Торговый Дом «Аюрведа» — аюрведа оптом

Ощущаю запах ацетона, болит голова, температура 37,2

УЗИ

Дудин
Михаил Михайлович

Врач УЗД

Карпочев
Максим Викторович

Врач УЗД, ведущий специалист

Баранова
Юлия Викторовна

Акушер-гинеколог, гинеколог-эндокринолог, врач УЗД

Фроловская
Людмила Викторовна

Акушер-гинеколог, врач УЗД

Николаева
Марина Вячеславовна

Врач УЗД

Шуленина
Людмила Викторовна

Врач функциональной диагностики, врач УЗД

Бусуёк
Наталия Петровна

Уролог-андролог, нефролог, врач УЗД

Казакова
Светлана Николаевна

Гинеколог, врач УЗД

Рентгенология

Кивасев
Станислав Александрович

Рентгенолог, замдиректора по лучевой диагностике

Мухин
Андрей Андреевич

Рентгенолог

Звездина
Дарья Максимовна

Рентгенолог

Андрианова
Вера Николаевна

Рентгенолог

Бунак
Марк Сергеевич

Рентгенолог

Масри
Амир Гази

Рентгенолог

Дубровин
Владислав Андреевич

Рентгенолог

Терапия

Горбачева
Елена Владимировна

Кардиолог, терапевт

Карданова
Ольга Дмитриевна

Кардиолог, терапевт (ведущий специалист)

Шашкова
Татьяна Валерьевна

Терапевт, кардиолог

Комиссаренко
Ирина Арсеньевна

Гастроэнтеролог, терапевт, кардиолог

Мирошникова
Регина Ринатовна

Терапевт

Физиотерапия

Филипенко
Марина Николаевна

Физиотерапевт

Кардиология

Горбачева
Елена Владимировна

Кардиолог, терапевт

Карданова
Ольга Дмитриевна

Кардиолог, терапевт (ведущий специалист)

Шашкова
Татьяна Валерьевна

Терапевт, кардиолог

Комиссаренко
Ирина Арсеньевна

Гастроэнтеролог, терапевт, кардиолог

Клеймёнова
Надежда Игоревна

Детский кардиолог

Аудиология и слухопротезирование

Паукова
Марина Владимировна

Сурдолог-оториноларинголог

Колтышева
Екатерина Борисовна

Врач функциональной диагностики

Левина
Юлия Викторовна

Сурдолог-оториноларинголог

Неврология и мануальная терапия

Замерград
Максим Валерьевич

Невролог, консультант Центра головокружения и нарушения равновесия

Небожин
Александр Иванович

Мануальный терапевт, невролог

Екушева
Евгения Викторовна

Невролог-алголог

Толстенева
Александра Игоревна

Невролог, детский невролог

Новиков
Сергей Александрович

Невролог, руководитель Центра алгологии

Ильченко
Георгий Петрович

Травматолог-ортопед (вертебролог)

Никольский
Андреас

Невролог

Лабораторные анализы

Черняева
Наталья Владимировна

Врач КЛД

Дерматология и трихология

Шуляк
Ирина Степановна

Дерматолог, трихолог, косметолог

Массаж

Ермуш
Станислав Геннадьевич

Массажист

Крашенинникова
Екатерина Михайловна

Детский массажист, врач ЛФК

Эндокринология

Бахтеева
Ирина Владимировна

Эндокринолог

Альфарадж
Анас

Эндокринолог

Гудожникова
Татьяна Сергеевна

Эндокринолог, диетолог

Аллергология-иммунология

Азарова
Эльвира Викторовна

Аллерголог-иммунолог

Стационар

Антоненко
Дмитрий Валерьевич

Анестезиолог-реаниматолог

Сагалович
Михаил Абрамович

Анестезиолог-реаниматолог

Ларченко
Евгений Владимирович

Анестезиолог-реаниматолог

Ильин
Владислав Валерьевич

Анестезиолог-реаниматолог

Кропачев
Александр Викторович

Анестезиолог-реаниматолог

Абрамкин
Николай Алексеевич

Анестезиолог-реаниматолог

Бычкова
Елена Владимировна

Анестезиолог-реаниматолог

Монастырев
Андрей Владимирович

Анестезиолог-реаниматолог

Флебология

Даньков
Дмитрий Васильевич

Консультация по поводу операции за 1р.

Косметология

Шуляк
Ирина Степановна

Дерматолог, трихолог, косметолог

Гепатология

Комиссаренко
Ирина Арсеньевна

Гастроэнтеролог, терапевт, кардиолог

Комкова
Эльвира Равиловна

Гастроэнтеролог

Титов
Валерий Викторович

Хирург, гастроэнтеролог

Гинекология

Душкина
Ирина Александровна

Акушер-гинеколог, гинеколог-эндокринолог

Горский
Сергей Леонидович

Ведущий хирург-гинеколог

Афанасьев
Максим Станиславович

Акушер-гинеколог, онкогинеколог

Баранова
Юлия Викторовна

Акушер-гинеколог, гинеколог-эндокринолог, врач УЗД

Фроловская
Людмила Викторовна

Акушер-гинеколог, врач УЗД

Моисеева
Анастасия Олеговна

Акушер-гинеколог

Таранов
Владислав Витальевич

Гинеколог

Проктология

Мормышев
Вячеслав Николаевич

Проктолог

Додусов
Вениамин Викторович

Проктолог

Педиатрия

Поддо
Галина Николаевна

Психотерапевт (ведущий специалист)

Небожин
Александр Иванович

Мануальный терапевт, невролог

Харина
Дарья Всеволодовна

Оториноларинголог, фониатр

Маркина
Елена Александровна

Нефролог, руководитель Центра нефрологии

Строк
Ирина Викторовна

Педиатр, неонатолог

Фроловская
Людмила Викторовна

Акушер-гинеколог, врач УЗД

Толстенева
Александра Игоревна

Невролог, детский невролог

Цибиков
Илья Владимирович

Травматолог-ортопед

Криворотько
Михаил Сергеевич

Травматолог-ортопед

Азарова
Эльвира Викторовна

Аллерголог-иммунолог

Никитенко
Иван Евгеньевич

Консультация по поводу операции за 1р.

Эндоскопия

Хайдурова
Татьяна Константиновна

Эндоскопист

Центр травматологии и ортопедии

ЛОР (оториноларингология)

Боклин
Андрей Кузьмич

Оториноларинголог-хирург

Марковская
Наталья Геннадьевна

Оториноларинголог

Харина
Дарья Всеволодовна

Оториноларинголог, фониатр

Коршунова
Наталья Александровна

Оториноларинголог

Джафарова
Марьям Зауровна

Хирург-оториноларинголог

Бебчук
Герман Борисович

Оториноларинголог, хирург

Еловиков
Владислав Алексеевич

Оториноларинголог

Фациус
Елена Александровна

Оториноларинголог, сомнолог

Мельников
Александр Юзефович

Сомнолог, руководитель Центра медицины сна

Шаповалова
Алеся Евгеньевна

Оториноларинголог

Гастроэнтерология

Комиссаренко
Ирина Арсеньевна

Гастроэнтеролог, терапевт, кардиолог

Комкова
Эльвира Равиловна

Гастроэнтеролог

Титов
Валерий Викторович

Хирург, гастроэнтеролог

Урология-андрология

Амосов
Никита Александрович

Уролог — андролог

Шакир
Фуад

Хирург-уролог, андролог

Бусуёк
Наталия Петровна

Уролог-андролог, нефролог, врач УЗД

Коломиец
Дмитрий Владимирович

Уролог, андролог

Стоматология. Терапия

Лукиных
Вероника Андреевна

Стоматолог-терапевт, стоматолог-хирург, детский стоматолог.

Хирургия

Кипарисов
Владислав Борисович

Хирург

Мещеряков
Виталий Львович

Хирург

Дубровина
Юлия Игоревна

Хирург

Евстратов
Роман Михайлович

Хирург, маммолог, онколог

Титов
Валерий Викторович

Хирург, гастроэнтеролог

Психотерапия

Поддо
Галина Николаевна

Психотерапевт (ведущий специалист)

Лукшина
Анна Александровна

Психотерапевт

Офтальмология

Миронкова
Елена Александровна

Офтальмолог

Баева
Алёна Витальевна

Офтальмолог

Афанасова
Ирина Владимировна

Офтальмолог, детский офтальмолог

Центр головокружения и расстройств равновесия

Паукова
Марина Владимировна

Сурдолог-оториноларинголог

Замерград
Максим Валерьевич

Невролог, консультант Центра головокружения и нарушения равновесия

Колтышева
Екатерина Борисовна

Врач функциональной диагностики

Мельников
Олег Анатольевич

Отоневролог, руководитель Центра головокружения и нарушения равновесия

Травматология и ортопедия

Герасимов
Денис Олегович

Консультация по поводу операции за 1р.

Цибиков
Илья Владимирович

Травматолог-ортопед

Криворотько
Михаил Сергеевич

Травматолог-ортопед

Николаев
Антон Валерьевич

Травматолог-ортопед

Загородний
Николай Васильевич

Травматолог-ортопед

Ильченко
Георгий Петрович

Травматолог-ортопед (вертебролог)

Никитенко
Иван Евгеньевич

Консультация по поводу операции за 1р.

Кутепов
Илья Александрович

Травматолог-ортопед

Вахутина
Виктория Юрьевна

Консультация по поводу операции за 1р.

Кубашев
Александр Андреевич

Травматолог-ортопед

Омельченко
Константин Анатольевич

Травматолог-ортопед

Тарбеева
Таисия Владимировна

Травматолог-ортопед

Трихология

МРТ Ingenia 3. 0T

Кивасев
Станислав Александрович

Рентгенолог, замдиректора по лучевой диагностике

Мухин
Андрей Андреевич

Рентгенолог

Звездина
Дарья Максимовна

Рентгенолог

Бунак
Марк Сергеевич

Рентгенолог

Масри
Амир Гази

Рентгенолог

Дубровин
Владислав Андреевич

Рентгенолог

Компьютерная томография (КТ)

Кивасев
Станислав Александрович

Рентгенолог, замдиректора по лучевой диагностике

Мухин
Андрей Андреевич

Рентгенолог

Звездина
Дарья Максимовна

Рентгенолог

Бунак
Марк Сергеевич

Рентгенолог

Масри
Амир Гази

Рентгенолог

Дубровин
Владислав Андреевич

Рентгенолог

Маммография

Кивасев
Станислав Александрович

Рентгенолог, замдиректора по лучевой диагностике

Денситометрия

Кивасев
Станислав Александрович

Рентгенолог, замдиректора по лучевой диагностике

Мухин
Андрей Андреевич

Рентгенолог

Звездина
Дарья Максимовна

Рентгенолог

Нефрология

Маркина
Елена Александровна

Нефролог, руководитель Центра нефрологии

Бусуёк
Наталия Петровна

Уролог-андролог, нефролог, врач УЗД

Центр нефрологии ГУТА КЛИНИК

Детская стоматология

Лукиных
Вероника Андреевна

Стоматолог-терапевт, стоматолог-хирург, детский стоматолог.

Стоматология. Хирургия

Кулиш
Александр Александрович

Стоматолог-хирург, имплантолог

Лукиных
Вероника Андреевна

Стоматолог-терапевт, стоматолог-хирург, детский стоматолог.

Стоматология. Ортопедия

Богословский
Владимир Александрович

Стоматолог-ортопед, гнатолог

Сбикин
Антон Юрьевич

Стоматолог-ортопед, гнатолог

Диагностика COVID-19

Маммология

Евстратов
Роман Михайлович

Хирург, маммолог, онколог

Межецкий
Эдуард Петрович

Консультация по поводу операции за 1р.

Online-консультация врача от 2 200 ₽

Паукова
Марина Владимировна

Сурдолог-оториноларинголог

Душкина
Ирина Александровна

Акушер-гинеколог, гинеколог-эндокринолог

Карданова
Ольга Дмитриевна

Кардиолог, терапевт (ведущий специалист)

Марковская
Наталья Геннадьевна

Оториноларинголог

Шашкова
Татьяна Валерьевна

Терапевт, кардиолог

Поддо
Галина Николаевна

Психотерапевт (ведущий специалист)

Комиссаренко
Ирина Арсеньевна

Гастроэнтеролог, терапевт, кардиолог

Харина
Дарья Всеволодовна

Оториноларинголог, фониатр

Маркина
Елена Александровна

Нефролог, руководитель Центра нефрологии

Бахтеева
Ирина Владимировна

Эндокринолог

Строк
Ирина Викторовна

Педиатр, неонатолог

Баранова
Юлия Викторовна

Акушер-гинеколог, гинеколог-эндокринолог, врач УЗД

Коршунова
Наталья Александровна

Оториноларинголог

Герасимов
Денис Олегович

Консультация по поводу операции за 1р.

Толстенева
Александра Игоревна

Невролог, детский невролог

Комкова
Эльвира Равиловна

Гастроэнтеролог

Даньков
Дмитрий Васильевич

Консультация по поводу операции за 1р.

