用反褶积法预测食品中的葡萄糖外观功能

胰岛素治疗的糖尿病患者的血糖反应经历了许多短暂阶段，导致胰岛素方案或饮食改变后的稳态血糖状况。大多数试图模拟葡萄糖和胰岛素关系的模型试图模拟口服或注射葡萄糖的影响，而不是食物消化的影响。然而，很明显，从肠道吸收的角度考虑，可以更好地理解血糖反应。假设这种类型的吸收可以通过所谓的葡萄糖外观功能（通过肠道葡萄糖吸收的葡萄糖系统外观）来建模，预测食物中的葡萄糖负荷。在肝脏平衡、胰岛素吸收和胰岛素非依赖/依赖性利用方面进行了大量研究。然而，人们对肠道吸收模式或相应的葡萄糖外观特征知之甚少。

本文研究的策略是使用反褶积或反向工程。从血糖和胰岛素治疗等具体结果开始，可以反向预测导致结果的促血糖功能。假设房室一致性，这将使我们能够更清楚地了解真正的肠道吸收过程。如果成功，同样的策略可以应用于更新的葡萄糖和胰岛素模型，以进一步了解食物转化为血糖的问题。

本文研究了Lehmann-Deutsch改进的葡萄糖和胰岛素相互作用模型，该模型由Berger-Rodbard提出。该模型试图模拟稳态血糖和血浆胰岛素反应，与开始模拟的初始值无关。葡萄糖通过肠道吸收和肝脏葡萄糖生成进入模型。我们考虑了一名70kg男性胰岛素依赖型糖尿病患者，其相应的肝脏和胰岛素敏感性参数分别为0.6和0.3。通过线性和对称函数对净肝葡萄糖平衡进行分段建模。采用一阶Euler方法，步长为15分钟。在模拟中，只考虑了Actrapid和NPH注射。同时开始向肠道注射胰岛素和葡萄糖流量，以避免与胃排空相关的任何延迟。

从两个角度比较葡萄糖的系统外观，不仅是为了评估战略原则，还为了评估莱曼和道奇所做修改的适用性。第一种是利用房室结构进行正向预测。该分析涉及胃排空率，无时间延迟。第二个是根据实验观察到的血糖曲线进行反向预测。调查涉及含有相同碳水化合物含量（25克）的粥、白米和香蕉。从第一次分析中获得的结果取决于胃排空的速度，尤其是其上行和下行分支。第二次分析的结果取决于胰岛素的剂量和类型。这两种预测结果都与生理学推理一致，尽管很明显，这种解决方案可能是不稳定的。此外，这两种预测在结构和外观上都是相似的，特别是在对粥和香蕉的模拟中。这强调了在调查模型中的隔间准确性和局限性时，两种分析的一致性和适用性。

新的战略方法在模型中被认为是成功的，莱曼和德意志所做的修改是适当的。我们认为，胃排空曲线可能存在胃延迟是通过肠道吸收调节葡萄糖外观的前进方向。Lehmann-Deutsch胃曲线由梯形或三角形函数描述，取决于膳食中的碳水化合物含量。然而，从获得的结果中可以清楚地看出，碳水化合物含量只是碳水化合物吸收的一个因素，如果我们要改善葡萄糖通量，进一步的进展必然涉及到其他食物特性和特性。