https://sourceforge.net/p/cellgrowth/wiki/Home/Recent changes to HomeenMon, 21 Sep 2015 12:52:14 -0000https://sourceforge.net/p/cellgrowth/wiki/Home/<div class="markdown_content"><pre>--- v2 +++ v3 @@ -1,3 +1,5 @@ + + Программа работает в среде MS DOS (используйте DosBox с русификатором russian.txt). Если работает очень медленно или зависает, откройте параметры (F4) и измените Delay на 1. Также, можете дополнительно изменять количество циклов DosBox (Ctrl+F11 / Ctrl+F12). </pre> </div>Alexey ArkhipenkoMon, 21 Sep 2015 12:52:14 -0000https://sourceforge.net8f041a3c051bdf953227e2d1a8b67dc851496bfchttps://sourceforge.net/p/cellgrowth/wiki/Home/<div class="markdown_content"><pre>--- v1 +++ v2 @@ -1,8 +1,311 @@ -Welcome to your wiki! - -This is the default page, edit it as you see fit. To add a new page simply reference it within brackets, e.g.: [SamplePage]. - -The wiki uses [Markdown](/p/cellgrowth/wiki/markdown_syntax/) syntax. +Программа работает в среде MS DOS (используйте DosBox с русификатором russian.txt). +Если работает очень медленно или зависает, откройте параметры (F4) и измените Delay на 1. Также, можете дополнительно изменять количество циклов DosBox (Ctrl+F11 / Ctrl+F12). + +Данная программа была создана для демонстрации и изучения закономерностей + развития культур клеток, осуществляемой при помощи набора + систем уравнений, являющихся ядром программы. Каждая экосистема + передает программе номер нужной ей cистемы уравнений и параметры + этих уравнений. Таким образом, на основании одной системы уравнений + может быть создано большое количество разнообразных экосистем, + демонстрирующих основные особенности данного типа взаимодействий. + + +Cодержание справки: + 1. Управление программой + 2. Структура файлов экосистем + 3. Уравнения и модели + 4. Замечание об ошибках + 5. Источники + + +1. Управление программой: + + В режиме выбора и редактирования экосистемы: + F1 - Вызов этой справки + F4 - Редактирование параметров выбранной экосистемы или смена + описания папки + F5 - копирование выбранной экосистемы + F6 - перемещение выбранной экосистемы + F7 - создание новой папки + Ins - создание новой экосистемы + Del - удаление папки/экосистемы + BkSp - возврат в предыдущую папку + Enter - переход в режим моделирования и создание графика числен- + ностей и концентраций для выбранной экосистемы + + В режиме моделирования экосистемы: + Esc - Возврат в режим выбора и редактирования + Enter - Продолжение моделирования с начала экрана + P - Приостановка моделирования + Tab - Включение / выключение вывода параметров моделируемой + экосистемы. + При нажатии любой клавиши кроме Enter и P моделирование начина- + ется с начала (с начальных параметров) + + +2. Программа содержит несколько уравнений моделирования популяций. В файлах + экосистем номер экосистемы является самым первым параметром (Tip). + В поставляемых экосистемах после заголовка следуют уравнения дан- + ного Tip'a. Если вы создаете свой файл, то нужно следовать следу- + ющим правилам: + 1. Последовательность параметров должна быть всегда определен- + ной: Tip, отметка о выводимых численностях и концентрациях + (Show=xxox), состоящая из x-выводить и o-не выводить, + время (T), переключатель общего/частного максимума по Y + (ОбщаяY), максимальная отображаемая численность + (MaxY), начальные количества каждой популяции (No1, + No2,..), специальные параметры экосистемы. К специальным па- + раметрам (также в определенной последовательности) относят- + ся коэффициенты, подставляемые в уравнения динамик популя- + ций. Переключатель общего/частного максимума сообщает прог- + рамме, следует ли ей читать