Шуляк
Ирина Степановна

Дерматолог, трихолог, косметолог

Филатова
Екатерина Евгеньевна

Ревматолог

Депозитная система

Служба помощи на дому

Медицинские справки

Стоматология. Имплантология

Кулиш
Александр Александрович

Стоматолог-хирург, имплантолог

МРТ открытого типа

Кивасев
Станислав Александрович

Рентгенолог, замдиректора по лучевой диагностике

Мухин
Андрей Андреевич

Рентгенолог

Звездина
Дарья Максимовна

Рентгенолог

Бунак
Марк Сергеевич

Рентгенолог

Масри
Амир Гази

Рентгенолог

Дубровин
Владислав Андреевич

Рентгенолог

Центр маммологии

Стоматология. Ортодонтия

Шафоростова
Екатерина Васильевна

Стоматолог-ортодонт

Ревматология

Ушакова
Мария Анатольевна

Ревматолог

Старовойтова
Майя Николаевна

Ревматолог

Филатова
Екатерина Евгеньевна

Ревматолог

Вакцинация от COVID-19

Центр алгологии

Функциональная диагностика

Дневной стационар

Ультратонкие виниры (E-max) по мировым стандартам качества

Стоматология: специальные предложения

Элайнеры 3D Smile – невидимое исправление прикуса

Брекет-системы Damon – «золотой стандарт» ортодонтии

Имплантация зубов системами Astra Tech и Osstem

Восстановление и протезирование зубов

Информация о работе ГУТА КЛИНИК в системе ОМС

Центр медицины сна

Фациус
Елена Александровна

Оториноларинголог, сомнолог

Мельников
Александр Юзефович

Сомнолог, руководитель Центра медицины сна

Диагностика в ГУТА КЛИНИК

Центр высокотехнологичной эндокринологии и диабетологии

Диабет | Tervisliku toitumise informatsioon

Диабет (сахарный диабет) – это хроническое нарушение энергетического обмена, обусловленное низким уровнем синтеза инсулина поджелудочной железой, а также ослаблением действия инсулина или недостаточным его поступлением в кровь.

Диабет характеризуется держащимся длительное время на высоком уровне содержанием сахара в крови и нарушениями углеводного, липидного и белкового обмена. После принятия пищи оказавшиеся в желудочно-кишечном тракте углеводы распадаются до глюкозы, которая всасывается в кровь. В ответ на повышение уровня глюкозы поджелудочная железа здорового человека вырабатывает инсулин.

Инсулин – это гормон, который позволяет глюкозе проникать в клетки, обеспечивая таким образом поддержание нормального уровня сахара в крови. При чрезмерном падении уровня глюкозы, чтобы обеспечить организму необходимое ее количество, в печени под влиянием гормона глюкагона начинает распадаться запасенный там гликоген. У здорового человека уровень глюкозы в крови падает до уровня, который был до принятия пищи, через 3-4 часа после еды; у диабетиков этого зачастую не происходит.

В случае резистентности к инсулину или инсулиновой недостаточности глюкоза не проникает в клетки, и организм для получения энергии начинает расщеплять жиры и белки, что, однако, подходит не для всех клеток. В организме накапливаются кетоновые тела, возникает кетоз. В тяжелых случаях в выдыхаемом воздухе может чувствоваться запах ацетона. От скопившейся в организме избыточной глюкозы организм пытается избавиться через мочу.

Два типа диабета

Наиболее распространены диабет I типа и диабет II типа.

1. Причина диабета I типа – поражение вырабатывающих инсулин бета-клеток поджелудочной железы. Это автоиммунное заболевание, причины которого до сих пор окончательно не ясны. При этой патологии иммунная система человека начинает атаковать собственные бета-клетки. Определенным фактором риска является наследственность. Чрезмерное потребление сладкого не связано с риском заболевания диабетом, однако в этом случае есть риск появления лишнего веса, а это один из факторов риска возникновения диабета II типа. Диабет I типа диагностируется обычно у детей и подростков. Симптомами является жажда, быстрая потеря веса, частые позывы к мочеиспусканию. В настоящее время заболевание неизлечимо, и в течение всей жизни требуются ежедневные инъекции инсулина или подключение инсулинового насоса.
2. Диабет II типа возникает в результате нарушений механизмов действия инсулина. При диабете II типа инсулина может вырабатываться достаточно, однако он действует не так, как должен.

Диабет II типа имеет место в 90% случаев при диагнозе «диабет». Если раньше он считался заболеванием тех, кому за 40, то сегодня возраст людей, страдающих от него, снизился. Все чаще диабет данного типа диагностируется у детей с избыточной массой тела. Снижение возраста людей, заболевающих диабетом II типа, связывают преимущественно с западным стилем питания и жизни. Факторами риска заболеваемости диабетом II типа являются наследственная предрасположенность, избыточная масса тела, малоподвижный образ жизни и неправильное питание. 

Если содержание глюкозы в крови остается высоким в течение долгого времени или лечение диабета проводится недостаточно активно, могут возникать такие осложнения, как падение нервной чувствительности и повреждения кровеносных сосудов в глазах, почках, ногах и других частях организма.

Выделяют также гестационный диабет, т.е. диабет периода беременности, который может, но не должен, пройти после рождения ребенка. 

Нормальное и повышенное содержание глюкозы в плазме крови

Диагноз

	Сахар в крови натощак, ммоль/л	Сахар в крови после еды, ммоль/л
Норма	≤ 6,0	< 7,8
Нарушение толерантности к глюкозе	< 7,0	7,8–11,0
Диабет	≥ 7,0	≥ 11,1

Подробнее о диагностике диабета можно прочитать здесь.

Чрезмерно низкий уровень глюкозы, или гипогликемия

При диабете уровень глюкозы в крови иногда может падать до слишком низкого уровня. К гипогликемии может привести слишком высокая концентрация инсулина или большие промежутки между приемом некоторых пероральных лекарств от диабета II типа и приемом пищи или инъекцией, большие физические нагрузки или злоупотребление алкоголем.  

Обычно человек, страдающий диабетом, чувствует приближение гипогликемии. Гипогликемия сопровождается чувством голода и слабостью, повышенным потоотделением и нарушениями равновесия. В тяжелых случаях больной может потерять сознание, могут отмечаться судороги – тогда надо немедленно вызвать врача. В более легких случаях достаточно, если диабетик выпьет стакан сока или иного сахаросодержащего напитка, съест несколько конфет или примет таблетку глюкозы. Очень важно, чтобы люди, которые окружают страдающего диабетом человека, были в курсе его заболевания и могли при необходимости оказать помощь.

Симптомы диабета, и как жить с диабетом

В случае, если уровень сахара в крови поднимается до больших значений и такая ситуация сохраняется в течение долгого времени, организм начинает выводить избыток глюкозы с мочой. Содержание сахара в моче можно определить посредством простого анализа. Выводимая через почки глюкоза уносит много воды, из-за чего количество мочи больше обычного. Помимо увеличения объема мочи и участившихся позывов к мочеиспусканию, диабет проявляется в сильной жажде, поскольку организм стремится восстановить количество жидкости.

Залогом успешного лечения является правильный подбор питания, наряду с которым применяются инъекции инсулина (при диабете I типа) или улучшающие и усиливающие восприимчивость к инсулину таблетки (при диабете II типа). В определенных случаях и при диабете II типа требуются инсулиновые инъекции.

Снижение массы тела при ее избыточности и достаточные физические нагрузки помогают смягчить течение болезни. Диета диабетика подойдет любому приверженцу здорового питания, ограничивать следует потребление легкоусвояемых углеводов, которых много, например, в прохладительных напитках, сладостях, сладких булочках, пирожных, продуктах с повышенным содержанием крахмала, таких как картофель, белый рис и паста. 

Количество приемов пищи зависит от тяжести заболевания и схемы лечения. Следует отдавать предпочтение цельнозерновым продуктам, овощам, нежирному мясу и нежирным молочным изделиям. Тягу к сладкому рекомендуется утолять фруктами и ягодами. Пищу лучше тушить или варить, а не жарить, растительное масло в данном случае лучше твердых жиров, нельзя увлекаться соленым.

Сахарный диабет

Подробности

Автор: manager

Диабет относится к хроническим неинфекционным заболеваниям, развитие которого связано с нарушением выработки инсулина поджелудочной железой, а так же в случаях, когда клетки не могут эффективно использовать выработанный инсулин. Инсулин — это гормон, который оказывает многогранное влияние на обмен практически во всех тканях. Основное действие инсулина заключается в регуляции уровня сахара в крови. Общим результатом неконтролируемого диабета является гипергликемия, или повышенный уровень содержания сахара в крови, что со временем приводит к серьезному повреждению многих систем организма, особенно нервов и кровеносных сосудов

Нарушение выработки инсулина или абсолютная недостаточность инсулина — является ключевым звеном развития сахарного диабета 1 типа. Нарушение действия инсулина на ткани организма или относительная инсулиновая недостаточность имеет важное место в развитии сахарного диабета 2 типа. Симптомы могут быть сходными с симптомами диабета типа 1, но часто являются менее выраженными, в результате диабет 2 типа может быть диагностирован по проишествии нескольких лет, уже после возникновения осложнений.

По оценкам ВОЗ, в 2008 году диабетом в мире страдали 347 миллионов человек, и распространенность этой болезни растет, особенно в странах с низким и средним уровнем дохода. В 2012 году это заболевание стало непосредственной причиной около 1,5 миллиона случаев смерти, причем более 80% из них пришлись на страны с низким и средним уровнем дохода. По прогнозам ВОЗ, к 2030 году диабет станет седьмой ведущей причиной смерти.

Неконтролируемый диабет формирует поздние осложнения, которые развиваются в течение нескольких лет болезни. Их опасность не в остром проявлении, а в том, что они постепенно ухудшают состояние больного. Даже наличие грамотного лечения иногда не может гарантировать защиту от этого типа осложнений. К поздним осложнениям сахарного диабета относятся следующие заболевания:

• Ангиопатия. В сравнении с другими поздними осложнениями развивается довольно быстро, иногда менее чем за год. Это состояние связано с нарушением проницаемости сосудов, они становятся ломкими. Появляется склонность к тромбозу и формируется атеросклероз. 
• Полинейропатия — потеря чувствительности к боли и теплу в конечностях. Чаще всего развивается по типу «перчаток и чулок», начиная проявляться одновременно в нижних и верхних конечностях. Первыми симптомами становятся чувство онемения и жжения в конечностях, которые значительно усиливаются в ночное время. Пониженная чувствительность становится причиной множества травм, которые в свою очередь на фоне высокого уровня сахара в крови плохо поддаются лечению. • Ретинопатия — поражение сетчатки глаза, которое затем приводит к кровоизлиянию в глазном дне, отслоению сетчатки, в результате постепенно приводит к полной потере зрения. Наиболее часто ретинопатия встречается у больных 2 типом диабета. Риск возникновения ретинопатии нарастает и к 20 годам заболевания приближается к 100%. 
• Диабетическая стопа. Осложнение, при котором на стопах и нижних конечностях больного сахарным диабетом появляются открытые язвы, гнойные нарывы, некротические области. Поэтому больные диабетом должны особое внимание уделять гигиене ног и подбору правильной обуви, которая не должна повреждать и сдавливать ногу.

Сахарный диабет увеличивает риск развития ишемической болезни сердца, инфаркта миокарда, патологии почек, артериальной гипертензии. Диабет лидирует среди причин слепоты.

Эпидемия диабета стремительно нарастает во многих странах, причем особенно резкий рост зафиксирован в странах с низким и средним уровнем дохода.

Многочисленными исследованиями установлены факторы риска развития сахарного диабета:

Для сахарного диабета 1 типа причинами могут стать панкреатит, токсические поражения поджелудочной железы, аутоиммунные заболевания, вирусная инфекция (такие как грипп, краснуха, корь и т. д.), стресс, а так же генетическая предрасположенность. Для сахарного диабета 2 типа главными факторами риска являются: избыточный вес или ожирение, малоподвижный образ жизни, отмечено для этого заболевания и такой фактор риска как злоупотребление алкоголем.

Предположить наличие сахарного диабета, можно обнаружив ряд симптомов: появление общей слабости, неутолимой жажды (отмечаются случаи потребления до 3-5 литров в сутки), потеря в весе при повышенном аппетите, частые и обильные мочеиспускания, зуд кожи, нагноения травматических повреждений, ухудшение зрения, можно отметить запах ацетона в выдыхаемом воздухе.

По данным Министерства здравоохранения Свердловской области за 10 лет заболеваемость сахарным диабетом выросла на 17,6% и в 2014 году достигла 21,4 случаев на 1000 жителей области. В 2014 году было зарегистрировано 7286 случае сахарного диабета 1 типа и 81397 случаев сахарного диабета 2 типа, показатели заболеваемости составили 1,8 на 1000 населения и 19,6 соответственно. Среди детского населения уровень болезней эндокринной системы за десять лет вырос на 43,4%, а показатели заболеваемости сахарным диабетом в 1,8 раза.

Доказано, что простые меры по изменению образа жизни эффективно предотвращают или отсрочивают начало диабета 2 типа, в результате значительную долю случаев заболевания диабетом можно предотвратить. Поддержание нормального веса, профилактика стрессовых ситуаций, достаточное количество ночного сна, необходимого для восстановления сил организма, отказ от алкоголя, табака, регулярная физическая нагрузка и здоровый рацион могут снизить риск возникновения диабета.

автор: врач-терапевт Баймурзина Галина Шаймухаматовна

Ацетон в выдыхаемом воздухе является надежным индикатором кетоза у взрослых, употребляющих кетогенную пищу | Американский журнал клинического питания

РЕЗЮМЕ

История вопроса: Кетогенные диеты используются в терапевтических целях для лечения трудноизлечимых судорог. Клинически оказывается, что поддержание кетоза имеет решающее значение для эффективности диеты в уменьшении судорог. Чтобы понять, как связаны кетоз и защита от приступов, необходимо надежное неинвазивное измерение кетоза, которое можно проводить часто с минимальным дискомфортом.

Цель: Цель состояла в том, чтобы определить, какой показатель, ацетон в выдыхаемом воздухе или ацетоацетат в моче, более тесно связан с ацетоацетатом и β-гидроксибутиратом кетонов плазмы.

Дизайн: После ночного голодания в течение 12 часов 12 здоровых взрослых приняли 4 кетогенных приема пищи в течение 12 часов. Образцы крови, дыхания и мочи собирали ежечасно. Кровь анализировали на ацетоацетат и β-гидроксибутират в плазме, дыхание на ацетон и мочу на ацетоацетат.

