Sistema de control borroso en lazo cerrado para terapias con insulina en diabetes tipo I

La diabetes mellitus es un trastorno del metabolismo de los carbohidratos producido por la insuficiente o nula producción de insulina o la reducida sensibilidad a esta hormona. Es una enfermedad crónica con una mayor prevalencia en los países desarrollados debido principalmente a la obesidad, la vida sedentaria y disfunciones en el sistema endocrino relacionado con el páncreas. La diabetes Tipo 1 es una enfermedad autoinmune en la que son destruidas las células beta del páncreas, que producen la insulina, y es necesaria la administración de insulina exógena. Un enfermo de diabetes Tipo 1 debe seguir una terapia con insulina administrada por la vía subcutánea que debe estar adaptada a sus necesidades metabólicas y a sus hábitos de vida, esta terapia intenta imitar el perfil insulínico de un páncreas no patológico. La tecnología actual permite abordar el desarrollo del denominado “páncreas endocrino artificial”, que aportaría precisión, eficacia y seguridad para los pacientes, en cuanto a la normalización del control glucémico y reducción del riesgo de hipoglucemias. Permitiría que el paciente no estuviera tan pendiente de su enfermedad. El páncreas artificial consta de un sensor continuo de glucosa, una bomba de infusión de insulina y un algoritmo de control, que calcula la insulina a infusionar usando la glucosa como información principal. Este trabajo presenta un método de control en lazo semi-cerrado mediante un sistema borroso experto basado en reglas. La regulación borrosa se fundamenta en la ambigüedad del lenguaje del ser humano. Esta incertidumbre sirve para la formación de una serie de reglas que representan el pensamiento humano, pero a la vez es el sistema que controla un proceso, en este caso el sistema glucorregulatorio. Este proyecto está enfocado en el diseño de un controlador borroso que haciendo uso de variables como la glucosa, insulina y dieta, sea capaz de restaurar la función endocrina del páncreas de forma tecnológica. La validación del algoritmo se ha realizado principalmente mediante experimentos en simulación utilizando una población de pacientes sintéticos, evaluando los resultados con estadísticos de primer orden y algunos más específicos como el índice de riesgo de Kovatchev, para después comparar estos resultados con los obtenidos por otros métodos de control anteriores. Los resultados demuestran que el control borroso (FBPC) mejora el control glucémico con respecto a un sistema predictivo experto basado en reglas booleanas (pBRES). El FBPC consigue reducir siempre la glucosa máxima y aumentar la mínima respecto del pBRES pero es en terapias desajustadas, donde el FBPC es especialmente robusto, hace descender la glucosa máxima 8,64 mg/dl, el uso de insulina es 3,92 UI menor, aumenta la glucosa mínima 3,32 mg/dl y lleva al rango de glucosa 80 – 110 mg/dl 15,33 muestras más. Por lo tanto se puede concluir que el FBPC realiza un mejor control glucémico que el controlador pBRES haciéndole especialmente efectivo, robusto y seguro en condiciones de desajustes de terapia basal y con gran capacidad de mejora futura. SUMMARY The diabetes mellitus is a metabolic disorder caused by a poor or null insulin secretion or a reduced sensibility to insulin. Diabetes is a chronic disease with a higher prevalence in the industrialized countries, mainly due to obesity, the sedentary life and endocrine disfunctions connected with the pancreas. Type 1 diabetes is a self-immune disease where the beta cells of the pancreas, which are the responsible of secreting insulin, are damaged. Hence, it is necessary an exogenous delivery of insulin. The Type 1 diabetic patient has to follow a therapy with subcutaneous insulin administration which should be adjusted to his/her metabolic needs and life style. This therapy tries to mimic the insulin profile of a non-pathological pancreas. Current technology lets the development of the so-called endocrine artificial pancreas that would provide accuracy, efficiency and safety to patients, in regards to the glycemic control normalization and reduction of the risk of hypoglycemic. In addition, it would help the patient not to be so concerned about his disease. The artificial pancreas has a continuous glucose sensor, an insulin infusion pump and a control algorithm, that calculates the insulin infusion using the glucose as main information. This project presents a method of control in semi-closed-loop, through an expert fuzzy system based on rules. The fuzzy regulation is based on the human language ambiguity. This uncertainty serves for construction of some rules that represent the human language besides it is the system that controls a process, in this case the glucoregulatory system. This project is focus on the design of a fuzzy controller that, using variables like glucose insulin and diet, will be able to restore the pancreas endocrine function with technology. The algorithm assessment has mainly been done through experiments in simulation using a population of synthetic patients, evaluating the results with first order statistical parameters and some other more specific such as the Kovatchev risk index, to compare later these results with the ones obtained in others previous methods of control. The results demonstrate that the fuzzy control (FBPC) improves the glycemic control connected with a predictive expert system based on Booleans rules (pBRES). The FBPC is always able to reduce the maximum level of glucose and increase the minimum level as compared with pBRES but it is in unadjusted therapies where FBPC is especially strong, it manages to decrease the maximum level of glucose and insulin used by 8,64 mg/dl and 3,92 UI respectively, also increases the value of minimum glucose by 3,32 mg/dl, getting 15,33 samples more inside the 80-110 mg/dl glucose rank. Therefore we can conclude that FBPC achieves a better glycemic control than the controller pBRES doing it especially effective, robust and safe in conditions of mismatch basal therapy and with a great capacity for future improvements.

