2016 Fiscal Year Annual Research Report
Study on blood glucose control for type 1 diabetics considering metabolisms of macro-nutrients in meal
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26420414
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
古谷 栄光 京都大学, 工学研究科, 准教授 (40219118)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 1型糖尿病 / 糖代謝モデル / 血糖値制御 / 食事 / グリセミック指数 / 脂質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，1型糖尿病患者の血糖値を食後も含めて一日中適切な範囲に維持できる血糖値制御の実現を目的として，食事に含まれる三大栄養素の消化吸収動態を含む糖代謝モデルの構成，食事に関する事前情報を利用した食事時の血糖値制御法の検討，夜間の糖代謝モデルの検討を行った．得られた結果は以下のとおりである．
1. 食事に含まれる脂質の糖代謝への影響の数式モデルとして，グリセミック指数を考慮に入れた炭水化物の消化吸収動態を含む糖代謝モデルに，脂質による胃内容排出の遅れおよび脂質に関する二つの分画を付加したモデルを提案した．また，このモデルにより，炭水化物と脂質を含む食事に対する血糖値変化をおおむね表せることを確認した．さらに，蛋白質の糖代謝への影響として蛋白質分解後の血糖値上昇を考え，食後のグルコースバランスが血糖値上昇方向に変化するモデルを構成したが，それだけでは精確に血糖値変化を表せず，他の要因を考慮すべきことがわかった．
2. 炭水化物のみあるいは炭水化物と脂質を含む食事摂取時の血糖値制御法として，食事に関する事前情報に基づいた最適な制御とその制御による最適な血糖値変化からの誤差に対する制御が独立に行える血糖値制御法を提案した．また，設計に用いるモデルの胃内容排出の時定数を小さく選ぶことで，患者のパラメータ変動の影響を小さくすることができ，低血糖回避が可能であることがわかった．ただし，炭水化物のみの高グリセミック指数の食事については誤差の影響が大きく，必ずしも食後2時間の血糖値を推奨範囲である80-180mg/dLに維持できないことがわかった．
3. 夜間の血糖値上昇の原因の一つと考えられる成長ホルモンの糖代謝への影響をインスリンクリアランスの増加としてモデル化し，暁現象を表せる可能性を示した．また，モデル化が妥当であれば比例積分制御により，暁現象の抑制が可能であることを確認した．
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