Glucose et insuline

Réponse à un repas dans le diabète de type 1 et de type 2, avec une proposition de dose calculée selon les règles utilisées en clinique.

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Le modèle

Le modèle minimal de Bergman pour la cinétique du glucose, couplé à une absorption sous-cutanée de l'insuline en deux étapes et à un modèle intestinal d'absorption des glucides. C'est la structure même qui sous-tend la plupart des algorithmes en boucle fermée, simplement avec moins d'états.

G est la glycémie plasmatique, X l'action de l'insuline dans les tissus et I l'insulinémie plasmatique. La production hépatique de glucose est d'environ 2 mg/kg/min, elle est freinée par l'insuline et augmente quand la glycémie baisse — c'est elle qui sort un patient d'une hypoglycémie, et sans elle chaque surdosage deviendrait définitif dans le modèle. La demi-vie plasmatique de l'insuline est de cinq minutes, tandis que le délai jusqu'à l'absorption maximale depuis le tissu sous-cutané est de 55 minutes pour un analogue rapide et de 100 minutes pour l'insuline humaine. C'est cette différence qui détermine à quel moment la dose doit être administrée.

Le type 1 et le type 2 ne se distinguent que par deux curseurs et rien d'autre : la production endogène d'insuline, mise à zéro ou conservée, et la sensibilité à l'insuline, haute ou basse.

dG/dt = −(SG + X)·G + SG·Gb + Ra/(V_G·poids)dX/dt = −p2·X + p2·SI·(I − Ib)dS1/dt = u(t) − S1/tmax dS2/dt = (S1 − S2)/tmaxICR = 500 / TDD ISF = 100 / TDDdose = glucides/ICR + (G − cible)/ISF − insuline active

Conseils

  • Gardez la dose et déplacez seulement le moment de l'injection, de 15 minutes avant le repas à la première bouchée. Le pic monte de plusieurs mmol/L sans qu'une seule unité ait été changée — c'est la cause la plus fréquente des valeurs élevées deux heures après le repas.
  • Prenez le préréglage dose trop élevée et suivez la courbe au-delà de trois heures. L'insuline agit plus longtemps que le repas, et le nadir survient bien après que le repas a disparu. C'est pourquoi l'hypoglycémie survient rarement au moment où on la cherche.
  • Comparez type 1 et type 2 pour un même repas. Dans le type 2, la production endogène amortit le pic mais retarde le retour à la normale ; dans le type 1, rien ne vient rattraper une dose oubliée.
  • Modifiez la dose quotidienne totale et voyez les deux règles suivre. Un patient à 30 UI reçoit 1 UI pour 17 g de glucides, un patient à 80 UI 1 UI pour 6 g — même repas, dose tout autre.
  • Mettez l'insuline active à quelques unités et voyez la correction se réduire. Ne pas la déduire est la voie classique vers l'empilement des doses et l'hypoglycémie.

Simplifications. Le modèle a une structure à compartiments et décrit une réponse moyenne, non celle d'un patient donné. Il ignore l'activité physique, la gastroparésie, l'alcool et la variation nycthémérale de la sensibilité à l'insuline qui fait qu'un même repas exige une dose différente le matin et le soir. La teneur en lipides et en protéines influence l'absorption dans la réalité, mais pas ici. Remarquez aussi que la courbe répond PLUS FAIBLEMENT à une unité isolée que ne le promet la règle de correction : le modèle tient compte de la contre-régulation hépatique, ce que la règle ne fait pas. L'écart est visible à dessein — les règles sont des points de départ à ajuster sur les valeurs mesurées, non une vérité. La proposition de dose est calculée à partir des règles et non à partir de la simulation, exactement comme dans la réalité.

Le modèle repose sur

  • Bergman RN et al. Quantitative estimation of insulin sensitivity. Am J Physiol 1979.
  • Hovorka R et al. Nonlinear model predictive control of glucose concentration in subjects with type 1 diabetes. Physiol Meas 2004.
  • Règles des 500 et des 1800 : Walsh J, Roberts R. Pumping Insulin. Correspond à la règle des 100 exprimée en mmol/L.
  • ISPAD Clinical Practice Consensus Guidelines 2022 : dosage de l'insuline dans le diabète de type 1.