Результат интеллектуальной деятельности: Способ прогнозирования индивидуального риска развития ожирения у человека на различные по продолжительности периоды жизни

Изобретение относится к области медицины и экологии и может быть использовано для прогнозирования у человека на индивидуальном уровне, пребывающего в различных условиях влияния среды обитания, риска возникновения заболевания «ожирение». Изобретение может быть использовано в целях профилактики развития ожирения у населения.

Следует пояснить, что ожирение - это хроническое заболевание, которое характеризуется излишним накоплением жира в организме, приводящего к увеличению массы тела. Ожирение может возникать, с одной стороны, в связи с избыточным потреблением пищи, пониженного расхода энергии (малоподвижного образа жизни) и нарушения обмена веществ, с другой стороны, в связи с повышенным содержанием в крови таких химических элементов, как: бензол, этилбензол, никель, хром, свинец, кадмий. Указанные химические вещества при повышенном содержании в крови вмешиваются в процесс нейроэндокринной регуляции, что приводит к нарушениям ферментных систем биотрансформации в печени и обменных процессов в центральной нервной системе (далее -ЦНС). Такие нарушения состояния процесса жирового обмена характерны для населения, проживающего в условиях техногенного загрязнения объектов среды обитания (атмосферного воздуха, питьевой воды, почвы) ароматическими углеводородами и металлами. Учитывая, что с каждым годом проживания человека в таких неблагополучных условиях, с точки зрения, качества объектов среды обитания, риск расстройства питания и нарушения обмена веществ, а, следовательно, развития избыточности питания, возрастает. В этой связи, задача прогнозирования риска возникновения ожирения является актуальной.

Из уровня техники известен ряд технических решений, направленных на прогнозирование ожирения.

Из патента РФ №2619872 известен Способ оценки индивидуального риска формирования избыточной массы тела и ожирения у детей, потребляющих питьевую воду с повышенным содержанием химических токсикантов: хлороформа и тетрахлорметана. Согласно этому известному способу осуществляют отбор пробы крови, определение в ней концентрации хлороформа и тетрахлорметана, определение уровней общего холестерина и липопротеида низкой плотности (ЛПНП). Проводят анамнестическое обследование ребенка по трехбалльной шкале и генотипирование. Риск формирования у ребенка избыточной массы тела прогнозируют в случае повышения уровня общего холестерина выше 3,9 ммоль/л и уровня ЛПНП выше 1,8 ммоль/л, при наличии у ребенка 6 и более баллов при анамнестическом обследовании, наличия гетерозиготного генотипа гена HTR2A rs7997012, повышения концентрации тетрахлорметана в крови выше референтной и концентрации хлороформа в пределах 5,17-5,59 мкг/л. Риск формирования ожирения прогнозируют при концентрации хлороформа равной или более 5,79 мкг/л. Изобретение обеспечивает эффективный способ оценки индивидуального риска формирования избыточной массы тела и ожирения у детей.

Недостатком указанного способа является то, что риск ожирения прогнозируется только при повышенном содержании в крови хлороформа и тетрахлорметана, что существенно ограничивает применение данного способа при повышенном содержании в биосредах других токсикантов (например, бензола, никеля, этилбензола, кадмия, мышьяка, свинца). Также отсутствует возможность прогнозирования развития ожирения через заданный период времени, т.е. к определенному возрасту.

Также известен способ дифференциальной диагностики экзогенно-конституциональной и гипоталамической форм первичного ожирения у женщин (Патент РФ №1442189), согласно которому исследуют динамику секреции пролактина на введение нейропептида - люлиберина путем определения в пробе венозной крови исходного уровня гормона и последующего введения внутривенно люлиберина в дозе 100 мкг однократно. Затем исследуют кровь на пролактин на 30, 60, 90 и 120-й минуте после введения препарата. И при повышении уровня секреции по сравнению с исходным делают вывод об экзогенно-конституциональной форме ожирения, а при стабильном уровне в сравнении с исходным определяют гипоталамическую форму первичного ожирения. Способ направлен на постановку правильного диагноза в спорных случаях.

Недостатками указанного способа является то, что данная методика лишь уточняет клинический диагноз, не определяя вероятность развития нарушений углеводного и жирового обменов, ассоциированных с воздействием негативных факторов среды обитания.

Из Патента РФ №2452966 известен способ прогнозирования риска развития ожирения у практически здоровых людей, согласно которому в крови людей определяют концентрацию α-фетопротеина (АФП) и содержание Т-лимфоцитов с рецептором к трансферрину (CD71+). На основании полученных данных рассчитывают прогностический индекс (ПИ) как результат отношения концентрации АФП в МЕ/л к абсолютному содержанию лимфоцитов CD71+ в кл/л (ПИ=АФП/CD71+). При величине ПИ равной 8,1 и более прогнозируется риск развития ожирения. Заявленный способ можно применять для выявления риска развития ожирения у лиц, ведущих малоподвижный образ жизни, а также при назначении глюкокортикоидов и иммунодепрессивной терапии, при наследуемой патологии с метаболическим дефектом.

Его недостатком является то, что данный способ не учитывает вероятность формирования ожирения в условиях воздействия негативных факторов среды обитания и на заданный период времени, т.е. к определенному возрасту.

Также известен способ, описанный в презентации «Риск ассоциированные механизмы формирования избытка массы тела и ожирения в условиях пероральной экспозиции остаточными количествами продуктов гиперхлорирования питьевой воды (хлороформ, тетрахлорметан)», автор Лужецкий К.П., 2015 г. (http://fcrisk.m/sites/default/files/upload/conference/953/fcrisk_conf_13-15.05.2015_luzhetskiy.pdf).

Согласно этому известному способу проводят отбор пробы крови у ребенка, устанавливают в ней концентрацию химических токсикантов: хлороформа и тетрахлорметана; далее определяют ряд лабораторных показателей, по отклонению которых от нормы судят о возможности ожирения у ребенка. В известном способе указано, что в качестве основных риск ассоциированных механизмов формирования избытка массы тела и ожирения у детей в условиях пероральной экспозиции остаточными количествами продуктов гиперхлорирования выступают:

- дисфункция гипоталамо-адреналовой (лабораторные маркеры-показатели: повышение уровня адреналина, норадреналина, серотонина, кортизола) и гипофизарно-тиреоидной системы (маркеры: снижение гормоны щитовидной железы Т3 и Т4, повышение ТТГ),

- развивающаяся на фоне активации процессов свободнорадикального окисления, накопления продуктов пероксидации, перенапряжения и истощение ресурсов антиоксидантной защиты (маркеры: повышение гидроперекисей липидов, МДА, глутатионпероксидазы, снижение АОА и супероксиддисмутазы),

- с нарушением нейромедиаторных процессов (маркеры: снижение γ-аминомасляной кислоты, повышение глутамата),

- и последующей дисрегуляцией жирового и углеводного обмена (резкая дисгармоничность физического развития, формирование избытка массы тела и ожирения, повышение уровня лептина и С-пептида в крови).

Все это позволяет обосновать комплекс информативных биохимических показателей ранней донозологической диагностики избытка массы тела и ожирения.