Результаты: К концу 12-часового диетического лечения ацетоацетат плазмы, β-гидроксибутират плазмы и ацетон в выдыхаемом воздухе увеличились в 3,5 раза, в то время как ацетоацетат мочи увеличился в 13 раз при ферментативном измерении и в 25 раз при измерении с помощью кетоновые палочки в моче. Уровень ацетоацетата в плазме лучше всего прогнозировался по ацетону в выдыхаемом воздухе ( R ² = 0,70, P < 0,0001). Уровень β-гидроксибутирата в плазме в равной степени прогнозировался по ацетону в выдыхаемом воздухе и ацетоацетату в моче (9).0019 Р ² = 0,54, Р = 0,0040).

Выводы: Ацетон в выдыхаемом воздухе является таким же хорошим предиктором кетоза, как и ацетоацетат в моче. Анализ ацетона в выдыхаемом воздухе неинвазивен и может выполняться часто с минимальным дискомфортом для пациентов. В качестве индикатора кетоза у пациентов с эпилепсией, соблюдающих кетогенную диету, ацетон в выдыхаемом воздухе может быть полезен для понимания механизма диеты, выяснения важности кетоза в защите от приступов и, в конечном итоге, для повышения эффективности диеты за счет улучшения наблюдения за пациентом.

Кетогенная диета, ацетон дыхания, кетоз, ацетоацетат, β-гидроксибутират, эпилепсия, взрослые

ВВЕДЕНИЕ

Эпилепсия — хроническое неврологическое заболевание, характеризующееся предрасположенностью к рецидивирующим, обычно спонтанным, припадкам. Эпилепсия с распространенностью ≈1% является наиболее распространенным хроническим неврологическим расстройством после головной боли (1), а 20–30% случаев эпилепсии являются рефрактерными (неизлечимыми) или прописанные лекарства вызывают невыносимые побочные эффекты (2). Кетогенные диеты с высоким содержанием жиров (КД) важны при лечении трудноизлечимой эпилепсии (3–5). В недавнем систематическом обзоре эффективности КД было обнаружено, что КД вызывает полное устранение судорог у 16% детей, >90% уменьшение судорог у 32% детей и > 50% снижение судорог у 56% детей (6). Хотя использование КД, как правило, ограничивается детьми с рефрактерными припадками, несколько более ранних исследований (7–9) и 2 более поздних исследования (10,11) документально подтверждают успешное использование КД у взрослых с некупируемыми припадками.

Механизм КД плохо изучен. Клинический опыт, по-видимому, подтверждает гипотезу о том, что для достижения защиты от приступов требуется минимальный уровень кетоза, но доказательство этой гипотезы ждет возможности проводить частые, минимально инвазивные и надежные оценки концентрации кетонов. Широко используемые в настоящее время методы определения кетонов в крови и моче имеют недостатки. Частый забор крови является инвазивным, особенно у детей. Анализ мочи с помощью тест-полосок менее инвазивен, но также менее надежен (12–16), и мочу не так просто собирать часто в течение дня. Таким образом, надежное неинвазивное измерение ацетоацетата, β-гидроксибутирата или того и другого в плазме было бы полезно для мониторинга эффективности КД и установления механизма ее действия.

Ацетон является нормальным компонентом выдыхаемого воздуха и отвечает за сладкий запах изо рта у кетозов. Он образуется главным образом в результате спонтанного декарбоксилирования ацетоацетата и, в меньшей степени, путем ферментативного превращения ацетоацетата в ацетон под действием фермента ацетоацетатдекарбоксилазы (КФ 4.1.1.4) (17). Уровень ацетона в выдыхаемом воздухе повышается во время голодания или приема КД (18–21). Ацетон в выдыхаемом воздухе потенциально полезен как индикатор кетоза, но его использование еще не оценивалось у пациентов с эпилепсией, принимающих КД. Таким образом, основная цель этого исследования состояла в том, чтобы определить, можно ли использовать выдыхаемый ацетон для прогнозирования ацетоацетата и β-гидроксибутирата в плазме у здоровых взрослых при остром кетозе. Вторичной целью было сравнить ацетон в выдыхаемом воздухе и ацетоацетат в моче как показатели легкого системного кетоза. Подразумевается, что более точная и чувствительная мера кетоза может быть полезна для понимания механизма KD и определения того, связаны ли контроль судорог и кетоз положительно.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

Субъекты

В этом исследовании приняли участие двенадцать взрослых, 6 мужчин и 6 женщин. Субъекты имели средний возраст (±SEM) 27 ± 2 лет и ИМТ (в кг/м ² ) 24,7 ± 1,3. Ни у одного из участников не было диабета, беременности, диеты для снижения веса, аллергии на молочные продукты или непереносимости лактозы. Каждый субъект был полностью проинформирован об экспериментальных процедурах, прежде чем давать письменное согласие и участвовать в исследовании. Исследование было одобрено Управлением этической экспертизы Университета Торонто.

Дизайн исследования

Каждый участник голодал в течение 12 часов в ночь перед прибытием в лабораторию в 08:00. Были собраны образцы дыхания, крови и мочи натощак, а затем каждому субъекту дали жидкую кетогенную пищу сразу после сбора образцы натощак и каждые 3 часа после этого, пока в течение 12-часового экспериментального периода не было съедено в общей сложности 4 кетогенных приема пищи. Образцы дыхания, крови и мочи собирались ежечасно, как можно ближе. Субъектам давали 125 мл воды каждый час, чтобы стимулировать мочеиспускание.

Кетогенные приемы пищи

Каждый из кетогенных приемов пищи (г·кг массы тела ^-1 · г ^-1 ) был идентичен по составу и содержанию энергии (таблица 1). Кетогенные блюда с кетогенным соотношением 3,8: 1 (жир: белок + углеводы) состояли из 35% взбитых сливок (Beatrice; Parmalat Canada, Торонто) и порошка белковых добавок (ProMod; Ross Laboratories, Сен-Лоран, Квебек). . Потребность в энергии в состоянии покоя для каждого субъекта была рассчитана с использованием уравнения Харриса-Бенедикта (22). Поскольку все испытуемые считали себя умеренно активными, при расчете общей потребности в энергии использовался коэффициент физической активности 0,70. В целом 4 кетогенных приема пищи обеспечили участников 75% их общей потребности в энергии, потому что дети с эпилепсией, потребляющие КД, обычно получают 75% своей общей потребности в энергии (23).

ТАБЛИЦА 1

Состав макроэлементов кетогенной диеты ¹

Макроэлемент .	Взбитые сливки .	Порошок белковой добавки .	Общий состав 2 .	Потребленное количество .	Потребляемая энергия .
	% by dry wt	% by dry wt	% by dry wt	g · kg body wt −1 · d −1	kJ · kg body wt −1 · d −1
					(kcal · kg body wt −1 · d −1 )
Carbohydrate	7. 4	0.8	8.2	0.4	6.7 (1.6)
Fat	78.5	0.7	79.2	3.5	131.8 (31.5)
Protein	4.4	8.2	12.6	0.6	10.03 (2.4)

Макронутриенты .	Взбитые сливки .	Порошок белковой добавки .	Общий состав 2 .	Потребленное количество .	Потребляемая энергия .
	% по сухому весу	% по сухому весу	% от сухой WT	г · кг кузова WT -1 · D —1	KJ · KG BODY WT –1 KJ · KG –1 KJ.
					(kcal · kg body wt −1 · d −1 )
Carbohydrate	7.4	0.8	8.2	0.4	6.7 (1.6)
Fat	78.5	0.7	79.2	3.5	131.8 (31.5)
Protein	4.4	8.2	12.6	0,6	10,03 (2,4)

1

Соотношение жир:(углеводы + белок) = 3,8:1.

2

Сумма столбцов 1 и 2.

Открыть в новой вкладке

ТАБЛИЦА 1

Состав макроэлементов кетогенной диеты ¹

Макроэлемент .	Взбитые сливки .	Порошок белковой добавки .	Общий состав 2 .	Потребленное количество .	Потребляемая энергия .
	% by dry wt	% by dry wt	% by dry wt	g · kg body wt −1 · d −1	kJ · kg body wt −1 · d −1
					(kcal · kg body wt −1 · d −1 )
Carbohydrate	7.4	0.8	8.2	0.4	6.7 (1.6)
Fat	78.5	0.7	79.2	3. 5	131.8 (31.5)
Protein	4.4	8.2	12.6	0.6	10.03 (2.4)

Макронутриенты .	Взбитые сливки .	Порошок белковой добавки .	Общий состав 2 .	Потребленное количество .	Потребляемая энергия .
	% по сухому весу	% по сухому весу	% от сухой WT	г · кг кузова WT -1 · D —1	KJ · KG BODY WT –1 KJ · KG –1 KJ.
					(kcal · kg body wt −1 · d −1 )
Carbohydrate	7. 4	0.8	8.2	0.4	6.7 (1.6)
Fat	78.5	0.7	79.2	3.5	131.8 (31.5)
Protein	4.4	8.2	12.6	0,6	10,03 (2,4)

1

Соотношение жир:(углеводы + белок) = 3,8:1.

2

Сумма столбцов 1 и 2.

Открыть в новой вкладке

Забор и анализ дыхания

Образцы дыхания собирали с использованием мешков для сбора выдыхаемого воздуха (EasySampler; Quintron Instrument Company, Milwaukee). Каждый полиэтиленовый пакет объемом 500 мл был снабжен мундштуком и боковым портом для иглодержателя (Vacutainer; Becton Dickinson and Co, Orangeburg, NY). Субъект нормально выдыхал через мундштук в полиэтиленовый пакет. Два небольших отверстия в мешке позволяли выпускать воздух при выдохе испытуемого. Поскольку примерно первые 150 мл воздуха при нормальном выдохе взрослого человека представляют собой воздух мертвого пространства (24), образец дыхания брали только после того, как полиэтиленовый мешок объемом 500 мл был полностью надут, чтобы гарантировать, что образец дыхания был альвеолярным. После надувания дыхательного мешка образец выдыхаемого воздуха собирали в вакуумированную стеклянную трубку объемом 12 мл путем мгновенного перфорирования ее перегородки иглой Vacutainer дыхательного мешка в конце выдоха. Затем образец выдыхаемого воздуха объемом 1 мл набирали в стеклянный газонепроницаемый шприц (Hamilton Company, Reno, NV) и вводили в газовый хроматограф для анализа на ацетон.

Концентрации ацетона в выдыхаемом воздухе определяли сразу после сбора с использованием газового хроматографа, оснащенного пламенно-ионизационным детектором (модель 5890; Hewlett Packard Co., Пало-Альто, Калифорния). Стеклянная колонка длиной 1,8 м была заполнена 80 (0,177 мм)/100 (0,149 мм) меш Carbopack (Supelco, Belfonte, PA). Хроматографический цикл длительностью 3 мин проводили при 70°С с гелием в качестве газа-носителя при скорости потока 20 мл/мин. Температура инжектора 150°С, температура детектора 200°С. Для калибровки пиков ацетона использовали водный раствор ацетона с концентрацией 54,3 нмоль/л, который готовили путем разбавления 2 мл ацетона в 500 мл дистиллированной воды и 100 мкл этого раствора в 100 мл дистиллированной воды. Затем в газовый хроматограф вводили образец объемом 1 мкл. Среднее значение (±SEM) CV при трех повторных измерениях калибратора составило 2 ± 1%.

Забор и анализ крови

Кровь брали из кончиков пальцев. Грелку или бутылку с горячей водой держали на руке в течение ≈5 мин перед забором крови, чтобы стимулировать кровоток. Для прокола пальца использовали ланцетную ручку (Glucometer Elite; Bayer, Etobicoke, Toronto); 300 мкл крови брали из кончика пальца, надавливая на кончик пальца и собирая кровь в 75-мкл капиллярные пробирки, содержащие гепарин. Затем образцы крови распределяли по 2,5 мл микроцентрифужных пробирок, содержащих гепарин.

После центрифугирования образцов крови при 2500 × g в течение 9 мин при 4°C плазму немедленно анализировали на β-гидроксибутират с помощью набора для ферментативного анализа (Sigma, Сент-Луис) и на ацетоацетат с помощью модифицированного ферментативного анализа описан Harano et al (25). Вкратце, 50 мкл свежей плазмы добавляли к 386 мкл 0,25 моль триэтаноламинового буфера/л, 200 мкл 5 г оксамовой кислоты/л и 100 мкл 3,0 моль НАДН/л. Контрольный образец (состоящий из 50 мкл дистиллированной воды, 386 мкл 0,25 моль триэтаноламинового буфера/л, 200 мкл 5 г оксамовой кислоты/л и 100 мкл 3,0 моль НАДН/л) использовали в качестве эталона. После измерения начального поглощения добавляли 20 мкл β-гидроксибутиратдегидрогеназы (EC 1.1.1.30; активность = 55,6 кЕд/л; Toyobo Company Ltd, Токио) и через 15 минут измеряли конечное поглощение. Начальное и конечное поглощение измеряли при длине волны 340 нм. Изменения абсорбции калибровали по стандартной кривой, построенной с использованием ацетоацетата лития и дистиллированной воды.

Сбор и анализ мочи

Образцы мочи собирали в стерилизованные флаконы для сбора образцов объемом 50 мл. Мочу сразу же анализировали на ацетоацетат с помощью 2 методов: 1 ) модифицированного ферментативного анализа Harano et al (25) и 2 ) реагентных полосок для анализа ацетоацетата в моче (Ketostix; Bayer, Etobicoke, Канада).