Análise da microbiota intestinal em adultos com hábitos alimentares distintos e de associações com a inflamação e resistência à insulina

Introdução: A microbiota intestinal possui grande diversidade de bactérias, predominantemente dos filos Bacteroidetes e Firmicutes, com múltiplas funções. A alimentação pode alterar sua composição e função. Alto teor de gordura saturada altera a permeabilidade intestinal, eleva os lipopolissacarídeos e predispõe à inflamação subclínica crônica. Dieta rica em fibras, como a vegetariana, induz elevação de ácidos graxos de cadeia curta e benefícios metabólicos. Objetivos: Para analisar a composição da microbiota intestinal de adventistas com diferentes hábitos alimentares e associá-los à inflamação subclínica e resistência à insulina, esta tese incluiu: 1) revisão dos mecanismos que associam a alimentação à microbiota intestinal e ao risco cardiometabólico; 2) verificação da composição da microbiota intestinal segundo diferentes hábitos alimentares e de associações com biomarcadores de doenças cardiometabólicas; 3) avaliação da associação entre a abundância de Akkermansia muciniphila e o metabolismo da glicose; 4) análise da presença de enterótipos e de associações com características clínicas. Métodos: Este estudo transversal incluiu 295 adventistas estratificados segundo hábitos alimentares (vegetariano estrito, ovo-lacto-vegetariano e onívoro). Foram avaliadas associações com dados clínicos, bioquímicos e inflamatórios. O perfil da microbiota foi obtido por sequenciamento do gene 16S rRNA (Illumina® Miseq). Resultados: 1) Há evidências de que as relações entre dieta, inflamação, resistência à insulina e risco cardiometabólico são em parte mediadas pela composição da microbiota intestinal. 2) Vegetarianos apresentaram melhor perfil clínico quando comparados aos onívoros. Confirmou-se maior abundância de Firmicutes e Bacteroidetes, que não diferiram segundo a adiposidade corporal. Entretanto, vegetarianos estritos apresentaram mais Bacteroidetes, menos Firmicutes e maior abundância do gênero Prevotella quando comparados aos outros dois grupos de hábitos alimentares. Entre os ovo-lactovegetarianos verificou-se maior proporção de Firmicutes especialmente do gênero Faecalibacterium. Nos onívoros, houve super-representação do filo Proteobacteria (Succinivibrio e Halomonas) comparados aos vegetarianos. 3) Indivíduos normoglicêmicos apresentaram maior abundância de Akkermansia muciniphila que aqueles com glicemia alterada. A abundância desta bactéria correlacionou-se inversamente à glicemia e hemoglobina glicosilada. 4) Foram identificados três enterótipos (Bacteroides, Prevotella e Ruminococcaceae), similares àqueles previamente descritos. As concentrações de LDL-C foram menores no enterótipo 2, no qual houve maior frequência de vegetarianos estritos. Discussão: 1) Conhecimentos sobre participação da microbiota na fisiopatologia de doenças poderão reverter em estratégias para manipulá-la para promover saúde. 2) Apoia-se a hipótese de que hábitos alimentares se associam favorável ou desfavoravelmente a características metabólicas e inflamatórias do hospedeiro via alterações na composição da microbiota intestinal. Sugerimos que a exposição a alimentos de origem animal possa impactar negativamente nas proporções de comunidades bacterianas. 3) Sugerimos que a abundância da Akkermansia muciniphila possa participar do metabolismo da glicose. 4) Reforçamos que a existência de três enterótipos não deva ser específica de certas populações/continentes. Apesar de desconhecido o significado biológico destes agrupamentos, as correlações com o perfil lipídico podem sugerir sua utilidade na avaliação do risco cardiometabólico. Conclusões: Nossos achados fortalecem a ideia de que a composição da microbiota intestinal se altera mediante diferentes hábitos alimentares, que, por sua vez, estão associados a alterações nos perfis metabólicos e inflamatórios. Estudos prospectivos deverão investigar o potencial da dieta na prevenção de distúrbios cardiometabólicos mediados pela microbiota.

