MODEL METABOLIZMU WĘGLOWODANÓW

Abstrakt

Model metabolizmu węglowodanów jest ciekawym przykładem dynamicznego biologicznego systemu ze sprzężeniem zwrotnym. W systemie tym można najpierw zamodelować zależności między spożywanym pokarmem, poziomem glukozy we krwi, wydzielaniem w trzustce insuliny, metabolizmem glukozy w tkankach i aktywnością wątroby wychwytującej nadmiar glukozy oraz produkującej i gromadzącej glikogen. Potem można stworzyć model głodu, kiedy spadek stężenia glukozy we krwi powoduje wydzielanie w trzustce glukagonu, wywołującego w wątrobie rozkład glikogenu i uwalnianie do krwi powstającej w efekcie glukozy. Te oba modele można połączyć ze sobą tworząc układ ze sprzężeniem zwrotnym, w którym uwzględnione jest także dostarczanie glukozy (i innych węglowodanów, trawionych do glukozy) w formie pożywienia. Stworzony model może służyć między innymi do tego, żeby zamodelować zaburzenia funkcjonowania opisanego wyżej systemu. Zaburzenia te określane są mianem cukrzycy. Ta przewlekła choroba metaboliczna ma dwie formy. Cukrzyca typu 1 polega na tym, że trzustka nie dostarcza wystarczającej ilości insuliny, w związku z czym poziom glukozy we krwi nadmiernie rośnie. Cukrzyca typu 2 polega na tym, ze insulina jest wprawdzie produkowana, ale tkanki na nią słabo reagują, więc nie odbierają glukozy z krwi, co skutkuje także szkodliwym wzrostem jej poziomu. W artykule opisano model metabolizmu i modele obu typów cukrzycy.