人类血糖调控模型及其应用基础研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tian_mizhen
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
人类血糖代谢系统的调控规律,一直是医生和学者研究的重要课题。早到生物控制论的提出,建立血糖系统的数学描述模型,就已经成为各国学者们的论题。近年来随着系统生物学的迅速崛起,高通量技术带来的数据的有力支持,数学、物理、化学领域的重大突破,都为人类血糖调控模型的建立奠定了强而有力的基础。论文根据血糖代谢的生理学规律,应用定性建模的基本方法,建立了人类血糖调控模型的总体部分:葡萄糖系统和胰岛素系统。之后综合利用代谢控制分析(MCA)和流平衡分析(FBA)方法,根据米氏动力学,分别定量的建立了葡萄糖系统中的各个子模型和胰岛素系统中的各个子模型。分别对各个子模型进行了仿真,依据生理学和病理学,通过对参数的调整,使模型分别适合普通人的情形和Ⅱ型糖尿病患者的情形。通过改变输入,模拟了葡萄糖耐量实验效果和正常的日常饮食效果。并对各个子模型的普通人与Ⅱ型糖尿病患者的仿真结果作了对比分析。最后依据药理学,通过合理的改变参数,模拟了Ⅱ型糖尿病患者在服用不同糖尿病治疗药物之后的血糖和胰岛素代谢情况,并对结果进行了分析。①葡萄糖内源性生产效率模型(EGP)本设计中的EGP模型假设葡萄糖的内源性生成速率的快速抑制与门静脉中的胰岛素信号有关,而且与血液中葡萄糖的直接信息、胰岛素的延迟信息和胰岛素的期望值相关。②血液中葡萄糖出现速率模型(Ra)本设计基于已知的关于胃排空和小肠吸收的生理学规律,建立一个非线性的模型,在这个模型中,胃部依然被分为两个房室,一个用来表示事食物的固态形式,一个用来表示事物的食糜状态;小肠部位的反应用一个房室描述。③葡萄糖利用率模型(U)为了描述人体进餐(或注射葡萄糖)之后身体组织对葡萄糖的利用率,包括胰岛素依赖性利用率(主要发生在肌肉、脂肪等周缘组织中)和胰岛素非依赖性利用率(主要发生在血浆中)。我们假设葡萄糖利用率模型由两个房室构成,胰岛素非依赖性利用率发生在第一房室,这个值是固定的,表示葡萄糖被脑细胞和红细胞吸收。胰岛素依赖性利用率发生在第二房室(远房室),它依赖于葡萄糖在组织中的非线性行为。④胰岛素分泌模型(S)本设计中假设胰岛素由胰岛β细胞分泌,并通过肝门静脉传递进入血液循环,它与门静脉转换速率,血糖浓度变化,葡萄糖信号和胰岛素信号延迟等因素有关。⑤肾脏清除模型(E)当血液中的葡萄糖浓度超过一个特定的阈值是,肾脏会排泄多余葡萄糖,以保证内环境处于稳态,它与血糖浓度相关,被假定为线性的。模型的仿真结果表明本设计建立的血糖调控系统是符合生理学描述的可靠模型,可以动态、定量的监测正常人和Ⅱ型糖尿病患者的血糖代谢规律,有助于更好地研究人类血糖代谢规律。对于糖尿病的预测、个性化治疗和药物筛选具有重要的参考价值。
其他文献
大规模高效气流床煤气化技术的发展,要求其达到更高的日处理能力和碳转化率。这就决定了所使用的水煤浆要具有较高的浓度、较好的可泵性和雾化特性,而这些特性又直接取决于水煤
学位
为职工小家和暖心驿站配备防疫用品,开展劳模先进线上讲堂,推动建立职工心理健康干预机制……据了解,北京地铁公司工会全力做好各项疫情防控服务保障工作,助力全面复产复工.
期刊
日益激烈的市场竞争和产品生命周期的大幅缩短,要求现代制造企业能够快速响应市场需求,积极应对市场变化。网络应用技术的发展逐渐成为解决这一问题的主要手段之一。将满足客户
人类FOXM1蛋白属于Forkhead Box(Fox)转录因子家族,到目前为止这个家族在人类基因组中拥有至少50个成员,分别参与调节了细胞的分化、增殖、代谢与凋亡等生理过程,同时还对肿瘤发生
随着世界经济发展,煤炭资源利用日益紧张,改善与提高当前单元机组负荷控制与燃烧控制系统的控制能力对于提高锅炉热效率、节省能源及提高电厂经济效益等方面具有重要的工程实际
学位
煤气化技术是燃煤高效、洁净利用的有效手段。Texaci水煤浆气化技术是目前世界上最先进的煤气化方法之一。水煤浆和氧化剂在气化室内燃烧后产生高温的合成气和熔融态的灰渣,合
回顾性分析近两年四川省人民医院神经外科住院病人的临床病案资料,详细收集死亡病人的疾病构成、分布以及临床特征,探讨神经外科疾病的预后相关因素,为专科疾病预防、改善患者预