Glukos och insulin

Måltidssvar vid typ 1- och typ 2-diabetes, med dosförslag räknat enligt de regler som används kliniskt.

Laddar modellen…

Modellen

Bergmans minimalmodell för glukoskinetik, kopplad till en subkutan insulinabsorption i två steg och en tarmmodell för kolhydratupptag. Det är samma struktur som ligger under de flesta slutna-loop-algoritmer, bara med färre tillstånd.

G är plasmaglukos, X insulinets verkan ute i vävnaden och I plasmainsulin. Leverns glukosproduktion ligger på ungefär 2 mg/kg/min, hämmas av insulin och stiger när glukosen faller — det är den som lyfter en patient ur en hypoglykemi, och utan den blir varje överdos permanent i modellen. Insulinets halveringstid i plasma är fem minuter, medan tiden till maximal absorption från underhuden är 55 minuter för en snabbverkande analog och 100 minuter för humaninsulin. Det är den skillnaden som avgör hur tidigt dosen måste ges.

Typ 1 och typ 2 skiljs åt av två reglage och inget annat: egen insulinproduktion satt till noll respektive kvarvarande, och insulinkänsligheten hög respektive låg.

dG/dt = −(SG + X)·G + SG·Gb + Ra/(V_G·vikt)dX/dt = −p2·X + p2·SI·(I − Ib)dS1/dt = u(t) − S1/tmax dS2/dt = (S1 − S2)/tmaxICR = 500 / TDD ISF = 100 / TDDdos = kolhydrater/ICR + (G − mål)/ISF − aktivt insulin

Vad som är värt att pröva

  • Behåll dosen och flytta bara tidpunkten från 15 minuter före måltiden till samtidigt med första tuggan. Toppvärdet stiger flera mmol/L utan att en enda enhet ändrats — det är den vanligaste orsaken till höga värden två timmar efter maten.
  • Ta förvalet för hög dos och följ kurvan förbi tre timmar. Insulinet verkar längre än maten, och nadir kommer långt efter att måltiden är borta. Det är därför hypoglykemin sällan inträffar när man tittar efter den.
  • Jämför typ 1 och typ 2 med samma måltid. Vid typ 2 dämpar den egna produktionen toppen men fördröjer återgången; vid typ 1 finns ingenting alls som fångar upp en missad dos.
  • Ändra dygnsdosen och se hur båda reglerna följer med. En patient på 30 E får 1 E per 17 g kolhydrat, en på 80 E får 1 E per 6 g — samma måltid, helt olika dos.
  • Sätt aktivt insulin till några enheter och se korrektionen krympa. Att inte räkna av det är den klassiska vägen till staplade doser och hypoglykemi.

Förenklingar. Modellen har en kompartmentstruktur och beskriver en genomsnittlig respons, inte en enskild patient. Den saknar fysisk aktivitet, gastropares, alkohol och den dygnsvariation i insulinkänslighet som gör att samma måltid kräver olika dos på morgonen och på kvällen. Fett- och proteininnehåll påverkar upptaget i verkligheten men inte här. Lägg också märke till att kurvan svarar SVAGARE på en enstaka enhet än vad korrektionsregeln lovar: modellen räknar med leverns motreglering, som regeln inte gör. Skillnaden är avsiktligt synlig — reglerna är startpunkter som ska justeras mot uppmätta värden, inte facit. Dosförslaget beräknas ur reglerna och inte ur simuleringen, precis som i verkligheten.

Modellen bygger på

  • Bergman RN m.fl. Quantitative estimation of insulin sensitivity. Am J Physiol 1979.
  • Hovorka R m.fl. Nonlinear model predictive control of glucose concentration in subjects with type 1 diabetes. Physiol Meas 2004.
  • 500- och 1800-reglerna: Walsh J, Roberts R. Pumping Insulin. Motsvarar 100-regeln uttryckt i mmol/L.
  • ISPAD Clinical Practice Consensus Guidelines 2022: insulindosering vid typ 1-diabetes.