S-System

S-System

S-Systeme (S für Sättigung (von Saturation) oder Synergismus) dienen zur Beschreibung und Simulation biologischer und biochemischer Systeme die einem Grenz- oder Sättigungszustand zustreben.

Sie können fast alle kinetischen Phänomene natürlicher Reaktionen zuverlässig beschreiben. Die Wechselwirkungen werden durch einen Satz nichtlinearer Differentialgleichungen erster Ordnung beschrieben, die aus einem Produktions- und einem Abbauterm bestehen :

dxidt=α⋅∏j=0Nxjgij−β⋅∏j=0Nxjhij  ; für i = 1 .. N

N bezeichnet die Anzahl der wechselwirkenden Substanzen. Mit xi sind die Konzentrationsvariablen bezeichnet, mit α die Produktionsrate und mit β die Abbaurate. Die Exponenten gij und hij entsprechen Reaktionsordnungen der Produktions- und Abbaufunktionen der Substanz i als Funktion der Substanz j.

Beispiel

Für ein System mit 2 Substanzen ergibt sich folgendes Differentialgleichungssystem:

dx0dt=α⋅x0g00⋅x1g01−β⋅x0h00⋅x1h01

dx1dt=α⋅x0g10⋅x1g11−β⋅x0h10⋅x1h11