Статистический анализ

Для всех статистических анализов использовалось программное обеспечение SAS (версия 7; SAS Institute Inc, Кэри, Северная Каролина), и значимость была установлена ​​на уровне Р < 0,05. Чтобы определить, существенно ли отличались какие-либо измерения от значений натощак, был проведен однофакторный дисперсионный анализ с повторными измерениями. Затем был проведен тест Тьюки, чтобы определить, где существуют существенные различия. Модель авторегрессионной множественной линейной регрессии первого порядка с повторными измерениями использовалась для определения того, были ли какие-либо из измеренных метаболитов значительно затронуты возрастом, ИМТ или временем. Время определялось как количество часов после последнего кетогенного приема пищи: 0 (натощак), 1, 2 или 3 часа. Чтобы определить, существенно ли различаются уровни ацетоацетата в моче, измеренные ферментативно и с помощью тест-полосок, использовали парные 9 анализов.0019 t испытание было проведено. Чтобы определить, являются ли ацетон в выдыхаемом воздухе и ацетоацетат в моче значимыми предикторами ацетоацетата в плазме и β-гидроксибутирата в плазме, был проведен нелинейный регрессионный анализ с повторными измерениями. Результаты выражены как среднее значение ± SEM. Уравнения регрессии приведены в подписях к рисункам. На рис. увеличилось в 3,5 раза (с 33 ± 13 нмоль/л в 0 ч до 116 ± 19 нмоль/л).нмоль/л через 12 ч). По сравнению с голоданием ацетон в выдыхаемом воздухе был значительно повышен после первого кетогенного приема пищи и оставался значительно выше во все последующие моменты времени, кроме 2 часов ( P <0,05).

РИСУНОК 1.

Открыть в новой вкладкеСкачать слайд

Средние (±SEM) изменения содержания ацетона в выдыхаемом воздухе, ацетоацетата в плазме (AcAc), β-гидроксибутирата в плазме (β-HBA) и ацетоацетата в моче. n = 12 субъектов на момент времени. * Достоверно отличается от 0 ч (натощак), Р < 0,05. Вертикальные пунктирные линии обозначают моменты времени, когда употреблялась кетогенная пища.

Ацетоацетат и β-гидроксибутират плазмы увеличились в 3,5 раза за 12-часовой день (ацетоацетат плазмы: с 0,12 ± 0,03 ммоль/л в 0 часов до 0,42 ± 0,05 ммоль/л в 10 часов; β-гидроксибутират плазмы: с 0,18 ± 0,04 ммоль/л через 0 ч до 0,68 ± 0,10 ммоль/л через 10 ч). Уровень ацетоацетата и β-гидроксибутирата в плазме был значительно выше, чем их соответствующие концентрации натощак через 4 часа после начала исследования, и оставался таким до конца исследования (9).0019 P < 0,05).

Уровень ацетоацетата в моче, измеренный ферментативно, увеличился в 13 раз за 12-часовой день (с 0,11 ± 0,03 ммоль/л в 0 часов до 1,40 ± 0,40 ммоль/л в 11 часов), тогда как уровень ацетоацетата в моче, измеренный с помощью тест-полосок, увеличился в 25 раз (от 0,13 ± 0,04 ммоль/л в 0 ч до 3,21 ± 0,93 ммоль/л в 11 ч). Уровень ацетоацетата в моче был значительно повышен через 4 часа и оставался таким на протяжении всего исследования ( P < 0,05). Хотя существовала значительная положительная связь между содержанием ацетоацетата в моче, измеренным ферментативно, и с помощью тест-полосок ( R ² = 0,88, P < 0,0001; Рисунок 2), тест-полоски значительно завышали концентрацию ацетоацетата в моче ( P < 0,0001). Индикаторные полоски более точно предсказывали концентрацию ацетоацетата (в ммоль/л) в моче, когда для корректировки значений измерительной полоски использовалось следующее уравнение: ацетоацетат мочи = 0,40 (значение измерительной полоски) + 0,15.

РИСУНОК 2.

Открыть в новой вкладкеСкачать слайд

Взаимосвязь между ацетоацетатом мочи (АсАс), измеренным ферментативно и с помощью тест-полосок. Отношение лучше всего описывалось линейным уравнением: Y = AX + B , где A = 0,40 и B = 0,15 ( R ² = 0,88, P <0,0001; N = 156).

Возраст и ИМТ не оказали существенного влияния ни на один из измеренных метаболитов. Время, прошедшее после каждого приема пищи, оказывало значительное негативное влияние на ацетоацетат плазмы ( P = 0,0071) и β-гидроксибутират плазмы ( P < 0,0001). Таким образом, чем больше времени проходило после кетогенного приема пищи, тем ниже становились концентрации ацетоацетата и β-гидроксибутирата в плазме (рис. 1). Не было значительного влияния времени после каждого приема пищи на ацетон в выдыхаемом воздухе или ацетоацетат в моче.

Ацетон выдыхаемого воздуха и ацетоацетат мочи как предикторы кетонов плазмы

Взаимосвязь между ацетоном выдыхаемого воздуха и ацетоацетатом плазмы и между ацетоацетатом мочи и ацетоацетатом плазмы показана на рисунке 3. В каждом случае связь была нелинейной. Ацетон в выдыхаемом воздухе ( R ² = 0,70, P < 0,0001) и ацетоацетат в моче ( R ² = 0,59, P = 0,0040) оба ацетоацетата в плазме были значимыми предикторами. Отношения между ацетоном выдыхаемого воздуха и β-гидроксибутиратом плазмы, а также между ацетоацетатом мочи и β-гидроксибутиратом плазмы показаны на рисунке 4. Эти отношения также были нелинейными. Дыхание ацетоном ( R ² = 0,54, P = 0,0037) и ацетоацетат в моче ( R ² = 0,54, P = 0,0045) были значимыми предикторами β-гидроксибутрата плазмы.

РИСУНОК 3.

Открыть в новой вкладкеСкачать слайд

Связь между ацетоацетатом плазмы (AcAc) и ацетоном в выдыхаемом воздухе или ацетоацетатом в моче, измеренным ферментативно. Каждое отношение лучше всего описывалось нелинейным уравнением: y = A x ^B + С . Вверху: A = 0,0818, B = 0,40 и C = -0,1432 ( R ² = 0,70, P < 12 0,09019). Внизу: A = 0,3, B = 0,6 и C = 0,07 ( R ² = 0,59, P = 0,0040;

9 n).

РИСУНОК 4.

Открыть в новой вкладкеСкачать слайд

Взаимосвязь между β-гидроксибутиратом в плазме (β-HBA) и ацетоном в выдыхаемом воздухе или ацетоацетатом в моче (AcAc), измеренная ферментативно. Каждое соотношение лучше всего описывалось нелинейным уравнением: y = Ax ^B + C . Вверху: A = 0,11, B = 0,47 и C = −0,18 ( R ² = 0,54, P = 0,0037;

20 n). Внизу: A = 0,45, B = 0,5 и C = 0,1 ( R ² = 0,54, P = 0,0045;

9 n).

ОБСУЖДЕНИЕ

Ни на один из измеренных кетонов не оказали существенного влияния возраст или ИМТ. Schwartz и коллеги (26) заметили, что при назначении КД у детей в возрасте ≥10 лет концентрация ацетоацетата и β-гидроксибутирата в плазме крови была ниже, чем у детей в возрасте до 10 лет. В исследовании младенцев и детей в возрасте до 16 лет Nelson и коллеги (27) также обнаружили значительную, но слабую отрицательную связь между возрастом и ацетоном в выдыхаемом воздухе, так что чем старше субъект, тем ниже концентрация ацетона в выдыхаемом воздухе. В настоящем исследовании возраст не оказывал существенного отрицательного влияния ни на один из измеренных кетонов, но это могло быть связано с недостаточным размером выборки (9).0019 n = 12) или до возрастного диапазона (18–41 год), не включающего детей и подростков.

Время после последнего кетогенного приема пищи оказало значительное негативное влияние на ацетоацетат и β-гидроксибутират плазмы, но не на ацетон в выдыхаемом воздухе или ацетоацетат в моче (рис. 1). Отрицательное влияние времени после употребления последней кетогенной пищи на общее количество кетонов в плазме (ацетоацетат и β-гидроксибутират) также было отмечено Schwartz et al (26). Острые изменения концентрации кетонов в плазме в ответ на кетогенную пищу могут иметь клинические последствия для пациентов с трудноизлечимыми судорогами при употреблении КД. Некоторые пациенты, принимающие КД, испытывают судороги рано утром, когда прошло много часов с момента приема последней кетогенной пищи и когда уровень кетонов в плазме самый низкий (26). Более частые приемы пищи и перекусы могут помочь сохранить более стабильными концентрации кетонов в плазме и избежать резких подъемов и падений кетонов в плазме, возникающих в результате потребления кетогенной пищи.

Существует динамическое равновесие между β-гидроксибутиратом плазмы и ацетоацетатом плазмы. Плазменный ацетоацетат и β-гидроксибутират резко увеличиваются после употребления кетогенной пищи. Между приемами пищи ацетоацетат плазмы, но не β-гидроксибутират, непосредственно метаболизируется для получения энергии, а в другое время также может использоваться для синтеза жирных кислот. Плазменный β-гидроксибутират упоминается как «тупиковый метаболит», поскольку его единственная известная роль заключается во взаимном превращении с ацетоацетатом (28). Таким образом, β-гидроксибутират сам по себе не обеспечивает энергией, если он сначала не превращается в ацетоацетат с помощью β-гидроксибутиратдегидрогеназы (28). В некотором смысле β-гидроксибутират плазмы можно рассматривать как запас кетонов; когда концентрация ацетоацетата в плазме начинает снижаться, большая его часть вырабатывается из β-гидроксибутирата. Равновесие между ацетоацетатом плазмы и β-гидроксибутиратом плазмы не было очевидным ни для ацетона в выдыхаемом воздухе, ни для ацетоацетата в моче.

Хотя механизм KD в уменьшении судорог плохо изучен, кетоз, вызванный этой диетой, считается важным (16,29,30). Кетоны в крови или плазме могут быть не самыми удобными индикаторами кетоза, особенно в домашних условиях. Забор крови является инвазивным, особенно когда требуется частый мониторинг кетонов. Кроме того, ацетоацетат трудно измерить, потому что он нестабилен, и образцы плазмы должны быть либо проанализированы немедленно, либо обработаны перед замораживанием (28).

В настоящее время мониторинг пациентов с кетозом требует оценки концентрации кетонов в моче, измеренной с помощью теста на кетоны с нитропруссидом в моче. Однако было обнаружено, что этот тест неточно отражает фактическую концентрацию кетонов в крови (12–16). Скорее всего, это связано с тем, что такие факторы, как состояние гидратации и кислотно-щелочной баланс, оказывают комплексное влияние на почечную гемодинамику, объем мочи и экскрецию кетоновых тел (12). В настоящем исследовании ацетоацетат мочи, измеренный ферментативно, и ацетон в выдыхаемом воздухе были значимыми предикторами ацетоацетата плазмы и β-гидроксибутирата. Все отношения лучше всего описывались нелинейными уравнениями. Owen и коллеги (31) также обнаружили значительную нелинейную связь между содержанием ацетоацетата в крови и моче. Несмотря на значительную разницу между ацетоацетатом в моче, измеренным ферментативно и с помощью тест-полосок, между этими двумя наборами измерений была значительная линейная зависимость, указывающая на то, что к значениям ацетоацетата в моче, определенным с помощью тест-полосок, можно было применить поправочный коэффициент.

Наша неспособность сделать вывод о том, что ацетоацетат в моче является плохим показателем кетоза, могла быть связана с жестко регулируемыми условиями, которым подвергались участники. Комнатную температуру поддерживали постоянной на уровне ≈24°C, и участников просили оставаться в сидячем положении на протяжении всего исследования. Ходить разрешалось только тогда, когда испытуемые пользовались туалетом, чтобы сдать образец мочи. Кроме того, потребление жидкости было ограничено 125 мл воды, которую испытуемых просили пить немедленно каждый час в течение часа. Поскольку все эти факторы могут влиять на объем мочи и, следовательно, на концентрацию ацетоацетата в моче, мы существенно минимизировали вариабельность концентрации ацетоацетата в моче, контролируя эти факторы. У детей с эпилепсией, принимающих КД, колебания комнатной температуры, уровней активности и объемов потребляемой жидкости вполне могут привести к колебаниям концентрации ацетоацетата в моче.

В настоящее время проводится исследование по оценке концентрации ацетона в выдыхаемом воздухе у детей с трудноизлечимой эпилепсией, принимающих КД. К настоящему времени мы обнаружили, что у детей с рефрактерными судорогами, потребляющих классический КД, средняя концентрация ацетона в дыхании натощак составляет 2500 нмоль/л (K Musa-Veloso, E Rarama, F Comeau, R Curtis, SC Cunnane, неопубликованные наблюдения, 2001 г. ). ). На основе прогностических уравнений, описывающих взаимосвязь между ацетоном в выдыхаемом воздухе и кетонами в плазме (рис. 3 и 4), концентрация ацетона в выдыхаемом воздухе 2500 нмоль/л соответствует концентрации ацетоацетата в плазме 1,73 ммоль/л и концентрации β-гидроксибутирата в плазме 4,17 ммоль/л, значения, которые аналогичны тем, которые сообщались ранее для детей, потребляющих КД (26,29).

Ацетон вырабатывается в печени и попадает в легкие непосредственно через портальную кровь (12). В легких он легко уравновешивается альвеолярным воздухом (12). Анализ дыхания на ацетон неинвазивен. Кроме того, хотя клиницисты и лица, осуществляющие уход, ограничены в частоте измерений ацетоацетата в моче, которые они могут проводить, ацетон в выдыхаемом воздухе можно анализировать так часто, как это необходимо. Это важная особенность анализа ацетона в выдыхаемом воздухе, потому что для оценки взаимосвязи между кетозом и контролем приступов необходимо много измерений кетонов. Недавно мы подтвердили наличие ацетона в выдыхаемом воздухе как меру системного кетоза на крысиной модели кетогенной диеты (32). В этом исследовании было обнаружено, что ацетон в выдыхаемом воздухе так же надежен, как и ацетоацетат в моче, для прогнозирования концентрации ацетоацетата и β-гидроксибутирата в плазме. Tassopoulos и коллеги (20) также сообщили о значительной положительной корреляции между ацетоном в выдыхаемом воздухе и β-гидроксибутиратом в крови у пациентов с ожирением в течение 10–36 дней голодания.