Недостатком указанного известного способа является его сложность выполнения, ввиду того, что требуется определять уровень множества лабораторных показателей. А, кроме того, известный способ не позволяет определить вероятность развития ожирения в условиях внешнесредового воздействия других негативных факторов среды обитания, например, бензола, никеля, этилбензола, кадмия, мышьяка, свинца, обуславливающих их повышенное содержание в биосредах.

При этом из уровня техники не были выявлены известные способы прогнозирования индивидуального риска развития ожирения у человека на предстоящий период жизни, поэтому сделать выбор ближайшего аналога к заявляемому объекту не представляется возможным.

Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, заключается в создании информативного и доказательного способа прогнозирования индивидуального риска развития ожирения у человека, проживающего в условиях загрязнения среды обитания ароматическими углеводородами и металлами (бензолом, этилбензолом, никелем, свинцом, мышьяком, кадмием), представляющими опасность для расстройства питания и состояния обмена веществ.

Поставленный технический результат достигается предлагаемым Способом прогнозирования индивидуального риска развития ожирения у человека на различные по продолжительности периоды жизни, заключающимся в том, что в биосредах человека определяют содержание химических элементов, представляющих опасность для развития ожирения: бензол, никель, этилбензол, кадмий, мышьяк и свинец; в атмосферном воздухе и питьевой воде на территории проживания человека определяют концентрации бензола и никеля; проводят анкетирование по следующим вопросам: основной материал отделки стен жилых комнат, время проветривания жилых помещений в день, источники воды для питья и приготовления пищи, расстояние до транспортной магистрали, расстояние до промышленного предприятия, количество часов в сутки на сон, количество приемов пищи в день, регулярность хождения пешком; проводят расчет начального значения вероятности p(t_o) возникновения ожирения у человека на текущий возраст человека t_o на момент обследования, для этого у человека определяют следующие диагностические лабораторные показатели: индекс массы тела (ИМТ), концентрацию лептина в крови, концентрацию глюкозы в крови, концентрацию общего холестерина в крови, концентрацию липопротеинов высокой плотности (ЛПВП) в крови, концентрацию липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) в крови, концентрацию липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП) в крови, концентрацию триглицеридов в крови, индекс атерогенности, толерантность к глюкозе, и сравнивают указанные показатели с физиологической нормой; далее для каждого количественного диагностического показателя, кроме ЛПВП и качественного показателя - толерантность к глюкозе, находят функцию Ф_i его отклонения от физиологической нормы по формуле:

где 8 - количество диагностических показателей: ИМТ, лептин, глюкоза, общий холестерин, ЛПНП, ЛПОНП, триглицериды, индекс атерогенности;

x_i - концентрация диагностического показателя;

- среднее значение нормативного интервала для выбранного диагностического показателя;

- максимальное нормативное значение диагностического показателя;

а для диагностического показателя ЛПВП находят функцию его нарушения Ф_i по формуле:

где - минимальное нормативное значение диагностического показателя ЛПВП;

x_i - концентрация ЛПВП;

- среднее значение нормативного интервала для ЛПВП;

9 - индекс, обозначающий девятый показатель, т.е. ЛПВП;

при этом для качественного диагностического показателя - толерантность к глюкозе, принимают Ф_i=1 в случае наличия нарушения толерантности к глюкозе, и Ф_i=0 - при отсутствии нарушения; далее, каждому указанному диагностическому показателю придают следующий весовой коэффициент ϕ_i, в соответствии с его вкладом в формирование вероятности развития ожирения:

и с учетом ранее установленных функций нарушения Ф_i указанных диагностических показателей и их весовых коэффициентов ϕ_i вычисляют начальное значение вероятности p(t₀) возникновения ожирения на текущий возраст человека, по формуле:

,

где p(t_o) - начальное значение вероятности возникновения ожирения у человека на текущий возраст на момент обследования;

10 - количество диагностических показателей: ИМТ, лептин, глюкоза, общий холестерин, ЛПНП, ЛПОНП, триглицериды, индекс атерогенности; ЛПВП, толерантность к глюкозе;

ϕ_i - весовой коэффициент диагностического показателя;

Ф_i - значение функции отклонения диагностического показателя от нормы; затем с использованием итерационной процедуры, учитывающей особенности изменения прогностических показателей во времени t, производят прогнозирование индивидуального риска развития ожирения у человека с временным шагом 1 день; причем, при указанном прогнозировании в качестве концентраций этилбензола, кадмия и мышьяка принимают фактически определенную концентрацию этих элементов в крови, а в качестве концентрации свинца при указанном прогнозировании принимают концентрацию, рассчитанную с учетом влияния анкетных показателей: основной материал отделки стен жилых комнат, вид отопления в доме/квартире, время проветривания жилых помещений в день, источники воды для питья и приготовления пищи, расстояние до транспортной магистрали и расстояние до промышленного предприятия, по следующей формуле:

;

где F₁(t) - концентрация свинца в крови на момент времени прогнозирования риска развития ожирения, мкг/см³;

F₁(t₀) - концентрация свинца в крови на момент обследования, мкг/см³;

t - возраст человека на момент времени прогнозирования риска развития ожирения;

t₀ - возраст человека на момент обследования;

S₁(t) - анкетный показатель, зависящий от влияния основного материала отделки стен жилых комнат на концентрацию химического вещества в крови: S₁(t)=0,004992, если материал отделки - штукатурка; S₁(t)=0,00205, если материал отделки - синтетическая краска; S₁(t)=0,004572, если материал отделки - пластиковые панели; S₁(t)=0,000761, если материал отделки - обои; S₁(t)=0, если другой материал отделки;

S₂(t) - анкетный показатель, зависящий от влияния вида отопления в доме/квартире на концентрацию химического вещества в крови: S₂(t)=-0,007294, если вид отопления - центральное водяное; S₂(t)=- 0,0134, если вид отопления - электрическое; S₂(t)=-0,0031, если вид отопления - печное; S₂(t)=-0,00406, если вид отопления - собственная водяная котельная; S₂(t)=-0,0108, если вид отопления - центральное паровое); S₂(t)=0, если другой вид отопления;

S₃(t) - анкетный показатель, зависящий от влияния времени проветривания жилых помещений в день на концентрацию химического вещества в крови: S₃(t)=0,001915, если время проветривания - 30 и менее минут; S₃(t)=0, если время проветривания - 1-2 часа; S₃(t)=-0,002391, если время проветривания - 2-6 часов; S₃(t)=-0,005402, если время проветривания - 6-12 часов; S₃(t)=0,005486, если время проветривания - более 12 часов; S₃(t)=0,001198, если время проветривания - круглосуточно;

S₄(t) - анкетный показатель, зависящий от влияния источников воды для питья и приготовления пищи на концентрацию химического вещества в крови: S₄(t)=0,000501, если источник воды - водопровод; S₄(t)=0,007892, если источник воды - водозаборная колонка; S₄(t)=0,003033, если источник воды - колодец; S₄(t)=-0,005166, если источник воды - родник; S₄(t)=-0,002058, если источник воды - покупная бутилированная вода; S₄(t)=0, если другой источник воды;

S₅(t) - анкетный показатель, зависящий от влияния расстояния до транспортной магистрали на концентрацию химического вещества в крови: S₅(t)=0,006022, если расстояние менее 100 м; S₅(t)=-0,009911, если расстояние от 100 до 500 м; S₅(t)=0,001243, если расстояние более 500 м;