Regeneração hepática em animais jovens com estenose da veia porta ou ligadura da artéria hepática: estudos histológicos, moleculares e avaliação dos efeitos da insulina e do tacrolimus como agentes regenerativos

INTRODUÇÃO: O transplante hepático é o único tratamento efetivo para uma variedade de doenças hepáticas irreversíveis. No entanto, o número limitado de doadores pediátricos leva ao uso de enxertos hepáticos de doadores adultos, com necessidade de anastomoses vasculares mais complexas. Essas anastomoses tornam-se complicadas pela diferença no calibre dos vasos entre o doador e o receptor, resultando em alterações do fluxo sanguíneo, estenose da anastomose venosa ou arterial e trombose. Os efeitos para regeneração hepática decorrentes da privação do fluxo sanguíneo pela veia porta ou pela artéria hepática não estão completamente elucidados. Experimentalmente, quando um lobo do fígado não recebe o fluxo venoso portal, é observada atrofia deste segmento e hipertrofia do restante do órgão perfundido. Embora existam vários modelos experimentais para estudo da regeneração hepática, poucos são focados em animais em crescimento. Além disso, os efeitos regenerativos de drogas como o tacrolimus e a insulina precisam ser pesquisados, com o objetivo de encontrar um tratamento ideal para a insuficiência hepática ou um método de estimular a regeneração do fígado após ressecções ou transplantes parciais. O objetivo do presente estudo é descrever modelos de regeneração hepática em ratos em crescimento com: 1) ausência de fluxo hepático arterial e 2) redução do fluxo portal. Adicionalmente, o estudo avalia o efeito pró-regenerativo do tacrolimus e da insulina nesses modelos descritos. MÉTODOS: cento e vinte ratos (entre 50 e 100g de peso) foram divididos em 6 grupos, de acordo com o tipo de intervenção cirúrgica: Grupo 1, incisão abdominal sem intervenção hepática; Grupo 2, hepatectomia a 70%; Grupo 3, hepatectomia a 70% + estenose de veia porta; Grupo 4, hepatectomia a 70% + ligadura da artéria hepática; Grupo 5, hepatectomia a 70% + estenose de veia porta + insulina; Grupo 6, hepatectomia a 70% + estenose de veia porta + tacrolimus. Os animais dos grupos 1 ao 4 foram subdivididos em 5 subgrupos de acordo com o momento da morte: 1, 2, 3, 5 e 10 dias após a intervenção cirúrgica. Os animais dos grupos 5 e 6 foram subdividos em 2 subgrupos de acordo com o momento da morte: 2 e 10 dias após a intervenção cirúrgica. Os lobos hepáticos remanescentes foram submetidos à análise histomorfométrica, imuno-histoquímica e molecular. RESULTADOS: Verificou-se que no grupo com hepatectomia a 70% houve recuperação do peso do fígado no terceiro dia com aumento da atividade mitótica, enquanto que no grupo com estenose portal não se observou esse fenômeno (p < 0,001). A insulina e o tacrolimus promoveram aumento do peso do fígado e do índice mitótico. A atividade mitótica foi considerada aumentada nos animais dos grupos hepatectomia, hepatectomia + ligadura da artéria, insulina e tacrolimus; e esse parâmetro estava reduzido no grupo submetido à hepatectomia + estenose portal (p < 0,001). A expressão de interleucina 6 estava presente em todos os animais, sendo significativamente maior nos grupos hepatectomia, hepatectomia + ligadura da artéria e significativamente menor no grupo hepatectomia + estenose portal. Entretanto, a administração de tacrolimus ou insulina recuperou os níveis teciduais de interleucina 6 no grupo com estenose portal. CONCLUSÕES: No presente estudo foi padronizado um modelo simples e facilmente reprodutível para estudar a regeneração hepática em ratos em crescimento com redução do fluxo arterial ou venoso para o fígado. Foi demonstrado que a administração de insulina ou tacrolimus é capaz de reverter os efeitos deletérios da estenose portal na regeneração hepática. A obstrução do fluxo arterial não afetou a capacidade regenerativa hepática