KD остается важной нехирургической терапевтической альтернативой для людей с трудноизлечимыми припадками (3–5). Надежный и неинвазивный характер анализа ацетона в выдыхаемом воздухе делает этот метод потенциально полезным для мониторинга кетоза у пациентов с трудноизлечимой эпилепсией, особенно у детей. Как указывалось ранее, в настоящее время проводится исследование по оценке концентрации ацетона в выдыхаемом воздухе у детей с рефрактерными судорогами, принимающих КД. Как только будет определен диапазон содержания ацетона в выдыхаемом воздухе при постоянном употреблении КД, будет разработан портативный ручной анализатор ацетона в выдыхаемом воздухе, который будет использоваться для оценки взаимосвязи между выдыхаемым ацетоном и контролем приступов у детей с трудноизлечимой эпилепсией, потребляющих КД. КД.

Мы благодарим Мэри Энн Райан за техническую помощь и Рэя Ферриса за статистическую помощь. .

Клинический справочник по эпилепсии.

Гвельф, Канада

:

Meducom International Inc

,

1997

.

2

Уилесс

JW

.

Кетогенная диета: правда или вымысел

.

J Чайлд Нейрол

1995

;

10

:

419

–

23

.

3

Бен-Менахем

E

.

Новые противоэпилептические препараты и немедикаментозные методы лечения

.

Карр Опин Нейрол

2000

;

13

:

165

–

70

.

4

Удани

В

.

Оценка и лечение трудноизлечимой эпилепсии

.

Индийский J Педиатр

2000

;

67

(

доп.

):

S61

–

70

.

5

Айкен

SP

,

Браун

WM

.

Лечение эпилепсии: существующие методы лечения и будущие разработки

.

Front Biosci

2000

;

5

:

E124

–

52

.

6

Лефевр

Ф

,

Аронсон

N

.

Кетогенная диета для лечения рефрактерной эпилепсии у детей: систематический обзор эффективности

.

Педиатрия

2000

;

105

:

е46

. Интернет: http://www.pediatrics.org/cgi/content/full/105/4/e46 (

).

7

Барборка

CJ

.

Кетогенная диета при лечении эпилепсии у взрослых

.

ДЖАМА

1928

;

91

:

2027

–

32

.

8

Bastible

C

.

Кетогенное лечение эпилепсии

.

Ir J Med Sci

1931

;

6

:

506

–

20

.

9

Дулитл

ГДж

.

Отчет о результатах использования кетогенной диеты и кетогенной диеты с ограничением воды у ряда больных эпилепсией

.

Психиатр Q

1931

;

5

:

134

–

50

,

225

–

52

.

10

Шифф

Y

,

Лерман-Сагье

T

.

Кетогенная диета — альтернативная терапия для взрослых

.

Харефуа

1998

;

134

:

529

–

31

,

.

11

Сирвен

J

,

Whedon

B

,

Caplan

D

и др.

Кетогенная диета при неизлечимой эпилепсии у взрослых: предварительные результаты

.

Эпилепсия

1999

;

40

:

1721

–

6

.

12

Freund

G

.

Гипотеза дефицита калорий в кетогенезе проверена на человеке

.

Метаболизм

1965

;

14

:

985

–

90

.

13

Ливингстон

S

.

Диетическое лечение эпилепсии. В: Комплексное лечение эпилепсии в младенчестве, детстве и подростковом возрасте.

Спрингфилд, Иллинойс

:

Charles C Thomas Publisher

,

1972

:

378

—

405

14

Schwartz

RM

,

Eaton

,

77777777.

.

Кетогенные диеты при лечении эпилепсии: краткосрочные клинические эффекты

.

Dev Med Child Neurol

1989

;

31

:

145

–

51

.

15

Лаффель

L

.

Кетоновые тела: обзор физиологии, патофизиологии и применение мониторинга при диабете

.

Diabetes Metab Res Rev

1999

;

15

:

412

–

26

.

16

Гилберт

DL

,

Пызик

PL

,

Фримен

ДМ

.

Кетогенная диета: контроль приступов лучше коррелирует с β-гидроксибутиратом в сыворотке, чем с кетонами в моче

.

J детский нейрол

2000

;

15

:

787

–

90

.

17

Куреваар

G

,

Ван Стекеленбург

GJ

.

Активность ацетоацетатдекарбоксилазы млекопитающих: ее распределение в субфракциях альбумина человека и присутствие в различных тканях крысы

.

Клин Хим Акта

1976

;

71

:

173

–

83

.

18

Freund

G

,

Weinsier

RL

.

Стандартизированный кетоз у человека после приема триглицеридов средней цепи

.

Метаболизм

1966

;

15

:

980

–

91

.

19

Рут

G

,

Остенсон

S

.

Ацетон в альвеолярном воздухе и контроль диабета

.

Ланцет

1966

;

2

:

1102

–

5

.

20

Тассопулос

CN

,

Барнетт

D

,

Фрейзер

ТР

.

Измерение содержания ацетона в выдыхаемом воздухе и уровня сахара в крови при диабете

.

Ланцет

1969

;

1

:

1282

–

6

.

21

Джонс

AW

.

Концентрация ацетона в выдыхаемом воздухе у мужчин-добровольцев натощак: дальнейшие исследования и влияние приема алкоголя

.

J Анальный токсикол

1988

;

12

:

75

–

9

.

22

Wardlaw

GM

,

Insel

PM

.

Энергетический баланс

. В:

GM

Wardlaw

,

PM

Insel

, ред.

Перспективы питания.

3-е изд.

Торонто

:

Mosby-Year Book Inc

,

1996

:

251

–

91

23

Freeman

JM

,

Kelly

MT

,

Фримен

JB

.

Лечение эпилепсии диетой: введение в кетогенную диету.

2-е изд.

Нью-Йорк

:

Демос Верманд

,

1996

.

24

Мартини

FH

.

Дыхательная система

. В кн.:

Основы анатомии и физиологии.

3-е изд.

Engelwood Cliffs, NJ

:

Prentice Hall

,

1995

:

824

—

75

.

25

Харано

Y

,

Оцуки

М

,

Ида

М

и др.

Прямой автоматизированный метод определения уровня кетоновых тел в сыворотке или моче

.

Клин Хим Акта

1985

;

151

:

177

–

83

.

26

Schwartz

RM

,

Boyes

S

,

Aynsley-Green

7 A

7

.

Метаболические эффекты трех кетогенных диет при лечении тяжелой эпилепсии

.

Dev Med Child Neurol

1989

;

31

:

152

–

60

.

27

Nelson

N

,

Lagesson

V

,

Nosratabadi

AR

, et al.

Изопрен и ацетон в выдыхаемом воздухе у новорожденных и у детей с сахарным диабетом

.

Педиатр Рез

1998

;

44

:

363

–

7

.

28

Mitchell

GA

,

Kassovska-Bratinova

S

,

Boukaftane

Y

, et al.

Медицинские аспекты метаболизма кетоновых тел

.

Клин Инвест Мед

1995

;

18

:

193

–

216

.

29

Huttenlocher

PR

.

Кетонемия и судороги: метаболические и противосудорожные эффекты двух кетогенных диет при детской эпилепсии

.

Педиатр Рез

1976

;

10

:

536

–

40

.

30

Уидон

Б

,

Sirven

JI

,

O’Dwyer

J

, et al.

Терапевтические уровни бутирата β-ОН в сыворотке крови у взрослых пациентов с кетогенной диетой

.

Эпилепсия

1999

;

40

(

доп

):

221

.

31

Оуэн

OE

,

Каприо

S

,

9.

Кетоз голодания: новый взгляд и новые перспективы

.

Клин Эндокринол Метаб

1983

;

12

:

359

–

79

.

32

Лиходий

СС

,

Муса

К

,

Куннейн

СК

.

Ацетон в выдыхаемом воздухе как показатель системного кетоза, оцениваемый с использованием крысиной модели кетогенной диеты

.

Клин Хим

2002

;

48

:

115

–

20

.

ПРИМЕЧАНИЯ

2

При поддержке Премии Уиппера Уотсона от Фонда детской больницы Блурвью и Открытой стипендии Университета Торонто (до KM-V), исследовательской стипендии Парка-Дэвиса в Канаде по эпилепсии (до SSL), Dairy Farmers Канады и Фонд Стэнли Томаса Джонсона. 9| Рак легких | Открытая сеть JAMA

Ключевые моменты

Вопрос Осуществим ли и точен ли тест выдыхаемого воздуха для выявления рака легких с помощью времяпролетной масс-спектрометрии с фотонной ионизацией высокого давления (HPPI-TOFMS)?

Выводы В этом диагностическом исследовании альвеолярный воздух был собран у 139 пациентов с раком легких и 289 здоровых участников. Дыхательный тест на основе HPPI-TOFMS достиг чувствительности 100%, специфичности 92,86%, точности 95,74% и площади под кривой 0,9586 в наборе данных проверки.

Значение Эти данные свидетельствуют о том, что тест выдыхаемого воздуха с помощью HPPI-TOFMS может быть многообещающим подходом к выявлению рака легких.

Абстрактный

Важность Выдыхаемый воздух является привлекательным вариантом для обнаружения рака. Чувствительный и надежный дыхательный тест может значительно облегчить диагностику и терапевтический мониторинг рака легких.

Цель Исследовать, может ли дыхательный тест выявить рак легких, используя высокочувствительную времяпролетную масс-спектрометрию с фотонной ионизацией высокого давления (HPPI-TOFMS).

Дизайн, настройка и участники Это диагностическое исследование проводилось с проспективным сбором образцов и ретроспективно-слепой оценкой. Образцы выдыхаемого воздуха были собраны до операции и обнаружены с помощью HPPI-TOFMS. Модель обнаружения была построена с помощью алгоритма метода опорных векторов (SVM). Пациенты с патологически подтвержденным раком легких были набраны из Народной больницы Пекинского университета, а здоровые взрослые без легочных некальцифицированных узлов были набраны из больницы Aerospace 731. Анализ данных проводился с августа по октябрь 2020 г.

Воздействие Дыхательный тест и алгоритм SVM.

Основные результаты и показатели Эффективность детектирования дыхательного теста измерялась по чувствительности, специфичности, точности и площади под характеристикой работы приемника (AUC).

Результаты Образцы выдыхаемого воздуха были взяты у 139 пациентов с раком легких и 289 здоровых взрослых, и все образцы дыхания были собраны и протестированы. Из всех участников 228 (53,27%) были женщинами, а средний возраст (SD) составил 57,0 (11,4) лет. После того, как клинические результаты были установлены, все участники были случайным образом распределены в набор данных для открытия (381 участник) и набор данных для слепой проверки (47 участников). Набор данных для открытия был далее разбит на обучающий набор (286 участников) и тестовый набор (9 участников).5 участников) для построения и тестирования модели обнаружения. Модель обнаружения достигла среднего значения (SD) 92,97% (4,64%) для чувствительности, 96,68% (2,21%) для специфичности и 95,51% (1,93%) для точности в тестовом наборе после 500 итераций. В наборе данных слепой проверки (47 участников) модель показала чувствительность 100%, специфичность 92,86%, точность 95,74% и AUC 0,9586.

Выводы и актуальность Результаты этого диагностического исследования показывают, что дыхательный тест с помощью HPPI-TOFMS осуществим и точен для выявления рака легких, что может быть полезно для будущих скринингов рака легких.

Введение

Рак легких является ведущей причиной смерти от рака во всем мире. ¹ Большинство случаев рака легких на момент постановки диагноза находятся на поздних стадиях, и только 15% вновь диагностированных случаев рака легких являются локализованными. ² У пациентов с локализованным раком легкого ожидаемая продолжительность жизни значительно выше, чем у пациентов с раком на поздних стадиях. ³ Поэтому необходимо срочно разработать высокоточный и неинвазивный инструмент для раннего выявления и скрининга рака легких. ^{4 ,5}

Национальное исследование по скринингу легких показало, что низкодозовая компьютерная томография (LDCT) среди групп высокого риска может снизить смертность от рака легких на 20%. ⁶ Однако у LDCT есть недостатки, связанные с радиационным облучением, высокой стоимостью и высокой частотой ложноположительных результатов, что может привести к инвазивным процедурам, ненужному страху смерти и возможным нежелательным явлениям в последующем. ^{7 -10}

Выдыхаемый воздух может быть лучшим инструментом для обнаружения рака из-за его неинвазивного характера. ^{11 -14} Много усилий было приложено для разработки дыхательных тестов, пригодных для выявления рака легких. Газохроматографическая масс-спектрометрия (ГХ-МС) является хорошо зарекомендовавшим себя методом обнаружения летучих органических соединений (ЛОС) в выдыхаемом воздухе, но утомительные этапы предварительной обработки и длительный процесс обнаружения ограничивают его применение. ¹⁵ Электронные носы можно использовать для анализа выдыхаемого воздуха, но они не позволяют количественно определить абсолютное содержание летучих органических соединений в смеси. ¹⁶ Прямая масс-спектрометрия, такая как вторичная ионизация электрораспылением, ¹⁷ проточная трубка с выбранными ионами, ¹⁸ и реакция переноса протона, ¹⁹ , используется для быстрого обнаружения выдыхаемого воздуха; однако огромное количество водяного пара в выдыхаемом воздухе усложняет процесс ионизации и усложняет анализ данных. ²⁰ Времяпролетная масс-спектрометрия с фотонной ионизацией высокого давления (HPPI-TOFMS) является многообещающим инструментом для тестирования дыхания, поскольку он обладает высокой чувствительностью, не требует предварительной обработки выдыхаемого воздуха и хорошо переносит влажность. ²¹ HPPI-TOFMS успешно контролировал концентрацию выдыхаемого пропофола во время операции и показал хорошую связь с концентрацией пропофола в крови и биспектральным индексом. ^{21 -23}

Как показали Hanna et al, ¹⁴ предыдущие исследования дыхательных тестов имели существенные ограничения и потенциальную погрешность, такие как небольшой размер выборки, низкое методологическое качество и отсутствие валидации. В нашем диагностическом исследовании случай-контроль мы исследовали, способен ли дыхательный тест, сочетающий HPPI-TOFMS и алгоритм машины опорных векторов (SVM), отличить пациентов с раком легких от здоровых людей.

