Результат интеллектуальной деятельности: Способ определения системных метаболических нарушений

Предлагаемое изобретение относится к области медицины, а именно к биохимии, и может быть использовано для определения наличия или отсутствия системного метаболического нарушения - синдрома системного воспалительного ответа, основой которого является накопление в биологических жидкостях организма выше физических норм как конечных продуктов метаболизма, вследствие задержки их выведения, так и промежуточных - в связи с нарушением обменных процессов.

Известен способ определения наличия или отсутствия системного метаболического нарушения путем установления интегрального коэффициента эндогенной интоксикации, который рассчитывают по формуле:

, где:

КЭИ - коэффициент эндогенной интоксикации

- оптическая плотность веществ средней молекулярной массы при 254 нм у больных;

- оптическая плотность веществ средней молекулярной массы при 254 нм у клинически здоровых людей;

- оптическая плотность веществ средней молекулярной массы при 280 у больных;

- оптическая плотность веществ средней молекулярной массы при 280 нм у клинически здоровых людей;

МДА^П - содержание малонового диальдегида у больных;

МДА^Н - содержание малонового диальдегида у больных у клинически здоровых людей.

При этом предварительно устанавливают оптическую плотность веществ средней молекулярной массы при 254 нм и при 280 нм, а также определяют содержание малонового диальдегида в сыворотке крови спектрофотометрическим методом (Критерий оценки эндогенной интоксикации у больных пельвиоперитонитом. С.М. Матвеев, Б.В. Давыдов, Ю.О. Теселкин, Е.В. Клычникова, О.Б. Шахова. Клиническая лабораторная диагностика. - 2009. - №4. - с. 15-16).

Величина КЭИ больше 1.14 свидетельствует о наличии метаболического нарушения, а величина КЭИ меньше 1.14 указывает на нормализацию метаболических процессов.

К существенному недостатку данного способа следует отнести недостаточную его информативность, т.к. определение среднемолекулярных соединений проводят только при двух длинах волн - 254 нм и 280 нм, что не позволяет оценить наличие других веществ, содержащихся в метаболическом пуле и отражающих клиническую картину заболевания.

В то же время определение малонового диальдегида дает общее представление о состоянии перекисного окисления без учета образующихся при этом процессе более реактивных продуктов - диеновых, кетодиеновых и других продуктов пероксидации.

Следовательно, используемые авторами известного способа показатели не позволяют полностью оценить системные метаболические нарушения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения системных метаболических нарушений путем установления величины индекса интоксикации, отражающего содержание токсичных продуктов низкого и среднего молекулярного веса в сыворотке крови (Малахова М.Я. Метод регистрации эндогенной интоксикации: Пособие для врачей. СПб: МАПО, 1995. - с. 7-12).

Известный способ осуществляют следующим образом. Проводят взятие пробы крови из локтевой вены натощак, плазму от форменных элементов отделяют центрифугированием. Высокомолекулярные соединения плазмы крови осаждают 15%-ным раствором трихлоруксусной кислоты. Определение оптической плотности продуктов метаболизма низкого и среднего молекулярного веса в супернатанте проводят в ультрафиолетовой области в диапазоне длин волн от 210 до 300 нм. Расчет количества веществ низкого и среднего молекулярного веса проводят по формуле:

,

где:

- сумма оптических плотностей в условных единицах (у.е.),

ε₂₁₀-ε₃₀₀ - величина оптической плотности при заданной длине волны.

По известному способу также определяют величину оптической плотности катаболического пула в области длин волн от 238 до 258 нм, величина которого равна: ε_{кат.пула}=ε₂₃₈+ε₂₄₂+ε₂₄₆+ε₂₅₀+ε₂₅₄+ε₂₅₈.

Авторами известного способа установлено, что в норме катаболический пул не превышает 10-15% от величины суммарного метаболического пула и определяется ими как индекс интоксикации (ИИ). При патологических состояниях ИИ превышает 20% и более, что и характеризует тяжесть клинического состояния пациента.

К недостаткам известного способа авторы предлагаемого технического решения относят использованием 15%-ного раствора ТХУ, т.к. этот осадитель искажает спектральные характеристики супернатанта из-за свойства ТХУ поглощать в ульфиолетовой области.

Также к недостаткам данного способа следует отнести то, что при определении индекса интоксикации не учитываются токсические продукты в диапазоне длин волн 210, 220 и 230 нм, к которым, как известно, относятся пептидоподобные соединения и соединения с непредельными насыщенными связями, которые и являются основными фракциями катаболического пула.

Задачей заявляемого технического решения является разработка способа определения системных метаболических нарушений, связанных с основной фракцией веществ, поглощающих в области 210-230 нм, и составляющих катаболический пул.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение точности определения системных метаболических нарушений за счет определения токсических веществ катаболического пула в ультрафиолетовой области спектра.

Технический результат достигается тем, что способ определения системных метаболических нарушений включает взятие пробы крови, ее центрифугирование, осаждение высокомолекулярных соединений из плазмы крови и определение в супернатанте оптической плотности продуктов метаболизма низкого и среднего молекулярного веса. По суммарному содержанию этих продуктов устанавливают наличие или отсутствие метаболических нарушений.

