Спосіб діагностики ожиріння, діабету або метаболічного синдрому на ранніх стадіях

Реферат: Винахід належить до медицини, зокрема до терапії, і може бути використаний для визначення ризику розвитку метаболічного синдрому та ожиріння на ранніх стадіях, де як ранні маркери ризику розвитку вказаних станів використовують показники рівнів IL-10, IL-12, секреторного IgA в копрофільтраті та сироватці крові, загального IgA в сироватці, кількості кишкової палички з нормальною ферментацією і біфідобактерій та ентерококів в кишковій мікробіоті. UA 108566 C2 (12) UA 108566 C2 UA 108566 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Винахід належить до медицини, зокрема до терапії, і може бути використаний для визначення ризику розвитку ожиріння та метаболічного синдрому на ранніх стадіях. Відомий спосіб діагностики метаболічного синдрому при наявності сукупності клініколабораторних показників, зокрема ожиріння - окружність талії більше 88 см у жінок та більше 104 см у чоловіків, артеріальної гіпертензії підвищення рівня тригліцеридів, зниження рівня (повна назва і скорочена) ХС ліпопротеїни високої щільності (ЛПВЩ), ХС ліпопротеїни низької щільності (ЛПШЩ) [1, 2, 3] - прототипи. Але така діагностика стосується тих хворих, у яких яскраво виражена клінічна картина з класичними ознаками метаболічного синдрому, тобто на пізніх стадіях захворювання [1, 5, 6, 7]. Актуальною проблемою є розпізнавання та діагностика цього синдрому на ранніх стадіях його розвитку, точніше виявлення ризиків розвитку метаболічного синдрому та ожиріння в майбутньому. Задачею винаходу було знайти і розробити сукупність тестів, які дадуть можливість прогнозувати ризик виникнення метаболічного синдрому задовго до його виражених клінічних проявів. Поставлена задача вирішується тим, що в способі діагностики ожиріння, діабету або метаболічного синдрому на ранніх стадіях, який включає обстеження з визначенням обхвату талії, індексу маси тіла, рівня артеріального тиску, рівня тригліцеридів, ХС ліпопротеїнів високої щільності (ЛПВЩ), ХС ліпопротеїнів низької щільності (ЛПШЩ), рівня цукру натщесерце, толерантності до глюкози, додатково визначають рівень інтерлейкіну 10, інтерлейкіну 12, секреторного імуноглобуліну А в копрофільтраті та сироватці крові, загального імуноглобуліну А - в сироватці крові, а також кількість кишкової палички з нормальною ферментацією, біфідобактерій та ентерококів в кишковій мікробіоті класичним бактеріологічним аналізом. Запропонований спосіб дасть можливість виявити і спрогнозувати ризики розвитку метаболічного синдрому та ожиріння задовго до виражених клінічних проявів. Між запропонованим способом прогнозування ризику розвитку метаболічного синдрому на ранніх етапах та його патогенезом існує чіткий взаємозв'язок. При зниженні рівня секреторного імуноглобуліну А в копрофільтраті при збереженому нормальному рівні секреторного імуноглобуліну А в сироватці крові та інтерлейкіну 12 нижче 6,3 пг/мл, збільшення концентрації загального імуноглобуліну А в сироватці крові вище 4,0 мг/мл, зменшення нормально6 ферментуючої кишкової палички до 10 КУО/г, різкому зростанні кількості ентерококів в складі 8 7 кишкової мікробіоти до 10 КУО/г, зменшенні кількості біфідобактерій до 10 КУО/г прогнозують ризик розвитку метаболічного синдрому та ожиріння. Харчові продукти, які надходять в раціон