Методы

Набор участников и дизайн исследования

Это диагностическое исследование проводилось в соответствии с рекомендациями Стандартов отчетности о диагностической точности (STARD). ²⁴ Был использован дизайн проспективной коллекции образцов, ретроспективно-слепая оценка (PROBE) ²⁵ , и общий дизайн исследования показан на рисунке 1. Это исследование было одобрено Советом комитета по этике Народной больницы Пекинского университета, и письменное информированное согласие было получено от всех участников.

Здоровые люди для контрольной группы были набраны из госпиталя Aerospace 731 из группы населения, прошедшей LDCT для физического обследования. Участники были набраны в соответствии со следующими критериями: (1) возраст 18 лет и старше, (2) отсутствие рака в анамнезе в течение 5 лет и отсутствие противоопухолевого лечения, (3) отсутствие признаков активных инфекций и (4) отсутствие признаков поражения печени. или нарушение функции почек. В общей сложности 289 участников без легочных некальцифицированных узлов были отобраны и служили в качестве контрольной группы.

Пациенты с поражениями легких, перенесшие торакальную хирургию или трансбронхиальную игольную аспирацию под контролем эндобронхиального УЗИ (EBUS-TBNA), были последовательно набраны в отделение торакальной хирургии Народной больницы Пекинского университета. Пациенты были набраны со следующими критериями: (1) возраст 18 лет и старше, (2) поражения легких, видимые на изображениях компьютерной томографии (КТ), и (3) планируют пройти торакальную операцию или EBUS-TBNA. Пациенты, которые соответствовали следующим критериям, были исключены: (1) другие виды рака в анамнезе в течение 5 лет, (2) ранее получавшие противораковое лечение, (3) патологически подтвержденные доброкачественные заболевания легких, (4) признаки активных инфекций или (5) ) нарушение функции печени или почек. Всего 139выявлены пациенты с патологоанатомически диагностированным раком легкого. Для всех участников клинические данные и демографические характеристики были собраны из медицинских карт и анкет.

LDCT-обследование и анализы

Спиральные КТ-изображения были получены с использованием 64-детекторного рядного КТ-сканера с настройкой низкой дозы (120 кВ [пик], 30 мА) и были реконструированы в перекрывающихся смежных шагах по 5 мм с шагом 1,25 мм. Изображения LDCT всех включенных участников были сначала проанализированы с помощью программы σ-Discover Lung на основе искусственного интеллекта (предоставленной 12 SIGMA Technology Company, Ltd, Пекин, Китай), а затем подтверждены опытным радиологом (Y.G.).

Сбор выдыхаемого воздуха

Все образцы выдыхаемого воздуха были собраны обученными исследователями в соответствии с одним и тем же протоколом. Образцы выдыхаемого воздуха собирали утром у всех участников. У пациентов с раком легкого его собирали на следующее утро после поступления в больницу. У здоровых людей выдыхаемый воздух собирали в тот же день физического обследования и до исследования LDCT. Все участники голодали не менее 8 часов. Чтобы уменьшить потенциальные смешанные факторы, всех участников попросили не употреблять острую пищу, алкоголь или кофе накануне сбора выдыхаемого воздуха.

Самодельное оборудование для отбора проб использовалось для отбора проб выдыхаемого воздуха, а проба выдыхаемого воздуха хранилась с использованием воздушных мешков Tedlar (DuPont de Nemours). Оборудование для отбора проб состояло из одноразовой лицевой маски, охлаждающего модуля, датчика CO ₂ и интерактивного экрана, как показано на рис. 2. Одноразовая лицевая маска заменялась перед каждым сбором во избежание перекрестного загрязнения. Датчик CO ₂ использовался для обеспечения сбора альвеолярного воздуха. Короче говоря, каждый участник делал глубокий вдох, а затем медленно выдыхал через маску в аппарат. Сбор выдыхаемого воздуха начинался после того, как CO ₂ Датчик обнаружил, что концентрация CO ₂ превысила 4%.

Участники сначала полоскали горло чистой водой, затем выполняли один глубокий носовой вдох с последующим полным выдохом через рот в воздушный мешок. В обоих клинических центрах образцы дыхания собирали в стационарной комнате, а воздух в помещении также собирали до и после сбора образцов участников. Все подушки безопасности были доставлены в лабораторию и испытаны в течение 4 часов. Выдыхаемый воздух собирали перед сканированием LDCT для контрольной группы и перед операцией или EBUS-TBNA для стационарных пациентов. Команда по анализу данных была слепа к клиническому диагнозу, и клиническая команда, проводившая операцию, также была слепа к тестам на дыхание.

Обнаружение HPPI-TOFMS

О дизайне и структуре HPPI-TOFMS сообщалось ранее. ²⁶ HPPI-TOFMS состоял из источника ионов HPPI на основе вакуумной ультрафиолетовой лампы и времяпролетного масс-анализатора с ортогональным ускорением (oa-TOF). максимум) при отношении массы к заряду (m/z) = 92, что было достигнуто с бесполевой дрейфовой трубкой длиной 0,4 м. Давление в ионном источнике HPPI было установлено на уровне 500 Па, а в ионном источнике были расположены 2 капилляра. Проба выдыхаемого воздуха в газовой фазе вводилась непосредственно в зону ионизации через капилляр из нержавеющей стали с внутренним диаметром 250 мкм и длиной 0,60 м из воздушного мешка. Чтобы исключить конденсацию выдыхаемых ЛОС и свести к минимуму возможную поверхностную адсорбцию, капилляр из нержавеющей стали нагревали до 100 °C, а источник ионов HPPI нагревали до 60 °C. Сигналы TOF регистрировали с помощью преобразователя времени в цифру 400 пикосекунд при частоте 25 кГц, и все масс-спектры накапливались в течение 60 секунд. Пики масс-спектра, обнаруженные с помощью HPPI-TOFMS, с m/z менее 500, были записаны, и 32500 признаков были извлечены из данных HPPI-TOFMS для каждого образца выдыхаемого воздуха.

Построение модели обнаружения с помощью SVM

Суть этой работы состоит в том, чтобы отличить пациентов с раком легких от здоровых людей, что можно рассматривать как проблему бинарной классификации. В машинном обучении проблема бинарной классификации может быть решена с помощью модели регрессии или модели классификации. В этой работе мы выбираем классификационную модель SVM, чтобы отличить больных раком легкого от здоровых людей. Ядром SVM является вывод веса w и смещение b , которое рассматривается как классификатор и фиксируется после обучения с набором обучающих данных. Учитывая выборку x , ее показатель предсказания y может быть получен как y  =  w ^T  ×  x  +  b . Для бинарной классификации (т. е. пациент с раком легкого и здоровый человек) порог вызова фиксируется равным 0 для классификации положительных и отрицательных образцов. Например, образец может быть классифицирован как имеющий рак легкого, если y меньше или равно 0 или наоборот. Для SVM для обучения модели применяется линейное ядро.

Для SVM параметр регуляризации C является критическим параметром для ограничения штрафа за неправильно классифицированные выборки. Поэтому мы сначала выполнили 500 итераций 4-кратной перекрестной проверки всего набора данных открытия, в котором 381 образец был случайным образом разделен на обучающий набор с 286 образцами (90 пациентов с раком легких и 196 здоровых людей) и тестовый набор с 95 образцов (30 больных раком легкого и 65 здоровых). Во время каждого обучения нормализация sqrt (квадратный корень) применяется в качестве стратегии предварительной обработки для нормализации исходных данных. Модель SVM использовалась для оценки средней точности классификации при 500 итерациях для различных значений параметра C . Точность обнаружения не связана с параметром C . Поэтому в этом исследовании мы установили C  = 1,0, что является значением по умолчанию в модели SVM. По настройке C  = 1,0 окончательная модель была обучена и протестирована на всем наборе данных обнаружения (381 образец) для построения модели обнаружения и оценена на окончательном наборе данных проверки (47 образцов). Код и дополнительный набор данных были загружены на GitHub.

Статистический анализ

Чувствительность, специфичность, точность, положительная прогностическая ценность и отрицательная прогностическая ценность были рассчитаны для оценки диагностической эффективности дыхательного теста. Были построены кривая рабочих характеристик приемника (ROC) и кривая точного воспроизведения, а также была рассчитана площадь под ROC (AUC) для оценки эффективности классификации дыхательного теста. Исходные характеристики были проанализированы с помощью независимых т тест или точный тест Фишера. Двусторонний P  < .05 считался значимым. Все статистические анализы проводились с использованием программного обеспечения SPSS версии 24.0 (IBM) с августа по октябрь 2020 года.

Полученные результаты

Обзор исследования и исходные характеристики

В исследование было включено 139 пациентов с раком легкого и 289 здоровых лиц. Из всех участников 228 (53,27%) были женщинами, а средний (SD) возраст составил 57,0 (11,4) лет. Мы собрали образцы выдыхаемого воздуха здоровых людей и больных раком легких с 1 марта по 1 сентября 2019 г.. После того, как диагнозы всех участников были установлены, все образцы были случайным образом отнесены к набору данных для обнаружения и набору данных для проверки. Исходные характеристики всех подходящих участников показаны в таблице 1. В группе рака легких наблюдалось значительное увеличение среднего (SD) возраста пациентов (набор исходных данных: 60,4 [10,5] лет для группы рака легких против 55,7 [12,1] лет). лет для здоровой контрольной группы; t  = 3,98; P  < .001). Большинство больных раком легкого (126 из 139пациентов) находились на ранней стадии (стадии I и II по TNM).

Тесты дыхания на выдыхаемом воздухе HPPI-TOFMS

Все приглашенные участники согласились участвовать в исследовании с показателем приемлемости для пациентов 100%, и мы провели успешный сбор образцов для всех участников. Процесс сбора выдыхаемого воздуха занял у участника примерно 60 секунд. Никаких нежелательных явлений во время сбора образцов выдыхаемого воздуха не наблюдалось.

Создание модели обнаружения рака легких

Как показано на рисунке 1, 381 участник был случайным образом распределен в набор данных для открытия, включая 120 пациентов с раком легких и 261 здорового человека. Набор данных для обнаружения был далее разбит на обучающий набор и набор для проверки, чтобы создать модель обнаружения рака легких. В обучающей выборке из 90 пациентов с раком легких и 196 здоровых людей алгоритм SVM успешно установил модель обнаружения, и эта модель могла отличать пациентов с раком легких от здоровых людей. Затем эта модель обнаружения была дополнительно проверена на тестовой выборке, состоящей из 30 больных раком легкого и 65 здоровых лиц. После 500 итераций эта модель обнаружения достигла среднего (SD) 92,97% (4,64%) для чувствительности, 96,68% (2,21%) для специфичности и 95,51% (1,93%) для точности в наборе тестов. Эта модель обнаружения получила название «Детектор рака легких по дыханию» (BreLC) v1.0.

Оценка модели в наборе данных проверки

В соответствии с проектом PROBE 47 участников были включены в набор данных слепой проверки. Модель показала чувствительность 100%, специфичность 92,86%, точность 95,74% и AUC 0,9.586 в этом наборе данных слепой проверки. Как показано в таблице 2 и на рисунке 2, все случаи рака легкого были правильно обнаружены моделью, что дало положительное прогностическое значение 90,48% и отрицательное прогностическое значение 100%. Баллы всех участников показаны на рисунке 3. Кривая ROC показала, что модель достигла AUC 0,96 в наборе данных слепой проверки, а кривая точности-отзыва также продемонстрировала надежность модели (AUC кривой точности-отзыва была 0,94).

Обсуждение

В этом исследовании мы продемонстрировали, что дыхательный тест HPPI-TOFMS применим в клинической практике. Мы также установили, что модель обнаружения рака легкого была связана с высокой чувствительностью и специфичностью.

Благодаря своей неинвазивности и высокой приемлемости дыхательный тест считается усовершенствованным инструментом диагностики и скрининга. Многие исследования изучали диагностическую эффективность выдыхаемого воздуха при раке легких. ^{2 ,14 ,27 ,28} По данным Hanna et al, ¹⁴ эти исследования имели небольшой размер выборки и низкое методологическое качество. Мы приложили много усилий, чтобы преодолеть эти недостатки. Во-первых, в этом исследовании мы использовали дизайн PROBE. Выдыхаемый воздух собирали и тестировали перед сканированием LDCT и патологической диагностикой рака легких; поэтому клинический исход был неизвестен всей исследовательской группе. После набора всех подходящих участников образцы были случайным образом распределены в наборы данных для открытия и проверки, и группа анализа данных не знала о клинических результатах. Собирая и тестируя образцы дыхания проспективно и анализируя данные ретроспективно и вслепую, мы максимально контролировали потенциальную погрешность отбора. Во-вторых, наиболее распространенной погрешностью в исследованиях биомаркеров являются систематические различия между контрольной и контрольной популяцией, и мы улучшили многие методологические детали, чтобы обеспечить стандартизированный сбор образцов и свести к минимуму погрешность измерения. Мы (1) создали группу по сбору образцов, которая была обучена и следовала тому же протоколу; (2) разработанное оборудование для отбора проб, включающее CO ₂ Датчик для обеспечения сбора альвеолярного воздуха и сведения к минимуму индивидуальных отклонений; и (3) выдыхаемый воздух собирали в стационарной комнате в каждом клиническом центре, а комнатный воздух также собирали до и после сбора проб, чтобы уменьшить факторы окружающей среды. В-третьих, набор данных обнаружения и набор данных слепой проверки для строгой оценки точности классификации необходимы для разработки биомаркеров, ^{29 ,30} , тогда как большинство исследований рака легкого включают только 1 стадию и имеют небольшой размер выборки. Таким образом, разработанный набор проверочных данных повышает качество и надежность нашего исследования.

