2018 Fiscal Year Annual Research Report
numerical calculation and constractuion of hierarchical mathematical model for control of
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15K00396
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
真原 仁 千葉大学, 医学部附属病院, 特任助教 (00589830)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤田 伸輔 千葉大学, 予防医学センター, 教授 (20268551)
雨宮 隆 横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 教授 (60344149)
櫻井 建成 山口芸術短期大学, 芸術表現学科, 准教授 (60353322)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ベータ細胞 / 階層モデル / インスリン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、糖尿病の治療に役立てるため階層的な膵臓のインスリン分泌に関するモデルを構築することを目的とした。前年度までは、１つの膵臓のベータ細胞の振る舞いを表す数理モデルのシミュレーションを行った。本年度は、ベータ細胞の数理モデルにインスリン分泌によりグルコースの血中濃度の変化を示す項ならびに血中グルコース濃度を示す項を入れた。これは、体内の血中濃度の変化とベータ細胞の振る舞いという違った階層をつなげた数理モデルを作成したこととなる。この数理モデルの数値計算を行った。実際に食事をした後に腸からのグルコースの取り込みを仮定し、血中グルコース濃度が食事後に増加すると仮定した。この時の腸におけるグルコースの取り込み量は、擬似的なシグモイド関数となるように設定した。数値計算により、血中のグルコース濃度が多くなってくるとペータ細胞の状態がインスリンを出さない状態からインスリンを出す状態へと遷移することが確認できた。このインスリン放出により、血中のグルコース濃度は減少し、ふたたびベータ細胞はインスリンを放出しない状態へと戻っていった。この一連の遷移過程の時間スケールは、実際の血中グルコースの遷移過程の時間スケール（約２時間でもとの状態へ戻る）と一致した。このことから、この階層的な数理モデルにより、変化とともにインスリン濃度の変化とインスリン分泌による血中グルコース濃度の変化を表すことができたといえる。ここまでの成果を非線形反応と共同現象研究会にてポスター発表を行った。
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