Glucometria Dinâmica pode descobrir novas formas de compreender diabetes

‘Glucometria Dinâmica’, uma nova maneira de olhar para a informação escondida nas leituras de açúcar no sangue, pode descobrir novas maneiras fundamentais de entendimento da diabetes e de seu tratamento

Para milhões de pessoas nos Estados Unidos que vivem com diabetes tipo 1 ou diabetes tipo 2, medir  a evolução diária e queda da glicemia (açúcar) é um modo de vida.

A energia do nosso organismo é regida principalmente pela glicose no sangue, e esta glicose pode ser perfeitamente controlada por um conjunto complexo de interações de rede envolvendo células, tecidos, órgãos e hormônios que evoluem para mantê-la em um patamar relativamente uniforme, bombeando-se mais dela quando se encontra em níveis muito baixos ou reduzindo quando está muito alto. Este equilíbrio dinâmico natural, torna-se perdido quando alguém desenvolve diabetes.

Mas, mesmo com todas as intervenções modernas envolvendo dieta, medicamentos e mudanças de estilo de vida, a diabetes é uma doença surpreendentemente difícil de ser gerida para tentar restaurar esse equilíbrio natural de hormônios e glicose. Medições frequentes de glicose no sangue é uma parte central da gestão da doença que ajuda os pacientes e seus cuidadores a planejar quando eles devem tomar insulina e outras drogas e regular sua dieta. Essas dificuldades na gestão e a explosão de novos casos de diabetes tipo 2 tem motivado a busca por novas abordagens de monitorização e terapia para otimizar ainda mais as decisões clínicas e personalizar o controle da glicose.

Agora, um grupo de pesquisadores da Harvard Medical School descobriu que pode haver mais das pequenas flutuações de açúcar no sangue podemos observar – na verdade, essas dinâmicas instantâneas ignoradas em grande parte podem fornecer uma riqueza de informações codificadas nestes pequenos, e aparentemente inconsequentes, altos e baixos do açúcar no sangue.

Como eles descreveram esta semana na revista Chaos, da AIP Publishing, extrair esta informação pode iluminar algumas das fronteiras mal compreendidas da fisiologia humana e possivelmente até mesmo sugerir novas formas de monitorar e tratar da diabetes baseado em se manter e restaurar a complexidade do controle geral do sistema, uma visão que usaria o “sistema como alvo.”

Monitorização Contínua da Glucose

O novo estudo foi conduzido pela Dra. Madalena Costa, uma fisiologista estatística na Escola Médica de Harvard, e Ary Goldberger, um cardiologista no Centro Médico Beth Israel Deaconess em Harvard Medical School e do Instituto Wyss para Engenharia Biologicamente Inspirada, da Universidade de Harvard.

Com seus colegas clínicos, Costa e Goldberger examinaram dados retrospectivos de pessoas não identificadas recolhidos a partir de 18 adultos idosos com diabetes tipo 2 e 12 controles pareados por idade que não tinham diabetes. Todas as 30 pessoas foram conectadas a monitores de glicose contínuos – dispositivos implantáveis ​​que podem medir os níveis de açúcar no sangue a cada cinco minutos.

Olhando para vários dias de dados, a equipe viu que os níveis de glicose estão sujeitos a pequenas flutuações constantemente – tanto em pessoas com diabetes e em pessoas sem a doença. No entanto, as flutuações foram diferentes entre os dois grupos, e que tende a ser menor e se movendo em uma escala de tempo mais rápida em pessoas que não têm diabetes.

Os médicos já tinham notado essas oscilações de frequência rápida e minúsculas no açúcar no sangue de pessoas sem diabetes antes, mas em sua maior parte, foi sempre assumido que este sinal era devido ao ruído aleatório associado aos limites de detecção dos medidores de glicose. As flutuações não eram muito grandes, afinal. Mas Costa, Goldberger e seus colegas derrubaram essa hipótese, mostrando que há informações complexas codificadas nessas dinâmicas – informações que se alteram quando comparadas com indivíduos com diabetes tipo 2.

Eles descobriram isso aplicando uma técnica matemática sofisticada chamada de análise de entropia multiescala, que quantifica a complexidade de dados e compara o valor de conjuntos de dados obtidos ao alternar a ordem das medições realizadas a cada cinco minutos nas 30 pessoas e vendo como a variabilidade entre eles muda.

“Esta combinação de procedimentos computacionais nos permite dizer o quanto é imprevisível a série temporal nas mais diferentes escalas de tempo”, disse Costa.

