Diabetes -Studie : Untersuchung von Schwankungen des Blutzucker

    Für Millionen von Menschen in den Vereinigten Staaten leben mit Typ 1 oder Typ 2-Diabetes, die Messung der täglichen Aufstieg und Fall von Blutzucker (Zucker) ist ein Weg des Lebens.

    Energie Unser Körper ist in erster Linie durch Glukose im Blut bestimmt , und Blutzucker selbst ist exquisit durch eine komplizierte Reihe von Netzwerk- Wechselwirkungen zwischen Zellen , Gewebe, Organe und Hormone, die entwickelt haben , um die Glukose in relativ ebenem Kiel zu halten gesteuert , Pump it up wenn er fällt zu niedrig oder klopfen sie ab, wenn sie zu hoch geht . Diese natürliche dynamische Gleichgewicht verloren geht , wenn jemand entwickelt Diabetes.

    Aber auch mit allen modernen Interventionen mit Ernährung , Medikamente und Lifestyle-Änderungen , Diabetes ist eine überraschend schwierige Krankheit zu , indem Sie versuchen , um dieses natürliche Gleichgewicht der Hormone und Glukose wiederherzustellen verwalten. Routine Blutzuckermessungen , ein zentraler Teil des Disease-Management , hilft Patienten und ihre Betreuer zu planen , wenn sie Insulin und anderen Drogen zu nehmen und zu regulieren ihre Ernährung . Diese Schwierigkeiten bei der Bewältigung der Krankheit und die Explosion der neuen Fälle von Typ -2-Diabetes ist die Suche nach neuen Konzepten für die Überwachung und Therapie zur weiteren Optimierung der klinischen Entscheidungen und Zuckereinstellung personalisieren motiviert .

    Jetzt eine Gruppe von Forschern an der Harvard Medical School hat entdeckt, dass es mehr zu winzigen Schwankungen des Blutzuckersein als das Auge - in der Tat können die weitgehend ignorierten momentane Dynamik eine Fülle von Informationen in den kleinen , scheinbar unbedeutenden ups codiert liefern und Tiefen des Blutzuckers.

    Wie sie in der Zeitschrift Chaos, von AIP Publishing beschreiben , Extrahieren dieser Informationen können einige der schlecht verstanden Grenzen des menschlichen beleuchten Physiologie und möglicherweise sogar nahe, neue Wege zur Überwachung und Behandlung von Diabetes basierend auf Erhaltung und Wiederherstellung der Komplexität des Gesamtsteuersystems, eine Vorstellung, sie mit dem überspielen " System als Ziel . "

    Kontinuierliche Glukoseüberwachung

    Die neue Studie wurde von Madalena D. Costa , einer statistischen Physiker an der Harvard Medical School, und Ary Goldberger , einem Kardiologen im Beth Israel Deaconess Medical Center an der Harvard Medical School und der Wyss Institut für Biologisch - inspirierte Engineering an der Harvard-Universität geführt.

    Mit ihrem klinischen Kollegen , Costa und Goldberger untersucht de- identifizierte , retrospektive Daten von 18 älteren Erwachsenen mit Typ -2-Diabetes und 12 gleichaltrigen Kontrollen , die nicht an Diabetes leiden gesammelt. Implantierbare Geräte , die alle fünf Minuten rund um die Uhr den Blutzuckerspiegel messen kann - alle 30 Menschen wurden bis zum kontinuierlichen Glukose- Monitor angeschlossen .

    Ein Blick auf einige Tage dieser Daten sah die Mannschaft, die Glukosespiegel durchlaufen kleine Schwankungen ständig - sowohl bei Menschen mit Diabetes und bei Menschen ohne die Krankheit . Allerdings waren die Schwankungen Unterschied zwischen den beiden Gruppen , neigt , kleiner zu sein und sich auf einer schnelleren Zeitskala bei Menschen, die nicht an Diabetes leiden .

    Die Ärzte haben solche winzigen schnelle Frequenzschwankungen in der Blutzucker von Menschen ohne Diabetes aufgefallen , aber zum größten Teil , es war immer davon ausgegangen , dass dieses Signal aufgrund von Rauschen mit den Nachweisgrenzen der Zuckermessgeräte assoziiert war . Die Schwankungen sind nicht sehr groß, doch. Informationen, die , wenn sie mit Patienten mit Typ -2-Diabetes im Vergleich ändert - aber Costa , Goldberger und ihre Kollegen haben diese Annahme durch die zeigen, dass es komplexe Informationen in dieser Dynamik codiert erschüttert.

    Sie entdeckten dies , indem eine komplexe mathematische Technik namens Entropie Multiskalen -Analyse, die die Komplexität der Daten quantifiziert und vergleicht den Wert auf Datensätzen durch das Mischen die Reihenfolge der Messungen alle fünf Minuten in die 30 Personen entnommen und auf der Suche erhalten , wie die Variabilität zwischen sie ändert .

    " Diese Kombination von Rechenverfahrenermöglicht es uns zu sagen, wie unberechenbar die Zeitreihe auf verschiedenen Zeitskalen ", sagte Costa .

    Die Analyse zeigte, dass die kurzfristigen Schwankungen ( wie auch die langfristigen sind) nicht unkorreliert Zufälligkeit dar, sondern kodieren komplexer Informationen . Darüber hinaus fanden sie , dass die Informationen in dieser Schwankungen codiert ist wesentlich komplexer in Menschen ohne Diabetes - was Ärzte haben nie konsequent vor beobachtet.

