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.
Beskrivning
Ämne/nyckelord
Citation
Arkitekt (konstruktör)
Geografisk plats
Byggnad (typ)
Byggår
Modelltyp
Skala
Teknik / material