多囊肾疾病中血管分支变化的建模
摘要：生物网络的分析涵盖了广泛的领域，从蛋白质-蛋白质相互作用网络的基因组研究到生物优化的树状血管网络的生理学研究。不同的生物网络具有不同的优化标准，我们对于循环系统内的流体传输优化的网络特别感兴趣。目前存在许多理论。例如，分布式血管几何数据通常与一种理论模型一致，该模型要求同时减小层流流失功率和与维持系统所需材料总体积成正比的成本函数（Murray定律）。然而，如何详细地描述这种优化系统由于疾病而发生崩溃（或被改变）以及分叉几何和几何相互关系方面尚未明确。这对于了解血管重塑如何随功能需求变化而变化很重要。例如，在多囊肾病（PKD）中，剧烈的囊肿发展可能导致血管几何的显著改变（或血管变化可能是前期事件）。了解这些变化可以更好地了解早期疾病以及治疗干预的发展和特征。我们开发了一个优化的传输网络模型，模拟健康和疾病中的分布式血管系统，以更好地了解由于PKD可能发生的变化。我们发现，减少的灌注领域，扩张的分布式血管和血管稀疏都是囊肿发展的后果，这是由这个理论模型推导出来的，也是由于局部肾脏组织灌注需求的异质性增加导致的直接结果。
作者：Timothy L. Kline
论文ID：2301.07179
分类：Tissues and Organs
分类简称：q-bio.TO
提交时间：2023-01-19