Onderzoekers van het toonaangevende Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben een wiskundig model ontwikkeld dat voorspelt met welke methodes het hormoon insuline zelf de bloedsuikerspiegel kan reguleren. Het model ook kan worden toegepast voor andere aandoeningen waar het medicijngebruik moet worden gereguleerd op basis van specifieke lichaamswaardes.
Voor het onderzoek met betrekking tot het wiskundig model werd gebruik gemaakt van zogenaamde glucose-responsieve insuline (GRI). De insuline wordt in de bloedbaan aangebracht en kan 24 uur lang in een slaapstand worden gehouden, tenzij de bloedsuikerspiegel niet in balans blijkt te zijn. Toch is er nog een groot verschil tussen theorie en praktijk. Er zijn al verschillende glucose-responsieve insuline methoden ontwikkeld, maar tot op heden bleken die alleen succesvol bij dieren en niet bij mensen.
Mocht dit ook bij diabetespatiënten werken, dan hoeven die nog maar één keer per dag insuline te spuiten. Een voorbeeld van glucose-responsieve insuline is de toevoeging van de insuline aan een minuscuul nanodeeltje dat in de bloedbaan wordt aangebracht. Wanneer het nanodeeltje een te hoge bloedsuikerspiegel detecteert dan wordt pas de insuline vrijgegeven.
Een andere mogelijkheid is het bedekken van de insuline met bepaalde moleculen. De insuline wordt in de bloedbaan gespoten en de moleculen zorgen ervoor dat het hormoon pas wordt geactiveerd als het zich daadwerkelijk bindt aan de bloedsuiker.
Voorspelling wiskundig model
Aan de hand van een wiskundig model kan worden voorspeld wat het effect is van de eerder genoemde GRI-methoden op verschillende plekken in het lichaam waar glucose en insuline interacteren, zoals in de aderen, de spieren en het vetweefsel. Er kan worden gekeken naar de mate van binding tussen insuline en glucose, maar ook hoe snel de insuline wordt geactiveerd. Met het model, dat bestaat uit wiskundige vergelijkingen, worden ook nieuwe methodes ontwikkeld, die op basis van voorspellingen succesvol kunnen functioneren in het menselijk lichaam.
Daarnaast berekent het model met precisie, op basis van eerdere proeven bij knaagdieren, hoe deze methoden bij mensen zouden kunnen functioneren. Hiervoor wordt gedetailleerd in kaart gebracht welke verschillen er zijn tussen mensen en knaagdieren bij de interactie van insuline en glucose in het lichaam. Uit de resultaten blijkt dat 13 procent van de voorspelde methoden zal werken bij zowel knaagdieren als mensen, 14 procent alleen bij mensen en 12 procent alleen bij knaagdieren.
Insuline spuiten
Voor diabetespatiënten zijn dergelijke methodes meer dan welkom. Met name mensen met diabetes type 1 moeten meerdere keren per dag insuline spuiten. Het lichaam maakt zelf geen insuline meer aan. Het immuunsysteem vernietigt de insulinemakende cellen in de alvleesklier. Diabetespatiënten dienen dit te reguleren door dagelijks de juiste hoeveelheid insuline te spuiten en heel strikt te letten op het levenspatroon, zoals voeding en beweging.
Een tekort aan glucose in het bloed wordt een hypoglykemie genoemd. Kenmerken van hypo’s zijn duizeligheid, moeheid, hoofdpijn, zweten, stemmingswisselingen en een hongerig gevoel. Omgekeerd wordt een te hoge bloedsuikerspiegel een hyperglykemie genoemd. Mensen met een hyper ervaren een gevoel van dorst, moeten veel plassen, hebben een droge tong en kunnen last hebben van slaperigheid.
Andere toepassingen
De onderzoekers stellen dat het wiskundige model ook kan worden toegepast voor andere aandoeningen waar het medicijngebruik moet worden gereguleerd op basis van specifieke lichaamswaardes. Vaak zijn die waardes extra belangrijk voor diabetespatiënten. Dit geldt bijvoorbeeld bij het monitoren van het fibrogeengehalte. Fibrogeen speelt een belangrijke rol bij de bloedstolling (en dus het genezingsproces) van wonden.
Met name diabetespatiënten hebben vaak last van chronische wonden en zijn hier bij gebaat. Daarnaast zou het model kunnen worden ingezet bij het continu controleren van het cholesterolgehalte in het lichaam. De cholesterolwaardes zijn bij diabetici vaker verstoord. Een te hoog gehalte kan leiden tot hart- en vaatziekten.