    Dieser scheinbare Verlust der Komplexität mit dem Ausbruch der Krankheit hat die Harvard -Team geführt, eine neue Art und Weise des Studierens Diabetes, die sie fordern " dynamische glucometry ", ein Ansatz, der versuchen würde, aufzudecken und sinnvoll von der versteckten Informationen in codierte vorschlagen diese Schwankungen und nicht nur unter Berufung auf Kontrollen und Durchschnittswerte.

    Komplexität, Physiologie und Gesundheit der Menschen

    Wenn Diabetes ist eine aufstrebende Beispiel wie gesunde Physiologie neigt, komplexer Variabilität haben, ist es nicht die einzige. Nichts wie dynamische glucometry jemals systematisch auf die Untersuchung von Diabetes vor angewendet , aber ähnliche Ansätze in anderen Bereichen der Medizin , die bereits die Nuance der Komplexität , wie wir verstehen, grundlegende menschliche Physiologie hinzugefügt getroffen wurden.

    Eine langjährige Paradigma in der Physiologie hat entschieden, dass die gesündesten Systeme sind diejenigen, die am meisten Konstanz angezeigt - eine Idee , die so genannte " Homöostase " , die über das Feld seit fast einem Jahrhundert geherrscht hat . Aber jetzt Ärzte beginnen zu erkennen, dass dies nicht immer wahr.

    Goldberger , ein Kardiologe , weist auf das Herz. Gesunde junge Menschen haben weitaus komplexer Variabilität in deren Herz schlägt als ältere Menschen, die Herzprobleme haben . Ein gesundes Herz schlägt mit einer Regelmäßigkeit weniger wie ein Metronom als ein maraca . Ebenso sind alle "Instrumente" in die körpereigene Orchester von Metriken, was eine " törichte Konsistenz " anstelle von symphonischen Reichtum zu vermeiden markiert werden , sagte Goldberger . Und das aus gutem Grund .

    "Wenn jeder im Orchester spielt die gleiche Note zur gleichen Zeit , würden Sie zu Fuß aus ", sagte er . " Niemand will mäßiger Regelmäßigkeit oder unkorrelierte Zufallscharakter , also hören , statisch. "

    Hinter dieser Komplexität in gesunden menschlichen Systemen kann die Tatsache, dass es verleiht ein höheres Maß an Anpassungsfähigkeit , so dass wir mit unvermeidbaren Belastungen über mehrere Zeitskalen zu bewältigen. Der Körper ist nicht eine traditionelle Maschine , sagte Goldberger , und was Sie zum Überleben brauchen, ist die Möglichkeit, Änderungen vorzunehmen und nicht in einem einzigen stabilen Zustand unter unnachgiebig strenge Kontrolle gesperrt werden oder ganz zufällig zu sein .

    Wenn das wahr von Diabetes ist , dann kann dynamische glucometry neue Wege zum Verständnis der zugrunde liegenden physiologischen Prozesse hinter Diabetes aufzudecken und schlagen neue Behandlungen für die Krankheit , die wiederhergestellt Mehrskalen Komplexität des Kraftstoffregelsystemkonzipiert.

    Hintergrund auf Diabetes und seine Behandlung

    Diabetes ist eine chronische, komplexe Erkrankung, die durch hohe Konzentrationen von Zucker im Blut, die aufgrund von Problemen mit Insulin, das Hormon, das den Blutzuckerspiegel reguliert entstehen markiert. Normalerweise unseren Körper pflegen die entsprechenden Blutzuckerspiegel durch ständige Überwachung es und Loslassen Insulin und andere Hormone , um es zu Fall zu bringen oder nach Bedarf.

    Aber Menschen mit Diabetes zu verlieren dieses natürliche Gleichgewicht und damit ihre Fähigkeit, ihren Blutzuckerspiegel zu kontrollieren. Typ 1-Diabetes wird durch eine Unfähigkeit, Insulin zu produzieren , und Typ 2 Diabetes ist durch die Unfähigkeit des Körpers, korrekt auf Insulin zu reagieren .

    Behandlung für beide Arten von Diabetes hat mit Abstand eines der bemerkenswertesten medizinischen Erfolgsgeschichten des vergangenen Jahrhunderts gewesen , Drehen , was einmal war ein immer tödlichen Krankheit in eine chronische , aber überschaubare Zustand.

    Trotzdem ist Diabetes immer noch ein großes Gesundheitsproblem in den Vereinigten Staaten, die schätzungsweise 9,3 Prozent der US-Bevölkerung - rund 29,1 Millionen Amerikaner , darunter Hunderttausende von Kindern und Jugendlichen und mehr als ein Viertel der Menschen im Alter von über 65 . Trotz der Fortschritte in der Behandlung , es bleibt eine führende Ursache von Nierenversagen, Amputationen , Blindheit und Tod in den Vereinigten Staaten, und seine allgemeine wirtschaftliche Belastung kostet US-Steuerzahler 245.000.000.000 $ pro Jahr.

    Darüber hinaus sind die US Centers for Disease Control and Prevention schätzt, dass 86 Millionen Amerikaner - mehr als ein Drittel der erwachsenen US-Bevölkerung - haben " Prädiabetes " und sind einem erhöhten Risiko der Entwicklung von Typ -2-Diabetes in den nächsten fünf Jahren.