Sviluppo e validazione di un modello del turnover del glucosio in presenza di esercizio fisico da dati di singolo tracciante.

In questo lavoro viene sviluppato e validato un modello bicompartimentale per la cinetica del glucosio post prandiale in presenza di esercizio fisico, capace di stimare l’effetto dell’esercizio sulla produzione endogena di glucosio (EGP) e sulla sua velocità di scomparsa (Rd) a partire da dati provenienti da un esperimento svolto su individui sani e con prediabete. I partecipanti allo studio hanno o meno praticato esercizio fisico (45 min di camminata al 60% del VO2max, due ore dopo il pasto) dopo aver ingerito un pasto misto arricchito con singolo tracciante di glucosio. Il modello include un modello del turnover postprandiale del glucosio, sviluppato in assenza di esercizio fisico, ed un modello dell’effetto dell’esercizio fisico, sviluppato in condizioni di digiuno. Il modello integrato è stato, poi, dapprima riparametrizzato, al fine di poter quantificare separatamente gli effetti del pasto ed esercizio sulla componente endogena ed esogena del glucosio, e, successivamente, identificato con tecniche di stima bayesiana su dati di glucosio plasmatico e di glucosio tracciante derivante dal pasto. Le performance del modello sono state valutate in termini di aderenza del modello ai dati, distribuzione delle stime all'interno dei range fisiologici e precisione di stima. Complessivamente, i profili dei residui pesati ottenuti dall’identificazione sono risultati soddisfacenti e i parametri sono stati stimati in modo preciso. I risultati hanno mostrato che l'effetto dell'esercizio è il combinato di un aumento della velocità di scomparsa di glucosio e un aumento della produzione epatica per far fronte alla maggiore richiesta energetica. Il modello sviluppato rappresenta un passo avanti nella modellizzazione del metabolismo del glucosio in condizioni di esercizio fisico durante lo stato postprandiale, permettendo una stima accurata dei flussi glicemici. Studi futuri prevedono la validazione del modello in dataset indipendente con diversi livelli di attività fisica e l’integrazione del modello in una piattaforma per la simulazione del paziente diabetico.