СТАЦИОНАРНЫЕ СТРУКТУРЫ В СИСТЕМЕ С ДВУМЯ АВТОКАТАЛИТИЧЕСКИМИ ПЕРЕМЕННЫМИ

Зарницына В. И., Морозова О. Л., Лобанов А. И., Атауллаханов Ф. И.
ГНЦ РАМН, 125167 Москва; *Институт проблем управления РАН, 117342 Москва; **МФТИ, 141700 Долгопрудный
Математическое моделирование системы свертывания крови привело к обнаружению нового механизма возникновения стационарных пространственно-локализованных структур, в системах реакций с диффузией в ситуации равенства всех коэффициентов диффузии. Анализ каскада ферментативных реакций свертывания крови привел к математической модели, редукция и упрощение которой привела к системе из трех уравнений параболического типа, которая демонстрирует необычное поведение. Две переменные модели (активатор и ингибитор) являются автокаталитическими. Коэффициенты диффузии всех трех переменных полагали одинаковыми. Модель имеет порог по образованию активатора. Ингибитор образуется только в присутствии активатора. Система имеет тривиальное пространственно-однородное решение. При превышении порога из зоны возмущения двигается импульс. Результаты исследования одномерной задачи показали, что импульс либо останавливается, как правило, с последующей релаксацией к нулевому пространственно-однородному решению, либо двигается до границ среды в виде автоволны активных переменных. Однако, была обнаружена область параметров, в которой после остановки импульс не диссипирует, а стабилизируется и продолжает существовать неограниченно долго. При этом установившиеся профили переменных модели симметричны относительно центра структуры и могут быть аппроксимированы гауссианами. Распределение ингибитора шире распределения активатора и ограничивает его распространение. Обнаружение системы, в которой может стационарно и неподвижно существовать изолированная область концентраций веществ, сильно отличающихся от остальных областей пространства, указывает на новый механизм, который может быть реализуется в ряде важных биологических явлений.