Glukose og insulin

Måltidsrespons ved type 1- og type 2-diabetes, med dosisforslag beregnet efter de regler, der bruges klinisk.

Indlæser modellen…

Modellen

Bergmans minimalmodel for glukosekinetik, koblet til en subkutan insulinabsorption i to trin og en tarmmodel for kulhydratoptagelse. Det er samme struktur, som ligger under de fleste closed-loop-algoritmer, blot med færre tilstande.

G er plasmaglukose, X insulinets virkning ude i vævet og I plasmainsulin. Leverens glukoseproduktion ligger på omkring 2 mg/kg/min, hæmmes af insulin og stiger, når glukosen falder — det er den, der løfter en patient ud af en hypoglykæmi, og uden den bliver enhver overdosering permanent i modellen. Insulinets halveringstid i plasma er fem minutter, mens tiden til maksimal absorption fra underhuden er 55 minutter for en hurtigtvirkende analog og 100 minutter for humaninsulin. Det er den forskel, der afgør, hvor tidligt dosen skal gives.

Type 1 og type 2 adskilles af to skydere og intet andet: egen insulinproduktion sat til henholdsvis nul og bevaret, og insulinfølsomheden henholdsvis høj og lav.

dG/dt = −(SG + X)·G + SG·Gb + Ra/(V_G·vægt)dX/dt = −p2·X + p2·SI·(I − Ib)dS1/dt = u(t) − S1/tmax dS2/dt = (S1 − S2)/tmaxICR = 500 / TDD ISF = 100 / TDDdosis = kulhydrater/ICR + (G − mål)/ISF − aktivt insulin

Tips

  • Behold dosen og flyt kun Tidspunkt for dosis fra 15 minutter før måltidet til samtidig med første mundfuld. Topværdien stiger flere mmol/L, uden at en eneste enhed er ændret — det er den hyppigste årsag til høje værdier to timer efter maden.
  • Tag forvalget Type 1, for høj dosis og følg kurven forbi tre timer. Insulinet virker længere end maden, og nadir kommer længe efter, at måltidet er væk. Det er derfor, hypoglykæmien sjældent indtræffer, når man kigger efter den.
  • Sammenlign type 1 og type 2 med samme måltid. Ved type 2 dæmper egenproduktionen toppen, men forsinker tilbagevenden; ved type 1 er der slet ingenting, der opfanger en glemt dosis.
  • Ændr Total døgndosis og se, hvordan begge regler følger med. En patient på 30 IE får 1 IE pr. 17 g kulhydrat, en på 80 IE får 1 IE pr. 6 g — samme måltid, helt forskellig dosis.
  • Sæt Aktivt insulin til nogle få enheder og se korrektionen skrumpe. Ikke at trække det fra er den klassiske vej til stablede doser og hypoglykæmi.

Forenklinger. Modellen har en kompartmentstruktur og beskriver en gennemsnitlig respons, ikke en enkelt patient. Den mangler fysisk aktivitet, gastroparese, alkohol og den døgnvariation i insulinfølsomhed, som gør, at samme måltid kræver forskellig dosis om morgenen og om aftenen. Fedt- og proteinindhold påvirker optagelsen i virkeligheden, men ikke her. Læg også mærke til, at kurven svarer SVAGERE på en enkelt enhed, end korrektionsreglen lover: modellen regner med leverens modregulering, hvilket reglen ikke gør. Forskellen er bevidst synlig — reglerne er udgangspunkter, der skal justeres mod målte værdier, ikke facit. Dosisforslaget beregnes ud fra reglerne og ikke ud fra simuleringen, præcis som i virkeligheden.

Modellen bygger på

  • Bergman RN m.fl. Quantitative estimation of insulin sensitivity. Am J Physiol 1979.
  • Hovorka R m.fl. Nonlinear model predictive control of glucose concentration in subjects with type 1 diabetes. Physiol Meas 2004.
  • 500- og 1800-reglerne: Walsh J, Roberts R. Pumping Insulin. Svarer til 100-reglen udtrykt i mmol/L.
  • ISPAD Clinical Practice Consensus Guidelines 2022: insulindosering ved type 1-diabetes.