A análise mostrou que as flutuações de curto prazo (assim como as de longo prazo) não representam aleatoriedade não relacionada, mas codificam a informação complexa. Além disso, eles descobriram que a informação codificada nessas flutuações é significativamente mais complexa em pessoas sem diabetes – algo nunca antes observado de forma consistente pelos médicos.

Essa aparente perda de complexidade com o início da doença levou a equipe de Harvard a sugerir uma nova maneira de estudar a diabetes, o que eles estão chamando de “glucometria dinâmica”, uma abordagem que procura descobrir e dar sentido à informação oculta codificada nestas flutuações, em vez de depender apenas de controles locais e de valores médios.

Complexidade, Fisiologia e Saúde Humana

Se a diabetes é um exemplo de como a fisiologia emergente saudável tende a ter variabilidade mais complexa, ela não é única. Nada como a glucometria dinâmica tinha sido aplicado de forma sistemática para o estudo da diabetes antes, mas abordagens semelhantes foram tomadas em outros campos da medicina que já adicionaram a nuance de complexidade para a forma como entendemos a fisiologia humana básica.

Um paradigma de longa data na fisiologia decidiu que os sistemas mais saudáveis ​​são os que apresentam a maior constância – uma idéia, chamada de “homeostase”, que reinou sobre o campo por quase um século. Mas agora os médicos estão começando a perceber que isso não é sempre verdade.

Goldberger, um cardiologista, aponta para o coração. Jovens saudáveis ​​têm variabilidade muito mais complexa de como seus corações batem do que as pessoas mais velhas que têm problemas cardíacos. Um coração saudável bate com uma regularidade mais parecida com uma maraca do que com um metrônomo. Da mesma forma, todos os “instrumentos” da orquestra do organismo podem ser marcados por métricas que evitam a “coerência tola” no lugar da riqueza sinfônica, disse Goldberger. E por uma boa razão.

“Se todo mundo na orquestra toca a mesma nota ao mesmo tempo, você iria sair do espetáculo”, disse ele. “Ninguém quer ouvir regularidade excessiva ou aleatoriedade não correlacionada, ou seja, estática”.

Subjacente a esta complexidade nos sistemas humanos saudáveis ​​pode ser o fato de que ele confere um maior grau de adaptabilidade, o que nos permite lidar com as tensões inevitáveis ​​sobre múltiplas escalas de tempo. O corpo não é uma máquina tradicional, Goldberger disse, e o que você precisa para sobreviver é a capacidade de fazer alterações e não ficar preso a um único estado estacionário sob controle sem ceder ou ser completamente aleatório.

Se isto é verdade para diabetes, então a glucometria dinâmica pode descobrir novas maneiras de compreender os processos fisiológicos subjacentes da diabetes e sugerir novos tratamentos para a doença projetados para a complexidade multi-escalar restaurada do sistema de regulação de combustível.

Por trás do Diabetes e seu tratamento

Diabetes é uma doença crônica e complexa marcada por altos níveis de açúcar no sangue, que surgem devido a problemas com a insulina, o hormônio que regula os níveis de açúcar no sangue. Normalmente o nosso corpo mantem os níveis adequados de açúcar no sangue, constantemente monitorando e liberando insulina e outros hormônios para trazê-lo para cima ou para baixo, conforme necessário.

Mas as pessoas com diabetes perdem esse equilíbrio natural e com ele a capacidade de controlar o açúcar no sangue. A diabetes tipo 1 é causada por uma incapacidade para produzir insulina, e diabetes tipo 2 é causada por uma incapacidade do corpo de responder corretamente a insulina.

O tratamento para ambos os tipos de diabetes tem sido, de longe, uma das mais notáveis ​​histórias de sucesso médica no último século, transformando o que antes era uma doença sempre fatal em uma condição crônica, mas controlável.

Mesmo assim, o diabetes ainda é um grave problema de saúde nos Estados Unidos, afetando cerca de 9,3 por cento da população dos EUA – algumas dos 29,1 milhões de norte-americanos, incluindo centenas de milhares de crianças e adolescentes e mais de um quarto das pessoas com idade superior a 65. Apesar dos avanços no tratamento, continua a ser a principal causa de insuficiência renal, amputação, cegueira e morte nos Estados Unidos, e seu peso econômico global custa aos contribuintes U$ 245 bilhões de dólares anualmente.

Além disso, os Centros dos EUA para Controle e Prevenção de Doenças estima que 86 milhões de americanos – mais de um terço da população adulta dos Estados Unidos – têm “pré-diabetes” e estão em maior risco de desenvolver diabetes tipo 2 dentro dos próximos cinco anos.

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