S₆(t) - анкетный показатель, зависящий от влияния расстояния до промышленного предприятия на концентрацию химического вещества в крови: S₆(t)=-0,009637, если расстояние менее 100 м; S₅(t)=0, если расстояние от 100 до 500 м; S₅(t)=0,00065, если расстояние более 500 м;

а в качестве концентрации бензола и никеля в крови при указанном прогнозировании принимают концентрацию, рассчитанную с учетом влияния их концентраций в атмосферном воздухе и питьевой воде на территории проживания человека по следующим формулам:

где F₅(t) - концентрация бензола в крови, мг/дм³;

F₆(t) - концентрация никеля в крови, мг/дм³;

C₅₁(t) - концентрация бензола в атмосферном воздухе, мг/м³;

C₅₂(t) - концентрация бензола в питьевой воде, мг/дм³;

C₆₁(t) - концентрация никеля в атмосферном воздухе, мг/м³;

C₆₂(t) - концентрация никеля в питьевой воде, мг/дм³;

далее у обследуемого человека определяют на текущий возраст уровень в крови следующих прогностических показателей: серотонин, гамма-глутамилтрансфераза (γ-ГТ), тироксин свободный (Т4своб.), глюкоза, антиоксидантная активность (АОА), С-реактивный белок высокочувствительный (СРБ высокочувствительный), ЛПНП, холестерин общий, триглицериды, креатинин, ЛПОНП; а также уровень в моче: дельта-аминолевулиновая кислота (ΔАЛК) и эпителий почечный; сравнивают их уровень с физиологической нормой; для прогностического показателя, помимо его числового значения, измеренного для текущего возраста человека на момент обследования, задают вероятность превышения или вероятность снижения его относительно физиологической нормы: где t₀ - текущий возраст на момент обследования, год; p_i - вероятность отклонения от нормы i-ого прогностического показателя; причем, если значение i-ого прогностического показателя соответствует норме, то указанная вероятность равна нулю, а если значение выше или ниже нормы, то указанная вероятность равна единице; затем, принимая во внимание следующую систему взаимосвязей между отклонением от физиологической нормы указанных прогностических показателей и экспозицией химических элементов в биосредах человека:

- вероятность превышения нормы уровня эпителия почечного в моче возникает под воздействием кадмия, мышьяка;

- вероятность превышения нормы уровня ΔАЛК в моче - под воздействием бензола;

- вероятность превышения нормы уровня ЛПНП в крови - под воздействием свинца, этилбензола;

- вероятность снижения относительно нормы уровня Т4своб. в крови - под воздействием мышьяка;

- вероятность превышения нормы уровня γ-ГТ в крови - под воздействием мышьяка;

- вероятность превышения нормы уровня СРБ высокочувствительного в крови - под воздействием бензола;

- вероятность снижения относительно нормы уровня АОА плазмы крови - под воздействием никеля;

- вероятность снижения относительно нормы уровня серотонина в крови - под воздействием кадмия;

а также принимая во внимание следующую систему взаимосвязей между отклонением от физиологической нормы указанных прогностических показателей и анкетными показателями:

- вероятность превышения нормы уровня ΔАЛК в моче в зависимости от количества часов в сутки на сон;

- вероятность снижения относительно нормы уровня АОА плазмы крови в зависимости от количества часов в сутки на сон;

- вероятность превышения нормы уровня ЛПНП в крови в зависимости от количества приемов пищи в день;

- вероятность превышения нормы уровня общего холестерина в крови в зависимости от количества приемов пищи в день;

- вероятность снижения относительно нормы уровня серотонина в крови в зависимости от количества приемов пищи в день;

- вероятность снижения относительно нормы уровня АОА плазмы крови в зависимости от количества приемов пищи в день;

- вероятность превышения нормы уровня ЛПНП в крови в зависимости от регулярности хождения пешком в неделю;

- вероятность превышения нормы уровня общего холестерина в крови в зависимости от регулярности хождения пешком в неделю;

а также принимая во внимание систему зависимостей между следующими прогностическими показателями из вышеуказанного перечня:

- зависимость креатинина в крови от эпителия почечного в моче и от ΔАЛК в моче;

- зависимость общего холестерина в крови от ЛПНП в крови;

- зависимость триглицеридов в крови от ЛПНП и от γ-ГТ в крови;

- зависимость глюкозы в крови от Т4своб. в крови;

- зависимость ЛПОНП в крови от креатинина в крови;

определяют прирост вероятности отклонения от физиологической нормы указанных прогностических показателей по следующим математическим формулам:

- прирост вероятности превышения нормы уровня эпителия почечного в моче на возраст человека t выражается следующими функциями от влияния химических элементов:

,,

где: Δр⁺₁(F(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня эпителия почечного в моче, связанного с влиянием химического элемента F среды обитания в возрасте человека t;

F₃(t) - концентрация кадмия в крови, мкг/см³

F₄(t) - концентрация мышьяка в крови, мкг/см³

- прирост вероятности превышения уровня ΔАЛК в моче в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния химических элементов и анкетных показателей:

,

,

где: Δр⁺₂(F(t)) - функция прироста вероятности превышения уровня ΔАЛК в моче, связанного с влиянием химического элемента F среды обитания в возрасте человека t;

Δp⁺₂(S(t)) - функция прироста вероятности превышения уровня ΔАЛК в моче, связанного с влиянием анкетного показателя S в возрасте человека t;

F₅(t) - концентрация бензола в крови, мкг/см³;

S₇(t) - количество часов в сутки на сон, ч;

- прирост вероятности превышения нормы уровня ЛПНП в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния химических элементов и анкетных показателей:

,

,

,

,

где: Δр⁺₃(F(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня ЛПНП в крови, связанного с влиянием химического элемента F среды обитания в возрасте человека t;

Δр⁺₃(S(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня ЛПНП в крови, связанного с влиянием анкетного показателя S в возрасте человека t;

F₁(t) - концентрация свинца в крови, мкг/см³

F₂(t) - концентрация этилбензола в крови, мкг/см³;

S₈(t) - количество приемов пищи в день, раз;

S₉(t) - регулярность хождения пешком, более 20 минут подряд, в неделю, раз;

- прирост вероятности снижения относительно нормы уровня Т4своб. в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния химических элементов:

,

где: Δр^-₄(F(t)) - функция прироста вероятности снижения относительно нормы уровня Т4 свободного в крови, связанного с влиянием химического элемента F среды обитания в возрасте человека t;

F₄(t) - концентрация мышьяка (в крови, мкг/см³;

- прирост вероятности превышения нормы уровня γ-ГТ в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния химических элементов:

где: Δр⁺₅(F(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня γ-ГТ в крови, связанного с влиянием химического элемента F среды обитания в возрасте человека t;

F₄(t) - концентрация мышьяка в крови, мкг/см³;

- прирост вероятности превышения нормы уровня СРБ высокочувствительного в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния химических элементов:

,

где: Δp⁺₆(F(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня СРБ высокочувствительного в крови, связанного с влиянием химического элемента F среды обитания в возрасте человека t;

F₅(t) - концентрация бензола в крови, мкг/см³;

- прирост вероятности снижения относительно нормы уровня АОА плазмы крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния химических элементов и анкетных показателей:

,

,

,

где: Δр^-₇(F(t)) - функция прироста вероятности снижения относительно нормы уровня АОА плазмы крови, связанного с влиянием химического элемента F среды обитания в возрасте человека t;

Δр^-₇(S(t)) - функция прироста вероятности снижения относительно нормы уровня АОА плазмы крови, связанного с влиянием анкетного показателя S в возрасте человека t;

F₆(t) - концентрация никеля в крови, мкг/см³;

S₇(t) - количество часов в сути на сон, ч;

S₈(t) - количество приемов пищи в день, раз;

- прирост вероятности снижения относительно нормы уровня серотонина в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния химических элементов и анкетных показателей:

,

,

где: Δр^-₈(F(t)) - функция прироста вероятности снижения относительно нормы уровня серотонина в крови, связанного с влиянием химического элемента F среды обитания в возрасте человека t;

Δр^-₈(S(t)) - функция прироста вероятности снижения относительно нормы уровня серотонина в крови, связанного с влиянием анкетного показателя S в возрасте человека t;

F₃(t) - концентрация кадмия в крови, мкг/см³;

S₈(t) - количество приемов пищи в день, раз;

- прирост вероятности превышения нормы уровня креатинина в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния прогностических показателей:

;

,

где: Δp⁺₉(p⁺₂(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня креатинина в крови, связанного с вероятностью превышения нормы уровня ΔАЛК в моче;

Δр⁺₉(p⁺₁(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня креатинина в крови, связанного с вероятностью превышения нормы уровня эпителия почечного в моче;

- прирост вероятности превышения нормы уровня общего холестерина в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния прогностических показателей и анкетных показателей:

,

,

,

где: Δр⁺₁₀(p⁺₃(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня общего холестерина в крови, связанного с вероятностью превышения нормы уровня ЛПНП в крови;

Δр⁺₃(S(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня общего холестерина в крови, связанного с влиянием анкетного показателя S в возрасте человека t;

S₈(t) - количество приемов пищи в день, раз;

S₉(t) - регулярность хождения пешком, более 20 минут подряд, в неделю, раз;

- прирост вероятности превышения нормы уровня триглицеридов в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния прогностических показателей:

,

,

где: Δр⁺₁₁(р⁺₃(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня триглицеридов в крови, связанного с вероятностью превышения нормы уровня ЛПНП в крови;

Δр⁺₁₁(p⁺₅(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня триглицеридов в крови, связанного с вероятностью превышения нормы уровня γ-ГТ в крови;

- прирост вероятности превышения нормы уровня глюкозы в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния прогностических показателей:

,

где: Δр⁺₁₂(p⁺₄(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня глюкозы в крови, связанного с вероятностью снижения относительно нормы уровня Т4 свободного в крови;

- прирост вероятности превышения нормы уровня ЛПОНП в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния прогностических показателей:

,

где: Δр⁺₁₃(p⁺₉(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня ЛПОНП в крови, связанного с вероятностью превышения нормы уровня креатинина в крови;

и, исходя из полученных вышеуказанных значений прироста вероятностей, устанавливают для прогностического показателя общую вероятность p⁺_i(t) превышения над нормой либо общую вероятность p^-_i(t) снижения относительно нормы в возрасте человека t по следующим формулам:

- для эпителия почечного в моче:

- для ΔАЛК в моче:

- для ЛПНП в крови:

- для Т4своб. в крови:

- для γ-ГТ в крови:

- для СРБ высокочувствительного в крови:

- для АОА плазмы крови:

- для серотонина в крови:

- для креатинина в крови:

- для общего холестерина в крови:

- для триглицеридов в крови:

- для глюкозы в крови:

- для ЛПОНП в крови:

;

затем производят расчет общей вероятности развития у человека ожирения; учитывая, что при расчете используют итерационную процедуру, расчет указанной общей вероятности развития ожирения проводят последовательно на каждом временном шаге, основываясь на результатах расчета предыдущего временного шага; расчет выполняется до достижения возраста обследуемого, соответствующего периоду, для которого выполняется прогнозирование риска:

где: p(t+К) - общая вероятность развития ожирения у человека в возрасте, соответствующему временному шагу t+К (лет);

К - величина временного шага, причем временной шаг, адекватный задаче прогнозирования риска развития ожирения, составляет 1 день, что соответствует значению К=1/365 лет, причем на первом временном шаге расчет выполняется, основываясь на данных с временного шага, соответствующего начальному возрасту обследуемого, т.е. t на первом шаге будет равно t₀;

p(t) - общая вероятность развития ожирения у человека в возрасте, соответствующему временному шагу;

k₁(t), k₂(t), k₃(t), k₄(t) - расчетные переменные;

при этом указанные расчетные переменные определяют по следующим формулам:

а индивидуальный риск развития ожирения у человека на различные по продолжительности периоды жизни определяют по формуле:

R(t+K)=g(t+K)⋅P(t+K),

где: R(t+K) - индивидуальный риск ожирения на момент времени t+K;

g(t+K) - тяжесть заболевания «ожирение» на момент времени t+K;

p(t+K) - вероятность заболевания «ожирение» на момент времени t+K;

t+K - это возраст человека на момент времени прогнозирования риска развития ожирения;

причем тяжесть заболевания «ожирение» определяется по формуле:

g(t+К)=8,92⋅10^-5⋅e^0,0582t;

и при величине индивидуального риска менее 0,05 риск развития ожирения у человека прогнозируют как пренебрежимо малый; при величине от 0,05 до 0,35 как умеренный; при величине 0,35-0,6 как высокий; при величине более 0,6 как очень высокий.

Указанный технический результат обеспечивается за счет:

- использования заявленной совокупности диагностических показателей на начальном периоде времени обследования человека и определенной совокупности прогностических показателей при последующих расчетах вероятности риска;

- применения при реализации предлагаемого способа расширенной системы взаимосвязей прогностических показателей между собой; их взаимосвязи с химическими элементами, представляющими опасность для развития заболевания «Ожирение»: бензол, этилбензол, свинец, кадмий, мышьяк, никель, а также их взаимосвязи с заявляемыми анкетными данными.

- использования итерационной расчетной процедуры, обеспечивающей расчет в условиях переменных отклонений от физиологической нормы уровней прогностических показателей во времени при различных временных шагах.

Использование при реализации нового способа совокупности предлагаемых операций, их последовательности и оценка полученных значений вероятности отклонения от нормы прогностических показателей, характеризующих развитие избыточности питания (ожирения), позволяет с достаточной достоверностью производить оценку индивидуального риска развития ожирения у человека на различные по продолжительности периоды жизни, вплоть до 30 лет.

Для понимания существа вопроса следует пояснить следующее. Большое внимание в настоящее время приковано к работам по изучению особенностей негативного влияния факторов среды обитания на здоровье человека [Онищенко, Зайцева, Май, Андреева, 2016; Онищенко, 2015]. Ведущую роль среди регуляторных систем, обеспечивающих адаптацию организма человека к условиям среды обитания, занимает эндокринная система и ЦНС, которые наиболее подвержены негативному воздействию различных факторов, например, химических [Лужецкий, Устинова, Палагина, 2013; Лужецкий и др. 2017].