Interacção mente-matéria com intenção terapêutica : breve revisão sobre imunologia, oncologia e dor moduladas pela hipnose

Trabalho Final do Curso de Mestrado Integrado em Medicina, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2014

Estabilidade e estrutura das cadeias A e B da molécula de insulina

Dissertação para obtenção do grau de Mestre no Instituto Superior de Ciências da Saúde Egas Moniz

Síntese de nitrosotióis para experimentação ex vivo e in vivo relacionada com a resistência à insulina

Dissertação para obtenção do grau de Mestre no Instituto Superior de Ciências da Saúde Egas Moniz

Síndrome metabólico (síndrome X, síndrome de resistencia a la insulina), como factor asociado a enfermedad cerebro vascular (ECV), junio de 2008 a mayo de 2009 en el Hospital Vicente Corral Moscoso, Cuenca

Sobre esta patología, se realizó un estudio descriptivo, el universo fueron los pacientes con

Papel de la serotonina periférica en la secreción de insulina y la homeostasis de la glucosa

La función más conocida de la serotonina (5-Hidroxi-triptamina, 5HT) se refiere a su acción en el Sistema Nervioso Central (SNC). Sin embargo, la mayoría de la 5HT corporal se genera periféricamente, principalmente en las células enterocromafines del intestino. Se ha descrito que la célula β-pancreática posee un sistema serotoninér-gico propio que le permite sintetizar, almacenar, secretar y responder a la 5HT extracelular a través de sus receptores, de los que se conocen numerosos subtipos agrupados en 7 familias (Htr1-7). Interesantemente, la 5HT se libera conjuntamente con la insulina y sólo recientemente se ha descifrado parte de su significado biológico, que incluiría una compleja combinación de efectos intra y extra-celulares que eventualmente podrían jugar un papel en la regulación de la secreción de esta hormona. De forma fisiológica, la expresión de las enzimas involucradas en la síntesis de 5HT y de sus receptores se modifica marcadamente en células β durante la gestación, en coincidencia con un incremento en el potencial secretor de insulina (vía la acción del receptor ionotrópico Htr3a) y un aumento en la masa de células β (vía la acción de receptores Htr1d y Htr2b). En otros tejidos, se ha sugerido que la 5HT procedente del intestino promueve la gluconeogéne-sis hepática y la lipólisis en adipocitos durante el ayuno, por medio de su acción sobre el receptor Htr2b. En conjunto, estos hallazgos sugieren que la 5HT periférica podría tener un rol importante en la homeostasis de la glucosa por medio de la expresión y activación diferencial de receptores de superficie en células clave, tales como hepatocitos, adipocitos y células β-pancreáticas.

