Modellizzazione e analisi del meccanismo di regolazione della glicemia

The theory of control for biological systems is an interdisciplinary field between Biomedical Engineering, Biology and the control theory that has had a strong development in the last 50 years. These advances have allowed to apply an engineering point of view to modeling and analysis of biological problems. This work aims to give a brief overview of one of the most widely studied biological mechanisms in this research area: The glucose regulation mechanism. We will start with a description of the biochemistry and physiology behind this mechanism, and then immediately move on to its mathematical modeling and its linearization around the working points. A few simple simulations will follow, with the help of MATLAB® software, from which we can draw some conclusions.

La teoria legata al controllo dei sistemi Biologici `e un ambito disciplinare a cavallo tra l’ingegneria Biomedica, la Biologia e la teoria dei controlli che ha avuto un forte impulso negli ultimi 50 anni. Questi progressi hanno permesso la modellizzazione e l’analisi con sguardo ingegneristico a problemi che potrebbero risultare di esclusivo carattere biologico, con il conseguente sviluppo di tecnologie ad essi associati. Il presente lavoro si pone l’obiettivo di dare una breve overview su uno dei meccanismi biologici più largamente studiati in questo settore di ricerca: il meccanismo di regolazione del livello glicemico nel sangue. Si partirà con una descrizione sulla biochimica e la fisiologia alla base di questo meccanismo, per poi passare subito alla sua modellizzazione matematica e la sua linearizzazione nell’intorno dei punti di lavoro. Seguiranno alcune semplici simulazioni, con l’ausilio del software MATLAB®, da cui si potranno evincere e commentare alcune conclusioni.