Медицинская Техника / Медицинская техника №2, 2025 / с. 38-41

Разработка математической модели метаболизма глюкозы при сахарном диабете 1-го типа на основе уравнений ферментативной кинетики

Э.И. Струкова, К.В. Пожар, Д.А. Чупраков

Аннотация

Предлагается математическая модель углеводного обмена в организме человека с абсолютной инсулиновой недостаточностью при инсулинотерапии. Модель построена на физиологически обоснованном описании процессов образования, распада и потребления глюкозы с помощью уравнений ферментативной кинетики и описания управляемых гормонами процессов активации и деактивации ферментов-катализаторов. Предложенная модель может применяться как для анализа динамики отдельных веществ и процессов, так и для разработки новых стратегий управления концентрацией глюкозы в крови при сахарном диабете 1-го типа для повышения эффективности автоматизированной инсулинотерапии.

Вернуться к содержанию

Сведения об авторах

Элина Игоревна Струкова, студент магистратуры,

Кирилл Витольдович Пожар, канд. тех. наук, доцент,

Дмитрий Алексеевич Чупраков, студент магистратуры, Институт биомедицинских систем, Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, г. Зеленоград,

e-mail: elina.strukova.2001@mail.ru

Список литературы

1. Bergman R.N., Ider Y.Z., Bowden C.R., Cobelli C. Quantitative Estimation of Insulin Sensitivity // American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism. 1979. Vol. 236. PP. E667-E677.

2. Visentin R., Campos-Nбсez E., Schiavon M. et al. The UVA/ Padova Type 1 Diabetes Simulator Goes From Single Meal to Single Day // Journal of Diabetes Science and Technology. 2018. Vol. 12 (2). PP. 273-281.

3. Cobelli C., Dalla Man C. Minimal and Maximal Models to Quantitate Glucose Metabolism: Tools to Measure, to Simulate and to Run in Silico Clinical Trials // Journal of Diabetes Science and Technology. 2022. Vol. 16 (5). PP. 1270-1298.

4. Visentin R., Cobelli C., Dalla Man C. The Padova Type 2 Diabetes Simulator from Triple-Tracer Single-Meal Studies: In Silico Trials Also Possible in Rare but Not-So-Rare Individuals // Diabetes Technology & Therapeutics. 2020. Vol. 22 (12). PP. 892-903.

5. Lуpez-Palau N.E., Olais-Govea J.M. Mathematical Model of Blood Glucose Dynamics by Emulating the Pathophysiology of Glucose Metabolism in Type 2 Diabetes Mellitus // Scientific Reports. 2020. Vol. 10 (1). P. 12697.

6. Sirlanci M., Levine M.E., Wang C.C., Albers D.J., Stuart A.M. A Simple Modeling Framework for Prediction in the Human Glucose-Insulin System // Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science. 2023. Vol. 33 (7).

7. Dalla Man C., Camilleri M., Cobelli C. A System Model of Oral Glucose Absorption: Validation on Gold Standard Data // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 2006. Vol. 53 (12). PP. 2472-2478.

8. Pozhar K.V., Chuprakov D.A., Strukova E.I., Litinskaia E.L. Modeling of Blood Glucose Dynamics to Automate Personalized Insulin Therapy for Patients with Type 1 Diabetes Mellitus / 2023 IEEE Ural-Siberian Conference on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT). Yekaterinburg, Russian Federation. 2023. PP. 049-052.

9. Strukova E.I., Pozhar K.V. A structural model of glucose regulation for building prognostic algorithms for controlling insulin therapy // Biomedical Engineering. 2024. Vol. 58. PP. 62-67.

10. Diabetes Research in Children Network (DirecNet) Study Group. FreeStyle Navigator Continuous Glucose Monitoring System Use in Children with Type 1 Diabetes Using Glargine- Based Multiple Daily Dose Regimens: Results of a Pilot Trial // Diabetes Care. 2008. Vol. 31 (3). PP. 525-527.