По сравнению с ГХ-МС, HPPI-TOFMS не требует предварительной обработки образца или обогащения ЛОС, а анализ образца занимает всего 60 секунд. HPPI-TOFMS повышает разрешение для более точной идентификации и количественного определения ЛОС. Кроме того, HPPI является одним из самых мощных и популярных методов мягкой ионизации для онлайн-мониторинга следовых количеств ЛОС из-за его высокой эффективности ионизации, высокого выхода молекулярных ионов и низкой степени фрагментации. ^{26 ,31} Благодаря этим характеристикам HPPI-TOFMS может иметь большое значение для клинического применения.

Эффективность LDCT для скрининга рака легких пока неудовлетворительна, а положительная прогностическая ценность составляет примерно 8%, согласно систематическому обзору. ^{32 ,33} Хотя набор данных для слепой проверки был небольшим, BreLC v1.0 показал высокую положительную прогностическую ценность 90,48%, что указывает на то, что BreLC v1.0 может быть многообещающим инструментом-кандидатом для скрининга рака легких. Shlomi et al. ² также сообщили, что летучие органические соединения в выдыхаемом воздухе могут различать пациентов с раком легких с EGFR от вариантов, содержащих EGFR дикого типа, с точностью 83%. Эти данные свидетельствуют о многообещающем клиническом применении дыхательного тестирования. Кроме того, большинство характерных ионов HPPI были молекулярными ионами или квазимолекулярными ионами с небольшими кластерами, что полезно для интерпретации масс-спектров. ³⁴

Ограничения

Следует также отметить ограничения этого исследования. Во-первых, в отличие от предыдущих исследований с помощью ГХ-МС или датчиков, например электронного носа, мы разработали модель BreLC v1.0 на основе характеристик, извлеченных из данных HPPI-TOFMS, а не ЛОС. Этот недостаток затрудняет воспроизведение модели с другими платформами, и мы дополнительно уточним нашу масс-спектрометрию и создадим осуществимую модель обнаружения на основе ЛОС. Во-вторых, набор данных слепой проверки невелик, и модель не была подтверждена внешними данными из независимых клинических центров. Дальнейшие многоцентровые клинические исследования будут проводиться для проверки модели.

Выводы

Результаты этого диагностического исследования свидетельствуют об обнадеживающих выводах о том, что тестирование дыхания может быть надежным подходом к выявлению рака легких, а HPPI-TOFMS может обеспечить быстрое и точное обнаружение выдыхаемого воздуха. Выдыхаемый воздух имеет многообещающее клиническое применение при скрининге рака легких.

Наверх

Информация о статье

Принято к публикации: 8 февраля 2021 г.

Опубликовано: 30 марта 2021 г. doi:10.1001/jamanetworkopen.2021.3486

Открытый доступ: Это статья в открытом доступе, распространяемая на условиях лицензии CC-BY. © 2021 Мэн С. и др. Открытие сети JAMA .

Автор, ответственный за корреспонденцию: Мантан Цю, доктор медицинских наук, отделение торакальной хирургии, Народная больница Пекинского университета, 11 Xizhimen S St, Пекин 100044, Китай ([email protected]).

Вклад авторов: Доктора Цю и Мэн имели полный доступ ко всем данным исследования и несут ответственность за целостность данных и точность анализа данных. Доктора Мэн, К. Ли, Чжоу и Х. Ли внесли равный вклад в эту работу.

Концепция и дизайн: Zhou, Qiu, J. Wang.

Сбор, анализ или интерпретация данных: Все авторы.

Составление рукописи: Мэн, К. Ли, Чжоу, Го, Цю, Дж. Ван.

Критическая проверка рукописи на наличие важного интеллектуального содержания: Х. Ли, Лю, Пан, М. Ли, Л. Ван, Цю, Дж. Ван.

Статистический анализ: Мэн, Лю, Л. Ван.

Административная, техническая или материальная поддержка: Q. Li, H. Li, M. Li, Guo, Qiu.

Надзор: Чжоу, Цю, Дж. Ван.

Раскрытие информации о конфликте интересов: Д-р Х. Ли сообщил о получении патента на ручной сборщик выдыхаемого газа, выданного Shenzhen Breatha Biological Technology Company, Ltd (202010621223). Других раскрытий не поступало.

Дополнительные материалы: Хайян Ли, доктор философии (Ключевая лаборатория наук о разделении в аналитической химии CAS, Даляньский институт химической физики, Китайская академия наук), оказал помощь в обнаружении HPPI-TOFMS. Хантао Яо, доктор философии (Институт автоматизации Китайской академии наук), помогал с алгоритмом метода опорных векторов. Они не были компенсированы.

Дополнительная информация: Код алгоритма модели опорных векторов доступен на GitHub по адресу https://github.com/htyao89./Обнаружение_рака_легких_по_выдоху_дыхания.

использованная литература

1.

Брей Ф, Ферлей Дж., Сурджоматарам я, Сигел Р.Л., Торре Лос-Анджелес, Джемаль А. Глобальная статистика рака 2018: GLOBOCAN оценивает заболеваемость и смертность во всем мире от 36 видов рака в 185 странах.  CA Cancer J Clin . 2018;68(6):394-424. doi:10.3322/caac.21492PubMedGoogle ScholarCrossref

2.

Шломи Д, Абуд М, Лиран О, и другие. Обнаружение рака легких и мутации EGFR с помощью системы «электронный нос». J Торакальный онкол . 2017;12(10):1544-1551. doi:10.1016/j.jtho.2017.06.073PubMedGoogle ScholarCrossref

3.

Siegel Р.Л., Миллер КД, Джемаль А. Статистика рака, 2020 г.   CA Cancer J Clin . 2020;70(1):7-30. дои: 10.3322/caac.21590PubMedGoogle ScholarCrossref

4.

Осарогиагбон Россия, Веронези Г, Фанг В, и другие. NSCLC на ранней стадии: достижения в торакальной онкологии, 2018 г.   J Thorac Oncol . 2019;14(6):968-978. doi:10.1016/j.jtho.2019.02.029PubMedGoogle ScholarCrossref

5.

Henschke КИ, Янкелевиц ДФ, Либби DM, Пасмантье МВ, Смит Дж. П., Миеттинен ОС; Исследователи Международной программы действий по раннему раку легких. Выживаемость больных раком легкого I стадии, выявленным при КТ-скрининге.  N Engl J Med . 2006;355(17):1763-1771. doi:10.1056/NEJMoa060476PubMedGoogle ScholarCrossref

6.

Аберле ДР, Адамс АМ, Берг компакт-диск, и другие; Национальная исследовательская группа по скринингу легких. Снижение смертности от рака легких с помощью низкодозового компьютерного томографического скрининга.  N Engl J Med . 2011;365(5):395-409. doi:10.1056/NEJMoa1102873PubMedGoogle ScholarCrossref

7.

Bölükbas С, Эберлейн М, Ширрен Дж. Лечение узелков в легких, обнаруженных с помощью объемной КТ. N Engl J Med . 2010;362(8):757-758. doi:10.1056/NEJMc0

8PubMedGoogle ScholarCrossref

8.

Наир В.С. Лечение узелков в легких, обнаруженных с помощью объемной КТ.   N Engl J Med . 2010;362(8):757. doi:10.1056/NEJMc0

8PubMedGoogle ScholarCrossref

9.

Бах ПБ, Миркин JN, Оливер ТК, и другие. Польза и вред КТ-скрининга рака легкого: систематический обзор.  ДЖАМА . 2012;307(22):2418-2429. doi:10.1001/jama.2012.5521PubMedGoogle ScholarCrossref

10.

Кароцци FM, Бисанци С, Карроцци Л, и другие; Рабочая группа ITALUNG. Мультимодальный скрининг рака легкого с использованием панели биомаркеров ITALUNG и низкодозовой компьютерной томографии. результаты исследования биомаркеров ITALUNG.  Int J Рак . 2017;141(1):94-101. doi:10.1002/ijc.30727PubMedGoogle ScholarCrossref

11.

Хорват Я, Лазар Z, Гьюлай Н, Коллай М, Лосонци Г. Биомаркеры выдыхаемого воздуха при раке легкого.  Eur Respir J . 2009;34(1):261-275. doi:10.1183/036.00142508PubMedGoogle ScholarCrossref

12.

Нахле МК, Амаль Х, Джерис Р, и другие. Диагностика и классификация 17 заболеваний у 1404 субъектов с помощью анализа паттернов выдыхаемых молекул.  ACS Nano . 2017;11(1):112-125. doi:10.1021/acsnano.6b04930PubMedGoogle ScholarCrossref

13.

Гордон С.М., Сидон JP, Кротошинский БК, Гиббонс РД, О’Нил ХДж. Летучие органические соединения в выдыхаемом воздухе больных раком легких.  Clin Chem . 1985;31(8):1278-1282. doi:10.1093/clinchem/31.8.1278PubMedGoogle ScholarCrossref

14.

Ханна ГБ, Бошир PR, Маркар SR, Романо А. Точность и методологические проблемы тестов выдыхаемого воздуха на основе летучих органических соединений для диагностики рака: систематический обзор и метаанализ. JAMA Oncol.  2019; 5 (1): e182815. doi:10.1001/jamaoncol.2018.2815PubMedGoogle Scholar

15.

Das МК, Бишвал СК, Дас А, и другие. Исследование специфического для пола волатома выдыхаемого воздуха у людей с помощью GCxGC-TOF-MS.  Анальная химия . 2014;86(2):1229-1237. doi:10.1021/ac403541aPubMedGoogle ScholarCrossref

16.

Marzorati D, Майнарди Л, Седда Г, Гаспарри Р, Спаджари Л, Сервери П. Обзор выдыхаемого воздуха: ключевая роль в диагностике рака легких.  J Дыхание Res . 2019;13(3):034001. doi:10.1088/1752-7163/ab0684PubMedGoogle Scholar

17.

Gaugg МТ, Гомес DG, Барриос-Колльядо С, и другие. Расширение охвата метаболитов анализом дыхания в режиме реального времени за счет сочетания универсального вторичного источника ионизации электрораспылением и масс-спектрометрии высокого разрешения — пилотное исследование курильщиков табака. J Res Res . 2016;10(1):016010. doi:10.1088/1752-7155/10/1/016010PubMedGoogle Scholar

18.

Маркар СР, подбородок СТ, Романо А, и другие. Определение профиля летучих органических соединений при колоректальном раке с использованием масс-спектрометрии с проточной трубкой с выбранными ионами. Энн Сург . 2019.269(5):903-910. doi:10.1097/SLA.0000000000002539PubMedGoogle ScholarCrossref

19.

Trefz П, Шмидт М, Ортель П, и другие. Непрерывный мониторинг выдыхаемого газа в режиме реального времени в клинических условиях с помощью времяпролетной масс-спектрометрии реакции переноса протона. Анальная химия . 2013;85(21):10321-10329. doi:10.1021/ac402298vPubMedGoogle ScholarCrossref

20.

Чен Х, Вортманн А, Чжан В, Зеноби Р. Быстрое снятие отпечатков пальцев нелетучих соединений в выдыхаемом воздухе in vivo с помощью квадрупольной времяпролетной масс-спектрометрии с ионизацией электрораспылением. Angew Chem Int Ed Engl . 2007;46(4):580-583. doi:10.1002/anie.200602942PubMedGoogle ScholarCrossref

21.

Цзян Д, Ли Э, Чжоу Q, и другие. Онлайн-мониторинг интраоперационного выдыхаемого пропофола с помощью спектрометрии подвижности ионов с отрицательной фотоионизацией с ацетоном в сочетании с введением продувки с временным разрешением.   Анальная химия . 2018;90(8):5280-5289. doi:10.1021/acs.analchem.8b00171PubMedGoogle ScholarCrossref

22.

Цзян Д, Ван Х, Чен С, и другие. Спектрометрия подвижности положительных ионов с фотоионизацией с добавлением допанта в сочетании с введением продувки с временным разрешением для количественного онлайн-мониторинга интраоперационного пропофола в конце выдоха.  Анальный Чим Акта . 2018;1032:83-90. doi:10.1016/j.aca.2018.06.047PubMedGoogle ScholarCrossref

23.

Сяо Й, Ван Х, Ли Е, и другие. Быстрое определение интраоперационной концентрации пропофола в крови в операционной с помощью спектрометрии нейтрального высвобождения с добавкой и отрицательной фотоионизационной подвижности ионов.  Анал Чим Акта . 2020;1098:47-55. doi:10.1016/j.aca.2019.11.011PubMedGoogle ScholarCrossref

24.

Боссайт премьер-министр, Рейтсма Джей Би, Брунс DE, и другие; Группа компаний СТАРД. STARD 2015: обновленный список основных элементов для отчетов об исследованиях точности диагностики. BMJ . 2015;351:h5527. doi:10.1136/bmj.h5527PubMedGoogle ScholarCrossref

25.

Ransohoff ДФ. Процесс открытия и разработки биомаркеров рака: работа в процессе. J Natl Cancer Inst . 2008;100(20):1419-1420. doi:10.1093/jnci/djn339PubMedGoogle ScholarCrossref

26.

Ван Ю, Цзян Дж, Хуа Л, и другие. Источник ионизации фотонов высокого давления для TOFMS и его применение для онлайн-анализа дыхания.  Анальная химия . 2016;88(18):9047-9055. doi:10.1021/acs.analchem.6b01707PubMedGoogle ScholarCrossref

27.

Bousamra М II, Шумер Э, Ли М, и другие. Количественный анализ выдыхаемых карбонильных соединений позволяет отличить доброкачественное заболевание легких от злокачественного. J Торакальный сердечно-сосудистый хирург . 2014;148(3):1074-1080. doi:10.1016/j.jtcvs.2014.06.006PubMedGoogle ScholarCrossref

28.

