В рамках работы научно-образовательной школы Московского университета «Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина» группа учёных физического факультета, факультета фундаментальной физико-химической инженерии и Медицинского научно-образовательного института обнаружила связь изменений свойств эритроцитов и тромбоцитов с переносимостью физических нагрузок (функциональным статусом) пациентов с хронической сердечной недостаточностью (ХСН).

Проведение таких исследований стало возможным благодаря разработанному и чётко обоснованному протоколу исследований, который стал результатом аккумуляции предварительных экспериментальных данных и клинического опыта специалистов МГУ — медиков, физиков и инженеров. Предложенный протокол позволяет проводить исследования и набирать статистику параллельно с лечением пациентов в клинике МГУ без изменения терапевтических подходов.

Особенностью данной работы является применение современных оптических технологий и методов искусственного интеллекта. Для измерения параметров эритроцитов и тромбоцитов используются лазерно-оптические методы, позволяющие быстро и точно получать информацию о взаимодействии и механических свойствах эритроцитов, а также о параметрах, ответственных за тромбообразование.

Предварительные результаты исследования показали, что микрореологические изменения, включая свойства эритроцитов и тромбоцитов, могут играть важную роль в развитии и прогрессировании хронической сердечной недостаточности. Эти изменения оказывают значительное влияние на микроциркуляцию, общее периферическое сопротивление сосудов и кровообращение в целом. Первые результаты опубликованы в журнале «Кардиологический вестник».

По данным Всемирной организации здравоохранения, заболевания сердечно-сосудистой системы являются ведущей причиной смертности во всём мире. Хроническая сердечная недостаточность (ХСН) — одно из наиболее распространённых и тяжёлых осложнений сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ). Снижение переносимости физических нагрузок начинает проявляться уже на ранних стадиях ХСН, определяет ухудшение качества жизни и является предиктором неблагоприятного прогноза развития заболевания. Микрореологические изменения, включая свойства эритроцитов и тромбоцитов, могут играть важную роль в развитии и прогрессировании ХСН, оказывая значительное влияние на микроциркуляцию крови, общее периферическое сопротивление сосудов и кровообращение в целом. Деформируемость эритроцитов, их способность к агрегации играют ключевую роль в поддержании нормального кровотока. Понимание взаимосвязи этих параметров с функциональным статусом пациентов и переносимостью ими физической нагрузки способствует разработке новых методов диагностики и терапии хронических заболеваний, ассоциированных с возрастом.

Исследования показывают, что изменения свойств эритроцитов и тромбоцитов могут играть важную роль в развитии и прогрессировании ССЗ. При выполнении данного исследования учёные проверяют гипотезу о связи переносимости нагрузок и прогноза при ХСН с шириной распределения эритроцитов по размеру и изменениями в параметрах агрегации и деформируемости эритроцитов, а также пытаются установить механизмы и причины такой взаимосвязи. Было показано, что анизоцитоз, определяемый по увеличению ширины распределения эритроцитов, усугубляет нарушения микроциркуляции, снижая функциональные возможности пациентов с ХСН, поскольку эта характеристика является косвенным маркером способности крови к эффективному связыванию и доставке кислорода. Было показано, что ХСН приводит к усиленной агрегации эритроцитов, что напрямую сказывается на повышении вязкости крови, и, как следствие, ухудшению её циркуляции в организме.

Это открывает новые возможности для разработки и мониторирования таргетных вмешательств, направленных на повышение толерантности к нагрузкам пациентов с ХСН путём лекарственной коррекции микрореологических параметров крови и ширины распределения эритроцитов по размерам.

В рамках выполняемого проекта планируется провести комплексные исследования для 30 пациентов с ХСН мужского и женского пола в возрасте 40 лет и старше и 10 добровольцев, не имеющих сердечно-сосудистых заболеваний. Для всех участников исследования в МНОИ МГУ проводятся нагрузочные тесты для определения их функционального статуса, а также комплексный общий и биохимический анализ крови стандартными лабораторными методами и новыми лазерно-оптическими методами, проводимыми специалистами физического факультета и факультета фундаментальной физико-химической инженерии.

В результате планируется получить новые важные для клинической практики данные о связи ширины распределения эритроцитов, изменения микрореологии крови, системы гемостаза и функционального состояния эндотелия микрососудистого русла у пациентов с различной переносимостью физических нагрузок при ХСН, а также выявить связь изменения параметров эритроцитов и тромбоцитов и их агрегатов для разных возрастов.

«В рамках этого научного проекта мы изучаем, как агрегация эритроцитов и тромбоцитов изменяется с возрастом для здоровых людей, а также для пациентов с широко распространёнными сердечно-сосудистыми возраст-ассоциированными заболеваниями. Важность данного исследования обусловлена потребностью в разработке новых подходов к диагностике и терапии пациентов пожилого возраста с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Особенностью данного исследования является применение современных лазерно-оптических технологий и методов искусственного интеллекта для обработки получаемых изображений образцов крови. Методы исследования включают измерения микрореологических параметров крови на уровне отдельных клеток и образцов цельной крови. Исследование направлено на изучение роли клеток крови как индикатора сердечно-сосудистого здоровья», — поделился Андрей Луговцов, старший научный сотрудник лаборатории биомедицинской фотоники физического факультета МГУ.

Работа показала, что параметры агрегации клеток крови статистически значимо изменяются у пациентов с ХСН по сравнению с контрольной группой доноров. Повышение агрегации эритроцитов приводит к увеличению вязкости крови и ухудшению её течения в сосудах. Это явление сильнее выражено у больных.

«Новые данные помогут улучшить понимание связи изменений агрегационных свойств клеток крови с ХСН и будут способствовать разработке новых методов диагностики и терапии хронических заболеваний, ассоциированных с возрастом», — рассказал Александр Приезжев, руководитель лаборатории биомедицинской фотоники физического факультета МГУ.

Источник: МГУ.