Способ определения системных метаболических нарушений

Изобретение относится к медицине, в частности к биохимии. Способ определения системных метаболических нарушений заключается в следующем: берут пробу крови, центрифугируют, высокомолекулярные соединения осаждают ацетонитрилом, определяют оптическую плотность продуктов метаболизма в супернатанте при длинах волн 210, 220 и 230 нм, 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, и при величине альбуминового индекса, равной 9,01±0,5, устанавливают отсутствие системных метаболических нарушений. 3 пр., 1 табл.

 

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.

Способ определения системных метаболических нарушений, включающий взятие пробы крови, центрифугирование, осаждение высокомолекулярных соединений из плазмы крови, определение в супернатанте оптической плотности продуктов метаболизма низкого и среднего молекулярного веса, по суммарному содержанию которых устанавливают наличие или отсутствие метаболических нарушений, отличающийся тем, 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:

АИ - альбуминовый индекс;

ЭКА - эффективная концентрация альбумина;

ε_пула - суммарное содержание показателей оптических плотностей продуктов метаболизма при длинах волн 210, 220 и 230 нм, и при величине альбуминового индекса, равной 9,01±0,5, устанавливают отсутствие системных метаболических нарушений.