Namen. Namena doktorske raziskave sta bila ugotoviti, kako sladkorna bolezen tipa 2 (T2DM) vpliva na zunajcelični matriks (ECM) človeške globoke fascije ter ali takšno preoblikovanje povzroči povečano togost tkiva. Specifični cilji so bili: (1) določiti spremembe v zgradbi fascije, povezane s T2DM, v funkcionalno različnih anatomskih regijah ter oceniti uporabnost tridimenzionalne mikroskopije za prikaz mikroanatomije fascije; (2) opredeliti biokemične spremembe, povezane s T2DM, z uporabo infrardeče spektroskopije in ciljno usmerjene histokemije; ter (3) kvantificirati nanomehanske lastnosti fascije z mikroskopijo na atomsko silo (AFM).
Hipoteze. (H1) sladkorna bolezen tipa 2 povzroča povečano preoblikovanje vlaknaste in gelaste komponente zunajceličnega matriksa globoke fascije; (H2) biokemične spremembe v strukturnih makromolekulah fascije pri T2DM vodijo v povečano togost tkiva.
Metode. Raziskavo smo izvedli na posmrtnih vzorcih fascije late (FL), torakolumbalne fascije (TLF) in plantarne fascije (PF), pridobljenih od 18 moških oseb s T2DM in 18 kontrol brez sladkorne bolezni. Po osnovni histološki analizi smo izvedli tridimenzionalno slikovno študijo z optično projekcijsko tomografijo, digitalno svetlobno listno mikroskopijo in magnetnoresonančno mikroskopijo. Spremembe v strukturi in kemiji matriksa smo spremljali z večfotonsko mikroskopijo brez barvil, ki je vključevala signal sekundarne harmonične generacije (SHG), dvofotonsko vzbujeno fluorescenco (TPEF) in mikroskopijo življenjskega časa fluorescence (FLIM). Biokemično sestavo smo analizirali z ATR-FTIR spektroskopijo in kemometrično dekompozicijo, podprto s ciljno histokemijo, nanomehanske lastnosti pa smo izmerili z AFM na hidriranih rezinah tkiva.
Rezultati. Tridimenzionalno slikanje in histologija sta pokazala dosledno trilaminarno zgradbo fascije z debelo srednjo plastjo gostega kolagena in tanjšima površinsko ter globoko plastjo ohlapnejšega veziva. Večfotonska mikroskopija je pokazala ohranjeno fibrilarno urejenost kolagena, medtem ko so bile vrednosti TPEF višje in življenjski čas fluorescence krajši pri PF in FL v skupini s T2DM, kar kaže na spremenjeno kolagensko mikrookolje z večjim križnim povezovanjem, oksidativnim stresom in spremenjeno hidracijo. ATR-FTIR in histokemija sta potrdili zmanjšanje količine osnovne snovi, bogate z glikozaminoglikani, zlasti v PF in TLF. Mikroskopija na atomsko silo je pokazala izrazito povečano togost PF in FL pri T2DM, neodvisno od starosti in indeksa telesne mase, medtem ko sprememb v TLF nismo odkrili.
Sklepi. Celoviti optični, spektroskopski, histokemični in mehanski podatki potrjujejo hipotezo H1, saj dokazujejo preoblikovanje kolagena in zmanjšanje količine osnovne snovi, bogate z glikozaminoglikani. Potrjujejo tudi hipotezo H2, saj dokazujejo povezavo med omenjenimi biokemičnimi spremembami in povečano lokalno togostjo fascije. Sladkorna bolezen tipa 2 tako povzroča anatomsko specifično in biokemično zaznavno preoblikovanje fascije, ki je mehansko pomembno in kvantitativno merljivo z neinvazivnimi optičnimi in mehanskimi pristopi. Raziskava vzpostavlja večmodalni in večnivojski model, uporaben za razvoj bioloških označevalcev tveganja, zgodnje odkrivanje in spremljanje mehanistično usmerjenih oblik zdravljenja diabetične fasciopatije.
|