VALIDACIÓN IN SILICE, IN VIVO Y ANÁLISIS CUALITATIVO DE UN MODELO MATEMÁTICO DE LA HOMESTOSIS DEL SISTEMA GLUCOSA-INSULINA

LOMBARTE, MERCEDES; ACCIARRI, ORNELLA; CAMP; BASUALDO, MARTA; RIGALLI ALFREDO

Rosario

Congreso; XXXI Reunion Anual de la Sociedad de Biología de Rosario; 2011

Sociedad de biología de Rosario

p { margin-bottom: 0.21cm; } La diabetes mellitus afecta a millones de personas en el mundo. Entre los recursos para su control se halla el desarrollo de un páncreas artificial. Los esfuerzos realizados al respecto han conducido al planteo de modelos matemáticos que permitan el diseño de controladores adecuados. Estos modelos matemáticos tienen un alto número de parámetros y requieren metodologías complejas para su estimación. Además han sido desarrollados para aplicación a humanos, no siendo factible su aplicación a ratas. En trabajos anteriores hemos presentado un nuevo modelo simplificado del sistema glucosa-insulina para la rata normal y una metodología de estimación y optimización de sus parámetros a partir de los valores plasmáticos de glucosa e insulina luego de la ingesta de glucosa. El objetivo de este trabajo fue su validación in sílice, in vivo y a través del análisis matemático. Este modelo tiene dos ecuaciones diferenciales que representan las variaciones de glucosa e insulina, expresadas en función de sus valores plasmáticos e incluye constantes asociadas al funcionamiento hepático (k4), absorción intestinal (ka y k0), y consumo tisular (k2 y k3) de glucosa, y parámetros relacionados con la desaparición plasmática (k6) y secreción (k1) de insulina. La validación del modelo consiste en perturbar el sistema y observar su respuesta. La validación in sílice se realizó empleando la herramienta Simulink de MatLab observándose variaciones esperadas en las curvas de glucosa e insulina en plasma cuando se producen modificaciones de los parámetros k1 y k2 y frente a diferentes ingestas de glucosa. Para la validación in vivo se usaron 4 ratas Sprague-Dawley y se estimó el parámetro k6 a través de 2 metodologías diferentes: utilizando el modelo y por medición directa de insulinemia luego de una inyección intravenosa de insulina Los valores obtenidos no mostraron diferencias significativas: por modelo: 0.1759±0.1482 por desaparición de insulina 0.1323±0.1038, t-Student p=0.5. Se realizó el análisis cualitativo del sistema hallándose que el sistema en todos los casos tiene un único punto de equilibrio biológicamente consistente. Estas validaciones se suman a otras realizadas con anterioridad utilizando otros modelos biológicos. Se concluye que el modelo matemático reproduce adecuadamente las variaciones de glucemia e insulinemia en la rata normal, permitiendo la simulación de modificaciones del sistema glucorregulatorio.