КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 24-44-00082

НазваниеРазработка оптических методов для изучения гликированности и гемодинамики биологических тканей при сахарном диабете

Руководитель Тучин Валерий Викторович, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" , Саратовская обл

Конкурс №86 - Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований международными научными коллективами» (NSFC)

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-204 - Биофизика

Ключевые слова биологическая ткань, сахарный диабет, гликирование тканей, оптические свойства, кровообращение, лазерная спекл- визуализация, оптическая когерентная томография, спектроскопия комбинационного рассеяния, фотоакустика, конфокальная микроскопия, микроскопия светового листа, структурированное освещение

Код ГРНТИ76.03.29

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
В 2021 г. в мире насчитывалось 537 миллионов больных сахарным диабетом (СД), т.е. 10% населения мира и около 50% всех больных СД находятся в самом активном трудоспособном возрасте 40-59 лет. Всемирная диабетическая ассоциация прогнозирует рост числа случаев СД до 643 миллионов к 2030 году и 783 миллионов к 2045 году. Длительная гипергликемия крови при СД значительно увеличивает риск гликирования белков и липидов, а избыточное количество конечных продуктов гликирования (КПГ) вызывает повреждение сосудов и дегенерацию паренхиматозных клеток, что приводит к структурным и функциональным поражениям различных тканей и органов. Осложнения заболевания включают ишемическую болезнь сердца, инсульты, потерю зрения и гангрену нижних конечностей. Несмотря на значительный прогресс в развитии методов диагностики СД, уровень инвалидности больных все еще не снижается, а знания о патологических изменениях, вызываемых СД в различных тканях и органах, по-прежнему недостаточны. В ряде клинических исследований было показано, что КПГ и так называемый рецептор конечных продуктов гликирования (РКПГ) являются факторами риска для появления сосудистых осложнений при СД. Тем не менее, исследования влияния КПГ, РКПГ и других факторов на сосудистые осложнения у пациентов плохо согласуются между собой из-за несовершенства методов исследования. Таким образом, необходимы дальнейшие исследования с применением надежных средств и маркеров обнаружения осложнений на ранней стадии развития СД, чтобы добиться прогресса в профилактике диабетических осложнений. К таким средствам можно отнести неинвазивные или малоинвазивные оптические методы. В этом проекте планируется разработка оптических методов исследования структурных и химических изменений биологических тканей на молекулярном уровне и изменений их гемодинамики при развитии СД первого и второго типа на моделях животных. На начальном уровне осложнения СД связаны с повышенным содержанием свободной глюкозы в крови. Клинически это определяется как гипергликемия. Длительная гипергликемия вызывает поражение сосудов, затрудняет нормальный метаболизм в тканях и органах. Эпителиальная дисфункция микрососудов, обусловленная СД, проявляется в виде нарушения микроциркуляции. Результирующая скорость кровотока вызывает изменение кровоснабжения и перфузии тканей. В свою очередь, разница в кровоснабжении вызывает интегральные патологические эффекты. Стандартные методики оценки течения СД основаны на измерении степени гликирования гемоглобина в крови. Этот параметр измеряется либо оптически, по разнице поглощения в полосе Соре, либо электрохимическими датчиками. Скорость обновления эритроцитов составляет каждые 120-125 дней, поэтому эти измерения дают среднюю концентрацию глюкозы за предшествующие 8-12 недель. Помимо эритроцитов, информацию о гликированности белков можно получить, например, при исследовании кожи и слизистой оболочки полости рта. Поскольку гликирование белков (коллагена) происходит во всем организме, включая жизненно важные органы, то исследуя структурные и химические изменения, ассоциированные с продолжительной гипергликемией в организме, оказывается возможным получать информацию о степени гликированности не только гемоглобина, но и различных тканей, что непосредственно должно указывать на риски серьезных осложнений при развитии СД. В настоящем проекте планируется применение ряда уникальных методов биофотоники, включая спектроскопию комбинационного рассеяния (КР), конфокальную микроскопию, микроскопию светового листа и структурированную световую микроскопию, оптическую когерентную томографию, фотоакустическую и лазерную спекл-визуализацию для исследования изменений структуры и свойств тканей и их гемодинамики как ex vivo, так и in vivo, на различных стадиях развития СД. Для получения оптической информации от внутренних органов планируется использовать уникальную технологию тонких сапфировых наконечников с встроенными световодами.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---