При этом велика вероятность заболевания человека ожирением, причем это может произойти или в ближайшее время, или в перспективе. Вот почему очень важным представляется прогнозирование риска этого заболевания в краткосрочной или среднесрочной перспективе, с использованием строго определенных диагностических и прогностических показателей, с последующей их математической обработкой. Такой подход, используемый в предлагаемом способе, является очень актуальным и позволяет эффективно предотвращать возникновение ожирения у человека за счет своевременного проведения профилактических мероприятий.

Благодаря тому, что при реализации предлагаемого способа используют, наряду с лабораторными диагностическими показателями, и показатели, полученные при анкетировании, обеспечивается расширение информационной базы для прогнозирования индивидуального риска развития ожирения на предстоящий период жизни, вплоть до 30 лет. В результате повышается достоверность полученной величины индивидуального риска, а значит, и выводы, полученные в ходе исследований, будут отвечать условию достоверности и точности.

Следует отметить, что оценка текущего состояния индивида является необходимым условием для построения прогноза вероятности заболевания ожирения с помощью инструментов математического моделирования. Но использование отдельных показателей в качестве оценочных не является корректным, что снижает точность оценки. Поэтому в предлагаемом способе и была выстроена необходимость построения интегральных параметров.

Использование при реализации предлагаемого способа инструментов математического моделирования через нахождение по математической формуле функции нарушения Ф_i для восьми заявленных диагностических показателей по формуле:

где 8 - количество диагностических показателей;

- минимальное нормативное значение диагностического показателя;

- максимальное нормативное значение диагностического показателя;

обеспечивает объективных характер полученных результатов.

Кроме того, в заявляемом способе впервые предложено классифицировать все отклонения диагностических показателей ожирения по условной интервальной шкале от 0 до 1 соответствующим численным значением весового коэффициента ϕ_i. Установлено, что использование этого коэффициента позволяет наиболее точно определить в последующем начальное значение вероятности возникновения ожирения на текущий возраст человека, по формуле:

,

что делает предлагаемый способ информативным и точным.

Числовые значения ϕ_i установлены опытным путем, исходя из задач настоящего технического решения.

Благодаря тому, что на стадии прогноза также использован определенный комплекс прогностических показателей, а также учтены их взаимосвязи между собой и между вероятностью их отклонения от нормы при воздействии свинца, этилбензола, кадмия, мышьяка, бензола, никеля, обеспечивается точность предлагаемого способа, т.к. при последующих расчетах все указанные факторы были учтены.

На основе математических формул и значений начального уровня показателей на момент обследования, выполнялись последовательно расчеты по вероятности на последующих временных шагах: р₁ р₂, р₃, p₄ и т.д. Здесь используется итерационная процедура расчета вероятности по времени от возраста человека t на момент обследования до периода прогнозного времени. То есть для того, что бы посчитать вероятность, например, на 16-тый прогнозный год, необходимо знать эту вероятность на 15-тый прогнозный год, которая, в свою очередь, определяется через вероятность на 14-тый прогнозный год, и т.д. Естественно такая процедура расчета начинается с некоторого «начального» значения вероятности при возрасте на момент обследования. Удобно и понятно использовать в качестве начального уровня значение, когда возраст человека t=t₀ соответствует возрасту человека на момент обследования.

Выбор временного шага при выполнении расчетов с использованием математических формул зависит от детализации задания экспозиции. Но в преимущественном варианте он установлен 1 день.

Благодаря тому, что при расчете предлагаемыми математическими формулами общего индивидуального риска человека принимается во внимание также прирост вероятности отклонения от физиологической нормы определенного прогностического показателя в зависимости от влияния других показателей, от влияния химических элементов, от влияния анкетных показателей, обеспечивается практически полный учет всех степеней и факторов риска при прогнозировании развития ожирения у человека, что обеспечивает достаточную точность определения. Общий вид системы связей между показателями развития ожирения, которые были учтены в предлагаемом способе, приведен на Рис. 1.

Расчет по предлагаемому способу индивидуального риска развития ожирения у человека на различные по продолжительности периоды жизни, производится по формуле:

R(t+K)=g(t+K)⋅P(t+K),

где: R(t+K) - индивидуальный риск ожирения на момент времени t+K;

g(t+K) - тяжесть заболевания «ожирение» на момент времени t+K;

p(t+K) - вероятность заболевания «ожирение» на момент времени t+K;

t+K - это возраст человека на момент на момент времени прогнозирования риска развития ожирения.

При этом видно, что в этом случае учитывается и тяжесть заболевания, как характеристики ущерба для здоровья. Причем тяжесть заболевания «ожирение» определяется по определенной формуле:

g(t+К)=8,92⋅10^-5⋅e^0,0582t.

Кроме того, в предлагаемом способе введена количественная величина индивидуального риска, а именно: при величине индивидуального риска менее 0,05 риск развития ожирения у человека прогнозируют как пренебрежимо малый; при величине от 0,05 до 0,35 как умеренный; при величине 0,35-0,6 как высокий; при величине более 0,6 как очень высокий. Данная шкала применяется для оценки неканцерогенного риска [MP 2.1.10.0062-12 «Количественная оценка неканцерогенного риска при воздействии химических веществ на основе построения эволюционных моделей»].

Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что поставленный технический результат обеспечивается за счет совокупности всех операций предлагаемого способа, их последовательности и режимов его реализации.

Принципиальная схема прогнозирования вероятности заболевания «ожирение» представлена на Рис. 2.

При реализации предлагаемого способа осуществляют следующие операции в нижеуказанной последовательности. При этом для иллюстрации сразу же после наименования операции приведен пример конкретного осуществления.

1. В результате опроса индивида 30 лет получены следующие значения его анкетных показателей:

основной материал отделки стен жилых комнат - пластиковые панели;

вид отопления в доме/квартире - центральное водяное;

время проветривания жилых помещений в день - 2-6 часов;

источники воды для питья и приготовления пищи - водозаборная колонка;

расстояние до транспортной магистрали - 300 м;

расстояние до промышленного предприятия - менее 100 м;

количество часов в сутки на сон - 8 ч;

количество приемов пищи в день - 3 раза;

регулярность хождения пешком (более 20 минут подряд) в неделю - 14 раз.

2. В биосредах человека, у которого следует спрогнозировать индивидуальный риск развития ожирения, отбирают пробу венозной крови. В пробе крови определяют содержание бензола этилбензола, кадмия, мышьяка, свинца, никеля.

Определение металлов (кадмия, мышьяка, свинца, никеля) проводят методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой с помощью масс-спектрометра с индуктивно связанной плазмой с октопольной ячейкой в соответствии с МУК 4.1.3230-14, МУК 4.1.3161-14.

Определение ароматических углеводородов (бензола, этилбензола) проводят методом анализа равновесной паровой фазы на газовом хроматографе в соответствии с МУК 4.1.765-99.

Данные измерений содержания химических веществ в крови у индивида мужского пола в возрасте 30 лет приведены в таблице 1.

3. В пробе крови определяют следующие диагностические лабораторные показатели: лептин, глюкоза, общий холестерин, ЛПВП, ЛПНП, ЛПОНП, триглицериды; кроме того определяют индекс массы тела (ИМТ), индекс атерогенности и наличие нарушений толерантности к глюкозе.

