Кривой рост является эмпирической моделью эволюции количества с течением времени. Кривые роста широко используются в биологии для определения таких величин, как размер популяции или биомасса (в популяционной экологии и демографии для анализа роста популяции), индивидуальный рост или биомасса (в физиологии для анализа роста особей). Значения измеряемого свойства могут быть нанесены на график как функция времени; см. пример на Рисунке 1 ...
Бактериальный рост
В этом примере (рисунок 1, подробности см. В опероне Lac ) количество бактерий, присутствующих в питательном бульоне, измерялось в течение 8-часового эксперимента по росту клеток . Наблюдаемый образец роста бактерий является двухфазным, поскольку присутствовали два разных сахара, глюкоза и лактоза. Бактерии предпочитают потреблять глюкозу (фаза I) и используют лактозу (фаза II) только после того, как глюкоза будет исчерпана. Анализ молекулярной основы этой двухфазной кривой роста привел к открытию основных механизмов, контролирующих экспрессию генов .
Рост раковых клеток
Исследования рака - это область биологии, в которой анализ кривой роста играет важную роль. При многих типах рака скорость уменьшения опухоли после химиотерапии связана со скоростью роста опухоли до лечения. Опухоли, которые быстро растут, обычно более чувствительны к токсическому воздействию обычных противоопухолевых препаратов на раковые клетки . Многие обычные противоопухолевые препараты (например, 5-фторурацил ) мешают репликации ДНК и могут вызывать гибель клеток, которые пытаются реплицировать свою ДНК и делиться. В быстрорастущей опухоли будут более активно делящиеся клетки и большая гибель клеток при воздействии таких противоопухолевых препаратов.
В примере, показанном на рисунке 2, опухоль обнаруживается после того, как скорость роста клеток замедлилась. Большинство раковых клеток удаляется хирургическим путем. Оставшиеся раковые клетки начинают быстро размножаться, и начинается химиотерапия рака. Многие опухолевые клетки убиваются химиотерапией, но в конечном итоге некоторые раковые клетки, устойчивые к химиотерапевтическому препарату, начинают быстро расти. Химиотерапия больше бесполезна и прекращена.
Рост детей
Детей, которые значительно ниже нормального диапазона кривых роста для роста, можно проверить на дефицит гормона роста и лечить с помощью инъекций гормонов. [1]
Женский рост в зависимости от возраста (CDC США)
Мужской рост в зависимости от возраста (CDC США)
Экспоненциальный рост
Некоторые кривые роста для определенных биологических систем показывают периоды экспоненциального роста . Обычно периоды экспоненциального роста имеют ограниченную продолжительность из-за истощения некоторого ограничивающего скорость ресурса. [2]
Смотрите также
- Функция Гомперца
- Экспоненциальная кривая ( J-кривая )
- Логистическая кривая ( сигмовидная кривая , S-образная кривая)
- Функция фон Берталанфи
Заметки
- ^ Канеширо, Нил К. "Дефицит гормона роста - дети" . MedlinePlus.
- ^ «Ограничивающие факторы популяции | Изучите науку в Scitable» . www.nature.com . Проверено 20 сентября 2018 .
Библиография
- Кам, М., Хазенбринк, Г., Лихтенберг-Фрате, Х., Людвиг, Дж. И Кшишо, М. (2010). "grofit: Подгонка кривых биологического роста с R" . Журнал статистического программного обеспечения . 33 (7). С. 1–21.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )