Modelarea efectelor exercițiilor la nivel de sistem ar putea ajuta la clarificarea modului în care previne bolile

Un nou model matematic încorporează detalii personalizate pentru a simula efectele metabolice ale exercițiului. Prezentat în PLOS Computational Biology de Maria Concetta Palumbo de la Consiliul Național de Cercetare din Italia, Roma și colegi, modelul poate fi adaptat diferitelor caracteristici individuale, precum vârsta și greutatea, precum și diferitele tipuri și intensități ale exercițiului.

noul

Activitatea fizică poate ajuta la prevenirea sau tratarea bolilor metabolice, iar o mai bună înțelegere a efectelor moleculare ale exercițiilor ar putea ajuta eforturile clinice de abordare a bolii. Efectele exercițiilor la nivel de sistem sunt dificil de monitorizat la oameni, astfel încât oamenii de știință au dezvoltat modele matematice pentru a le simula. Cu toate acestea, modelele dezvoltate anterior nu iau în considerare detaliile cheie, cum ar fi tipul de exercițiu și caracteristicile personale.

Pentru a aborda această provocare, Palumbo și colegii au extins un model existent pentru a-l face mai personalizat. Modelul existent a folosit proprietățile cunoscute ale diferitelor organe și țesuturi pentru a simula efectele exercițiilor fizice asupra dinamicii metabolice a glucozei, hormonilor și substanțelor conexe din aceste țesuturi. Cu toate acestea, modelul a abordat un singur tip de exercițiu (ciclism) la un nivel de intensitate fix pentru un tip de persoană (un bărbat de 70 de kilograme fără antrenament de ciclism).

Fără a schimba baza biologică a modelului mai vechi, cercetătorii l-au extins matematic pentru a încorpora o definiție mai bună și mai personalizată a exercițiului fizic. Noul model rezultat explică sexul, vârsta, greutatea corporală, nivelul de fitness, durata exercițiului și intensitatea exercițiului, măsurate în contextul nivelului personal de fitness.

Cercetătorii și-au validat modelul arătând că a simulat cu exactitate rezultatele studiilor anterioare din lumea reală în care probele de sânge au fost utilizate pentru a monitoriza efectele metabolice la persoanele cu caracteristici individuale diferite care au efectuat diferite forme de exercițiu.

„Modelarea influenței exercițiului fizic asupra controlului homeostaziei glucozei este de o importanță primară în înțelegerea modului în care activitatea fizică previne bolile și îmbunătățește rezultatele sănătății și, în consecință, în dezvoltarea dispozitivelor de monitorizare e-sănătate pentru medicina personalizată”, spune Palumbo.

Apoi, echipa de cercetare intenționează să își extindă modelul în continuare pentru a încorpora parametrii cheie legați de stilul de viață al unei persoane, cum ar fi nutriția.