Сравнивают указанные показатели с физиологической нормой.

Полученные данные приведены в таблице 2.

В заявляемом способе в качестве критериев оценки отклонений диагностических показателей используются стандартные общепринятые возрастные физиологические уровни [Клиническая лабораторная аналитика. Том II. Частные Аналитические технологии в клинической лаборатории / Под редакцией В.В. Меньшикова. М.: Лабинформ-РАМЛД, 1999. - 352 с.].

4. Далее для каждого количественного диагностического показателя, кроме ЛПВП и качественного показателя - нарушение толерантности к глюкозе, находят функцию его нарушения Ф_i по формуле:

где 8 - количество диагностических показателей: ИМТ, лептин, глюкоза, общий холестерин, ЛПНП, ЛПОНП, триглицериды, индекс атерогенности;

x_i - концентрация диагностического показателя;

- среднее значение нормативного интервала для выбранного диагностического показателя;

- максимальное нормативное значение диагностического показателя;

- для ЛПВП находят функцию его нарушения Ф_i по формуле:

где - минимальное нормативное значение ЛПВП;

x_i - концентрация ЛПВП (из таблицы 2);

- среднее значение нормативного интервала для ЛПВП;

- при этом для качественного диагностического показателя - толерантность к глюкозе, принимают Ф_i=1 в случае наличия нарушения толерантности к глюкозе, и Ф_i=0 - при отсутствии нарушения;

С учетом данных таблицы 2 расчет функции нарушения Ф_i для каждого диагностического показателя проводили следующим образом:

Ф_ИМТ=(28-27,5)²/(30-27,5)²=0,04;

Ф_лептин=(22-20,975)²/(27,6-20,975)²=0,0239;

Ф_{триглиц}=(1,4-1,3275)²/(1,63-1,3275)²=0,0574;

Ф_{глюкоза}=(5,2-5,175)²/(5,6-5,175)²=0,00346;

Ф_ЛПВП=(1,2-1,215)²/(0,86-1,215)²=0,00178;

Ф_ЛПНП=(4-3,8625)²/(4,51-3,8625)²=0,045;

Ф_ЛПОНП=(0,44-0,425)²/(0,5-0,425)²=0,04;

Ф_{общ холест}=(5,4-5,25)²/(6-5,25)²=0,04;

Ф_{инд атер}=(2-1,75)²/(3,5-1,75)²=0,0204;

Ф_{толер глюкоз}=0.

5. Далее, каждому указанному диагностическому показателю придают следующий весовой коэффициент ϕ_i, в соответствии с его вкладом в формирование вероятности развития ожирения:

- и с учетом ранее установленных функций нарушения Ф_i указанных диагностических показателей и их весовых коэффициентов ϕ_i вычисляют начальное значение вероятности p(t₀) возникновения ожирения на текущий возраст человека, по формуле:

,

где p(t_o) - начальное значение вероятности возникновения ожирения у человека на текущий возраст на момент обследования;

10 - количество диагностических показателей: ИМТ, лептин, глюкоза, общий холестерин, ЛПНП, ЛПОНП, триглицериды, индекс атерогенности; ЛПВП, толерантность к глюкозе;

ϕ_i - весовой коэффициент диагностического показателя;

Ф_i - значение функции отклонения диагностического показателя от нормы;

Данные об ϕ_i, Ф_i по конкретному индивидууму приведены в таблице 3.

С учетом данных, приведенных в таблице 3, начальное значение вероятности p(t₀) возникновения ожирения на текущий возраст обследуемого человека равно: p(t_o)=0,15.

6. Затем с использованием итерационной процедуры, учитывающей особенности изменения прогностических показателей во времени t, производят прогнозирование индивидуального риска развития ожирения у этого человека с временным шагом, определяемым требуемой частотой прогноза,

- для этого вначале определяют концентрацию свинца в крови от влияния анкетных показателей: основной материал отделки стен жилых комнат, вид отопления в доме/квартире, время проветривания жилых помещений в день, источники воды для питья и приготовления пищи, расстояние до транспортной магистрали, расстояние до промышленного предприятия по следующей формуле:

;

где F₁(t) - концентрация свинца в крови, мкг/см³;

F₁(t₀)=0,01 мг/дм³ - концентрация свинца в крови на момент обследования;

S₁(t) - влияние основного материала отделки стен жилых комнат на концентрацию химического вещества в крови, S₁(t)=0,004572, так как материал отделки - пластиковые панели;

S₂(t) - влияние вида отопления в доме/квартире на концентрацию химического вещества в крови, S₂(t)=-0,007294, так как вид отопления - центральное водяное;

S₃(t) - влияние времени проветривания жилых помещений (в день) на концентрацию химического вещества в крови, S₃(t)=-0,002391, так как время проветривания - 2-6 часов;

S₄(t) - влияние источников воды для питья и приготовления пищи на концентрацию химического вещества в крови, S₄(t)=0,007892, так как источник воды - водозаборная колонка;

S₅(t) - влияние расстояния до транспортной магистрали на концентрацию химического вещества в крови, S₅(t)=-0,009911, так как расстояние 300 м;

S₆(t) - влияние расстояния до промышленного предприятия на концентрацию химического вещества в крови, S₆(t)=-0,009637, так как расстояние менее 100 м;

- определяют концентрации бензола и никеля в крови обследуемого человека с учетом влияния их концентраций в атмосферном воздухе и питьевой воде по следующим формулам:

где F₅(t) - концентрация бензола в крови, мкг/см³;

F₅(t₀)=0,01 мг/дм³ - концентрация бензола в крови на момент обследования;

F₆(t) - концентрация никеля в крови, мг/дм³;

F₆(t₀)=мг/дм³ - концентрация никеля в крови на момент обследования;

C₅₁(t)=0,01 мг/м³ - концентрация бензола в атмосферном воздухе;

C₅₂(t)=0,01 мг/дм³ - концентрация бензола в питьевой воде;

С₆₁(t)=0,0001 мг/м³ - концентрация никеля в атмосферном воздухе;

C₆₂(t)=0,0001 мг/дм³- концентрация никеля в питьевой воде;

- определяют прирост вероятности отклонения от физиологической нормы прогностических показателей у обследуемого человека от влияния ранее установленных вредных химических элементов среды обитания человека: бензол, никель, этилбензол, кадмий, мышьяк и свинец; определяют прирост вероятности отклонения от физиологической нормы прогностических показателей от влияния анкетных показателей: количество часов в сутки на сон, количество приемов пищи в день, регулярность хождения пешком (более 20 минут подряд),

- при этом в качестве прогностических показателей у обследуемого человека определяют на текущий возраст уровень в крови следующих показателей: серотонин, у-ГТ, Т4 свободный, глюкоза, АОА, СРБ высокочувствительный, ЛПНП, холестерин общий, триглицериды, креатинин, ЛПОНП; уровень в моче: ΔАЛК, эпителий почечный;

- сравнивают их уровень с физиологической нормой,

- для каждого указанного прогностического показателя, помимо его числового значения, измеренного для текущего возраста человека на момент обследования, задают вероятность превышения или вероятность снижения его относительно нормы: где t₀ - текущий возраст на момент обследования, год; p_i - вероятность отклонения от нормы i-ого прогностического показателя,

- причем, если значение i-ого прогностического показателя соответствует норме, то указанная вероятность равна нулю, а если значение выше или ниже нормы, то указанная вероятность равна единице;

У индивида на текущий возраст (t₀) на момент обследования, т.е. на возраст 30 лет, определяли следующие показатели: в крови - уровень серотонин, у-ГТ, Т4 свободный, глюкоза, АОА, СРБ высокочувствительный, ЛПНП, холестерин общий, триглицериды, креатинин, ЛПОНП; в моче - уровень ΔАЛК и эпителия почечного. Полученные данные приведены в таблице 4.

