Разработка Пермского Политеха поможет избежать опасных осложнений сахарного диабета
Число пациентов с сахарным диабетом постоянно растет. Это заболевание зачастую приводит к опасным осложнениям. Например, нарушения кровоснабжения могут спровоцировать синдром диабетической стопы — патологические изменения в нервной системе, артериальном и микрососудистом русле и костно-суставном аппарате стопы. Для их диагностики сегодня применяют неинвазивные экспериментальные методы. Но cхожие клинические проявления могут быть вызваны различными заболеваниями. Биомеханики Пермского Политеха разработали математическую модель микроциркуляции в организме больных сахарным диабетом. Она позволит спрогнозировать опасные последствия болезни и улучшить диагностику.
Результаты исследования ученые опубликовали в «Российском журнале биомеханики». В работе также приняли участие специалисты ПГМУ имени академика Е. А. Вагнера. Исследование выполнено при финансовой поддержке Пермского НОЦ мирового уровня «Рациональное недропользование». В основе диабета 2-го типа лежит нарушение регуляции инсулина. Это приводит к хроническому повышению уровня глюкозы, свободных жирных кислот в плазме крови и развитию опасных для жизни сосудистых заболеваний и осложнений.
«При сахарном диабете у больных может возникать реперфузионный синдром – совокупность осложнений после восстановления кровотока в органах и тканях, где ранее было уменьшено кровоснабжение. Это вызывает повреждение клеток, тканей и органов на различных уровнях и приводит к развитию полиорганной недостаточности. Одним из наиболее серьезных осложнений является синдром диабетической стопы, который объединяет патологические изменения периферической нервной системы, артериального и микрососудистого русла и костно-суставного аппарата стопы. Он часто приводит к развитию язв и гангрены стопы», – поясняет руководитель проекта, доцент кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика» Пермского Политеха, кандидат физико-математических наук Наталья Шабрыкина.
По словам ученых, синдром диабетической стопы приводит к развитию язвы примерно у 25 процентов пациентов. Четверть язв не заживает, что подвергает пациентов риску ампутации, пятилетняя смертность после которой наблюдается в диапазоне от 39 до 68 процентов случаев. По статистике, от 40 до 60 процентов нетравматических ампутаций нижних конечностей во всем мире вызваны диабетическими осложнениями, и 80 процентов следуют за диабетическими язвами стопы.
Кроме того, сахарный диабет может приводить к другим заболеваниям: поражению сосудистой системы глаз, патологиям почек и нервной системы. Их частота и тяжесть определяются микрососудистыми осложнениями. Ученые Пермского Политеха с коллегами предложили математическую модель микроциркуляции в организме, которая позволит заранее спрогнозировать эти осложнения и улучшить лечение больных. При этом данные сравнивают с измерениями скорости фильтрации, полученными с помощью капилляроскопии.
Модель позволила описать биомеханические эффекты, которые возникают в капиллярах на микроуровне. Для «воссоздания» диабетических условий ученые задали больший радиус капилляра, увеличенное расстояние в нем и повышенную гидравлическую проводимость стенки. Они проанализировали различные параметры микроциркуляции: радиус и длину капилляра, гидростатическое давление на его артериальном и венозном концах, онкотическое давление, вязкость крови, гидравлическую проводимость стенки капилляра, а также гидравлическую проводимость и пористость ткани. Это позволило выявить, какие из них влияют на давление и фильтрацию в сосудах.
«С помощью модели удалось объяснить, почему восстановление сосудов после повреждения вызывает обострение синдрома диабетической стопы. Сахарный диабет изменяет структуру капилляров, повышает гидравлическую проводимость капиллярной стенки и вязкость крови и приводит к недостаточному лимфатическому дренажу. Эти изменения могут усугубляться падением давления в артериальном конце капилляра. Когда кровоток восстанавливается, расширенный капилляр и повышенная проницаемость стенки резко увеличивают скорость фильтрации. При этом из-за нарушения работы лимфатических сосудов не обеспечивается необходимый дренаж. Это вызывает отек и нарушения микроциркуляции», – поясняет исследовательница. По словам ученых, разработку можно использовать для выявления причин нарушений микроциркуляции. Это позволит найти более эффективные способы их лечения.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно