способ определения нарушения обмена веществ

Формула изобретения

Способ определения нарушения обмена веществ, включающий отбор проб выдыхаемого воздуха, подачу его сенсору и измерение показателей сенсора, отличающийся тем, что селективно измеряют концентрацию газа, присущего только одному из видов нарушенного обмена веществ: аммиака (NH₃) - при нарушении белкового, метана (СН₄) (углеводороды) - при нарушении липидного, альдегидов (НСНО) - при нарушении углеводного, и при показаниях сенсора по содержанию микропримесей метана (СН₄)>2,5 мг/м³, аммиака (NH₃)>2,0 мг/м³, альдегидов (НСНО)>0,32 мг/м³ судят о нарушении обмена веществ.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для экспресс-диагностики степени нарушения обмена веществ в организме.

Известно, что в выдыхаемом воздухе здорового человека находится около 150 микропримесей различных газов, а при нарушении обмена веществ нарушается цикл Кребса и концентрация (микропримесей) отдельных газов резко возрастает. Нарушение цикла Кребса возникают при различных заболеваниях: так при сахарном диабете нарушены все виды обмена, в первую очередь - углеводный и жировой (липидный), что ведет к возникновению кетоза и увеличению содержания ацетона в крови, моче и выдыхаемом воздухе, а при нарушении белкового обмена - к увеличению содержания аммиака (В.В.Потемкин. Эндокринология. М.: Медицина, 1987. - С.223-227).

Известен метод оценки метаболических процессов в организме по наличию паров алкоголя в выдыхаемом воздухе. Способ включает отбор пробы выдыхаемого воздуха, подачу его к сенсору и определение состояния сенсора (Авторское свидетельство СССР 252590).

Способ недостаточно чувствителен, и для увеличения чувствительности в него введен сорбент, селективно адсорбирующий только пары алкоголя.

Известен способ оценки обмена веществ в организме, включающий отбор пробы выдыхаемого воздуха, подачу его к газоанализатору, определяющему объем выдыхаемого углекислого газа и объем поглощаемого кислорода, по которым определяют дыхательный коэффициент (Словарь-справочник по физиологии и патофизиологии дыхания, Киев: Наукова думка, 1984. - 112 с.).

Недостатком способа является его сложность и общая трудоемкость, т.к. для определения доли углекислого газа и кислорода, участвующих в углеродно-липидном обмене организма, необходимо определить содержание азота в моче и кале, по которым рассчитывается количество углекислого газа, образующегося при распаде белков, и количество кислорода, израсходованного на их окисление, и вычесть эти значения из величины общего газообмена. Однако микропримеси газов имеют малые значения концентрации и их измерение представляет определенные трудности. Для их раздельного определения применяют сложные и дорогие фотокалориметрические и газохроматографические методы, а имеющиеся адсорбционные оптические газоанализаторы углеводородов и углекислого газа имеют ограничительную селективность и высокую стоимость.

Известен способ оценки состояния человека (опьянения) по наличию паров алкоголя в выдыхаемом воздухе, где оценку состояния организма проводят по интегральному показателю микропримесей горючих газов. Способ не позволяет дифференцированно определить вид нарушенного обмена веществ (Техническое описание и инструкция по эксплуатации на прибор "Алкотест", разрешенный НИИСПЕЦТЕХНИКА МВД РФ, выпускаемый фирмой "МЕТА", 1999).

Задачей изобретения является упрощение и удешевление способа определения степени нарушения обмена веществ.

Поставленная задача решается тем, что в способе определения обмена веществ, включающем отбор проб выдыхаемого воздуха, подачу его к сенсору и определение изменения состояния сенсора, селективно измеряют концентрацию газов, присущих только одному из видов нарушенного обмена: NH₃ - при нарушении белкового обмена, CН₄ - при нарушении липидного, НСНО - при нарушении углеводного, и по совокупности этих показателей судят о состоянии организма.

При анализе продуктов метаболизма в выдыхаемом воздухе у здоровых людей (200 мужчин в возрасте 21-31 года) получены результаты, представленные в таблице (Проблемы космической биологии. - Т. 42. - 1980. - С.13).