Отличия заявляемого способа от известного заключается в том, что высокомолекулярные соединения осаждают ацетонитрилом, определение оптической плотности продуктов метаболизма проводят при длинах волн 210, 220 и 230 нм, а эффективную концентрацию альбумина определяют флюориметрическим методом. После чего устанавливают величину альбуминового индекса по формуле:

, где

АИ - альбуминовый индекс;

ЭКА - эффективная концентрация альбумина;

ε_пула - суммарное содержание показателей оптических плотностей продуктов метаболизма при длинах волн 210, 220 и 230 нм.

При величине альбуминового индекса, равной 9,01±0,5, устанавливают отсутствие системных метаболических нарушений, уменьшение величины этого показателя свидетельствует о их наличии.

Проведенный сопоставительный анализ с прототипом показал, что предлагаемый способ отличается от известного вышеперечисленными приемами и, следовательно, соответствует критерию изобретения "новизна".

Из анализа патентной и специальной литературы установлено, что предлагаемый способ имеет признаки, отличающие его не только от прототипа, но и от других технических решений в данной и смежных областях биохимии и медицины. В доступной литературе авторами предлагаемого технического решения не выявлено способа определения системных метаболических нарушений вышеприведенными приемами с использование показателей, отражающих как накопление токсических продуктов обмена в крови, так и их утилизацию.

Отличительным приемом заявляемого способа является осаждение высокомолекулярных соединений ацетонитрилом, который является апротонным нейтральным реактивом, что и позволило провести снятие спектров в диапазоне длин волн 210-230 нм. Основные соединения, определяющие состав пула в диапазоне длин волн 210-230 нм, идентифицированы авторами предлагаемого способа химическими методами - мембранная ультрафильтрация; экстракция; хроматография: тонкослойная, жидкостная, высокоэффективная тонкослойная; ИК-спектроскопия. Они позволили установить преобладающее содержание высоко реакционно-способных соединений - пептидоподобные вещества, полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК), арахидоновая кислота, холестерин.

Известно, что при многих патологических состояниях отмечено усиленное связывание альбумином ПНЖК, фосфолипидов, неэстерифицированных жирных кислот, холестерина (Альбумин сыворотки крови в клинической практике. Под ред. Ю.А. Грызунова, Г.Е. Добрецова. М.: ИРИУС, - 1994 - С. 123-125). Следовательно, основные соединения рассматриваемого пула связываются с активными центрами альбумина и подвергаются дальнейшим изменениям. Поэтому определение ЭКА авторы заявляемого способа рассматривают как важный фактор, участвующий в обеспечении и поддержании на физиологическом уровне метаболических процессов.

Авторами предлагаемого способа, на основании проведенных исследований, установлено, что у клинически здоровых людей величина альбуминового индекса составляет 9,01±0,5 и свидетельствует об отсутствии системных метаболических нарушений. Так же авторами установлено, что уменьшение величины показателя АИ свидетельствует о наличии системных метаболических нарушений и характеризует тяжесть клинического состояния больного.

Изложенное позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «изобретательский уровень».

Способ, составляющий заявляемое изобретение, предназначен для использования в медицине, а именно в биохимии и физиологии. Возможность его осуществления подтверждена описанными в заявке приемами и средствами, следовательно, предлагаемое решение соответствует критерию «промышленная применимость».

Заявляемый способ осуществляется следующим образом.

Утром (натощак) у пациента забирают кровь из локтевой вены в пробирку, содержащую 3,8% раствор цитрата натрия. Форменные элементы крови отделяют центрифугированием. К 1 мл плазмы добавляют 1 мл ацетонитрила (марки ОЧ), перемешивают, центрифугируют 30 минут при 3000 об/мин. В 4,5 мл дистиллированной воды вносят 0,5 мл супернатанта плазмы (соотношение 9:1) и снимают спектрограмму на спектрофотометре СФ - 2000 при длинах волн 210 (λ₂₁₀), 220 (λ₂₂₀) и 230 (λ₂₃₀) нм. Результат выражают в единицах оптической плотности (у.е.). Суммарное содержание метаболического пула устанавливают по формуле:

.

Эффективную концентрацию альбумина (ЭКА) определяют флюориметрическим методом на приборе АКЛ-01 «Зонд» (Россия) с набором реактивов к нему (Ю.А. Грызунов. Проведение измерений параметров ЭКА и ОКА на анализаторе АКЛ-01. // Альбумин сыворотки крови в клинической медицине. Под ред. Ю.А. Грызунова, Г.Е. Добрецова. - М.: ГЭОТАР, 1998. - с. 104-107). После определения величины суммарного метаболического пула и ЭКА устанавливают величину альбуминового индекса по формуле:

, где

АИ - альбуминовый индекс;

ЭКА - эффективная концентрация альбумина;

ε_пула - суммарное содержание показателей оптических плотностей продуктов метаболизма при длинах волн 210, 220 и 230 нм.

