Ghrelin as an appetite and homeostasis regulator: a
review for a mathematical model
Abstract
Aims. This document has two foremost purposes:
1) produce a (biased) mini-review on ghrelin as an orexigenic hormone; and 2)
lay down three potential laws for the ghrelin dynamics. The two aims should
serves well an ongoing mathematical model for ghrelin dynamics.
Methods. It was applied two methods: 1) a
systematic literature review for leptin and ghrelin. In parallel, it was as
well searched other hormones, e.g. cholecystokinin and glucagon; and 2)
“blackboard” (talks and discussions) dialogs. After a considerable literature
was reviewed, it was chosen about five papers. The selection was done mainly guided
by two criteria: 1) the paper lay down important results about ghrelin for the
mathematical modeling; 2) the paper had a “high number” of citations; the
number of citations was judged qualitatively.
Results. Three laws can be laid down for
ghrelin dynamics: 1. Ghrelin is produced in two parallel and independent
processes; i.e. short-term and long-term; 2. Short-term dynamics (i.e. food
intake related) is meal-time profile related; 3. Long-term dynamics (i.e.
energy homeostasis related) is body mass profile related. Further, the zeroth
law is: ghrelin rises before meals and fall off after.
Conclusion. The literature review produced three
laws for ghrelin dynamics. So far, we have tested the laws in a mathematical
model (set of ordinary differential equations), not included herein, and the
results seem thought-provoking.
Key-words. Eating; Ghrelin; Homeostasis; Leptin;
Insulin; Models; Theoretical.
Grelina como um hormônio de
controle de apetite e homeostase: uma revisão para um modelo matemático
Resumo
Objetivos. Este manuscrito possui como desígnios fundamentais
dois pontos-chaves: 1) produzir uma mini-revisão tendenciosa ao hormônio
grelina como um hormônio orexigênico; 2) propor três potencias regras para a
dinâmica da grelina. Os objetivos serviram como pilares para um arquétipo
matemático em construção.
Métodos. Foram empregados principalmente dois métodos:
1) pesquisa sistêmica da literatura empregando grelina, leptina e insulina como
hormônios-chaves, e de forma adicional, outros como colecistocinina e glucagon;
e 2) discussões em “quadro-negro” (apresentações para o grupo de pesquisa e discussões). Depois de uma
consideração cuidadosa da literatura, foram selecionados em torno de cinco
artigos. A seleção usou como critérios básicos: 1) o artigo apontava algo
importante para a pesquisa; 2) o artigo possui alto número de citações; o
número de citações foi algo qualitativo.
Resultados. três leis foram propostas para a
dinâmica intrínseca da grelina: 1. Grelina é produzida em dois processos
paralelos e independentes, sendo um de longo-prazo e outro de curto-prazo; 2. A dinâmica de curto-prazo é
correlacionada com os padrões de alimentações; 3. A dinâmica de longo-prazo é
correlacionada com os padrões de peso. E adicionalmente uma lei básica foi
proposta e chamada de lei zero.
Conclusões. Uma analise da literatura produziu
três leis básicas para a dinâmica da grelina. Posto desta forma. Essas foram
aplicadas em um modelo matemático não incluso neste artigo, um conjunto de
equações diferenciais ordinárias, e os resultados são promissores.
Palavras-chaves. Alimentação; Grelina; homeostase;
Leptina; Insulina; Modelos; Teoria.
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