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Ecuación de tipo de sistema S generalizado: sensibilidad de los modelos determinista y estocástico para la mecanotransducción ósea

Autores: Simonovi, Julijana; Woolley, Thomas E.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Ecuación de tipo de sistema S generalizado: sensibilidad de los modelos determinista y estocástico para la mecanotransducción ósea


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Formalismo
Modelo de población de células óseas
S-System
Ecuaciones diferenciales ordinarias
Mecanotransducción
Algoritmo de simulación estocástica

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 49

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El formalismo de un modelo de población de células óseas se generaliza para que sea de la forma de un Sistema S. Este es un sistema de ecuaciones diferenciales ordinarias no lineales acopladas (ODEs), cada una con la misma estructura: el cambio en una variable es igual a una diferencia en el producto de funciones de ley de potencias con una variable específica. Las variables son las densidades de una variedad de poblaciones biológicas involucradas en la remodelación ósea. Se especificarán concretamente en los casos de un sistema específicamente forzado periódicamente para describir las actividades de mecanotransducción de osteocitos. Anteriormente, tales modelos solo se habían simulado de manera determinista, lo que causaba que las poblaciones formaran un continuo. Por lo tanto, se sabe muy poco sobre qué tan sensible es el modelo de mecanotransducción a las perturbaciones en los parámetros y el ruido. Aquí, volvemos a examinar esta suposición utilizando un Algoritmo de Simulación Estocástica (SSA), que nos permite simular directamente la naturaleza discreta del problema y encapsular las características ruidosas de la división y muerte celular individuales. Críticamente, estas características estocásticas pueden causar dinámicas imprevistas en el sistema, así como cambiar completamente la región de parámetros viable, lo que produce resultados biológicamente realistas.

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