ヒト全身代謝システムの動力学モデル

摘要

遺伝子や分子のレベルからヒト全身を数理 モデル化して,生理学的機能をコンピュータ シミュレーションする技術が進歩している。 全身代謝システムを血液,膵臓,肝臓,骨格筋, 脂肪組織,心臓,胃腸,脳の8つの臓器に分 解し,各臓器において,解糖系，糖新生,β酸化,グリコーゲン，脂肪酸，トリグリセリド合成 を含む物質変換だけでなく,ATP, NADH, NADPH, GTP, FDHを含む補酵素が関わる エネルギー変換も数理モデル化された。臓器 モデル間を血液中のグルコース，乳酸，アラニン，脂肪酸，トリグリセリドなどを介して 結合する,338の反応,1,132の動力学パラメー タからなる，202の代謝物が時間変化する常 微分方程式モデルの構築例を紹介する。膵臓 が放出するインスリンをレギュレータとして， 食事，安静時，絶食時における各臓器の代謝 流束分布や血液中代謝物濃度変化の予測が可 能である。