Simulador individualizado para el control del eje hipotálamo- tiroides-pituitaria

Abstract

Alteraciones en la función tiroidea reducen la calidad de vida y pudiesen eventualmente llegar a comprometerla. En todos los trastornos tiroideos se observa una variación de la secreción de las hormonas tiroideas Tiroxina(T4) y Triyodotironina (T3), tanto por exceso (hipertiroidismo) como por defecto (hipotiroidismo) (Esteva, 2010), lo que hace necesario regular los niveles de dichas hormonas a través de los mecanismos de realimentación que operan en el hipotálamo y la pituitaria. Las opciones terapéuticas en ambos casos llevan al tratamiento por sustitución hormonal, sin embargo, hay evidencia (Goede et al. 2014, Leow et al. 2014) que las dosis prescritas a pesar de mantener estos niveles dentro de los valores normales, no se llega alcanzar un óptimo estado de salud en cada individuo. La ingeniería puede desarrollar soluciones tecnológicas para enfrentar este problema de regulación. Como aporte a ello, el presente trabajo usa modelos matemáticos como herramientas para la compresión de las funciones de regulación fisiológica del eje hipotálamo-pituitaria –tiroides y aplicando teoría de control, desarrolla un controlador que proporciona una dosis personal de Levotiroxina sódica (LT4) como señal de entrada al sistema para llevar la respuesta de Tirotropina (TSH) al valor de punto de ajuste homeostático de cada individuo y así regular la secreción de las hormonas tiroideas. Para ello, se estudian e implementan los modelos desarrollados por Eisenberg et al. (2008) y por Goede et al. (2014), para con el primero evaluar la respuesta del eje a la administración de medicamentos y con el segundo calcular los parámetros personalizados que permiten determinar el punto de ajuste homeostático de cada individuo. Una vez validada la implementación de los modelos mencionados, se aplica una estrategia de control por lógica difusa que permite ajustar las dosis de entrada diaria necesaria para regular la secreción de hormonas dentro del eje Hipotálamo-pituitaria-tiroides. El comportamiento del controlador por lógica difusa se estudia aplicándolo a una muestra de pacientes eutiroideos pero con sintomatología y pacientes con trastornos tiroideos, para los cuales se logra mostrar la capacidad del controlador de suministrar las dosis que permiten alcanzar el punto de ajuste homeostático para TSH.