Glukose og insulin

Måltidsrespons ved type 1- og type 2-diabetes, med doseforslag beregnet etter de reglene som brukes klinisk.

Laster modellen…

Modellen

Bergmans minimalmodell for glukosekinetikk, koblet til en subkutan insulinabsorpsjon i to trinn og en tarmmodell for karbohydratopptak. Det er den samme strukturen som ligger under de fleste lukket-sløyfe-algoritmene, bare med færre tilstander.

G er plasmaglukose, X insulinets virkning ute i vevet og I plasmainsulin. Leverens glukoseproduksjon ligger på omtrent 2 mg/kg/min, hemmes av insulin og stiger når glukosen faller — det er den som løfter en pasient ut av en hypoglykemi, og uten den blir enhver overdose permanent i modellen. Insulinets halveringstid i plasma er fem minutter, mens tiden til maksimal absorpsjon fra underhuden er 55 minutter for en hurtigvirkende analog og 100 minutter for humaninsulin. Det er den forskjellen som avgjør hvor tidlig dosen må gis.

Type 1 og type 2 skilles av to glidebrytere og ingenting annet: egen insulinproduksjon satt til null henholdsvis bevart, og insulinfølsomheten høy henholdsvis lav.

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

Tips

  • Behold dosen og flytt bare tidspunktet fra 15 minutter før måltidet til samtidig med første munnfull. Toppverdien stiger flere mmol/L uten at en eneste enhet er endret — det er den vanligste årsaken til høye verdier to timer etter maten.
  • Ta forvalget for høy dose og følg kurven forbi tre timer. Insulinet virker lenger enn maten, og nadir kommer lenge etter at måltidet er borte. Det er derfor hypoglykemien sjelden inntreffer når man ser etter den.
  • Sammenlign type 1 og type 2 med samme måltid. Ved type 2 demper den egne produksjonen toppen, men forsinker tilbakegangen; ved type 1 finnes det ingenting som fanger opp en glemt dose.
  • Endre døgndosen og se hvordan begge reglene følger med. En pasient på 30 E får 1 E per 17 g karbohydrat, en på 80 E får 1 E per 6 g — samme måltid, helt ulik dose.
  • Sett aktivt insulin til noen enheter og se korreksjonen krympe. Å ikke trekke det fra er den klassiske veien til stablede doser og hypoglykemi.

Forenklinger. Modellen har en kompartmentstruktur og beskriver en gjennomsnittlig respons, ikke en enkelt pasient. Den mangler fysisk aktivitet, gastroparese, alkohol og den døgnvariasjonen i insulinfølsomhet som gjør at samme måltid krever ulik dose om morgenen og om kvelden. Fett- og proteininnhold påvirker opptaket i virkeligheten, men ikke her. Legg også merke til at kurven svarer SVAKERE på én enkelt enhet enn det korreksjonsregelen lover: modellen regner med leverens motregulering, noe regelen ikke gjør. Forskjellen er bevisst synlig — reglene er utgangspunkter som skal justeres mot målte verdier, ikke fasit. Doseforslaget beregnes ut fra reglene og ikke ut fra simuleringen, akkurat som i virkeligheten.

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-reglene: Walsh J, Roberts R. Pumping Insulin. Tilsvarer 100-regelen uttrykt i mmol/L.
  • ISPAD Clinical Practice Consensus Guidelines 2022: insulindosering ved type 1-diabetes.