Proceedings of the National Academy of Sciences· 2026Q1
Kas enerji metabolizmasının Mader modeli, temel metabolik egzersiz fenomenlerini simüle eder
The Mader model of muscle energy metabolism simulates key metabolic exercise phenomena
- 1atıf
- Q1SCImago
- 2026yıl
Kısa özet
Açık kaynaklı bir yazılım aracı olan MetaboliSim, Alois Mader'in 1984 tarihli mekaniksel kas enerji metabolizması modelini doğrulayarak, orijinal denklemlerini değiştirmeden 10 temel egzersiz fenomenini niteliksel olarak yeniden ürettiğini göstermektedir.
Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.
Ana noktalar
- Açık kaynaklı bir araç olan MetaboliSim, Mader'in 1984 tarihli mekaniksel modelini kullanarak kas enerji metabolizmasını simüle eder.
- Model, ATP homeostazı, pH değişiklikleri ve V̇O 2 kinetiği dahil olmak üzere 10 temel egzersiz metabolizması fenomenini niteliksel olarak yeniden üretir.
- Mader'in orijinal 33 bağlı diferansiyel denklemi veya sabitlerinde herhangi bir değişiklik yapılmamıştır.
- Hassasiyet analizi, V̇O 2 max ve vücut kütlesinin öncelikle güç tahminlerini yönlendirdiğini, v Lamax ve tampon kapasitesinin ise metabolit tahminlerini yönlendirdiğini göstermektedir.
Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.
Özet (abstract)
Energy metabolism matches adenosine triphosphate (ATP) resynthesis to hydrolysis even during abrupt transitions such as exercise onset. In 1984, Alois Mader proposed a mechanistic model that captures this regulation through 33 coupled differential equations linking oxidative phosphorylation, glycolysis, and the phosphocreatine shuttle via adenosine diphosphate (ADP), phosphate, and pH feedback. Despite its potential, broader adoption has been limited by closed-source implementations and key publications available only in German. Here, we present MetaboliSim, an open-source software tool that simulates muscle energy metabolism in a virtual human parameterized by four physiological inputs: V̇O 2 max (oxidative capacity), v Lamax (glycolytic capacity), body mass, and active muscle mass. Using MetaboliSim, we test Mader’s equations against 10 experimentally established phenomena of exercise metabolism, including ATP homeostasis under fatigue, transient pH alkalinization, glycogen-dependent lactate thresholds, intensity-dependent fat oxidation, the V̇O 2 slow component, and work-rate-dependent exhaustion, without altering any equation or constant within the model. Mader’s model qualitatively reproduces all 10 phenomena, generating similarly shaped response curves; absolute values depend on individual parameterization rather than being universally matched. The characteristic inverted-U of fat oxidation and the exercise intensity-dependent V̇O 2 kinetics, for example, both emerge from the same equation system. A Sobol sensitivity analysis (S01) reveals a calibration hierarchy: V̇O 2 max and body mass drive power predictions; v Lamax and buffer capacity drive metabolite predictions. That a compact, 40-year-old equation system accounts for this breadth of metabolic phenomena suggests that a small number of regulatory feedback loops may suffice to explain a wide range of metabolic responses to exercise. MetaboliSim is freely available to enable independent testing, empirical calibration, and refinement.
Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2026 · DOI ↗
Ücretsiz hesapla devam et
Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.
Web'de ücretsiz devam etGoogle ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.
Telefonda:
Alan: Tamamlayıcı ve Alternatif Tıp
Complementary and alternative medicineMedicine