Sensibilidad a la insulina mediante la prueba de tolerancia oral a la glucosa en adultos mayores en el cantón Cuenca, en el año 2015

INTRODUCCIÓN: Si se valora a tiempo la Sensibilidad a la insulina, se evitara padecer diabetes tipo 2; en los adultos mayores hay cambios como el aumento de tejido adiposo y sarcopenia, relacionados con disminución de la sensibilidad a la insulina. OBJETIVO: Determinar la sensibilidad a la insulina mediante la prueba de tolerancia oral a la glucosa en la población adulta mayor del cantón Cuenca, en el año 2015. METODOLOGÍA: Estudio descriptivo en 120 adultos mayores del cantón Cuenca; 60 casos con síndrome metabólico según el criterio ATP III y 60 casos sin síndrome metabólico. Se trata de una muestra no probabilística por conveniencia debido al costo de las pruebas de laboratorio. Se tomaron dos muestras de sangre una en ayunas y otra postprandial y se dosifico glucosa e insulina. Los datos fueron analizados en SPSS 22, Excel empleando frecuencias, porcentajes, medidas de tendencia central como mediana, promedio, medidas de dispersión, desvío stándar. RESULTADOS: El 39,2 % de adultos mayores presentó insulinemia postprandial alterada. Según el método HOMA-IR el 42 % presenta baja sensibilidad a la insulina y según el método QUICKI el 91,7 % presenta sensibilidad disminuida a la insulina. La baja sensibilidad a la insulina según género, edad y estado civil no fue significativa; en cambio con el IMC elevado se tiene más probabilidad de padecer insulinorresistencia (p=0,03) .Siendo más significativo los pacientes con síndrome metabólico aumenta dos veces la probabilidad de padecer insulinorresistencia (p=0.02, OR 2.3 IC 95% 1.09 – 4.85)

Prevalencia de no adherencia a la terapia con insulina y factores sociales asociados en pacientes con diabetes mellitus tipo 2 de la consulta externa de endocrinología del Hospital Vicente Corral Moscoso”, de la ciudad de Cuenca.2015

ANTECEDENTES: De acuerdo al estudio CODE-2 (Costo de la Diabetes en Europa: tipo 2) halló que en Europa solo el 28% de los pacientes diabéticos logra un buen control glucémico. En Ecuador durante el año 2011, se registraron 4.455 muertes a causa de Diabetes Mellitus, convirtiéndose en la principal causa de mortalidad general con un porcentaje de 7,15% (INEC). OBJETIVO GENERAL: Determinar la prevalencia de no adherencia al tratamiento con insulina y factores sociales asociados al mismo, en pacientes con Diabetes Mellitus tipo 2, en la consulta externa de endocrinología del “Hospital Vicente Corral Moscoso” en la ciudad de Cuenca 2015. METODOLOGÍA: Se realizó un estudio cuantitativo analítico transversal con una muestra de 225 pacientes insulino-requirentes de la consulta externa de endocrinología del Hospital Vicente Corral Moscoso. Se trabajó con el porcentaje de incidencia de la ALAD para insulino requerimiento (55%) se calculó 225 pacientes a quienes se sometieron a una encuesta para determinar la no adherencia. Los datos obtenidos fueron tabulados y analizados en el programa SPSS. USO DE RESULTADOS: Como fuente de información, para estudiantes y médicos, además van a constituir un respaldo para futuros trabajos de investigación. CONCLUSIÓN: Concluimos que la mayoría de pacientes pertenecen al sexo femenino, con una media de edad de 61 ±13.58 años, nivel de instrucción primario y estado civil casado, el porcentaje de no adherencia es de 65.8% y el principal factor social asociado a la no adherencia es el olvido

