Математически модел на микроциркулацията в тялото предвижда усложненията от захарен диабет

Изследователи от Пермския политехнически университет разработват математически модел на микроциркулацията в тялото на болните от захарен диабет, който позволява да бъдат предвидени опасните усложнения от заболяването.

Математическият модел

Моделът позволява да бъдат описани биомеханичните ефекти, които възникват в капилярите на микрониво.

Първата задача на учените е да пресъздадат условията за появата на диабет. За тази цел те те задават по-голям радиус на капиляра, увеличават разстоянието и повишават хидравлическата проводимост на стената.

Следващият етап е анализ на различните параметри на микроциркулацията. Те включват радиус и дължина на капиляра, хидростатичното налягане в неговите артериални и венозни краища, онкотично налягане (силата, която упражняват албумина и други протеини върху кръвната плазма, а това допринася за движението на течности в капилярните мембрани), вискозитета на кръвта (съотношението между броя на кръвните клетки и обема на кръвната плазма), хидравличната проводимост на капилярната стена и порьозността на тъканите.

Всичко това позволява на екипа да установи кои от тях влияят на налягането и филтрацията в съдовете.
Като използват модела, учените успяват да обяснят защо след увреждане възстановяването на кръвоносните съдове причинява изостряне на синдрома на диабетното стъпало.

Ръководителката на проекта доц. Наталия Шабрикина допълва информацията: „Захарният диабет променя структурата на капилярите, повишава хидравличната проводимост на капилярната стена и вискозитета на кръвта като води до недостатъчен лимфен дренаж. Тези промени могат да се влошат, когато налягането в артериалния край на капиляра спадне. Когато притокът на кръв се възстанови, то разширените капиляри и повишената пропускливост на стените увеличават драстично скоростта на филтриране. Но от друга страна, нарушенията в работата на лимфните съдове не осигуряват нужния дренаж. И това причинява подуване и нарушения в микроциркулацията.“

>>>Физическата активност е в състояние да спаси хората от захарния диабет

Доц. Шабрикина и колегите й смятат, че разработката им може да бъде използвана за идентифициране на причините за микроциркулацията, а това от своя страна позволява да бъдат намерени много по-ефективни начини за лечение.

За диабета и решението на екипа да работи по темата

Разбира се, най-сериозният аргумент на научната група е свързан с тревожната статистика, която показва, че броят на хората с диабет се увеличава. Не бива да се подценява и това, че заболяването води до тежки и опасни усложнения. Например, нарушенията на кръвообращението често водят до синдрома на диабетното стъпало.

Доц. Шабрикина припомня, че в основата на диабет тип 2 е нарушената регулация на инсулина, което провокира хронично повишаване нивата на глюкоза, на свободните мастни киселини в кръвната плазма и до появата на опасни и застрашаващи живота съдови заболявания и множество усложнения.

„При пациентите с диабет често се появява реперфузионен проблем, това е съвкупност от усложнения след възстановяването на кръвоснабдяването в тъкани и органи, в които преди това то е било намалено. В резултат на това клетките, тъканите и органите се увреждат на различни нива и може да се развие полиорганна недостатъчност. А едно от най-среиозните увреждания е синдромът на диабетното стъпало, който обединява патологични промени в нервната система, в артериалното и микросъдово русло и в костния апарат на стъпалото“, обяснява ръководителката на изследването.

>>>Успешни тестове на изкуствен панкреас при 26 души с диабет тип 2

При 25% от хората с диабет синдромът на диабетното стъпало провокира развитието на язви. В една четвърт от случаите язвите не зарастват, а това излага хората на риск от ампутация, след която смъртността пет години по-късно покосява между 39% и 68% от пациентите.

Данните показват, че между 40% и 60% от ампутациите на долните крайници в света са следствие на усложнения от диабет, а 80% са заради язвите на стъпалото, предизвикани от диабет.

Тези и още аргументи са в основата на решението да се търсят начини, с които усложненията да бъдат предвидени, а лечението на хората с диабет – подобрено.

Статията на екипа е публикувана в руското списание „Биомеханика“.