Заживление как игра. В России предложили новый подход к описанию ран

МОСКВА, 4 мар – РИА Новости. Математическую модель, позволяющую прогнозировать восстановление кожных покровов после ран разного происхождения, разработали ученые Тюменского государственного медицинского университета (ТМУ). По их словам, использование математического выражения из теории игр помогает наиболее точно учитывать вклад каждого вещества-участника регенеративного процесса. Результаты исследования опубликованы в издании "Университетская медицина Урала".

Заживление ран – сложный, многоэтапный биохимический процесс, развитие которого затруднительно предсказывать из-за множества веществ-участников. При серьезных повреждениях кожных покровов прогнозирование их восстановления – важная часть диагностики, которая позволяет врачам корректировать лечение пациента и проводить его максимально эффективно, рассказали в ТМУ.

В коже человека принято выделять три слоя: эпидермис, дерму и гиподерму, отметили сотрудники ТМУ. Кроме того, кожа бывает "толстая" и "тонкая" и различается по тканевому составу, наличию волос и желез. Поэтому "стартовая позиция" всех клеточных участников регенерации, их очередность вовлечения в процесс, время и продолжительность воздействия сторонних веществ, стимулирующих заживление, достаточно индивидуальны для каждого пациента.

Ученые ТМУ поставили перед собой задачу разработать оптимальную универсальную математическую модель, которая позволила бы "вводить", "удалять" и "замедлять" "игроков" на регенеративном поле.

Исследователи предложили описать процесс заживления кожной раны с помощью уравнения вектора Шепли – выражения, которое используется в теории игр при описании процессов, где несколько участников с разными "стартовыми позициями" и возможностями объединяют свои усилия для достижения наиболее благоприятного исхода.

Вектор Шепли используется в машинном обучении и для классификации объектов по различным неравноправным признакам. По мнению авторов работы, восстановление пораженного участка кожи достижимо при выполнении условий вектора Шепли различными клеточными структурами в составе эпидермиса и дермы, описанными через количественные иммуногистохимические характеристики.

К таким условиям относится аксиома болвана, которая позволяет учитывать бесполезных "игроков" в процессе заживления повреждений кожного покрова, рассказали специалисты.

"Для объяснения можно привести аналогию российского математика Алексея Савватеева. Представьте группу музыкантов, играющих на улице и получающих деньги от прохожих. Деньги поступают в общую "кассу", в конце рабочего дня музыканты делят доход. Если поровну, то вопросов не возникает. А если музыканты зададутся вопросом, кто из них вносит больший вклад в "общее дело", то каким методом воспользоваться? Как сравнить гитариста и барабанщика, скрипача и вокалиста?" — рассказала старший преподаватель кафедры мобилизационной подготовки здравоохранения и медицины катастроф ТМУ Вита Созонюк.

Она отметила, что одним из таких методов может быть теория игр – математический подход для изучения оптимальных стратегий в играх. Под игрой понимается процесс, в котором участвуют две и более стороны, ведущие борьбу за реализацию своих интересов. Каждая из сторон имеет свою цель и использует некоторую стратегию, которая может вести к выигрышу или проигрышу в зависимости от поведения других игроков. Теория игр помогает выбрать лучшие стратегии с учетом представлений о других участниках, их ресурсах и их возможных поступках.

Специалисты ТМУ математически смоделировали процесс заживления кожных ран различной природы: химических и термических ожогов, порезов и проколов. Исследования показали, что именно вектор Шепли наиболее гибко и вместе с тем точно описывает наблюдаемые при регенерации изменения в тканях.

По словам Виты Созонюк, в конечном итоге цикл работ по репаративной регенерации, то есть по восстановлению тканей, должен приблизить коллектив ТМУ к разработке опытного образца скаффолда – "строительных лесов" для заживления полнослойной раны, кожных покровов и других систем организма.