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2016 年度 実績報告書

食事の三大栄養素を考慮した1型糖尿病患者の血糖値制御の研究

研究課題

研究課題/領域番号 26420414
研究機関京都大学

研究代表者

古谷 栄光  京都大学, 工学研究科, 准教授 (40219118)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード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
研究実績の概要

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.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Mixed meal model in type 1 diabetes - Minimal compartments of triglycerides and non-esterified fatty acids2017

    • 著者名/発表者名
      Claudia Cecilia Yamamoto Noguchi, Eiko Furutani
    • 雑誌名

      Transactions of the Institute of Systems, Control, and Information Engineers

      巻: 30 ページ: 印刷中

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Model of gut absorption from carbohydrates with maximum rate of exogenous glucose appearance in type 1 diabetes2016

    • 著者名/発表者名
      Claudia Cecilia Yamamoto Noguchi, Shogo Hashimoto, Eiko Furutani, Shoichiro Sumi
    • 雑誌名

      SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration

      巻: 9 ページ: 201-206

    • DOI

      10.9746/jcmsi.9.201

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] In silico blood glucose control for type 1 diabetes with meal announcement using carbohydrate intake and glycemic index2016

    • 著者名/発表者名
      Claudia Cecilia Yamamoto Noguchi, Shogo Hashimoto, Eiko Furutani
    • 雑誌名

      Advanced Biomedical Engineering

      巻: 5 ページ: 124-131

    • DOI

      10.14326/abe.5.124

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 脂質の糖代謝への影響を考慮した1型糖尿病患者の食事時の血糖値制御2017

    • 著者名/発表者名
      藤原嵩之,Claudia Cecilia Yamamoto Noguchi,古谷栄光
    • 学会等名
      第61回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 発表場所
      京都テルサ(京都府・京都市)
    • 年月日
      2017-05-25
  • [備考] 食事の三大栄養素を考慮した1型糖尿病患者の血糖値制御の研究

    • URL

      http://turbine.kuee.kyoto-u.ac.jp/~furutani/kakenhi/kaken_26420414.html

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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