Примечание: t₀ - текущий возраст на момент обследования, год;

p_i - вероятность отклонения от нормы /-ого прогностического показателя

7. Затем, принимая во внимание следующую систему взаимосвязей между отклонением от физиологической нормы указанных прогностических показателей, экспозицией химических элементов в биосредах человека и анкетными показателями:

- вероятность превышения нормы уровня эпителия почечного в моче под воздействием кадмия, мышьяка;

- вероятность превышения нормы уровня ΔАЛК в моче - под воздействием бензола;

- вероятность превышения нормы уровня холестерина ЛПНП в крови - под воздействием свинца, этилбензола;

- вероятность снижения относительно нормы уровня Т4 свободного в крови - под воздействием кадмия;

- вероятность превышения нормы уровня у-ГТ в крови - под воздействием мышьяка;

- вероятность превышения нормы уровня СРБ высокочувствительного в крови - под воздействием бензола;

- вероятность снижения относительно нормы уровня АОА в крови - под воздействием никеля;

- вероятность снижения относительно нормы уровня серотонина в крови - под воздействием кадмия;

- вероятность превышения нормы уровня ΔАЛК в моче в зависимости от количества часов в сутки на сон;

- вероятность снижения относительно нормы уровня АОА в крови в зависимости от количества часов в сутки на сон;

- вероятность превышения нормы уровня холестерина ЛПНП в крови в зависимости от количества приемов пищи в день;

- вероятность превышения нормы уровня общего холестерина в крови в зависимости от количества приемов пищи в день;

- вероятность снижения относительно нормы уровня серотонина в крови в зависимости от количества приемов пищи в день;

- вероятность снижения относительно нормы уровня АОА в крови в зависимости от количества приемов пищи в день;

- вероятность превышения нормы уровня холестерина ЛПНП в крови в зависимости от регулярности хождения пешком в неделю;

- вероятность превышения нормы уровня общего холестерина в крови в зависимости от регулярности хождения пешком в неделю;

- а также принимая во внимание систему зависимостей между следующими прогностическими показателями из вышеуказанного перечня:

- зависимость креатинина в крови от эпителия почечного в моче и ΔАЛК в моче;

- зависимость общего холестерина в крови от холестерина ЛПНП в крови;

- зависимость триглицеридов в крови от холестерина ЛПНП и у-ГТ в крови;

- зависимость глюкозы в крови от Т4 свободного в крови;

- зависимость холестерина ЛПОНП в крови от креатинина в крови;

- определяют прирост вероятности отклонения от физиологической нормы указанных показателей по следующим математическим формулам:

- прирост вероятности превышения нормы уровня эпителия почечного в моче на возраст человека t выражается следующими функциями от влияния химических элементов:

,

,

где: Δp⁺₁(F(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня эпителия почечного в моче, связанного с влиянием химического элемента F среды обитания в возрасте человека t;

F₃(t) - концентрация кадмия в крови, мг/дм³

F₄(t) - концентрация мышьяка в крови, мг/дм³

- прирост вероятности превышения уровня ΔАЛК в моче в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния химических элементов и анкетных показателей:

,

,

где: Δр⁺₂(F(t)) - функция прироста вероятности превышения уровня ΔАЛК в моче, связанного с влиянием химического элемента F среды обитания в возрасте человека t;

Δр⁺₂(S(t)) - функция прироста вероятности превышения уровня ΔАЛК в моче, связанного с влиянием анкетного показателя S в возрасте человека t;

F₅(t) - концентрация бензола в крови, мг/дм³;

S₇(t) - количество часов в сути на сон, ч;

- прирост вероятности превышения нормы уровня ЛПНП в крови в возрасте человека связанного с влиянием t выражается следующими функциями влияния химических элементов и анкетных показателей:

,

,

,

,

где: Δр⁺₃(F(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня холестерина ЛПНП в крови, связанного с влиянием химического элемента F среды обитания в возрасте человека t;

Δр⁺₃(S(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня холестерина ЛПНП в крови, связанного с влиянием анкетного показателя S в возрасте человека t;

F₁(t) - концентрация свинца в крови, мг/дм³

F₂(t) - концентрация этилбензола в крови, мг/дм³;

S₈(t) - количество приемов пищи в день, раз;

S₉(t) - регулярность хождения пешком (более 20 минут подряд) в неделю, раз;

- прирост вероятности снижения относительно нормы уровня Т4 свободного в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния химических элементов:

,

где: Δр^-₄(F(t)) - функция прироста вероятности снижения относительно нормы уровня Т4 свободного в крови, связанного с влиянием химического элемента F среды обитания в возрасте человека t;

F₄(t) - концентрация мышьяка в крови, мкг/см³;

- прирост вероятности превышения нормы уровня у-ГТ в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния химических элементов:

,

где: Δр⁺₅(F(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня у-ГТ в крови, связанного с влиянием химического элемента F среды обитания в возрасте человека t;

F₄(t) - концентрация мышьяка в крови, мг/дм³;

- прирост вероятности превышения нормы уровня СРБ высокочувствительного в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния химических элементов:

,

где: Δp⁺₆(F(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня СРБ высокочувствительного в крови, связанного с влиянием химического элемента F среды обитания в возрасте человека t;

F₅(t) - концентрация бензола в крови, мг/дм³;

- прирост вероятности снижения относительно нормы уровня АОА в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния химических элементов и анкетных показателей:

,

,

,

где: Δр^-₇(F(t)) - функция прироста вероятности снижения относительно нормы уровня АОА в крови, связанного с влиянием химического элемента F среды обитания в возрасте человека t;

Δр^-₇(S(t)) - функция прироста вероятности снижения относительно нормы уровня АОА в крови, связанного с влиянием анкетного показателя S в возрасте человека t;

F₆(t) - концентрация никеля в крови, мг/дм³;

S₇(t) - количество часов в сути на сон, ч;

S₈(t) - количество приемов пищи в день, раз;

- прирост вероятности снижения относительно нормы уровня серотонина в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния химических элементов и анкетных показателей:

,

,

где: Δр^-₈(F(t)) - функция прироста вероятности снижения относительно нормы уровня серотонина в крови, связанного с влиянием химического элемента F среды обитания в возрасте человека t;

Δр^-₈(S(t)) - функция прироста вероятности снижения относительно нормы уровня серотонина в крови, связанного с влиянием анкетного показателя S в возрасте человека t;

F₃(t) - концентрация кадмия в крови, мг/дм³;

S₈(t) - количество приемов пищи в день, раз;

- прирост вероятности превышения нормы уровня креатинина в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния прогностических показателей:

