Alcuni ricercatori hanno creato un modello matematico in grado di predire accuratamente i livelli di glucosio nel sangue nelle persone affette da diabete, con risultati migliori di quelli che si ottengono dai monitor che si utilizzano in genere.

Il risultato della ricerca, condotta da un gruppo di scienziati della Penn State, sembra un semplice calcolo matematico ma in realtà è molto di più. Il modello matematico proposto infatti fornisce dei risultati di accuratezza e precisione superiore ai monitor attualmente utilizzati per misurare i livelli di zuccheri nel sangue. La sua accuratezza è infatti altissima, superando addirittura il 90%. Inoltre tale modello è in grado di predire i livelli di glucosio nel sangue con fino a trenta minuti in anticipo, un arco di tempo assai lungo per eventualmente prendere provvedimenti utili alla propria salute.

La ricerca condotta è stata sostenuta dall’Istituto Nazionale per la salute, dal National Science Foundation e la Penn State Center for Clinical and Translational Science Institute, e si è basata sui dati relativi a soggetti affetti da diabete di tipo 1.

«Molte persone con diabete di tipo 1 utilizzano un monitoraggio continuo del glucosio, che esamina il liquido sotto la pelle», spiega Peter Molenaar, professore di Human Development and Family Studies and of psychology. Ma questo permette una previsione dei livelli di glucosio tra gli 8 e i 15 minuti, tempo non sufficiente per eventualmente intervenire con la somministrazione di una opportuna dose di insulina. Come sottolinea Molenaar, «i pazienti possono diventare ipoglicemici ben prima che l’allarme del monitor di glucosio dica loro di essere ipoglicemici», e questo non permette di prevenire crisi ipoglicemiche che in alcuni casi possono anche portare alla morte.

Il professor Molenaar spiega che i livelli di glucosio nel sangue di una persona fluttuano in base alla risposta che viene data con una determinata dose di insulina, l’attività fisica e persino lo stato emotivo. Il livello di fluttuazioni ovviamente è molto soggettivo, da individuo a individuo. «Negli ultimi dieci anni, sono stati fatti molti progressi nello sviluppo di un “pancreas artificiale” meccanico, che sarebbe un sistema di insulino-distribuzione indossabile e impiantabile automaticamente e costituito da un monitoraggio continuo del glucosio, una pompa di insulina e un algoritmo di controllo di chiusura del ciclo tra il rilevamento del glucosio e la somministrazione di insulina – afferma Molenaar. – La creazione di un pancreas artificiale che fornisca la corretta quantità di insulina al momento giusto è stata una sfida, perché è difficile creare un algoritmo di controllo in grado di gestire la variabilità tra gli individui. Il nostro nuovo modello è in grado di considerare questa variabilità. Predice i livelli di glucosio nel sangue degli individui in base alla dose di insulina e l’assunzione del pasto».

Qian Wang, professore di ingegneria meccanica e coautore dello studio, ha dichiarato «che le dipendenze dinamiche di glucosio nel sangue, la dose di insulina e l’assunzione di pasti variano notevolmente nel tempo all’interno di ogni paziente e tra i pazienti. L’alta fedeltà di previsione del nostro modello su intervalli di 30 minuti consente l’esecuzione di un controllo ottimale della dose di insulina ad azione rapida e in tempo reale, perché l’avvio dell’azione di insulina ha un ritardo di meno di 30 minuti. Il nostro approccio supera quelli standard perché tutti i nostri parametri del modello sono stimati in tempo reale. La configurazione del nostro modello di stimatore ricorsivo [UVa/Padova] e il controller ottimale costituirà un efficace pancreas artificiale».

A cura di Alice Sepe