из файла MaxY для каждого N + перед каждым No (кроме No1 - в этом случае MaxY1=MaxY) или + MaxY является общим масштабным коэффециентом для всех N. + (Примеры: см. поставляемые экостистемы). + 2. Название перед каждым параметром необязательно, но перед каж- + дым должен стоять знак равенства, иначе строка рассматрива- + ется как комментарий. + 3. Комментарии (в том числе пустые строки) можно вводить с любом + месте файла, начиная с новой строки. Если вы хотите ввести + комментарий, содержащий знак равенства (уравнение), то нач- + ните строку со знака "&gt;". + + +3. Каждому Tip'у соответствует определенный набор уравнений динамики числен- + ностей штаммов и концентраций веществ экосистемы, количество попу- + ляций и параметров: + 1. Элементарная модель лимитирования по субстрату без учета ги- + бели клеток. + - Ys - экономический коэффициент (определяет, сколь- + ко субстрата поглощает одна клетка за единицу времени) + - Mm - предельная максимальная удельная скорость роста. + - Ks - параметр, характеризующий сродство субстрата к клет- + кам культуры + Популяции: 1 (3) + Уравнения: dS=-N/Ys (субстрат) + m=Mm*S/(Ks+S) (скорость роста) + dN=N*m (число клеток) + Параметры: Ys, Mm, Ks + Пример: 1\SUBSTRAT\simple* + 2. Логистическая модель лимитирования по субстрату с учетом + гибели клеток. На основе модели N 1. + - M1 - "ресурсный" коэффициент. Ограничивает максимальное + число клеток: Nm=M1/Mm + Популяции: 1 (3) + Уравнения: dS=-N/Ys (субстрат) + m=Mm*S/(Ks+S) (скорость роста) + dN=N*m-N*N*M1 (число клеток) + Параметры: Ys, Mm, Ks, M1 + Пример: 1\SUBSTRAT\logist* + 3. Логистическая модель лимитирования по субстрату с учетом + ингибирования избытком субстрата. При начальных больших + количествах субстрата штамм вымирает, при средних коли- + чествах рост культуры в начале немного ингибируется, + но, постепенно снижая концентрацию субстрата, бактерии + постепенно уменьшают силу ингибирования. На основе модели N 2 + - Ki - константа ингибирования избытком субстрата + Популяции: 1 (3) + Уравнения: dS=-N/Ys (субстрат) + m=Mm*S/(Ks+S*(1+S/Ki)) (скорость роста) + dN=N*m-N*N*M1 (число клеток) + Параметры: Ys, Mm, Ks, Ki, M1 + Пример: 1\SUBSTRAT\sii* + 4. Логистическая модель ингибирования субстратом при линейном + контролируемом повышении его концентрации. Фактически + эта "модель" выводит на экран зависимость скорости роста + клеток от концентрации субстрата в среде. На основе модели N 3 + - Sk - скорость роста субстрата + Популяции: 1 (3) + Уравнения: dS=Sk (субстрат) + m=Mm*S/(Ks+S*(1+S/Ki)) (скорость роста) + dN=N*m-N*N*M1 (число клеток) + Параметры: Sk, Mm, Ks, Ki, M1 + Пример: 1\SUBSTRAT\siim* + 5. Логистическая модель ингибирования стабильным продуктом жиз- + недеятельности клеток. На основе модели N 2 + - Ki - константа ингибирования продуктом + - Yp - количество продукта на единицу биомассы + Популяции: 1 (4) + Уравнения: dS=-N/Ys (субстрат) + m=Mm*S/(Ks*(1+P/Ki)+S) (скорость роста) + dN=N*m-N*N*M1 (число клеток) + dP=N/Yp (продукт) + Параметры: Ys, Mm, Ks, Ki, M1, Yp + Пример: 1\INGIB\pi* + 6. Логистическая модель ингибирования роста клеток продуктом + их жизнедеятельности, разрушающимся по реакции 1 порядка. + На основе модели N 5 + - Dp - константа скорости реакции разрушения продукта + Популяции: 1 (4) + Уравнения: dS=-N/Ys (субстрат) + m=Mm*S/(Ks*(1+P/Ki)+S) (скорость роста) + dN=N*m-N*N*M1 (число клеток) + dP=N/Yp-Dp*P (продукт) + Параметры: Ys, Mm, Ks, Ki, M1, Yp, Dp + Пример: 1\INGIB\pid* + 7. Логистическая модель лимитирования роста клеток по линейно + возобновляющемуся субстрату. Субстрат буквально добавляется + в систему с постоянной