Sensibilidad a la insulina mediante la prueba de tolerancia oral a la glucosa en adultos mayores en el cantón Cuenca, en el año 2015

INTRODUCCIÓN: Si se valora a tiempo la Sensibilidad a la insulina, se evitara padecer diabetes tipo 2; en los adultos mayores hay cambios como el aumento de tejido adiposo y sarcopenia, relacionados con disminución de la sensibilidad a la insulina. OBJETIVO: Determinar la sensibilidad a la insulina mediante la prueba de tolerancia oral a la glucosa en la población adulta mayor del cantón Cuenca, en el año 2015. METODOLOGÍA: Estudio descriptivo en 120 adultos mayores del cantón Cuenca; 60 casos con síndrome metabólico según el criterio ATP III y 60 casos sin síndrome metabólico. Se trata de una muestra no probabilística por conveniencia debido al costo de las pruebas de laboratorio. Se tomaron dos muestras de sangre una en ayunas y otra postprandial y se dosifico glucosa e insulina. Los datos fueron analizados en SPSS 22, Excel empleando frecuencias, porcentajes, medidas de tendencia central como mediana, promedio, medidas de dispersión, desvío stándar. RESULTADOS: El 39,2 % de adultos mayores presentó insulinemia postprandial alterada. Según el método HOMA-IR el 42 % presenta baja sensibilidad a la insulina y según el método QUICKI el 91,7 % presenta sensibilidad disminuida a la insulina. La baja sensibilidad a la insulina según género, edad y estado civil no fue significativa; en cambio con el IMC elevado se tiene más probabilidad de padecer insulinorresistencia (p=0,03) .Siendo más significativo los pacientes con síndrome metabólico aumenta dos veces la probabilidad de padecer insulinorresistencia (p=0.02, OR 2.3 IC 95% 1.09 – 4.85).

Tiempo promedio del efecto máximo de la insulina análoga en la glucemia postprandial y factores relacionados

Introducción: El tiempo promedio del efecto máximo de la insulina regular rápida en la glucemia postprandial ha sido considerado durante años de 120 minutos. En pacientes con Diabetes Mellitus (DM) que usan insulinas análogas este tiempo y los factores asociados no se encuentran reportados para ser aplicados en el automonitoreo. El objetivo de este estudio fue calcular el tiempo y factores relacionados al efecto máximo de la insulina en la glucemia postprandial. Metodología: Se desarrolló un estudio longitudinal retrospectivo a partir de una fuente secundaria donde se realizó un análisis descriptivo y bivariado con las variables demográficas y clínicas presentes en la población. Resultados: El tiempo promedio del pico máximo de insulina en pacientes con DM1 fue de 78.4 (DE± 16.512) y DM2 75.01(DE± 12.02) minutos. El 75% de la población con DM1 y el 54.2% en DM2 era de sexo femenino, la edad promedio en DM1 era 42.38 años y en DM2 68 años, en cuanto a la categorización del IMC el 50% de la población en DM1 y el 37.5% en DM2 estaban dentro del rango de obesidad y se encontró una relación con respecto al tipo de comida “desayuno-cena” vs el tiempo promedio del efecto máximo de la insulina calculado para ambos grupos (p:0.010). Conclusiones: El tiempo promedio del efecto máximo de la insulina calculado fue menor al tiempo reportado en la literatura clínica de 120 minutos. El tipo de comida principal mostró una relación con el tiempo promedio del efecto máximo en ambos grupos.