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A complexa dinâmica do diabetes modelado como um sistema fractal complexo adaptativo(FCAS)

O artigo sugere uma abordagem que foi utilizada com sucesso na física, ecologia e nas ciências biomédicas. Tal abordagem recebe o nome de fractal-complex-adaptive-system (FCAS) modeling, ou "modelagem de sistema adaptativo complexo fractal". O objetivo desse tipo de análise é reconstruir a dinâmica do processo patológico que levou à doença. O diabetes, uma doença complexa, foi utilizado para testar a metodologia. Foram realizadas análises biométricas em indivíduos diagnosticados com diabetes clínico (de agora em diante IDDM), com diabetes químico (NIDDM) e em um grupo de indivíduos normais. As variáveis estudadas foram glicose plasmática, concentração de insulina e sensibilidade à insulina. A modelagem FCAS consistia em adaptar uma função power-law à distribuição lognormal bivariada das variáveis. O exponente power-law é calculado através da análise do componente principal (PCA). As análises demonstraram que a disponibilidade de glicose pode ser considerada um processo fractal, sugerindo uma complexa hierarquia de escalas e mecanismos que interagem no processamento da glicose. O primeiro componente principal representa a disponibilidade em termos quantitativos de glicose e o segundo componente é compatível com a eficiência da insulina. A PCA também detectou processos patológicos distintos ocorrendo dentro dos grupos clínicos. A deficiência na produção de insulina no IDDM apresentou um alto exponente de -3.5 (valor absoluto), o que confirma uma deficiência bruta permeando toda a hierarquia fractal. Resistência permanente a insulina foi detectada em indivíduos clinicamente normais com um baixo exponente de -0.5, assim sugerindo um problema sutil e complexo, possivelmente devido ao envelhecimento ou atividade física reduzida. A sensibilidade à insulina estava permanentemente prejudicada no grupo clínico NIDDM com um exponente de -2.2, desse modo sugerindo comprometimento no feedback de insulina, provavelmente devido a insensibilidade periférica à insulina. O NIDDM parecia ser o resultado da piora da sutil insensibilidade encontrada entre os indivíduos normais. De modo geral, o modelo fractal provou ser capaz de avaliar o grau de complexidade da doença. Conclui-se, portanto, que estudos futuros do diabetes utilizando a modelagem FCAS devem ser realizados a partir de variáveis biológicas de escalas múltiplas, assim refletindo com exatidão a complexidade do processamento da glicose. Seria recomendável, ainda, que tais análises fossem realizadas com dados dinâmicos para investigar o momento preciso das diferentes alterações homeostáticas. Também seria importante realizar esse tipo de análise em processos patológicos menos conhecidos, mas igualmente complexos. Esse resultados poderiam levar a importantes novos achados de pesquisa.

Modelos teóricos; Fractais; Diabetes mellitus não insulino-dependente; Diabetes mellitus insulino-dependente; Dinâmica não linear; Análise do componente principal; Modelagem de sistema adaptativo complexo; Alometria


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