Для упрощения способа измерения и применения его медперсоналом, а также в домашних условиях для контроля за лечением, например, сахарного диабета, авторы предлагают газы микропримесей разделить на 3 группы, характеризующие нарушение обмена:

1-я группа газов микропримесей - альдегиды, кетоны, спирты, метилкетоны - нарушение углеводного обмена;

2-я группа газов - аммиак, диметиламин - белкового обмена;

3-я группа газов - углеводороды, СО, жирные кислоты, кетоны, метилэтилкетон - нарушение липидного обмена.

За показатель при определении нарушения обмена веществ авторы предлагают брать концентрацию газа, участвующего только в интересующем виде обмена. Так, например, содержание кетонов повышено при нарушении всех видов обмена и поэтому не может быть использовано для определения нарушения одного из обменов. Концентрация альдегидов и спиртов увеличена только при нарушении углеводного и белкового обменов, а увеличение концентрации углеводородов происходит при нарушении липидного обмена.

Необходимо учитывать, что на состав выдыхаемого воздуха у здоровых людей заметное влияние оказывает голодание, температура и влажность окружающей среды. При высоких показателях температуры и влажности концентрация ацетона и аммиака в выдыхаемом воздухе будет увеличена в 1,5-2 раза по сравнению с показателями в нормальных условиях. Концентрация же спиртов и альдегидов уменьшится во столько же раз. Поэтому перечисленные особенности следует учитывать при оценке состояния обмена в организме.

При измерении нарушении обмена веществ использован селективный тип сенсора: NН₃ - при определении нарушения белкового обмена; СН₄ - при определении нарушения липидного обмена; НСНО - при нарушении углеводного. В качестве пробоотборного устройства применены стеклянные шприц и емкость для приготовления однородных смесей анализируемого воздуха с чистым воздухом.

ПРИМЕР. Больной С. , 37 лет, лечился в эндокринологическом отделении клинической больницы 5 г. Омска с 17.06.99 по l5.07.99. Диагноз: сахарный диабет I типа, кетоз, полинейропатия. Поступил с жалобами на жажду, слабость, боли в ногах, полиурию. Болеет более 17 лет. При обследовании сахар в крови в течение суток колебался в пределах 10-17 ммоль/л, ацетон в моче по тест-полоскам фирмы Boehringer Mannheim положителен, сахар в моче 3%. Анализ крови - без особенностей. Глазное дно - ангиопатия I степени.

При исследовании по предлагаемому способу получены следующие результаты: концентрация NН₃ в пределах 5-10 мг/м³, НСНО в пределах от 15 до 20 мг/м³, СН₄ - от 7 до 10 мг/м³. Как следует из полученных результатов, все виды обмена веществ нарушены. Особо большие отклонения по углеводному обмену.

ПРИМЕР. Больной Д., 58 лет, лечился в гастроэнтерологическом отделении клинической больницы 5 г. Омска с 23.03.99 по 16.04.99. Диагноз: хронический гастрит с пониженной секрецией, дисбактериоз II степени, дискинезия желчевыводящих путей, болеет 28 лет. Жалобы на чувство тяжести в эпигастральной области живота. Боли в правом подреберье, слабость. Анализ крови, мочи - без особых изменений. Анализ кала - непереваренные мышечные волокна, дисбактериоз. УЗИ - признаки холецистита. Ацетона в моче нет.

При исследовании по предлагаемому способу получены следующие данные по концентрации, мг/м³: NН₃ от 1 до 2, НСНО от 0,05 до 0,3, СН₄ от 5 до 15. По полученным данным можно судить о нарушении липидного обмена.

ПРИМЕР. Студент Л., 23 года. Жалоб нет. Здоров. При объективном лабораторном исследовании изменений в органах не выявлено. При обследовании по предлагаемому способу получены следующие результаты, мг/м³: NН₃ в пределе от 1 до 2, НСНО в пределе от 0,03 до 0,25, СН₄ от 0,7 до 1,5. Как следует из данных, анализа отклонений по обмену веществ не выявлено.

Предлагаемый способ определения степени нарушения обмена веществ прост, удобен в эксплуатации и найдет широкое применение в медицине.