Phenomenological-Based model of human stomach and its role in glucose metabolism / Modelo de base fenomenológica del estómago humano y su rol en el metabolismo de glucosa
Publicado por
Journal of Theoretical Biology 460 (2019) 88–100. https://doi.org/10.1016/j.jtbi.2018.10.024
Descripción
The stomach is a segment of the gastrointestinal (GI) tract which receives food from the esophagus, mixes it, breaks it down, and then passes it on to the small intestine in smaller portions. In the stomach, the main secretory functions and digestion process begin. However, the most critical and important function of the stomach in digestive physiology is perhaps gastric motility. In this way, the functions of the stomach are mainly three: (i) the storage of large quantities of food to be further processed in the duodenum, and lower intestinal tract, (ii) the mixing of this food with gastric secretions to form a semi-fluid mixture, and (iii) to slow down the emptying of that semi-fluid mixture into the small intestine at a rate suitable for proper digestion and absorption. Regarding the motor activity, the stomach must consume glucose to generate the power necessary to carry out the digestion process. Although glucose consumption in the stomach is relatively low, it can affect the glucose concentration in the bloodstream. In order to know the variations in the glucose levels in the bloodstream during the stomach digestion, a Phenomenological Based Semi-physical Model (PBSM) of the role of the stomach in the glucose homeostasis is developed. The simulation of the stomach model is able to mimic physiological results without risking the life of the patient, in order to test the impact of diverse medicines and foods on glucose homeostasis. The model may then be integrated to existing models of glucose homeostasis to improve the simulation scenario with respect to the glucose appearance from a mixed meal. Our model allows the change of the macronutrient composition and rheological properties of the meal as well as the digestion particularities of every subject. In this way, the integrated model will be fitted to real patient physiology providing a better model to use in, for example, automated insulin delivery systems like the artificial pancreas (AP).
El estómago es un segmento del tracto gastrointestinal (GI) que recibe alimentos del esófago, los mezcla, los descompone y luego los transmite al intestino delgado en porciones más pequeñas. En el estómago, comienzan las principales funciones secretoras y el proceso de digestión. Sin embargo, la función más crítica e importante del estómago en la fisiología digestiva es quizás la motilidad gástrica. De esta manera, las funciones del estómago son principalmente tres: (i) el almacenamiento de grandes cantidades de alimentos para su posterior procesamiento en el duodeno y el tracto intestinal inferior, (ii) la mezcla de estos alimentos con las secreciones gástricas para formar una mezcla semifluida y (iii) para reducir la velocidad de vaciado de esa mezcla semilíquida en el intestino delgado a una velocidad adecuada para una digestión y absorción adecuadas. Respecto a la actividad motora, el estómago debe consumir glucosa para generar la energía necesaria para llevar a cabo el proceso de digestión. Aunque el consumo de glucosa en el estómago es relativamente bajo, puede afectar la concentración de glucosa en el torrente sanguíneo. Para conocer las variaciones en los niveles de glucosa en el torrente sanguíneo durante la digestión del estómago, se desarrolla un Modelo semifísico de base fenomenológica (PBSM) del papel del estómago en la homeostasis de la glucosa. La simulación del modelo del estómago es capaz de imitar los resultados fisiológicos sin arriesgar la vida del paciente, para probar el impacto de diversos medicamentos y alimentos en la homeostasis de la glucosa. El modelo puede luego integrarse a los modelos existentes de homeostasis de la glucosa para mejorar el escenario de simulación con respecto al aspecto de la glucosa de una comida mixta. Nuestro modelo permite el cambio de la composición de macronutrientes y las propiedades reológicas de la comida, así como las particularidades de la digestión de cada sujeto. De esta manera, el modelo integrado se ajustará a la fisiología del paciente real y proporcionará un mejor modelo para usar, por ejemplo, en sistemas de administración de insulina automatizados como el páncreas artificial (AP).
Citación recomendada (normas APA)
Laura; García Tirado Lema Pérez, "Phenomenological-Based model of human stomach and its role in glucose metabolism / Modelo de base fenomenológica del estómago humano y su rol en el metabolismo de glucosa", Medellín (Colombia):Journal of Theoretical Biology 460 (2019) 88–100. https://doi.org/10.1016/j.jtbi.2018.10.024, 2018. Consultado en línea en la Biblioteca Digital de Bogotá (https://www.bibliotecadigitaldebogota.gov.co/resources/2089824/), el día 2025-05-19.
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