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 Авторы нового исследования, возможно, нашли ответ на вопрос, почему естественный отбор не устранил из человеческого генома мутацию, повышающую риск такого тяжелого аутоиммунного заболевания, как волчанка. По-видимому, все дело в эволюционном компромиссе: уязвимость в одной сфере — расплата за преимущество в другой.
Британские физики впервые визуализировали процесс, при котором две отрицательно заряженные молекулы ДНК сближаются и пристыковываются друг к другу точно в местах с одинаковым генетическим кодом вопреки ожидаемому отталкиванию. Прямое наблюдение этого механизма подтвердило 20-летнюю гипотезу и раскрыло фундаментальные процессы восстановления генома, деления клеток и развития онкологических заболеваний.
Японские ученые выяснили, что даже короткий вдох аромата свежесваренного кофе способен быстро улучшить эмоциональное состояние и уменьшить уровень стресса. У молодых участников эксперимента всего за пять минут вдыхания кофейного аромата снизились показатели тревожности, усталости и подавленности. При этом частота сердечных сокращений практически не изменилась.
Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?
Современная космология до недавнего времени опиралась на так называемый космологический принцип, по которому у Вселенной нет какого-то выделенного направления. И наблюдатель в любой ее точке должен видеть однородную в этом смысле картину. Астроном из Северокавказской астрофизической обсерватории показал, что это не так даже для очень древней Вселенной.
Превратив почти 30 лет наблюдений за сверхмассивной черной дырой в видео, астрономы выяснили, что яркие участки в джете движутся совсем не так, как считалось раньше.
Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
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