Sviluppo di un modello matematico dell'effetto dell'esercizio fisico sull'assorbimento sottocutaneo di insulina in soggetti diabetici di tipo 1

L'attività fisica influenza profondamente l'omeostasi glucidica negli individui con diabete di tipo 1 (T1D), tuttavia i meccanismi sottostanti che governano i cambiamenti indotti dall'esercizio nell'assorbimento sottocutaneo di insulina rimangono poco compresi. Questa tesi presenta un approccio di modellazione matematica per caratterizzare come l'esercizio moderato influenzi la farmacocinetica dell'insulina nei soggetti con T1D che utilizzano la terapia con infusione continua sottocutanea di insulina. Attraverso l'analisi di dati clinici da 16 partecipanti con T1D sottoposti a un protocollo di pasto ed esercizio con attività fisica moderata 120 min dopo il pasto per una durata di 60 min, è stato sviluppato un insieme di modelli matematici che catturano gli effetti dell'esercizio sulla dinamica di assorbimento dell'insulina. Il nostro framework di modellazione include sia risposte immediate (ordine zero) che ritardate (primo ordine) all'esercizio, che influenzano diverse componenti del trasporto dell'insulina dal tessuto sottocutaneo alla circolazione sistemica. Il modello ha imputato l'aumento della concentrazione plasmatica di insulina durante l'esercizio fisico, nonostante i tassi di infusione insulinica non fossero variati, ad un incremento nella mobilizzazione dell'insulina dai depositi sottocutanei. Sono stati utilizzati specifici criteri di selezione per identificare il modello migliore in grado di descrivere i dati con parametri fisiologicamente interpretabili e stimati con precisione. Questo lavoro fornisce il primo framework di modellazione meccanicistica per descrivere l'effetto dell'esercizio sull'assorbimento sottocutaneo di insulina, offrendo spunti sui processi fisiologici che potrebbero informare i sistemi di pancreas artificiale di nuova generazione e la gestione personalizzata del diabete durante l'attività fisica.