схема такой модели представлена на рис. 6.2. [c.166] Нелинейные процессы переноса компонент. Использование линейных уравнений диффузии в форме (6.18) позволяет описать достаточно широкий класс явлений физического переноса компонент биосистемы. [c.167] Заметим, что уравнение (6.23) хорошо линеаризуется в области тех температур, с которыми обычно имеет дело исследователь (от —20 до +50 °С). Можно дривести примеры нелинейных зависимостей переноса компонент, плохо поддающихся линеаризации. [c.168] Пример 6.2.2. Рассмотрим простейшую модель миграции саранчи под действием феромона. Феромокы —особого рода пахнущие химические вещества, выделяемые отдельными особями животных н используемые ими для химического общения с другими особями того же вида. Передача этих веществ происходит по воздуху в соответствии с линейными законами диффузии, хотя наличие ветра может усложнить условия их распространения. Транспорт феромонов подробно рассмотрен в [352]. Ниже мы будем интересоваться не транспортом феромонов, а движением массы животных под влиянием изменения концентрации феромона. [c.168] Катастрофический характер миграции саранчи объясняется существенно нелинейным характером зависимости у,г от концентрации Хз, что воспроизводится в модели уравнением (6.25). Модель имеет три компартмента при рассмотрении двух пространственных областей. [c.168] Конвективный перенос в физических явлениях имеет место в том случае, когда переносимое вещество находится в движущейся жидкости или газе. Результирующее движение вещества называется конвективным транспортом. [c.169] Вернуться к основной статье