https://bitly.su/hY7T0Kn
Во время беременности родители любят смотреть на малыша с первого взгляда, как он развивается в теле матери. Специальные звуковые волны, частота которых слишком высока, чтобы человеческое ухо могло слышать, делают эту визуализацию возможной. Но эти ультразвуковые волны могут сделать гораздо больше. В настоящее время исследователи изучают, может ли этот вид энергии контролировать диабет до того, как он повредит телу.
Инсулин
У большинства людей с диабетом организм обычно не реагирует на гормональный инсулин. У некоторых людей тело вовсе не вырабатывает инсулин. Работа инсулина заключается в перемещении простого сахара (глюкозы), циркулирующего в нашей крови, в клетки по всему телу. Глюкоза питает рост и активность этих клеток. Если инсулин не может делать свою работу, в крови накапливается глюкоза. Со временем это может повредить органы.
Весна Здерик - инженер-биолог из Университета Джорджа Вашингтона. Это в Вашингтоне, округ Колумбия. Она использует свои инженерные знания для решения медицинских проблем.
В одном из своих проектов она сосредоточилась на клетках, которые производят и выделяют инсулин. Эти клетки, называемые бета-клетками , живут в поджелудочной железе . Длина этого органа, который находится за животом, составляет около 15 сантиметров (6 дюймов).
Другие исследователи показали, что ультразвук может подтолкнуть клетки мозга к высвобождению определенных сигнальных химических веществ. Здерик и ее коллеги задавались вопросом, может ли ультразвуковое исследование также вызвать выделение инсулина бета-клетками.
Многие лекарства от диабета таким образом воздействуют на бета-клетки. Но эти лекарства могут быть дорогостоящими, особенно для пожизненного лечения. А лекарства от диабета часто имеют неприятные побочные эффекты.
Что такое ультразвук?
Если ультразвук может вызвать высвобождение инсулина бета-клетками, то это может остановить распространенную форму сахарного диабета в его следах. Это было бы важно, Здерик рассуждает.
У людей с прогрессирующим диабетом могут развиться серьезные повреждения сердца и почек. Они могут даже ослепнуть. В этот момент многие из их бета-клеток погибнут. Их организм больше не сможет вырабатывать много инсулина, если таковой будет существовать.
Команда Здерика придумала, как лечить клетки поджелудочной железы ультразвуком. А в новых тестах исследователи подтверждают, что техника работает - по крайней мере, у мышей.
"Обычные лекарства от диабета часто нарушают работу пищеварительной системы или повреждают почки", - отмечает Таня Сингх. Она инженер-биолог, работала в лаборатории Здерика в студенческие годы. Как и ее наставница, она надеется, что ультразвуковое лечение однажды сможет помочь избежать побочных эффектов этих препаратов.
Необходимость контролировать уровень глюкозы.Каждый раз, когда вы едите пищу, ваша пищеварительная система разлагает пищу на химические строительные блоки. Один из них - глюкоза. Как только глюкоза попадет в кишечник, она будет проходить через кровь к частям тела, которые нуждаются в энергии для функционирования. Например, сердцебиение со скоростью 60 ударов в минуту требует постоянной подачи энергии из пищевых источников.
По всему телу клетки должны поглощать глюкозу, чтобы превратить ее химическую энергию в полезную форму. Гормон инсулин - это датчик глюкозы. По мере повышения уровня глюкозы в крови инсулин действует как ключ к разблокировке клеток и введению глюкозы. Это удаляет сахар из циркулирующей крови.
Но эта система нарушена при диабете.
При сахарном диабете первого типа собственная иммунная система организма убивает бета-клетки, вырабатывающие инсулин. Это значит, что у организма нет ключа для управления глюкозой. При диабете второго типа организм вырабатывает инсулин, но клетки реагируют на него не так, как положено. Ключ сломан.
Когда ключ к удалению глюкозы отсутствует или нарушается, уровень сахара в крови повышается до аномального уровня. Очень высокий уровень может повредить ткани. (Врачи диагностируют диабет, когда уровень глюкозы в крови превышает 125 миллиграмм на децилитр после поста). Нормальные уровни 100 или менее.)