,

,

где: Δр⁺₉(p⁺₂(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня креатинина в крови, связанного с вероятностью превышения нормы уровня ΔАЛК в моче;

Δр⁺₉(p⁺₁(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня креатинина в крови, связанного с вероятностью превышения нормы уровня эпителия почечного в моче;

- прирост вероятности превышения нормы уровня общего холестерина в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния прогностических показателей и анкетных показателей:

,

,

,

где: Δр⁺₁₀(p⁺₃(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня общего холестерина в крови, связанного с вероятностью превышения нормы уровня холестерина ЛПНП в крови;

Δр⁺₃(S(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня общего холестерина в крови, связанного с влиянием анкетного показателя S в возрасте человека t;

S₈(t) - количество приемов пищи в день, раз;

S₉(t) - регулярность хождения пешком (более 20 минут подряд) в неделю, раз;

- прирост вероятности превышения нормы уровня триглицеридов в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния прогностических показателей:

,

,

где: Δр⁺₁₁(p⁺₃(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня триглицеридов в крови, связанного с вероятностью превышения нормы уровня холестерина ЛПНП в крови;

Δр⁺₁₁(р⁺₅(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня триглицеридов в крови, связанного с вероятностью превышения нормы уровня у-ГТ в крови;

- прирост вероятности превышения нормы уровня глюкозы в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния прогностических показателей:

,

где: Δр⁺₁₂(р⁺₄(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня глюкозы в крови, связанного с вероятностью снижения относительно нормы уровня Т4 свободного в крови;

- прирост вероятности превышения нормы уровня холестерина ЛПОНП в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния прогностических показателей:

,

где: Δр⁺₁₃(p⁺₉(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня холестерина ЛПОНП в крови, связанного с вероятностью превышения нормы уровня креатинина в крови.

Для обследуемого человека вышеуказанные расчеты производили с использованием результатов, приведенных в таблицах 1 и 4. В качестве конкретного примера приведены математические расчеты прироста вероятности превышения нормы уровня эпителия почечного в моче на возраст человека 30 лет от влияния кадмия (Cd), мышьяка (As):

,

.

Расчеты прироста вероятности отклонения от нормы уровня других прогностических показателей, в зависимости от концентраций химических элементов и анкетных показателей, производили аналогичным образом, используя математические формулы, указанные выше для каждого показателя. Полученные данные в возрасте 30 лет приведены в таблице 5.

В таблице 6 приведены результаты расчета прироста вероятности превышения над нормой уровня прогностических показателей в возрасте 40 лет (т.е. через 10 лет относительно возраста, зафиксированного на момент обследования).

8. Исходя из полученных значений прироста вероятностей, устанавливают для каждого прогностического показателя общую вероятность p⁺_i(t) превышения его над нормой или общую вероятность p^-_i(t) снижения относительно нормы в возрасте t человека по следующим формулам:

- для эпителия почечного в моче:

- для ΔАЛК в моче:

- для ЛПНП в крови:

- для Т4своб. в крови:

- для у-ГТ в крови:

- для СРБ высокочувствительного в крови:

- для АОА в крови:

- для серотонина в крови:

- для креатинина в крови:

- для общего холестерина в крови:

- для триглицеридов в крови:

- для глюкозы в крови:

- для ЛПОНП в крови:

Для обследуемого человека рассчитывают общую вероятность p⁺_i(t) превышения его над нормой или общую вероятность р^-_i(t) снижения относительно нормы в возрасте человека 30 лет, используя результаты таблиц 3 и 5. Данные об общей вероятности, полученные в результате расчетов по вышеприведенным формулам, приведены в таблице 7. В этом случае, можно видеть, что прогностические показатели, рассчитанные по формулам, совпадают с начальными значениями в возрасте 30 лет.

В таблице 8 приведены результаты расчета вероятности отклонения показателя от нормы в возрасте человека 40 лет.

9. Затем производят расчет общей вероятности развития у человека ожирения;

- учитывая, что при расчете используют итерационную процедуру, расчет указанной общей вероятности развития ожирения проводят последовательно на каждом временном шаге, основываясь на результатах расчета предыдущего временного шага;

- расчет выполняется до достижения возраста обследуемого, соответствующего периоду, для которого выполняется прогнозирование риска:

где: p(t+К) - общая вероятность развития ожирения у человека в возрасте, соответствующему временному шагу t+К (лет);

К - величина временного шага, причем временной шаг, адекватный задаче прогнозирования риска развития ожирения, составляет 1 день, что соответствует значению К=1/365 лет, причем на первом временном шаге расчет выполняется, основываясь на данных с временного шага, соответствующего начальному возрасту обследуемого, т.е. t на первом шаге будет равно t₀;

p(t) - общая вероятность развития ожирения у человека в возрасте, соответствующему временному шагу;

k₁(t), k₂(t), k₃(t), k₄(t) - расчетные переменные;

- при этом указанные расчетные переменные определяют по следующим формулам:

- а индивидуальный риск развития ожирения у человека на различные по продолжительности периоды жизни определяют по формуле:

R(t+K)=g(t+K)⋅P(t+K),

где: R(t+K) - индивидуальный риск ожирения на момент времени t+K;

g(t+K) - тяжесть заболевания «ожирение» на момент времени t+K;

p(t+K) - вероятность заболевания «ожирение» на момент времени t+K;

t+K - это возраст человека на момент на момент времени прогнозирования риска развития ожирения;

- причем тяжесть заболевания «ожирение» определяется по формуле:

g(t+К)=8,92⋅10^-5⋅e^0,0582t;

- и при величине индивидуального риска менее 0,05 риск развития ожирения у человека прогнозируют как пренебрежимо малый; при величине от 0,05 до 0,35 как умеренный; при величине 0,35-0,6 как высокий; при величине более 0,6 как очень высокий.

При расчете общей вероятности развития у обследуемого человека ожирения по формуле были приняты следующие параметры:

прогнозируемый период 10 лет;

прогноз начинается с t=30 лет;

К - временной шаг 1 день;

k₁(t), k₂(t), k₃(t), k₄(t) - расчетные переменные.

В результате применения формул 3650 раз (прогноз при шаге 1 день на 10 лет) общая вероятность развития у обследуемого человека ожирения в возрасте 40 лет была определена в виде величины 0,334.

А при расчете индивидуального риска развития ожирения у человека в возрасте 40 лет, по формуле:

R(40)=g(40)⋅P(40)

Риск определили равным 3,06⋅10^-4. При этом была принята во внимание тяжесть заболевания g(40) равная 0,00092.

Применяя далее шкалу риска, было установлено, что при установленной величине индивидуального риска у обследуемого человека через 10 лет прогнозируется риск развития ожирения как пренебрежимо малый.

Для доказательства достоверности получаемых результатов по предлагаемому способу, было обследовано 50 индивидов (20 мужчин, 20 женщин, 10 детей) с различных территорий. Прогнозируемый период составлял от 1 года до 2 лет. Через указанный период было проведено сравнение прогнозируемых показателей и фактических. Установлено, что в 95% случаев разница между данными, полученными предлагаемым способом, и реальными показателями не превысила 5%, что подтверждает достоверность заявляемого способа.

Новый способ может быть использован при прогнозировании индивидуального риска развития ожирения у человека на различные по продолжительности периоды жизни.