Ван де Гур Р, ван Хоорен М, Дингеманс АМ, Кремер Б, Кросс К. Обучение и проверка портативного электронного носа для скрининга рака легких. J Торакальный онкол . 2018;13(5):676-681. doi:10.1016/j.jtho.2018.01.024PubMedGoogle ScholarCrossref

29.

Пепе MS, Эциони Р, Фэн Z, и другие. Фазы разработки биомаркеров для раннего выявления рака. J Natl Cancer Inst . 2001;93(14):1054-1061. doi:10.1093/jnci/93.14.1054PubMedGoogle ScholarCrossref

30.

Бейкер С.Г., Крамер BS, Макинтош М, Паттерсон БХ, Шир Y, коньки С. Оценка маркеров для раннего выявления рака: обзор дизайна и методов исследования.  Clin Trials . 2006;3(1):43-56. doi:10.1191/1740774506cn130oaPubMedGoogle ScholarCrossref

31.

Li Цюй, Хуа Л, Се Й, и другие. Времяпролетная масс-спектрометрия с однофотонной ионизацией с безоконной ВЧ-разрядной лампой для мониторинга с высоким временным разрешением начальной стадии реакции метанола в олефины.  Аналитик . 2019;144(4):1104-1109. doi: 10.1039/C8AN01840EPubMedGoogle ScholarCrossref

32.

Ян В, Цянь Ф, Тэн Дж, и другие; Написано от имени Совместной группы торакальной хирургии AME. Скрининг рака легких по месту жительства с помощью низкодозовой КТ в Китае: результаты базового скрининга.  Рак легкого . 2018;117:20-26. doi:10.1016/j.lungcan.2018.01.003PubMedGoogle ScholarCrossref

33.

Yau Г, замок М, Родригес Г. Систематический обзор базового скрининга рака легкого с помощью низкодозовой КТ.  Рак легкого . 2007;58(2):161-170. doi:10.1016/j.lungcan.2007.07.006PubMedGoogle ScholarCrossref

34.

Ван Ю, Хуа Л, Цзян Дж, и другие. Времяпролетная масс-спектрометрия с фотонной ионизацией высокого давления в сочетании с динамической продувкой-впрыском для быстрого анализа летучих метаболитов в моче.  Анал Чим Акта . 2018;1008:74-81. doi:10.1016/j.aca.2018.01.006PubMedGoogle ScholarCrossref

(PDF) Клинический потенциал анализа выдыхаемого воздуха при сахарном диабете (2012) | Тимоти Д. К. Мин

Журнальная статья•DOI•

Рост использования митохондрий в медицине.

[…]

Martin Picard ¹ , Дуглас С. Уоллес ² , Ян Бурелле ³ • Институты (

3

)

01 Sep 2016-Mitochondrion

9004 TL; DRES Рассмотрены конкретные аспекты митохондриальной биологии, которые внесли свой вклад и, вероятно, продолжат способствовать прогрессу современной медицины.

…читать дальшечитать меньше

Резюме: когда-то считавшиеся исключительно электростанцией клетки, теперь признано, что митохондрии выполняют множество важных функций помимо производства энергии, оказывая влияние на большинство областей клеточной биологии и медицины. С момента появления молекулярной биологии и открытия патогенных дефектов митохондриальной ДНК в 1980-х годах исследовательские успехи выявили ряд распространенных заболеваний человека, общий патогенез которых связан с митохондриальной дисфункцией. Митохондрии претерпевают определяющие функцию динамические изменения формы, взаимодействуют друг с другом, регулируют экспрессию генов в ядре, модулируют синаптическую передачу в головном мозге, высвобождают молекулы, которые способствуют онкогенной трансформации и системно запускают воспалительные реакции, а также влияют на регуляцию сложных физиологических систем. Таким образом, новые митопатогенные механизмы обнаруживаются в ряде медицинских дисциплин, включая генетику, онкологию, неврологию, иммунологию и реаниматологию. Расширение знаний о биоэнергетических аспектах болезней человека предоставило новые возможности для диагностики, терапии, профилактики и объединения различных областей медицины. В этой статье мы рассмотрим конкретные аспекты митохондриальной биологии, которые внесли свой вклад и, вероятно, продолжат способствовать прогрессу современной медицины.

…читать дальшечитать меньше

267 цитат

---

Цитаты из «Клинический потенциал выдыхаемого B…» разработка и применение неинвазивных и минимально инвазивных технологий для измерения митохондриальной (дис)функции (Goh et al., 2014; Minh Tdo et al., 2012; Roede et al., 2012; Wallace et al., 1988; Zand и др., 2013)….

[…]

……западным и восточным перспективам в медицине должна способствовать разработка и применение неинвазивных и минимально инвазивных технологий для измерения митохондриальной (дис)функции (Goh et al. , 2014; Minh Tdo et al., 2012; Roede et al., 2012; Wallace et al., 1988; Zand et al., 2013)….

[…]

---

Статья в журнале •DOI•

Выбор и анализ признаков коррелированных данных датчика газа с рекурсивным исключением признаков

[…]

Ke Yan ¹ , Dapeng Zhang ² •Учреждения (

2

)

01 июня 2015 г. -Сенсоры и приводы B-алгоритм улучшен: 070 900; SVM-RFE + CBR предлагается путем включения стратегии уменьшения смещения корреляции (CBR) в процедуру устранения признаков, которая превосходит исходный SVM-RFE и другие типичные алгоритмы.

…читать дальшечитать меньше

Аннотация: Метод рекурсивного исключения признаков методом опорных векторов (SVM-RFE) — это мощный алгоритм выбора признаков. Однако, когда набор признаков-кандидатов содержит сильно коррелированные признаки, критерий ранжирования SVM-RFE будет смещен, что затруднит применение SVM-RFE к данным датчика газа. В данной статье изучаются линейный и нелинейный алгоритмы SVM-RFE. После исследования смещения корреляции предлагается улучшенный алгоритм SVM-RFE + CBR путем включения стратегии уменьшения смещения корреляции (CBR) в процедуру исключения признаков. Эксперименты проводятся с синтетическим набором данных и двумя наборами данных анализа дыхания, один из которых содержит датчики с температурной модуляцией. Большие и полные наборы переходных характеристик извлекаются из откликов датчиков. Точность классификации с выбором признаков доказывает эффективность предложенного SVM-RFE + CBR. Он превосходит оригинальный SVM-RFE и другие типичные алгоритмы. Метод ансамбля дополнительно изучается для повышения стабильности предлагаемого метода. Путем статистического анализа ранжирования функций можно получить некоторые знания, которые могут помочь в разработке будущих электронных носов и алгоритмов извлечения функций.

…читать дальшеЧитать меньше

250 цитирований

---

Журнальная статья•DOI•

Анализ дыхания как потенциальное и неинвазивное средство диагностики заболеваний: обзор

[…]

Хорхе А. М. ¹ , Priscilla porto-figueira ¹ , Карина Кавако ¹ , Хушман Таунк

+4 Подробнее • Институты (

3

)

09 января 2015-МЕТАБОЛЯ. огромный потенциал для разработки биомаркеров для ранней диагностики заболеваний, особенно тех, которые позволяют надежно выявлять заболевания на ранних стадиях, предпочтительно с использованием неинвазивных подходов.

…читать дальшечитать меньше

Резюме: В настоящее время небольшое количество заболеваний, в частности сердечно-сосудистых (ССЗ), онкологических (ОД), нейродегенеративных (НДЗ), хронических респираторных заболеваний, а также сахарного диабета, составляют тяжелое бремя для большинство стран мира. Следовательно, существует острая необходимость в разработке эффективных диагностических инструментов, особенно таких, которые позволяют надежно выявлять заболевания на ранних стадиях, предпочтительно с использованием неинвазивных подходов. Анализ дыхания представляет собой неинвазивный подход, основанный только на характеристике летучих компонентов выдыхаемого воздуха (ВВ), который, в свою очередь, отражает летучий состав кровотока и дыхательных путей и, следовательно, состояние и состояние метаболизма всего организма. Усовершенствованные процедуры отбора проб (твердофазная и игольчатая микроэкстракция) в сочетании с современными аналитическими технологиями (масс-спектрометрия с реакцией переноса протона, масс-спектрометрия с протоком отдельных ионов, спектрометрия ионной подвижности, e-носы и т. д.) позволяют характеризовать состав ЭТ до беспрецедентный уровень. Однако ключевой проблемой в анализе ЭБ является надлежащий статистический анализ и интерпретация больших и разнородных наборов данных, полученных в результате исследования ЭБ. В литературе пока нет стандартной статистической структуры/протокола, который можно было бы использовать для анализа данных ЭБ с целью обнаружения биомаркеров для использования в типичной клинической ситуации. Тем не менее, анализ ЭБ имеет огромный потенциал для разработки биомаркеров для ранней диагностики заболеваний.

…читать дальшечитать меньше

159 цитирований

---

Цитаты из «Клинический потенциал выдыхаемого B.

..» на миллион (ppm) общего объема дыхания [13,16,17], хотя некоторые из них, такие как ацетон, изопрен и пропанол, более распространены, существуют в диапазоне от ppm до субppm, в то время как кетоны, альдегиды и пентан, например, встречаются при еще более низких концентрациях, от частей на миллиард (ppb) до частей на триллион (ppt) [18–21]….

[…]

---

Журнальная статья•DOI•

Является ли ацетон выдыхаемого воздуха биомаркером диабета? Исторический обзор измерений ацетона в выдыхаемом воздухе.

[…]

Zhennan Wang ¹ , Chuji Wang ¹ • Учреждения (

1

)

20 августа 2013 г.-исследование дыхания

TL; DR: результаты из шести. независимые исследования с участием четко определенных пациентов с диабетом 1 и 2 типа единогласно подтверждают, что при диабете 1 типа существует повышенная средняя концентрация ацетона в выдыхаемом воздухе.

…читать дальшечитать меньше

Резюме: С момента открытия в древности «сладкого запаха» выдыхаемого человека человека поиски диагностики заболеваний на основе анализа дыхания никогда не прекращались. Собственно, «запах» дыхания, как один из трех ключевых методов диагностики болезней, использовался в восточной медицине более трех тысяч лет. С развитием технологий измерения чувствительности и селективности были идентифицированы и установлены более специфические виды выдыхаемого газа в качестве биомаркеров конкретного заболевания. Ацетон является одним из дыхательных газов, и его концентрацию в выдыхаемом воздухе в настоящее время можно определить с высокой точностью с использованием различных методов и методов. При распространенности диабета во всем мире, который обычно диагностируется с помощью анализов крови, стремление людей к диагностике и мониторингу диабета, не основанным на крови, никогда не угасало. Такие вопросы, как ацетон в выдыхаемом воздухе является биомаркером диабета и как ацетон в выдыхаемом воздухе связан с уровнем глюкозы в крови (ГК) (золотой критерий, который в настоящее время используется в клинике для диагностики, мониторинга и лечения диабета), остаются без ответа. Большинство текущих исследований в области измерения ацетона в выдыхаемом воздухе и его технологических разработок сосредоточены на решении первого вопроса. Попытки решить второй вопрос начались недавно. Самое раннее измерение ацетона в выдыхаемом воздухе у пациентов с четко определенным диабетом было зарегистрировано более 60 лет назад. За более чем полвека, как показано в этой статье, было проведено более 41 независимого исследования ацетона в выдыхаемом воздухе с использованием различных методик и методов, в которых приняли участие более 3211 человек, в том числе 1581 здоровый человек, 242 пациента с диабетом 1 типа, 384 человека. В исследованиях использовались пациенты с диабетом 2 типа, 174 пациента с неуточненным диабетом и 830 пациентов без диабета или здоровых субъектов, находящихся в различных физиологических условиях. Результаты измерений ацетона в выдыхаемом воздухе, собранные в этом обзоре, подтверждают, что многие состояния могут вызывать изменения концентрации ацетона в выдыхаемом воздухе; однако результаты шести независимых исследований с участием четко определенных пациентов с диабетом 1 и 2 типа единодушно подтверждают, что при диабете 1 типа существует повышенная средняя концентрация ацетона в выдыхаемом воздухе. Обратите внимание, что существует некоторое совпадение между диапазонами концентрации ацетона в выдыхаемом воздухе у отдельных пациентов с СД1 и у здоровых людей; это напоминает об осторожности при использовании дыхательного теста с ацетоном для диагностики T1D. Для сравнения, слишком рано делать общий вывод о взаимосвязи между уровнем ацетона в выдыхаемом воздухе и уровнем ГК на основании очень ограниченных данных в литературе.

…читать дальшеЧитать меньше

158 цитат

---

Дополнительные выдержки

---

Статья в журнале•DOI•

Анализ выдыхаемого воздуха с помощью электронного носа при заболеваниях дыхательных путей. Установленные проблемы и ключевые вопросы.

[…]

Niki Fens ¹ , M P van der Schee ¹ , Пол Бринкман ¹ , Питер Дж. Стэрк ¹ • Институты (

1

)

017. Jul. -Клиническая и экспериментальная аллергия

TL;DR: В этом обзоре описывается текущее состояние клинической валидации и применения анализа дыхания с помощью электронных носов в диагностике и мониторинге хронических заболеваний дыхательных путей, а также приводятся следующие шаги на пути к клиническому применению электронных носов.

…читать дальшечитать меньше

Резюме: Выдыхаемый воздух содержит много летучих органических соединений (ЛОС), которые являются результатом нормальных и связанных с болезнью метаболических процессов в любой части тела. Различные методы омики могут оценить структуру этих ЛОС. Один из таких омических методов, подходящих для анализа дыхания, представлен электронными носами (eNoses), обеспечивающими отпечатки выдыхаемых летучих органических соединений, называемые отпечатками дыхания. Было показано, что следы дыхания изменяются при различных болезненных состояниях, в том числе при астме и ХОБЛ. В этом обзоре описывается текущее состояние клинической валидации и применения анализа дыхания с помощью электронных носов в диагностике и мониторинге хронических заболеваний дыхательных путей.