скоростью. На основе модели N 2 + - Sd - скорость добавления субстрата + Популяции: 1 (3) + Уравнения: dS=-N/Ys+Sd (субстрат) + m=Mm*S/(Ks+S) (скорость роста) + dN=N*m-N*N*M1 (число клеток) + Параметры: Ys, Mm, Ks, M1, Sd + Пример: 1\SUBSTRAT\sr* + 8. Модель одного из механизмов индукции. Активное размножение + клеток не начинается до тех пор, пока концентрация ингиби- + тора роста не станет достаточно низкой. (логистическая) + На основе модели N 6 + Популяции: 1 (4) + Уравнения: dS=-N/Ys (субстрат) + m=Mm*S/(Ks*(1+З/Ki)+S) (скорость роста) + dN=N*m-N*N*M1 (число клеток) + dP=Dp*P (ингибитор) + Параметры: Ys, Mm, Ks, Ki, M1, Dp + Пример: 1\INGIB\psd* + 9. Логистическая модель развития и гибели штамма в результате + исчерпания субстрата и постепенной инактивации способных к + делению клеток. На основе модели N 2 + - L - константа скорости инактивации клеток + Популяции: 1 (4) + Уравнения: dS=-N/Ys (субстрат) + m=Mm*S/(Ks*(1+S/Ki)+S) (скорость роста) + dI=A*L-I*I*M1 (неактивные клетки) + dA=A*m-A*A*M1 (активные клетки) + N=I+A (число клеток) + Параметры: Ys, Mm, Ks, L, M1 + Пример: 1\STOP\ia* + 10. Логистическая модель развития и гибели штамма в результате + инактивации клеток по "запрограммированному отказу". В мо- + дели предполагается, что скорость размножения клеток прямо + пропорциональна числу рецепторов к фактору роста на клетках: + R=A*[Exp(-Lt)-Exp(-at)]. На основе модели N 2 + - L - константа скорости потери рецепторов, инактивации + - a - константа скорости роста количества рецепторов + - A - коэффициент пропорциональности + Популяции: 1 (4) + Уравнения: dz1=-z1*L (дополнительные + dz2=-z2*a функции) + m=A*(z1-z2) (скорость роста) + dN=N*m-N*N*M1 (активные клетки) + Параметры: L, a, A, M1 + Пример: 1\STOP\zo* + 11. Модель культивирования клеток в режиме хемостата. Неослож- + ненный рост. Коэффициент D показывает скорость вымывания ве- + щества и культуры из ферментера, то есть скорость разбавле- + ния раствора с культурой раствором с субстратом. На основе + модели N 2 + - D - скорость разбавления + - Se - концентрация субстрата во входящем растворе + Популяции: 1 (4) + Уравнения: m=Mm*S/(Ks+S) (скорость роста) + dN=N*m-N*D (число клеток) + dS=D*(S-Se)-m*N/Ys (субстрат) + dP=m*N/Yp-P*D (продукт) + Параметры: Ys, Mm, Ks, D, Se, Yp + Пример: 1\STAT\simple* + 12. Модель культивирования клеток в режиме хемостата. Рост + клеток ингибируется продуктом их жизнедеятельности. На + основе модели N 11, 5. Необходимо помнить, что все компонен- + ты системы постепенно вымываются из нее, в том числе и продукт + жизнедеятельности, что и обеспечивает возможность размножения. + Популяции: 1 (4) + Уравнения: m=Mm*S/(Ks*(1+P/Ki)+S) (скорость роста) + dN=N*m-N*D (число клеток) + dS=D*(S-Se)-m*N/Ys (субстрат) + dP=m*N/Yp-P*D (продукт) + Параметры: Ys, Mm, Ks, D, So, Yp, Ki + Пример: 1\STAT\pic* + 13. Модель лимитирования по субстрату с учетом лизиса клеток + 1 порядка. На основе модели N 1 + - M1 - константа скорости лизиса + Популяции: 1 (3) + Уравнения: dS=-N/Ys (субстрат) + m=Mm*S/(Ks+S) (скорость роста) + dN=N*m-N*M1 (число клеток) + Параметры: Ys, Mm, Ks, M1 + Пример: 1\SUBSTRAT\lisis* + 14. Логистическая модель динамики численностей двух клеточных + популяцей, концентраций их субстратов и продуктов. Популя- + ции взаимодействуют по принципу симбиотрофной ассоциации, + т.