Математическая модель многофазного течения в антродуоденуме: описание пищеварительных ферментов и регуляторных процессов

П. Трусов, Н. Зайцева, М. Камалтдинов

Резюме: Работа посвящена проблеме усовершенствования разработанной ранее модели для описания многофазного течения в aнтродуоденуме. В модель добавлены новые элементы: соли желчных кислот, панкреатические (трипсин, амилаза, липаза) и кишечные (гликозидазы, пептидазы) ферменты, а также продукты ферментативных реакций. Массовые источники за счет ферментативных реакций описываются уравнением Михаэлиса-Ментен, модифицированным зависимостью от кислотности среды. В модель добавлены регуляторные элементы нервной системы для описания массовых источников за счет секреции соляной кислоты и пепсина. Предполагается, что рецепторы определяют кислотность в двенадцатиперстной кишке и передают сигнал на изменение интенсивности источников кислоты и ферментов в желудке. Параметры перистальтики модифицированы зависимостью от концентраций растворенных компонент пищи. Используя численные эксперименты, модель позволяет предсказать характеристики течения в любой точке антродуоденума (pH среды, скорости и объемные доли фаз и компонент). В нескольких сценариях проанализировано влияние нарушений секреторных и регуляторных функций на кислотность в различных участках тракта. Также исследовано качество переваривания пищи.

Ключевые слова: многофазное течение, желудок, oдвенадцатиперстная кишка, кислотность, ферменты, нейроэндокринная регуляция, численное моделирование

Series on Biomechanics, Vol.32, No.3 (2018), 36-42

Ключови думи: кислотность; численное моделирование; двенадцатиперстная кишка; ферменты; многофазное течение; нейроэндокринная регуляция; желудок

Дата на публикуване: 2018-12-16