چکیده

فیبروز ریوی شرایطی را توصیف می‌کند که در آن بافت ریه ضخیم، سفت و زخم می‌شود. آلوئول‌ها (کیسه‌های هوا) و رگ‌های خونی موجود در ریه‌ها، وظیفه رساندن اکسیژن به بدن از جمله مغز، قلب و سایر اندام‌ها را برعهده دارند. با ترشح و ضخیم‌تر شدن بافت ریه، انتقال اکسیژن برای ریه‌ها دشوارتر می‌شود. در نتیجه، مغز، قلب و سایر اندام‌ها، اکسیژن مورد نیاز خود را برای عملکرد صحیح خود دریافت نمی‌کنند. فرآیند تشکیل فیبروز مانند فرآیند ایجاد جوشگاه (scar) است. در هر دو اختلال، بعد از تخريب سلولی، ماکروفاژها و سایر سلول‌ها در میان سطح‌های که به آنها بینابینی گفته می‌شود، شروع به تولید واسطه‌های التهابی (مولکول‌های پیام ‌رسان) از جمله فاکتور رشد بتا می‌کنند. این فاکتور رشد، سبب تکثیر و فعال ‌سازی فیبروبلاست‌ها می‌شود. فيبروبلاست‌ها که با بسته‌های آکتين عضله صاف آلفا (a-SMA) مشخص می‌شوند، فعال می‌شوند، به ميوفيبروبلاست‌ها تغيير می‌کنند و به آن‌ها قابليت انقباض می‌دهند. اين ميوفيبروبلاست‌ها، کلاژن و ساير اجزای ماتريس خارج سلولی را سنتز می‌کنند و باعث ترسیب (رسوب کردن) و یا تجمع بافت همبندی می‌شوند. وجه تمايز بين فيبروبلاست‌ها و ميوفيبروبلاست‌ها يکی از ويژگی‌های اصلی فيبروز ريوی است که اين تمايز توسط عوامل مختلفی از جمله فعال شدن فاکتور رشد بتا، فاکتور رشد بافت همبند و سایر واسطه‌های التهابی می‌تواند رخ دهد. هدف ما بسته شدن زخم ایجاد شده از التهاب و جلوگیری از تشکیل بافت فیبروزی در روند ترمیم بافتی در ریه است. که ما با استفاده از روش مساله‌ی مسیریابی یا سرومکانیزم به کنترل مهمترين عامل يعنی فاکتور رشد بتا که در همه‌ی بافت‌های فيبروزی مشترک است پرداختیم. ابتدا فرم ریاضی مساله‌ی کنترل بهینه برای تابع هزینه را نوشتیم. مساله کنترلی ما یک مساله‌ی بهینه سازی با قیود مشتقات جزئی است. مساله‌ی بهینه سازی مقید برای تابع هزینه را به مساله‌ی نامقید تبدیل کردیم. با استفاده از معادله‌ی هامیلتونی و شرط مرتبه‌ی اول اویلر لاگرانژ، معادله‌ی ریکاتی را نوشته و حل کرده‌ایم. بنا به قضیه‌ای وجود جواب برای معادله‌ی ریکاتی نشان از وجود مقدار کنترل بهینه مناسب فاکتور رشد بتا است. ما تابع کنترل بهینه را بدست آوردیم. همچنين در اين راستا برای تبديل معادلات انتشار به فرم خطی از تفاضلات مرکزی مرتبه‌ی دوم استفاده کرده‌ایم.

کليدواژه ها

بافت فیبروز، کنترل، فاکتور رشد بتا، فیبروبلاست، مسیریابی خطی، میوفیبروبلاست

کد مقاله / لینک ثابت به این مقاله

برای لینک دهی به این مقاله، می توانید از لینک زیر استفاده نمایید. این لینک همیشه ثابت است :

نحوه استناد به مقاله

در صورتی که می خواهید در اثر پژوهشی خود به این مقاله ارجاع دهید، به سادگی می توانید از عبارت زیر در بخش منابع و مراجع استفاده نمایید:
, 1400 , کنترل و بهینه‌سازی فاکتور رشد بتا در تشکیل بافت فیبروزی ریه , نخستین همایش بین المللی و سومین همایش ملی ریاضیات زیستی