Четвертая международная научно-практическая конференция
«Экспериментальные и клинические аспекты микроциркуляции и функции эндотелия» прошла на базе Смоленского государственного медицинского университета 10–11 октября 2024 года.
Организаторами выступили Российская ассоциация по регионарной гемодинамике и микроциркуляции, «Смоленский государственный медицинский университет», «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова», Министерство здравоохранения Смоленской области, Кластер медицинского, экологического приборостроения и биотехнологий.
Основными темами конференции стали физиология и патология периферического кровообращения и функции эндотелия; методы диагностики состояния регионарного кровообращения и функции эндотелия в клинике и эксперименте; системная гемодинамика и микроциркуляция: взаимосвязь и противоречия; периферическое кровообращение и микроциркуляция в клинике. Также рассматривались современные подходы к коррекции расстройств микроциркуляции и эндотелиопротекции; карбокситерапия, газовая терапия и другие современные немедикаментозные методы коррекции микроциркуляции и функции эндотелия; регуляция лимфатической системы в норме и при патологии. Кроме того, был представлен сопоставительный анализ реологических свойств крови и периферического кровообращения.
Четыре доклада в рамках программы конференции сделали сотрудники Института биофизики клетки РАН – обособленного подразделения ФИЦ «Пущинский научный центр биологических исследований РАН».
«Мы представили серию результатов, объединенных одной тематикой – всестороннее исследование механизмов регуляции микроциркуляторного кровотока при сахарном диабете 2 типа, одном из самых распространенных социально значимых заболеваний. Исследование проводилось при финансовой поддержке Российского научного фонда в рамках проекта № 22-15-00215 «Количественные характеристики внешних и внутренних связей как интегральный биомаркер влияния патогенетических факторов на регуляцию микроциркуляторного кровотока в организме человека при сахарном диабете» под руководством Арины Владимировны Танканаг», – сообщили пущинские ученые.
Они отметили, что значительная часть осложнений сахарного диабета вызвана нарушением работы кровеносных сосудов малого просвета. К таким осложнениям относят высокие риски инсультов, инфарктов, ишемическую болезнь сердца, ретинопатию и развитие диабетической стопы. Общим у данных осложнений является вызванное избыточным уровнем сахара в крови (гипергликемией) нарушение работы клеток стенок сосудов – эндотелиоцитов.
Ведущий научный сотрудник кандидат биологических наук Арина Владимировна Танканаг представила два доклада «Изменение локальной регуляции кожной микрогемодинамики у мышей с генетической моделью сахарного диабета 2 типа под действием локального нагрева» и «Влияние локального нагрева на регуляцию микроциркуляторного кровотока кожи верхних и нижних конечностей при сахарном диабете 2 типа».
«Первый доклад был посвящен исследованиям параметров микроциркуляции у мышей с генетической моделью сахарного диабета 2 типа в покое и в ответ на локальный нагрев. У животных с диабетом нагрев приводил к достоверному снижению силы и количества значимых статистических связей между спектральными компонентами кожной микрогемодинамики, а в контрольной группе – напротив, сила и количество значимых связей были выше при нагреве. Результаты, которые мы получили на мышах, согласуются с данными, полученными в наших исследованиях с участием пациентов с сахарным диабетом 2 типа. Таким образом, мы можем использовать таких мышек для экспериментов, которые по этическим соображениям невозможно провести в исследованиях с участием людей», — пояснила А.В. Танканаг.
Во втором докладе А.В. Танканаг рассказывала об исследовании спектрального состава, корреляционных и фазовых взаимосвязей между вариабельностью сердечного ритма и колебаниями микроциркуляторного кровотока верхних и нижних конечностей в покое и в ответ на локальный нагрев у здоровых испытуемых и больных сахарным диабетом 2 типа.
«Наши результаты показали, что у пациентов с сахарным диабетом изменяются корреляционные связи спектральных характеристик вариабельности сердечного ритма и микроциркуляторного кровотока кожи предплечья и стопы по сравнению с условно-здоровыми испытуемыми. Также было обнаружено разнонаправленное изменение фазовых взаимосвязей между колебаниями кожной микрогемодинамики конечностей в ответ на локальный нагрев у здоровых участников и у пациентов с диабетом. Полученные результаты свидетельствуют о нарушении в локальной и системной регуляции микрогемодинамики кожи конечностей у больных», – сказала А.В. Танканаг. – Отдельно хочется поблагодарить терапевтическое отделение нашей больницы за предоставление условий для проведения этого исследования и за плодотворное сотрудничество».
