Ученые изучили, как кровоснабжение головного мозга изменяется по мере развития сахарного диабета I типа. Для этого они наблюдали за особой генетической линией мышей, у которой сильнее проявляются последствия этого заболевания. В будущем эти результаты можно будет перенести в клиническую практику, для выявления патологических изменений в системе кровоснабжения мозга человека на ранних стадиях развития диабета I типа.

Исследование провели сотрудники молодежной лаборатории высокотехнологического фенотипирования лабораторных животных ИЦиГ СО РАН совместно с коллегами из лаборатории дифференциальных уравнений Института гидродинамики имени Лаврентьева СО РАН. Результаты работы опубликованы в журнале Scientific Reports.

Одно из важных направлений работы Института цитологии и генетики СО РАН – создание и изучение моделей заболеваний человека на линиях лабораторных животных. Это позволяет лучше понимать механизмы развития болезней, факторы риска их развития, находить новые мишени для лекарственного воздействия и создавать более совершенные способы диагностики, в том числе на ранних этапах (когда лечение наиболее эффективно).

Используя магнитно-резонансный томограф Центра генетических ресурсов лабораторных животных ИЦиГ СО РАН (самый мощный прибор такого типа в стране), ученые построили математическую модель кровотока Виллизиева круга (у животных не всегда замкнута совокупность кровеносных сосудов, обеспечивающих поступление и распределение крови в головном мозге), причем в двух вариациях, одна из которых учитывала пульсацию кровотока, а другая – нет.

Незначительные функциональные изменения кровотока стали заметны уже через месяц наблюдений, а через два они стали выражены и анатомически. Эти изменения имели связь с пространственной организацией кровоснабжения и сосредотачивались в основном в правой части Виллизиева круга. Данная особенность вполне соответствует биологической природе симметрии и асимметрии.

– Симметрию в определенном смысле считают показателем здоровья организма, а в основе возникновения асимметрии чаще всего лежит какое-то нарушение на генетическом, метаболическом, физиологическом или ином уровне работы организма, – рассказал ведущий научный сотрудник ИЦиГ СО РАН, к.б.н. Андрей Акулов.

В данном случае асимметрия возникла в результате течения диабета I типа.

Конечно, отмечают ученые, в рутинной медицинской практике эти изменения вряд ли обратят на себя внимание врача, во время обследования с помощью МРТ ищут серьезные повреждения сосудов, а созданные модели фиксируют более тонкие изменения, которые сами по себе не несут острой угрозы здоровью. Но они сигнализируют о том, что некие патологические процессы уже затронули систему кровоснабжения мозга и в будущем могут вылиться в серьезные проблемы.

– Диабет I типа остается пока неизлечимым заболеванием, пациентам с таким диагнозом нужна пожизненная терапия, но мало кто знает, как меняются ключевые характеристики сосудистой системы головного мозга на фоне болезни и назначаемого лечения, а они меняются, — подчеркнул Андрей Акулов.

Тем временем ученые из ИЦиГ и ИГиЛ, задействованные в этом исследовании, продолжают изучать, как диабет и вызванная им гипергликемия влияют на мозг и его кровеносную систему. Известно, что у пациентов с диабетом I типа выше риск развития инсультов, когнитивных нарушений. Причем часто это происходит (в отличие от диабета II типа) в возрасте 30-40 лет, поскольку само заболевание начинается раньше, в подростковом возрасте. И большая часть этих проблем начинается с незначительных (и часто не замечаемых) изменений кровотока, которые фиксируют созданные учеными модели.

Следовательно, нужен набор неких маркеров, который показывал бы эти изменения на ранней стадии (пока они не привели к существенным повреждениям сосудов) и позволял своевременно скорректировать лечение. В ИЦиГ надеются, что проведенное исследование станет шагом к формированию более точных и тонких методов отслеживания изменений в головном мозге таких пациентов. Точная их численность на сегодня неизвестна, но даже если учитывать лишь официально поставленных на учет, то это сотни тысяч людей только в нашей стране.