SimThyr
SimThyr
Ruhr-Universität
                                          Bochum




SimThyr 4.0
Der vielseitige Schilddrüsensimulator für Forschung und Lehre


SimThyr, a
                                        tool for science and research in
                                        thyroidology



Schilddrüsenhormone spielen eine entscheidende Rolle für Stoffwechsel, Wachstum und Differenzierung. Eine exakte Regulation ihres Haushalts ist daher für die meisten Vertebraten unentbehrlich. Obwohl die Prinzipien des thyreotropen Regelkreises bereits vor Jahrzehnten beschrieben wurden, haben wir bis heute immer noch keine vollständige Einsicht in seine Dynamik erlangen können.

Kürzlich konnten allerdings entscheidende Fortschritte durch die mathematische Modellierung der Schilddrüsen-Homöostase erreicht werden. Aufgrund der nichtlinearen Natur der Wechselwirkungen vermögen diese kybernetischen Modelle allerdings nicht zugleich das statische und dynamische Verhalten des Regelkreises zu beschreiben. Diese Lücke kann durch Rechnersimulationen gefüllt werden. Darüber hinaus ebnen die simulativen Ansätze den Weg für ein intuitiveres Verständnis der Dynamik des Hypophysen-Schilddrüsen-Regelkreises.

SimThyr ist ein interaktives Simulationsprogramm des thyreotropen Regelkreises, das es erlaubt, die Beziehung zwischen Struktur und Verhalten der Schilddrüsen-Homöpstase, d. h. zwischen der Architektur des Wirkungsgefüges und den sich ergebenden Hormonspiegeln zu untersuchen. Das Programm ist dafür gedacht, sowohl die Forschung als auch die Ausbildung in der Thyreologie zu unterstützen.

SimThyr baut auf einem parametrisch isomorphen Modell des Gesamtsystems auf. Es kann daher als Brücke zwischen der Molekularbiologie und der umfassenden Dynamik des Regelkreises auf der Ebene des Gesamtorganismus dienen. Anwendungen von SimThyr erstrecken sich auf die Forschung, insbesondere für die Entwicklung von Hypothesen, und die Lehre von Studierenden der Biologie und Medizin, die Ausbildung für Gesundheits- und Krankenpflegeberufe sowie den Patientenunterricht.

In der Forschung konnte mit Hilfe von SimThyr eine neue Hypothese über die Entstehung der pulsatilen TSH-Sekretion untermauert werden. Darüber hinaus lieferte das Programm entscheidende Hinweise, dass eine zentrale Hyperdejodierung auch beim Menschen zum Low-T3-Syndrom führt und dass es offensichtlich epigenetische Wirkungen der Schilddrüsen-Stoffwechsellage auf die zentrale Homöostase gibt. Weitere Forschungsprojekte untersuchten mit SimThyr die Auswirkung von bestimmten Strukturparametern des Regelkreises auf die Qualität der Diagnostik von Schilddrüsenerkrankugnen. Darüber hinaus wird die Software von immer mehr Einrichtungen für Ausbildungszwecke verwendet.

Die Algorithmen, welche dieser kontinuierlichen Simulation zugrundeliegen, wurden in mehreren Publikationen veröffentlicht. Obwohl sie auch die klassische mathematische Modellierung der beteiligten Regelkreise ermöglichen, vermittelt ihre Anwendung in Rechnersimulationen allerdings ein tieferes und intuitieres Verständnis für die zeitliche Dynamik der Schilddrüsenhomöostase.

Im Laufe der vergangenen Jahre hat SimThyr mehrere Zertifikate und Preise erhalten.

SimThyr ist freie und offene Software, die auf der Grundlage einer BSD-Lizenz zur Verfügung steht. Ausführbare Programme sind verfügbar für macOS und Windows, Quellcode kann mit THINK Pascal (für Mac OS Classic) oder Lazarus/Free Pascal (für Mac OS X, Windows und Linux) übersetzt werden.







SimThyr on Windows XP
SimThyr on Mac OS X 10.4
                                      (Tiger)
SimThyr on Mac OS X 10.5
                                      (Leopard)

SimThyr project
                    entry at sourceforge.net