Механизмы вызванного гипергликемией нарушения функций эндотелия многообразны. Одно из них – это нарушение сигнальных процессов, связанных с уровнями кальция и оксида азота. Многими коллективами как у нас, так и за рубежом было показано, что колебания концентраций кальция играют значительную роль в поддержании адекватной жизнедеятельности клеток. Для оксида азота можно сказать то же самое, отмечают пущинские биофизики.
«Нашим коллективом ранее было показано, что в эндотелиоцитах в норме присутствуют колебания концентраций кальция и оксида азота, и что гипергликемия изменяет характеристики этих колебаний, выводя их из диапазона «нормы», что может быть пусковым механизмом нарушения жизнедеятельности и функций эндотелиоцитов. Имеется достаточное количество данных, чтобы предположить, что если помочь клеткам сосудов сохранить «нативные» характеристики колебаний уровней кальция и оксида азота в условиях гипергликемии, то можно сохранить функционал эндотелия и защитить организм от потенциальных осложнений. Интересными соединениями эндогенной природы, участвующими на гормональном уровне в компенсации осложнений сахарного диабета, являются нейропептиды (нейропептид Y (NPY), кальцитонин-ген родственный пептид (CGRP)). Помимо гормональной активности, нейропептиды могут вызывать изменения концентраций кальция и оксида азота в клетках. Нами было проверено, могут ли нейропептиды влиять на характеристики колебаний кальция и оксида азота в эндотелиоцитах, и что важнее, защищать клетки от действия гипергликемии», – отметил научный сотрудник Института биофизики клетки РАН, кандидат биологических наук Дмитрий Александрович. Серов.
Он подготовил доклад, посвященный изучению влияния двух пептидов (CGRP и NPY) на амплитудно-частотные характеристики колебаний концентрации двух сигнальных молекул (Ca2+ и NO) в эндотелиоцитах кожи мыши в норме и при гипергликемии. Показано, что оба исследуемых нейропептида обладали собственной активностью и усиливали колебания кальция и оксида азота в эндотелиоцитах. Но, что важнее, в присутствии нейропептидов характеристики колебаний концентраций кальция и оксида азота в клетках при гипергликемии становились такими, какими они были при нормальном уровне глюкозы. Другими словами, нейропептиды защищали клетки стенок сосудов от действия гипергликемии на сигнальные события, связанные с колебаниями кальция и оксида азота. Данное исследование является начальным этапом, впереди предстоит дальнейшая работа, которая позволит сделать более полные выводы о потенциале нейропептидов в качестве агентов, защищающих сосуды малого диаметра от осложнений сахарного диабета.
В докладе старшего научного сотрудника ИБК РАН, кандидата биологических наук Алсу Рашидовны Дюкиной представлены результаты корреляционного анализа параметров кожной микроциркуляции и кинетики генерации активных форм кислорода (АФК) клетками крови у мышей с генетической моделью сахарного диабета 2 типа.
«Была обнаружена сильная положительная взаимосвязь параметров фагоцитоз-зависимой генерации АФК в крови и системной регуляции микрогемодинамики кожи у здоровых животных, а в группе животных с СД2Т такой взаимосвязи не наблюдалось, что может свидетельствовать как об изменении активности функции нейтрофилов при СД2Т, так и о системных нарушениях барорефлекса», – сказала Алсу Рашидовна.
«Результаты, представленные сотрудниками нашей лаборатории, могут послужить основой для разработки методов ранней неинвазивной диагностики, терапевтической коррекции и выработки стратегий борьбы с микрососудистыми нарушениями при сахарном диабете 2 типа, – подвел итоги заместитель директора ИБК РАН, доктор физико-математических наук Андрей Анатольевич Гриневич. – Мы полагаем, что наши методы могут быть успешно использованы при исследовании нарушений микрогемодинамики, вызванных другими заболеваниями».
В конференции приняли участие крупнейшие российские и зарубежные специалисты по микроциркуляции крови из Москвы, Санкт-Петербурга, Смоленска, Саранска, Волгограда, Орла, Саратова, Пущино и Ярославля, а также зарубежные ученые из Сухума, Гродно и Душанбе.
