Сибирский федеральный университет

Номер

Журнал СФУ. Биология. 2024 17 (3)

Авторы

Мануковский, Н. С.; Ковалёв, В. С.; Трифонов, С. В.; Ю. Фу; Дегерменджи, А. Г.

Контактная информация

Мануковский, Н. С.: Институт биофизики СО РАН ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» Российская Федерация, Красноярск; Ковалёв, В. С.: Институт биофизики СО РАН ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» Российская Федерация, Красноярск; Трифонов, С. В. : Институт биофизики СО РАН ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» Российская Федерация, Красноярск; Сибирский федеральный университет Российская Федерация, Красноярск; Ю. Фу: Пекинский университет авиации и космонавтики Китай, Пекин; Дегерменджи, А. Г.: Институт биофизики СО РАН ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» Российская Федерация, Красноярск

Ключевые слова

human; metabolism; modeling; stoichiometric equations; space application; человек; метаболизм; моделирование; стехиометрические уравнения; космическое применение

Аннотация

Объектом исследования является компонент «Человек», находящийся в биорегенеративной системе жизнеобеспечения. В данной работе разрабатывается модель, позволяющая рассчитывать метаболические массовые потоки компонента «Человек» и контролировать выработку токсичных веществ – аммиака, сероводорода и метантиола. Модель выполнена в виде интерактивной программы Excel-VBA. Компонент «Человек» рассматривается как объект с входящими и исходящими потоками вещества. Входные потоки составляют пищевые ингредиенты, вода и кислород, а исходящие – продукты метаболизма. Входные потоки распределяются по метаболическим каналам. Для задания характеристик компонента «Человек» к модели подключены счетчик калорий и космический планировщик диеты. Счетчик калорий предназначен для определения суточной потребности человека в энергии в зависимости от возраста, веса, роста, пола и уровня физической активности. В свою очередь, численное значение энергии передается в планировщик диеты, который определяет пищевой набор. Для более точного представления метаболизма фосфора в состав пищи включены нуклеиновые кислоты и фосфолипиды. Каждому веществу в модели присвоена стехиометрическая формула. Ядро модели составляют семь стехиометрических уравнений и блок водного обмена, которые являются связующим звеном между входящими и исходящими потоками вещества. Решение стехиометрических уравнений и балансировка блока водного обмена осуществляются с помощью надстройки Solver для Excel, которая встроена в метаболический контур. Для демонстрации обоснованности модели представлен расчет метаболизма человека в зависимости от счетчика калорий и планировщика диеты

Страницы

320–336

EDN

HKHLCB

Статья в архиве электронных ресурсов СФУ

https://elib.sfu-kras.ru/handle/2311/153850

Эта работа лицензируется по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0).