Dynamisk matematisk modell över glukosmetabolism under träning
Typ
Examensarbete för kandidatexamen
Program
Publicerad
2021
Författare
Sanchez, Isabella
Åvall, Hanna
Max, Linnea
Kööhler, Mauritz
Modellbyggare
Tidskriftstitel
ISSN
Volymtitel
Utgivare
Sammanfattning
För att förbättra den allmänna hälsan, både den mentala och fysiska, är träning ett bra
tillvägagångssätt. Det som ger kroppen energi är glukosmetabolismen, ett system av reaktioner
som omvandlar maten man äter till energi. När kroppen är under rörelse ökar kroppens energibehov,
därför är glukosmetabolismen är intressant att observera. I det här arbetet utnyttjades
systembiologi för att undersöka glukosmetabolismens mekanismer under träning. Syftet var
att fånga glukosmetabolismens dynamik med hjälp av en matematisk modell. Modellen som
togs fram bestod av ett antal ODE:er som baserades dels på tidigare studier [2] men även på
teori om reaktioner som ingår i glukosmetabolismen. För att lösa modellen användes programmeringsspråket
Python och den verifierades med hjälp av experimentell data. Datan visade
koncentrationer av glukos och insulin under medelintensiv träning och var hämtad från en
studie på hästar[3] som i det här fallet användes som modellorganism. Modellen optimerades
genom att uppskatta okända parametrar genom metoden Powell som minimerar avståndet
mellan modell och data. En annan metod, Radau, användes för att lösa själva modellen. Resultat
visade att en del av dynamiken, främst glukoskoncentrationerna, fångas relativt bra. Det
fanns dock delar som inte fångades lika bra av modellen, däribland insulinkoncentrationen.
För att lyckas bättre hade det krävts att optimeraren använde en annan metod för att
lösa modellen. Det hade också behövts bättre data som var lättare att matcha mot eftersom
datan som användes hade en injektion av insulin att ta hänsyn till. Nästa steg om modellen
hade fångat glukosmetabolismens dynamik hade varit att utveckla modellen så den fungerar
för olika träningsintensiteter.