MODELO FARMACOCINETICO DE LA GLUCOSA SANGUINEA

Modelo farmaceutico de la glucosa sanguinea formulacion de un modelo de la dinamica de glucosa en sangre. los mecanismos de control y vias metabolicas de la glucosa en el cuerpo humano son extremadamenete complejos muchos de los procesos incluidos son actualmente poco conocidos todavia de los valosres estaticosde las enzimas y glucosa que constituyen el sitema bajo estudio pero se han realizado pocos experimentos dinamicos ello indica que no es posible desarrollar un modelo completo de la glucosa sanguinea basado fisicamente en las unidades de proceso bioquimicas y fisiologicas. el modelo compartimental propuesto se orienta hacia el metabolismo de la glucosa en el higado y sus funcionesasociadas como muestra la figura:

ademas de los compartimoentos de la glucosa en el plasma glucosa fosfato y glucogeno hepapito se considera tambiem unn compartimento para la glucosa en la vena porta hepatica .Este modelo permite examinar la respuesta del sitema a los ensayos de estimulo intravenoso asi como las respuestas a diversas tomas orales de glucosa.El modelo incorpora las caracteristicas dinamicas de las enzimas mas importantes obtenidos por london para cada comportamientose propone una ecuacion de equilibrio de masas expresado en unidades de concentracion molar se adopta la siguiente nomenclatura :

Gp:GLUCOSA EN EL PLASMA(M)

Gf:GLUCOSA EN LA VENA PORTA(M)

Lt:GLUCOGENO EN EL HIGADO(M)

G6P1:GLUCOSA-6-FOSFATO EN EL HIGADO(M)

Ip:INSULINA EN EL PLASMA (mU)

If:INSULINA EN LA VENA PORTA(mU)

Jp:GLUCAGON EN EL PLASMA(ug)

Jf:GLUCAGON EN LA VENA PORTA(ug)

Ep:ADRENALINA EN EL PLASMA(mg)

Las ecuaciones matematicas de considerable complejidad pueden expresarse de la siguiente forma:

Glucosa en el plasma

dGp/dt=velocidad de incorporacion de glucosa exogena/f(Gf,Gp,G6P1,If,Ip)

Glucosa en la vena porta

dGf/dt=ritmo de entrada de la glucosa desde el intestino+f(Gf,Gp)

Glucosa-6-fosfato

dG6P/dt=f(G6P,Gp,If,Ji,Lf,Ep)

Glucogeno

dLf/dt=f(G6P,If,Ji,Lf,Ep)

Insulina en el plasma

dIf/dt=velocidad de incorporacion de insulina exogena/f(Ip,If,Gf)

Insulina en la vena porta

dJp/dt=f(Ip,If,Gf)

Glucagon en el plasma

dJp/dt=velocidad de incorporacion de glucagon exogeno/f(Ip,If,Gf)

Glucagon en le vena porta

dJp/dt=f(Ip,If,Gf)

Adrenalina en el plasma

dEp/dt=velocidad de incorporacionde adrenalina exogena/f(Gf,Ep)

En la formulacion de este conjunto de ecuaciones se adopto un volumen de plasma y distribucion hormonal de 3.21 para un sujeto de 70kgcon un higado de 1.5kg Los valores normales adoptados para regimen permanete son:

Gp(0)=0.005M

Gf(0)=0.005M

G6P(0)=0.003M

Lf(0)=0.25M

IP(0)=30mU

If(0)=30mU

Jp(0)=0.32ug

Jf(0)=0.32ug

Ep(0)=0.16mg

Analisis del modelo propuesto y resultados

se ha analizado el modelo simulando los efectos de diversos estimulos actuando sobre metabolismo normales y patologicos se han considerado cinco señales de entradas :

a)inyeccion intravenosa de glucosa: se administra durante un periodo de dos minutos 0.5 gramos de glucosa por kilogramo de peso corporal para una persona de 70kg representa una velocidad de inyeccion de 0.0304M/min.

b)Infusion de glucosa de cebado:se aplica deurante los tres primeros minutos uan dosis preparatoria de 15ml de una solucion de glucosa de concentracion 50g/100ml posteriormente se aplica de forma continua una concentracion de glucosa de 50g/100ml a una velocidad de 30ml/h que corresponde a 0.00435M/min.

c)Toma oral de glucosa:una toma de 50g nodelado como una velocidad de incorporacion al comportamiento de glucosa en la vena porta de

0.004M/min para<30min

0.004e(-0.1(t-30))M/min para>30min

d)Inyeccion intravenosa de insulina: se administra durante un periodo de un minuto 0.1 U insulina por kilogramo de peso corporal que corresponde a 7000mU/m

e)Inyecciojn intravenosa de glucagon:se administra durante un minuto 0.25mg/min ademas de examinar las respuestas de un metabolismo normal frente alos anteriores estimulos de prueba tambien se han examinado diversas situaciones anormales .

a)variacion de la actividad de la glucocinasa una variacion del rendimiento de esta enzima que cataliza la conversion de glucosa a 6-fosfato de glucosa.

b)deterioro de la actividad del 6-fosfato de glucosa :dseterioro en la conversion de 6-fosfato de glucosa a glucosa resultando un estado hipoglucemico.

c)variacion de la sensibilidad ala insulina

en las fgiuras presentan algunos de los resultados:

Comentarios y conclusiones

En la mayoria de modelos del metabolismo de la glucosa el enfasis se ha centrado en el desarrollo de diagramas de bloques decuccion de funcion de transferencia y el examen de las respuestas del bucle cerrado a diversas entradas de prueba .Estas respuestas se compararon posteriormente con las respuestas en el sistema real si la correspondencia no era la adecuada se modificaba el modelo hasta lograr una mayor concordancia lo cual significaba a menudo un sacrificio del realismo fisiologico para lograr un mejor modelo.

el modelo presentado ofrese diversas ventajas sobre este tipo de plantiamiento . en primer lugar el modelo esta basado explicitamente en la fisiologia y bioquimica conocidas especialmente en la a nivel de enzimas al exixtir un grado de paralelismo entre el modelo y el sistema real se puede utilizar el modelo para ensayar hipotesis relativas ala estructura del sistema valores de los paramentros y estados patologicos ademas tal modelo es valioso en el estudio de los mecanismos de controlincorporados a nivel del organo y moleculas .