Для цитирования:
Шансхул А. С., Лазарева Е. Н., Сурков Ю. И., Зиаи С., Тимошина П. А., Серебрякова И. А., Тучина Д. К., Генина Э. А., Тучин В. В. Различия в кинетике оптического просветления здоровых тканей головы и при сахарном диабете // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика. 2025. Т. 25, вып. 2. С. 201-210. DOI: 10.18500/1817-3020-2025-25-2-201-210, EDN: JPMIFH
Различия в кинетике оптического просветления здоровых тканей головы и при сахарном диабете
Оптическая дифференциация патологий является перспективным инструментом биомедицинской диагностики благодаря, прежде всего, своей неинвазивности и простоте реализации. Значения оптических параметров и кинетика их изменений отличаются у здоровых и патологических тканей за счет изменений в их структуре. При сахарном диабете такие изменения особенно заметны. При этом требуются детальные исследования и разработка количественных критериев для дифференциации патологических (гликированных) тканей. В статье представлено ex vivo экспериментальное исследование оптических и геометрических параметров образцов тканей головы крыс при действии иммерсионной жидкости в виде водного 70% раствора глицерина. Оптические и объемно-массовые характеристики измеряли для образцов тканей головы крыс (кожи скальпа, кости черепа, твердой мозговой оболочки, серого и белого вещества мозга) в норме и при модельном сахарном диабете. Спектры коллимированного пропускания образцов тканей измерялись в диапазоне длин волн 450–900 нм. Анализ кинетики оптического пропускания за время до 60 мин показал, что все виды тканей головы у диабетических крыс демонстрируют затрудненную диффузию пробных молекул глицерина по сравнению со здоровыми крысами.
- Tuchin V. V. Tissue Optics. Light Scattering Methods and Instruments for Medical Diagnostics. SPIE Press, 2015. 988 p. https://spie.org/Publications/Book/2175698
- Khalid M., Petroianu G., Adem A. Advanced glycation end-products and diabetes mellitus: Mechanisms and perspectives. Biomolecules, 2022, vol. 12, no. 4, art. 542. https://doi.org/10.3390/biom12040542
- Tuchina D. K., Bucharskaya A. B., Dyachenko (Timoshina) P. A., Dikht N. I., Terentyuk G. S., Tuchin V. V. Optical and structural properties of biological tissues under simulated diabetes mellitus. In: Dunaev A., Tuchin V., eds. Biomedical Photonics for Diabetes Research. Boca Raton, FL, CRC Press, 2022, pp. 1–31. https://www.routledge.com/Biomedical-Photonics-for-Diabetes-Research/Dunaev-Tuchin/p/book/9780367628307
- Quansah E., Shaik T. A., Çevik E., Wang X., Hoppener C., Meyer-Zedler T., Deckert V., Schmitt M., Popp J., Krafft C. Investigating biochemical and structural changes of glycated collagen using multimodal multiphoton imaging, Raman spectroscopy, and atomic force microscopy. Anal. Bioanal. Chem., 2023, vol. 415, no. 2, pp. 6257–6267. https://doi.org/10.1159/000448121
- Yokota M., Tokudome Y. The effect of glycation on epidermal lipid content, its metabolism and change in barrier function. Skin Pharmacol. Physiol. 2016, vol. 29, no. 5, pp. 231–242. https://doi.org/10.1159/000448121
- Oliveira L. R., Pinheiro M. R., Tuchina D. K., Timoshina P. A., Carvalho M. I., Oliveira L. M. Light in evaluation of molecular diffusion in tissues: Discrimination of pathologies. Adv. Drug Deliv. Rev., 2024, vol. 212, art. 115420. https://doi.org/10.1016/j.addr.2024.115420
- Gaar J., Rafea N., Margaret B. Enzymatic and non-enzymatic crosslinks found in collagen and elastin and their chemical synthesis. Org. Chem. Front., 2020, vol. 7, no. 1, pp. 2789–2814. https://doi.org/10.1039/d0qo00624f
- Gautieri A., Passini F. S., Silván U., Guizar-Sicairos M., Carimati G., Volpi P., Moretti M., Schoenhuber H., Redaelli A., Berli M., Snedeker J. G. Advanced glycation end-products: Mechanics of aged collagen from molecule to tissue. Matrix Biol., 2017, vol. 59, pp. 95–108. https://doi.org/10.1016/j.matbio.2016.09.001
- Mengstie M. A., Abebe E. C., Teklemariam A. B., Mulu A. T., Agidew M. M., Azezew M. T., Zewde E. A., Teshome A. A. Endogenous advanced glycation end products in the pathogenesis of chronic diabetic complications. Front. Mol. Biosci., 2022, vol. 9, art. 1002710. https://doi.org/10.3389/fmolb.2022.1002710
- Kim Y. Blood and Tissue advanced glycation end products as determinants of cardiometabolic disorders focusing on human studies. Nutrients, 2023, vol. 15, no. 8, art. 2002. https://doi.org/10.3390/nu15082002
- Feng W., Zhang C., Yu T., Zhu D. Quantitative evaluation of skin disorders in type 1 diabetic mice by in vivo optical imaging. Biomed. Opt. Express, 2019, vol. 10, pp. 2996–3008. https://doi.org/10.1364/BOE.10.002996
- Zharkikh E., Dremin V., Zherebtsov E., Dunaev A., Meglinski I. Biophotonics methods for functional monitoring of complications of diabetes mellitus. J. Biophotonics, 2020, vol. 13, art. e202000203. https://doi.org/10.1002/jbio.202000203
- Zhu J., Li D., Yu T., Zhu D. Optical angiography for diabetes-induced pathological changes in microvascular structure and function: An overview. J. Innov. Opt. Health Sci., 2022, vol. 15, art. 2230002. https://doi.org/10.1142/S1793545822300026
- Shirshin E., Cherkasova E. O., Tikhonova T., Berlovskaya E., Priezzhev A., Fadeev V. Native fluorescence spectroscopy of blood plasma of rats with experimental diabetes: identifying fingerprints of glucose-related metabolic pathways. J. Biomed. Opt., 2015, vol. 20, art. 051033. https://doi.org/10.1117/1.JBO.20.5.051033
- Islam M. S., du T. Loots. Experimental rodent models of type 2 diabetes: A review. Methods Find. Exp. Clin. Pharmacol., 2009, vol. 31, no. 4, pp. 249–261. https://doi.org/10.1358/mf.2009.31.4.1362513
- Physical Properties of Glycerine and Its Solutions. New York, Glycerine Producers’ Association, 1963. 17 p.
- Tuchina D. K., Bashkatov A. N., Genina E. A., Tuchin V. V. The effect of immersion agents on the weight and geometric parameters of myocardial tissue in vitro. Biophysics, 2018, vol. 63, pp. 791–797. https://doi.org/10.1134/S0006350918050238
- 130 просмотров