“动态血糖测量法”可能会揭示理解糖尿病及其治疗的基本新方法
对于数百万患有1型或2型糖尿病的美国人来说，每天测量血糖的上升和下降是一种生活方式。
我们身体的能量主要是由血液中的葡萄糖控制的，而血糖本身是由一套复杂的网络相互作用精巧地控制的，其中包括细胞、组织、器官和激素，这些网络相互作用进化来保持葡萄糖处于相对均衡的水平，当血糖过低时提高血糖，当血糖过高时降低血糖。当某人患上糖尿病时，这种自然的动态平衡就会失去。
但是，即使有包括饮食、药物和生活方式改变在内的所有现代干预手段，要想恢复激素和葡萄糖的自然平衡，糖尿病仍然是一种非常困难的疾病。常规血糖测量是疾病管理的核心部分，可以帮助患者及其护理人员计划何时服用胰岛素和其他药物，并调节饮食。这些管理疾病的困难和2型糖尿病新病例的爆发，促使人们寻求新的监测和治疗方法，以进一步优化临床决策和个性化血糖控制。
现在，哈佛医学院的一组研究人员发现，血糖的微小波动可能比我们看到的要复杂得多——事实上，这些被忽视的瞬时动态可能提供了大量编码在微小的、看似无关紧要的血糖起伏中的信息。
正如他们本周在杂志中描述的那样混乱，提取这一信息可能会照亮一些尚不为人知的人类生理学前沿领域，甚至可能提出基于维持和恢复整体控制系统复杂性的监测和治疗糖尿病的新方法，他们将这一概念称为“以系统为目标”。
持续血糖监测
这项新研究由哈佛医学院的统计物理学家Madalena D. Costa和哈佛医学院贝斯以色列女执事医学中心和哈佛大学威斯生物工程研究所的心脏病学家Ary Goldberger领导。
Costa和Goldberger与他们的临床同事一起，研究了从18名患有2型糖尿病的老年人和12名年龄匹配的未患糖尿病的对照组收集的去鉴别的回顾性数据。所有30人都连接上了连续的葡萄糖监测仪——一种可以每时每刻每五分钟测量血糖水平的植入式设备。
研究小组观察了几天的数据后发现，无论是糖尿病患者还是非糖尿病患者，血糖水平都在不断发生小波动。然而，两组之间的波动是不同的，在没有糖尿病的人中，波动往往更小，并在更快的时间范围内移动。
以前，医生已经注意到在没有糖尿病的人的血糖中出现这种微小的快速频率波动，但在大多数情况下，人们总是认为这种信号是由于血糖仪检测极限的随机噪声造成的。毕竟，波动并不大。但是科斯塔、戈德伯格和他们的同事打破了这个假设，他们的研究表明，在这些动态过程中存在复杂的信息编码——当与患有2型糖尿病的受试者进行比较时，这些信息会发生变化。
他们通过应用一种名为“多尺度熵分析”的复杂数学技术发现了这一点，该技术量化了数据的复杂性，并将其值与30人每5分钟测量一次的顺序进行调整获得的数据集进行比较，并观察它们之间的变化情况。
Costa说:“这种计算程序的组合使我们能够知道在不同的时间尺度下，时间序列是多么不可预测。”
分析表明，短期波动(以及长期波动)并不代表不相关的随机性，而是包含复杂的信息。此外，他们还发现，在没有糖尿病的人群中，这些波动中编码的信息要复杂得多——这是医生以前从未观察到的。
随着疾病的发生，这种复杂性的明显下降，促使哈佛大学的研究团队提出了一种研究糖尿病的新方法，他们称之为“动态血糖测量法”，这种方法将寻求发现和理解这些波动中隐藏的信息，而不是仅仅依赖于抽查和平均值。
复杂性、生理学与人类健康
如果糖尿病是一个新兴的例子，说明健康生理往往有更复杂的可变性，它不是唯一的一个。以前从未有过像动态血糖测量法这样系统地应用于糖尿病的研究，但在其他医学领域也有过类似的方法，这些方法已经为我们理解人类基本生理学增加了微妙的复杂性。
生理学中一个长期存在的范式认为，最健康的系统是那些表现出最稳定的系统——这一思想被称为“内稳态”，在该领域已经统治了近一个世纪。但现在医生们开始意识到这并不总是正确的。
心脏病学家戈德伯格指着心脏。健康的年轻人心跳的变异性比有心脏问题的老年人复杂得多。健康的心脏有规律地跳动，不像节拍器，更像沙球。戈德伯格说，同样地，人体管弦乐队中的所有“乐器”都可能以避免代替交响乐丰富性的“愚蠢的一致性”的韵律来标记。这是有理由的。
“如果乐团里的每个人都在同一时间演奏同一个音符，你就会走出去，”他说。“没有人想听到过度的规律性或不相关的随机性，即静态。”
健康人类系统中这种复杂性的潜在原因可能是，它赋予了我们更高水平的适应性，使我们能够在多个时间尺度上应对不可避免的压力。身体不是传统的机器，戈德伯格说，你需要的生存能力是做出改变的能力，而不是被锁在一个单一的稳定状态下不屈服的严格控制或完全随机。
如果这对糖尿病是正确的，那么动态血糖测量法可能会发现理解糖尿病背后潜在生理过程的新方法，并提出新的治疗方法，旨在恢复燃料调节系统的多尺度复杂性。
糖尿病及其治疗的背景
糖尿病是一种慢性复杂疾病，其特征是血液中血糖水平高，这是由于调节血糖水平的激素胰岛素出现问题而引起的。正常情况下，我们的身体保持适当的血糖水平通过不断监测它，释放胰岛素和其他激素，根据需要调节它的升高或降低。
但糖尿病患者失去了这种自然平衡，也失去了控制血糖的能力血糖．1型糖尿病是由无法产生胰岛素引起的，2型糖尿病是由身体无法对胰岛素作出正确反应引起的。
对这两种糖尿病的治疗无疑是上个世纪最显著的医学成功案例之一，它把曾经致命的疾病变成了一种慢性但可控的疾病。
尽管如此，糖尿病在美国仍然是一个主要的健康问题，影响着大约9.3%的美国人口——约2910万美国人，包括数十万儿童和青少年以及超过四分之一的65岁以上的人。尽管治疗方法有所进步，但在美国，它仍然是导致肾衰竭、截肢、失明和死亡的主要原因，它的整体经济负担每年要花费美国纳税人2,450亿美元。
此外，美国疾病控制和预防中心估计，8600万美国人——超过美国成年人的三分之一——患有“前驱糖尿病”，患2型糖尿病的风险增加糖尿病在未来五年内。
