Русский
!

Presentations

Modeling of carbohydrate-lipid metabolism of an adipocyte in relation to various types of nutrition

Чистякова Ю.А., Плюснина Т.Ю.

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, кафедра биофизики, Россия, 119991, Ленинские горы 1, стр. 12. Email: julie@earlcleen.com

В связи с широким распространением заболеваний, связанных с нарушениями обмена липидов и углеводов, таких как диабет второго типа, атеросклероз и ожирение, повысилась актуальность исследований в этой области. Одним из методов изучения метаболизма жиров и углеводов в организме человека является математическое моделирование реакций их трансформации и связи между ними. Математические модели могут быть построены по-разному, описывать процессы в различных органах, иметь разную конечную цель. Так, в работах [1, 2] были предложены модели адипоцитов с учетом транспорта триглицеридов и глюкозы в клетку, образование жирных кислот и глицерина, ресинтез триглицеридов с образованием жирового депо. В работе [3] была представлена модель, учитывающая множество процессов в четырех основных органах углеводно-липидного обмена, и результаты моделирования хорошо аппроксимировали экспериментальные данные динамики концентраций различных метаболитов в крови.

В нашей работе были дополнены представленные в работе [3] пути превращения различных метаболитов адипоцита были видоизменены и дополнены описанием поступления пищи в организм человека. Это позволило более точно моделировать динамику метаболитов, а также более корректно описывать количество и калорийность потребляемой человеком пищи. Сама модель представляет из себя систему дифференциальных уравнений, которые были записаны либо по закону действующих масс, либо по механизму Михаэлиса-Ментен. Модель была верифицирована на основании экспериментальных данных [4] и показала высокую степень согласованности с экспериментом. Далее были промоделированы различные типы диет, различающиеся количеством потребляемой за день пищи, количеством приемов пищи и длительностью интервалов между ними. Модель показала корректное описание реакции организма на различные типы питания, и полученные результаты совпадают с данными из диетологии.

Литература

1. Sips FLP, Nyman E, Adiels M, Hilbers PAJ, Strålfors P, van Riel NAW, Cedersund Gunnar. Model-Based Quantification of the Systemic Interplay between Glucose and Fatty Acids in the Postprandial state. PLoS ONE. 2015; 10(9).

2. Jelic K, Hallgreen CE, Colding-Jørgensen M. A Model of NEFA Dynamics with Focus on the Postprandial state. Ann Biomed Eng. 2009; 37: 1897.

3. Adrian C. Pratt, Jonathan A.D. Wattis, Andrew M. Salter. Mathematical modelling of hepatic lipid metabolism. Mathematical Biosciences. 2015. Vol. 262. 167-181.

4. Martha L. Cruz, Kevin Evans, Keith N. Frayn. Postprandial lipid metabolism and insulin sensitivity in young Northern Europeans, South Asians and Latin Americans in the UK. Atherosclerosis. 2001; vol. 159(2). P. 441-449.

© 2004 Designed by Lyceum of Informational Technologies №1533