身体如何调节钾

拥有的钾水平过高或过低可能是致命的。一个新的数学模型揭示了人体经常神秘的方式调节这一重要的电解质。

钾,一个常见的矿物质丰富的食物喜欢香蕉和绿叶蔬菜,正常细胞功能至关重要。它有助于心脏肌肉正常工作和艾滋病传播的电子信号在细胞内。

使用现有的生物数据,滑铁卢大学的研究人员建立了一个数学模型,模拟了一个普通人的身体调节钾,钾的时候损耗和钾的摄入量。因为很多食物都含有丰富的钾,我们的身体不断地存储、部署和处置钾保持健康水平,这一过程称为维持钾体内平衡。理解钾体内平衡是至关重要的在帮助诊断问题的根源出现问题时——例如,当肾脏疾病或药物导致失调。

“太多的钾在体内,或高钾血症可以低钾血一样危险,或过少,”梅丽莎·m .城市说一个博士生在应用数学和这项研究的第一作者。“钾失调会导致危险和致命的后果。”

模型可以用于虚拟病人试验,让研究人员产生数十名然后预测哪些病人会过度或低钾血基于不同的控制。

“我们的很多模型的一个更大的图片,”安妮塔·莱顿说,应用数学教授和加拿大150年数学生物学和医学研究的椅子。“这个模型是一个新的和令人兴奋的在帮助我们了解我们的令人难以置信的复杂的内部系统是如何工作的。”

模型尤其令人兴奋,因为它允许科学家测试一种叫做muscle-kidney相声信号假说。科学家们推测,骨骼肌,负责大部分储存在体内的钾,可以直接信号的肾脏排泄多余的时间储存过多的钾时,反之亦然。当数学研究者测试了假说在他们的模型中,它更准确地反映现有的生物数据关于钾体内平衡,表明muscle-kidney相声可能钾的重要拼图的监管。

参考:城市MM, Leete J, Devinyak年代,莱顿。钾内稳态的数学模型:前馈和反馈控制的效果。公共科学图书馆第一版。医学杂志。2022;18 (12):e1010607。doi:10.1371 / journal.pcbi.1010607。

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