е. продукт жизнедеятельности клеток одного вида является + субстратом для клеток другого вида. На основе модели N 2. + Популяции: 2 (7) + Уравнения: dS1=-N1/Ys1 (субстрат-1) + m1=Mm1*S1/(Ks1+S1) (скорость-1) + dN1=N1*m1-N1*N1*M1 (клетки-1) + dS2=-N2/Ys2+N1/Yp1 (продукт-1/ + субстрат-2) + m2=Mm2*S2/(Ks2+S2) (скорость-2) + dN6=m2*N2-N2*N2*M2 (клетки-2) + dP2=N2/Yp2 (продукт-2) + Параметры: Ys1, Mm1, Ks1, M1, Yp1, + Ys2, Mm2, Ks2, M2, Yp2 + Пример: 2\* + 15. Логистическая модель динамики численностей трех клеточных + популяцей, концентраций их субстратов и продуктов. Популя- + ции взаимодействуют по принципу симбиотрофной ассоциации, + т.е. продукт жизнедеятельности клеток одного вида является + субстратом для клеток другого вида, а продукт жизнедеятель- + ности последнего является субстратом для третьего вида. + На основе модели N 14. + Популяции: 3 (10) + Уравнения: dS1=-N1/Ys1 (субстрат-1) + m1=Mm1*S1/(Ks1+S1) (скорость-1) + dN1=N1*m1-N1*N1*M1 (клетки-1) + dS2=-N2/Ys2+N1/Yp1 (продукт-1/ + субстрат-2) + m2=Mm2*S2/(Ks2+S2) (скорость-2) + dN6=m2*N2-N2*N2*M2 (клетки-2) + S3=-N3/Ys3+N2/Yp2 (продукт-2/ + субстрат-3) + m3=Mm3*S3/(Ks3+S3) (скорость-3) + dN3=m3*N3-N3*N3*M3 (клетки-3) + dP3=N3/Yp3 (продукт-3) + Параметры: Ys1, Mm1, Ks1, M1, Yp1, + Ys2, Mm2, Ks2, M2, Yp2, + Ys3, Mm3, Ks3, M3, Yp3 + Пример: 3\* + + +4. В программе использована специальная многоуровневая система контроля + ошибок. Поэтому практически ничто не может самопроизвольно завер- + шить программу без желания пользователя. Если в модель были введе- + ны неестественные коэффициенты, то результат может выйти за пределы + (0.5e4932). В этом случае программа выдаст звуковой сигнал и оста- + новит моделирование, поскольку никаких разумных результатов все равно + уже нельзя будет получить, исходя из данных параметров. После нажа- + тия клавиши программа вернется в меню и выдаст сообщение об ошибке, + предлагая пользователю продолжить работу. Отказываться от продолже- + ния работы имеет смысл только в том случае, если программа цикличес- + ки выдает данную ошибку уже несколько раз и не продолжает работу. Та- + кое в принципе возможно только в случае грубых физических повреждений + компьютера или изменений программы в результате занесения вируса или + попыток изменения кода. Если программа обнаружит заражение вирусом, + она попытается излечить себя с разрешения пользователя, если это ока- + жется возможным. + + +5. При составлении программы и подготовке систем были использованы следующие + источники: + 1. С.Д.Варфоломеев, К.Г.Гуревич. "Биокинетика". Москва, "Пранд", + 1999 + 2. Ю.А.Ершов, В.А.Попков, А.С.Берлянд, А.З.Книжник, + Н.И.Михайличенко, "Биофизическая химия". Москва, "Высшая + школа", 1993 + 3. А.Н.Герасимов, "Математические модели в биологии, экологии и + медицине. Москва, МИФИ, 1998 + 4. А.О.Рувинский, Л.В.Высоцкая, С.М.Глаголев и др., "Общая биоло- + гия". Москва, "Просвещение", 1993 + + +Со всеми вопросами и предложениями просьба обращаться: + e-mail: rualark@gmail.com + + Архипенко Алексей + Москва + 1999 [[members limit=20]] [[download_button]] </pre> </div>Alexey ArkhipenkoMon, 21 Sep 2015 11:15:45 -0000https://sourceforge.net3c2c904bca2712c092a76810126077c373990826https://sourceforge.net/p/cellgrowth/wiki/Home/<div class="markdown_content"><p>Welcome to your wiki!</p> <p>This is the default page, edit it as you see fit. To add a new page simply reference it within brackets, e.g.: <span>[SamplePage]</span>.</p> <p>The wiki uses <a class="" href="/p/cellgrowth/wiki/markdown_syntax/">Markdown</a> syntax.</p> <p></p><h6>Project Members:</h6> <ul class="md-users-list"> <li><a href="/u/rualark/">Alexey Arkhipenko</a> (admin)</li> </ul><br/> <p><span class="download-button-55ffe63d7929e549ec9a02be" style="margin-bottom: 1em; display: block;"></span></p><p></p></div>Alexey ArkhipenkoMon, 21 Sep 2015 11:13:01 -0000https://sourceforge.netbb21f6ee9f26734c1d57bbba3d48bf617d33b9b3