Un nouveau modèle mathématique montre comment le corps régule le potassium : un modèle mathématique conceptualise la relation entre les reins et les muscles

[ad_1]

Avoir des niveaux de potassium trop élevés ou trop bas peut être fatal. Un nouveau modèle mathématique met en lumière les façons souvent mystérieuses dont le corps régule cet électrolyte important.

Le potassium, un minéral commun abondant dans les aliments comme les bananes et les légumes-feuilles, est essentiel au fonctionnement cellulaire normal. Il aide le muscle cardiaque à fonctionner correctement et facilite la transmission des signaux électriques dans les cellules.

À l’aide de données biologiques existantes, des chercheurs de l’Université de Waterloo ont construit un modèle mathématique qui simule la façon dont le corps d’une personne moyenne régule le potassium, à la fois en période d’épuisement du potassium et pendant l’apport en potassium. Parce que tant d’aliments contiennent du potassium en abondance, notre corps stocke, déploie et élimine constamment le potassium pour maintenir des niveaux sains – un processus connu sous le nom de maintien de l’homéostasie du potassium. Comprendre l’homéostasie du potassium est essentiel pour aider à diagnostiquer la source du problème lorsque quelque chose ne va pas – par exemple, lorsqu’une maladie rénale ou des médicaments entraînent une dérégulation.

« Trop de potassium dans le corps, ou hyperkaliémie, peut être tout aussi dangereux que l’hypokaliémie, ou trop peu », a déclaré Melissa M. Stadt, doctorante en mathématiques appliquées et auteur principal de l’étude. « Le dérèglement du potassium peut avoir des conséquences dangereuses et potentiellement mortelles. »

Le modèle pourrait être utilisé pour un essai virtuel sur des patients, permettant aux chercheurs de générer des dizaines de patients, puis de prédire lesquels souffriraient d’hyper ou d’hypokaliémie en fonction de différents contrôles.

« Beaucoup de nos modèles sont des éléments d’un ensemble plus vaste », a déclaré Anita Layton, professeure de mathématiques appliquées et titulaire de la Chaire de recherche Canada 150 en biologie mathématique et en médecine. « Ce modèle est un élément nouveau et passionnant qui nous aide à comprendre le fonctionnement de nos systèmes internes incroyablement complexes. »

Le modèle est particulièrement intéressant car il permet aux scientifiques de tester ce qu’on appelle l’hypothèse du signal de diaphonie muscle-rein. Les scientifiques ont émis l’hypothèse que les muscles squelettiques, qui sont responsables de la majeure partie du stockage du potassium dans le corps, peuvent signaler directement aux reins qu’il est temps d’excréter l’excès lorsque trop de potassium est stocké, et vice versa. Lorsque les chercheurs en mathématiques ont testé l’hypothèse dans leur modèle, celle-ci reflétait plus précisément les données biologiques existantes concernant l’homéostasie du potassium, suggérant que la diaphonie muscle-rein pourrait être une pièce essentielle du puzzle de la régulation du potassium.

L’étude a été publiée dans Biologie computationnelle PLOS.

[ad_2]

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

*