مدل سازی ریاضی برهمکنش هورمون ها و متابولیت ها در گامه تعادل منفی انرژی گاو های شیری

سابقه و هدف: در طی چند دهه گذشته، پیشرفت‎هایی در توسعه مدل های ریاضی- به عنوان ابزارهای پژوهش و مدیریت- وجود داشته است که می توانند دانش فعلی ما از رویدادهای تولید مثلی را تلفیق نمایند و آن گاه در پیش بینی بازده تولید مثلی حیوانات مزرعه ای کمک بخش باشند. این مقاله یک مدل سازی ریاضی مفهوم گرا از برهمکنش های هورمونی و متابولیت ها در گامه عدم فحلی و تعادل منفی انرژی در گاو شیری را ارایه می دهد. در گاوهای شیری عدم فحلی به طور سالیانه و پس از هر گوساله‎زایی رخ می دهد. این دوره بی‎فحلی در گاوهای شیری پرتولید به واسطه رخداد موازنه منفی انرژی ناشی از تولید شیر بالا در چند ده روز اول پس از زایمان، چالشی همیشگی در صنعت نوین گاو شیری در سراسر جهان است. به همین دلیل، کوشش های علمی فراوانی به منظور کشف ابعاد گوناگون زیست‎شناختی این گامه زیستی پراهمیت صورت گرفته است. به سبب پیچیدگی روابط موجود میان فرسنجه های اثرگذار، تحلیل های زیستی توصیفی- تشریحی، توفیق چندانی در گره گشایی از این سامانه نداشته اند. در این پژوهش تلاش شد که برای ساده سازی و در عین حال تحلیل قدرتمند سازه های اثرگذار شناخته شده بر این گامه، از دریچه زیست سامانه هاو مدل سازی ریاضی به مساله نگاه شود. مواد و روش ها: در این پژوهش ابتدا اطلاعات پراکنده در مورد وجه های گوناگون اثرگذاری موازنه منفی انرژی پس از زایمان بر تولیدمثل گاو شیری پرتولید به صورت مجتمع درآمد. سپس با استفاده از علم کاربرد ریاضیات در علوم زیستی و توانایی معادلات دیفرانسیل در همسان سازی سازوکارهای زیستی و فرمول نویسی، این اطلاعات به صورت برابران ریاضی خود درآمدند. کوشش شد تا معادلات طولانی و پیرایش نشده ی تولید شده برای سازه های موثر شناخته شده ی این گامه شامل گلوکز کبد، گلوکز خون، انسولین پانکراس و انسولین خون، IGF-1 کبد وخون وGnRH هیپوتالاموسی به معادلات دیفرانسیل معمولی کوتاهی، ساده سازی شوند. یافته ها: با استفاده ازداده های منتشرشده درمقالات علمی معتبر و بسط آن ها با استفاده از نرم افزار Curve Expert، فرآیند شبیه سازی رایانه ای با کمک نرم افزار MATLAB(Version 9.1) انجام شد و مدل های پیش بینی کننده ای برای برخی متغیرهای سامانه که قابلیت شبیه سازی را داشتند توسعه داده شدند. نتیجه‎گیری: نتایج نشان داد که سامانه معادلات دیفرانسیل معمولی به دست آمده، توان پیش‎بینی خوبی برای گلوکز خون (AARD %=0.388) و انسولین خون (AARD%=0.638) داشته اما قادر نبودند که پیش بینی دقیقی برای انسولین پانکراس و IGF-1 خون ارایه دهند. مدل حاضر آغازی بود به سوی یک مدل جامع که باید به تدریج کامل و کامل تر شود. در مدل حاضر سعی بر آن بود که تا حد امکان از داده های تجربی موجود در منابع گوناگون به منظور شبیه سازی مدل استفاده شود که این امر تا حد قابل قبولی با موفقیت در این پژوهش همراه بود.

کلیدواژه ها:

گاو شیری ، گامه تعادل منفی انرژی ، معادلات دیفرانسیل معمولی ، هورمون