Biológiai ritmusok matematikai modelljeiről

Absztrakt

A biológiai ritmusok tudománya egyre nagyobb figyelmet kap az egészségügy, a munkahelyi teljesítmény, az űrkutatás, a sport és a táplálko­zás területén. A cirkadián ritmus, az élőlények belső órájának alapja, közpon­ti szerepet játszik az alvászavarok kezelésében, krónikus betegségek, mint a szívbetegségek és cukorbetegség kialakulásában, valamint a gyógyszeradagolás optimalizálásában. A növények esetében a cirkadián ritmus befo­lyásolja a fotoszintézist, tápanyagfelvételt és virágzást, hozzájárulva a mező­gazdasági termelés és betegségek kezelésének hatékonyságához. A genetikai kutatások, különösen az Arabidopsis thaliana és a Neurospora crassa mo­delleken, feltárták a belső óra molekuláris alapjait. A matematikai modellek, mint a Goodwin- és Tyson-modellek, valamint a Michaelis–Menten-kinetika, kvantitatív módon írják le a cirkadián ritmus mechanizmusait, segítve a nö­vekedés, fejlődés és betegségek előrejelzését. A sztochasztikus modellezés lehetővé teszi a biológiai zaj és véletlenszerűségek figyelembevételét, tovább finomítva a ritmus előrejelzését különböző környezeti feltételek között.