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Modelo Matemático
Descripción
Modelo D5.3 - Espectroscopia Metabólica
Una vez estructurada la red semántica, se busca asociar cada objeto a una variable que permita su formulación matemática. Las relaciones entre variables —expresadas en la red semántica como vectores y asociaciones entre objetos— se traducen en ecuaciones que describen el comportamiento. Estas ecuaciones se buscan, en la mayor medida posible, basadas en primeros principios, y no en algoritmos ajustados numéricamente solo para reproducir comportamientos medidos. El resultado es la red lógica del modelo: el conjunto de variables, con sus unidades y rangos, y las ecuaciones que las relacionan.
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Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Composición metabólica
Define el extracto químico interno y las familias de analitos: metabolitos energéticos, carbohidratos, lípidos, intermediarios del ciclo de Krebs y productos de estrés. La composición y concentración de cada metabolito son los observables centrales que las técnicas posteriores estiman.
Grupo 2: Grupo 2: Espectrofotometría UV-visible
Cuantifica metabolitos coloreados o absorbentes mediante Beer-Lambert. La absorbancia aumenta con la concentración para una longitud de paso y absortividad dadas. La relación sirve como rama cuantitativa óptica del perfil metabólico.
Grupo 3: Grupo 3: Resonancia magnética nuclear
Identifica metabolitos por desplazamiento químico característico y cuantifica mediante la integral del pico. El storyboard establece una relación proporcional entre integral y concentración. Esta rama aporta simultáneamente identidad estructural y abundancia.
Grupo 4: Grupo 4: Marcaje isotópico y flujos
Introduce glucosa marcada en posiciones específicas y rastrea la redistribución del carbono marcado entre metabolitos. La evolución del enriquecimiento isotópico informa flujos netos y de intercambio en reacciones enzimáticas. La forma cinética exacta no está especificada y debe calibrarse con series temporales.
Grupo 5: Grupo 5: Separación cromatográfica
HPLC o cromatografía de gases separan metabolitos individuales del extracto antes de cuantificarlos. Cada pico cromatográfico representa una especie separada bajo un método concreto. La respuesta del detector se convierte en cantidad mediante calibración.
Grupo 6: Grupo 6: Espectrometría de masas acoplada
La cromatografía aporta separación y la espectrometría de masas añade identificación por masa molecular. La combinación permite identificar simultáneamente un gran número de metabolitos. El número de metabolitos identificados controla la cobertura del perfil metabolómico.
Grupo 7: Grupo 7: Perfil metabolómico integrado
Integra identidades y concentraciones provenientes de UV-visible, RMN y cromatografía-espectrometría de masas, junto con la información de flujo isotópico. El resultado es un perfil metabolómico del insecto cuya completitud aumenta con la cantidad de metabolitos identificados simultáneamente. Las discrepancias entre técnicas quedan como diagnóstico de consistencia, no se fuerzan a cero.
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