При величине альбуминового индекса, равной 9,01±0,5, устанавливают отсутствие системных метаболических нарушений.

Предложенный способ поясняется примерами конкретного выполнения.

Пример №1. Больной А., диагноз: распространенный гнойный перитонит. Утром у этого пациента (натощак) провели забор крови из локтевой вены в пробирку, содержащую 3,8% раствор цитрата натрия. Плазму крови от форменных элементов отделили центрифугированием при 15000 об/мин. К 1 мл полученной плазмы добавили 1 мл ацетонитрила (марки ОЧ), перемешали и отцентрифугировали при 3000 об/мин в течение 30 минут. Затем в 4,5 мл дистиллированной воды вносли 0,5 мл супернатанта плазмы (соотношение 9:1) и сняли спектрограмму на спектрофотометре при длинах волн 210 (λ₂₁₀), 220 (λ₂₂₀), 230 (λ₂₃₀) нм. Результат выразили в единицах оптической плотности (у.е.)

УФ-спектры пациента А. при поступлении:

при длине волны 210 нм (λ₂₁₀) - 2,8 у.е.;

при длине волны 220 нм (λ₂₂₀) - 2,2 у.е.;

при длине волны 230 нм (λ₂₃₀) - 1,9 у.е.;

Определение суммарного содержания метаболического пула провели по формуле:

Определение эффективной концентрации альбумина (ЭКА) провели на приборе АКЛ-01 «Зонд» (Россия) с набором реактивов к нему. ЭКА=22.

После чего по формуле был рассчитан альбуминовый индекс:

.

Показатель АИ у больного А на момент поступления был в 2,8 раза меньше, чем у клинически здоровых людей, что свидетельствовало о системных метаболических нарушениях и характеризовало тяжесть клинического состояния этого пациента.

Тяжесть течения перитонита у пациента А. была подтверждена модифицированным индексом Манхаймера (MPI), который составил 15 баллов и подтвердил крайне тяжелое состояние этого больного (А.В. Шумов. Этапные санации брюшной полости в лечении послеоперационного распространенного гнойного перитонита. Автореф. дис. канд. мед. наук. - Иркутск. - 1991. - С. 12-13).

Было проведено хирургическое вмешательство, которое включало инспекцию живота, релапаротомию, радикальное устранение источника перитонита, санацию и дренирование брюшной полости. На 5 сутки состояние больного улучшилось, АИ составил 4,20; MPI - 9 баллов. Т.е. определение альбуминового индекса позволило быстро провести лабораторный мониторинг тяжести клинического состояния пациента и подтвердить эффективность проводимой терапии.

Пример №2. Больная К. Диагноз: железодефицитная анемия. Суммарное содержание показателей оптических плотностей продуктов метаболизма при длинах волн 210, 220 и 230 нм составило 5,02 у.е.; ЭКА - 29,4; АИ - 5,85. Величина альбуминового индекса у этой пациентки снижена в 1,5 раза по сравнению с клинически здоровыми людьми, что указывало на тяжесть клинического состояния и свидетельствовало об избыточном накоплении токсических продуктов, т.е. о системных метаболических нарушениях.

Пример №3. Больной В., диагноз: ИБС, стенокардия напряжения и покоя, 3-й функциональный класс. Госпитализирован в кардиологическое отделение ОКБ.

При поступлении ε_210-230 составлял 5,94 у.е.; ЭКА - 34,2; АИ - 5,75.

При выписке ε_210-230 составил 4,96 у.е.; ЭКА - 38,1; АИ - 7,68.

Использование предлагаемого способа показало, что в сыворотке крови больного В. накопились продукты извращенного метаболизма - величина альбуминового индекса снижена в 1,56 раза по сравнению с клинически здоровыми людьми, что указывало на тяжесть клинического состояния и требовало не только медикаментозного лечения, но и привлечения эфферентных методов.

Всего авторами предлагаемого способа было обследовано 120 больных, проходивших лечение в разных отделениях ОКБ, из них - 40 пациентов с распространенным гнойным перитонитом, с панкреонекрозом - 20, с ишемической болезнью - 40 и 20 - гематологические больные. Группу клинически здоровых людей составили 20 человек.

Полученные данные о величинах альбуминового индекса, эффективной концентрации альбумина и суммарного содержания метаболического пула у обследованных пациентов представлены в нижеприведенной таблице.

Осуществление заявляемого способа позволило оценить клиническое состояние обследованных больных.

Авторами предлагаемого способа, на основании проведенных исследований, установлено, что у клинически здоровых людей величина альбуминового индекса составляет 9,01±0,5 и свидетельствует об отсутствии системных метаболических нарушений. Так же авторами установлено, что уменьшение величины показателя АИ свидетельствует о наличии системных метаболических нарушений и характеризует тяжесть клинического состояния больного.

Таким образом, предлагаемый способ определения системных метаболических нарушений по величине альбуминового индекса позволяет оценить тяжесть клинического состояния пациента, эффективность проводимого лечения и прогнозировать исход заболевания. Альбуминовый индекс является простым, доступным и объективным диагностическим лабораторным критерием.