سمینار درس مدل سازی
عنوان مقاله و پاورپوینت : مدل سازی سیستم تنظیم گلوکز-انسولین و نوسانات مربوط به ترشح طولانی مدت انسولین
عناوین بحث:
۱- مقدمه ای در رابطه با سیستم تنظیم انسولین – گلوکز
۲- مدلسازی
۳- مقایسه با سایر مدلهای مطرح
۴- بررسی نتایج شبیه سازی
۵- نتیجه گیری
۱- مقدمه:
غلظت گلوکز انسان در یک رنج باریکی (۷۰-۱۱۰ mg/dl ) قرار دارد.
فاکتورهای بیرونی که قندخون را متاثرمی کنند عبارتند از: جذب غذا، نرخ هضم غذا، تمرین و…
انسولین و گلوکاگون دو هورمون درون ریز پانکراس اندکه به ترتیب از سلولهای آلفا و بتا در جزایر لانگرهانس ترشح می شوند و مسئول حفظ غلظت قند خون در رنج طبیعی خود می باشند.
اگر گلوکز خون کسی خارج از رنج نرمال باشد، این فرد دچار افت قند خون(hypoglycemia) یا زیادی قند خون(hyperglycemia) خواهد شد .
دیابت یا مرض قند یک بیماری مرتبط با سیستم تنظیم انسولین-گلوکز است که در آن با افزایش غیرطبیعی قند خون مواجهیم.
دیابت دو کلاس عمده دارد:
تیپ۱ (دیابت جوانان و وابسته به انسولین)
تیپ۲ (دیابت بزرگسالان و غیروابسته به انسولین)
یکی از مسائل مهم در ارتباط با دیابت عوارض آن است که عبارتند از:
مشکلات بینایی (retinopathy) ،مشکلات کلیوی(nephropathy) و مشکلات عصبی.
تحقیقات نشان داده که ترشح انسولین از پانکراس به صورت نوسانی است و این نوسانات با سه نرخ خیلی سریع با پریودی حدود۱۰ ثانیه، سریع با پریود۱۵-۵ دقیقه وآهسته با پریود ۱۵۰-۵۰دقیقه رخ می دهند که این نوسانات آهسته به نوسانات ultradian معروف اند.
نوسانات ultradian بعد از بلع غذا، جذب دهانی گلوکز، جذب امعایی پیوسته یا تزریق درون سیاهرگی گلوکز بهتر دیده می شود.
مکانیزم دقیق این نوسانات هنوز به خوبی شناخته شده نیست.
A )بلع غذا(meal ingestion)
B )جذب دهانی گلوکز(oral glucose intake)
C ) جذب پیوسته از روده(continuous enteral nutrition)
(D تزریق ثابت گلوکز(constant glucose infusion)
تابه حال مدلهای ریاضی مختلفی برای فهم بهتر مکانیزم عملکرد سیستم تنظیم گلوکز- انسولین ارائه شده اند که مورد توجه ترین آنها مدل مینیمال بوده است که کمترین تعداد پارامتر ها را دارد.
تیپ مدلهای استفاده شده را از نظرریاضی می توان به صورت زیر طبقه بندی کرد:
معادلات دیفرانسیل معمولی(ODE) ، معادلات دیفرانسیل تاخیری (DDE)، معادلات دیفرانسیل جزئی(PDE) ، معادلات انتگرالی fredholm در مسئله تخمین پارامترها (FIE) ،معادلات دیفرانسیل تصادفی(SDE) و معادلات دیفرانسیل انتگرالی(IDE) .
پکیج های نرم افزاری متعددی هم برای شبیه سازی و تحلیل عددی این مدل ها وجود دارد.