Ранее команда Здерика пересаживала бета-клетки, растущие в тарелке с пятиминутным ультразвуковым лучом непрерывного действия. Это ускорило выделение инсулина клетками. Исследователи сообщили о результатах два года назад.
Сингх перешел к следующему шагу: тестирование на предмет того, смогут ли бета-клетки делать то же самое у здоровых мышей. Команда выбрала это животное, потому что его поджелудочная железа похожа на человеческий орган.
Для проведения теста они лечили одну группу мышей ультразвуком, а вторую группу не лечили. (Такие необработанные группы называются контрольными.) После онемения мышей Сингх измерял уровень инсулина в крови каждого животного. Затем она поставила обе группы мышей на маленькие носилки и поместила ультразвуковой зонд на их животы. Затем она включила ультразвук в лечебной группе на пять минут. Затем она снова измерила уровень инсулина в крови в обеих группах.
Лечение повысило уровень инсулина примерно на 20%. Это увеличение было похоже на результаты бета-клеток, протестированных в тарелке. В то же время уровень инсулина у контрольных животных снизился. Ультразвук повысил температуру окружающих тканей. Но это не вызвало никаких ожогов кожи у мышей. И поджелудочная железа и близлежащие органы не пострадали.
https://bitly.su/JuLfiK8Z
Новый метод нуждался в дополнительном тестировании
Эти результаты интригуют, говорит. Она работает в Университете Бирмингема, в Англии. Там она изучает, как диабет нарушает нормальную реакцию клеток на глюкозу и инсулин. Тем не менее, насколько многообещающими они представляются, да Силва Ксавье считает, что исследователи должны будут ответить на гораздо больше вопросов.
Например, бета-клетки составляют лишь от 1 до 2 процентов клеток поджелудочной железы. "Очень важно проверить, не приводит ли ультразвук к высвобождению химических веществ из других клеток", - говорит да Силва Ксавье. В конце концов, эти другие клетки выполняют важные задачи. Дайте переварить пищу. Некоторые вырабатывают другие гормоны.
Некоторые больные сахарным диабетом используют инсулиновый насос для контроля уровня сахара в крови. Но это может быть громоздко. Если повышение уровня инсулина с помощью ультразвука безопасно для людей, это может быть более простым способом лечения диабета.
Такое высвобождение других химических веществ может произойти, если ультразвук затронет наружную мембрану клетки. Если бы клетка представляла собой мыльный пузырь, мембрана была бы мыльным слоем, окружающим воздушный карман.
Бета-клетки могут выделять инсулин, поскольку из-за ультразвуковых колебаний их мембраны протекают. Если это произойдет с мембранами других клеток поджелудочной железы, их содержимое также может вылиться наружу.
Но другой механизм может также объяснить влияние ультразвука на инсулин, говорит Джулианна Симон. Она является экспертом по акустике в Университете штата Пенсильвания, в колледже штата Пенсильвания. Она не участвовала в проекте.
"Я думаю, что лечение в основном массирует поджелудочную железу", - говорит она. "Он посылает энергию, в виде волны давления, в тело." Там, говорит она, это, скорее всего, "сжимает и расширяет ткани". Этот массаж поджелудочной железы может привести к выделению инсулина без изменения клеточной мембраны.
Команда Здерика тестирует несколько теорий о влиянии звуковых волн на клетки поджелудочной железы. Исследователи также изучат, как нацеливаться только на бета-клетки. Они также измеряют, сколько времени им нужно, чтобы снизить уровень глюкозы в крови.
Они планируют повторно протестировать этот метод на мышах, уже страдающих ожирением или диабетом. Это позволит лучше имитировать лечение людей, недавно диагностированных диагнозом диабет.
Далее, исследователи надеются изучить более крупных животных, таких как свиньи. Если все эти тесты пройдут успешно, команда Здерика может начать исследования безопасности у людей-волонтеров.
Каково долгосрочное видение команды? "Возможно, можно имплантировать устройство в поджелудочную железу, связанное с монитором уровня глюкозы в крови", - говорит Сингх. "Когда датчик обнаруживает высокий уровень глюкозы, прибор применяет ультразвук для выделения инсулина. Когда уровень глюкозы вернется в норму, это прекратится."