людини, повинні бути повноцінними і проходити обробку в органах травлення для одержання таких речовин, які здатні засвоюватися і включатися в метаболізм. Якщо процеси травлення в кишечнику порушуються, виникає порушення в складі кишкової мікробіоти та локального імунного захисту, що в свою чергу веде до порушень в обміні речовин та спричинює розвиток багатьох хвороб, в тому числі і формування метаболічного синдрому в класичному варіанті і розвиток ожиріння. Тому в першу чергу слід вивчати і шукати порушення в органах шлунково-кишкового тракту та імунної системи. Показниками нормального фізіологічного обміну речовин є нормальні значення глюкози крові натще, холестерину, тригліцеридів, ліпопротеїдів та рівня AT тиску в крові, також важливим компонентом гомеостазу в організмі є стан кишкової мікробіоти, оскільки кількісне співвідношення між різними представниками забезпечує нормальний процес травлення в кишечнику та забезпечує фізіологічний обмін речовин (табл. 1). Таблиця 1 Мікробіологічні показники кишкової мікробіоти у здорових осіб Назва мікроорганізму Bifidobacterium spp. Lactobacillus spp. Enterococcus spp. E. coli (з нормальними ферментативними властивостями) E. coli (зі зниженими ферментативними властивостями) Е. coli (Lac -) Proteus spp. 1 НОРМА Кількість бактерій (КУО/г) 81010 10 6 7 10 -10 56 10 10 7 8 10 -10 6 7 10 -10 6 7 10 -10 4 Менше 10 UA 108566 C2 Продовження таблиці 1 4 Умовно-патогенні м/о Staphylococcus spp. Candida spp. Clostridium spp. 5 Менше 10 4 Менше 10 4 Менше 10 5 Менше 10 Запропонований метод включає: визначення інтерлейкіну 10, інтерлейкіну 12, імуноглобуліну А (секреторний в копрофільтраті та сироватці крові, загальний імуноглобулін А в сироватці), визначення складу кишкової мікробіоти класичним бактеріологічним аналізом (табл. 2 і 3). Таблиця 2 Імунологічні показники у пацієнтів із діагностованим метаболічним синдромом та ожирінням № Показник 1 глікозильований гемоглобін НbА1с 2 обхват талії 3 IgA загальний (сироватковий) 4 sIgA секреторний в крові 5 sIgA секреторний в копрофільтраті 6 інтерлейкін 10 7 інтерлейкін 12 Референтні Середнє Достовірність (контрольні) показники значення М±m =-0,869 4-6 % 7,366667±0,6 р=0,02 r=0,866 сантиметрів 105,8333±2,4 р=0,02 r=0,894 0,8-4,0 мг/мл 31,98167±2,4 р=0,01 r=0,875 1,69-5,47 мг/л 2,993333±0,2 p=0,1 r=-0,860 23,2-63,5 мг/л 9,383333±0,6 р=0,02 r=0,88 3,9-12,5 пг/мл 14,049±0,3 р=0,01 r=0,853 6,3-400 пг/мл 2,2505±0,03 р = 0,03 Таблиця 3 Мікробіологічні показники пацієнтів з діагностованим метаболічним синдромом та ожирінням Метаболічний синдром та ожиріння Середнє Норма Достовірність значення, КУО/г (КУО/г) r=0,839 8 8 10 1 × 10 10 -10 р=0,03 r=0,99 5-6 6 7 7 × 10 10 -10 р=0,01 r=0,832 8 5 6 1 × 10 10 -10 р=0,03 r=-0,869 5 7 8 1 × 10 10 -10 р=0,02 r=0 6 7 0 10 -10 р=0 r=0,852 7-8 6 7 1 × 10 10 -10 р=0,03 r=0 4 0 менше 10 р=0 r=0,866 6-7 4 1 × 10 менше 10 р=0,02 r=0 4 0 менше 10 р= 0 Назва мікроорганізму Bifidobacterium spp. Lactobacillus spp. Enterococcus spp. E. coli (з нормальними ферментативними властивостями) E. coli (зі зниженими ферментативними властивостями) Е. coli (Lac -) Proteus spp. Умовно-патогенні м/о Staphylococcus spp. 2 UA 108566 C2 Продовження таблиці 3 r=0 р=0 r=0,657 р=0,1 Candida spp. Clostridium spp. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 менше 10 0 8 1 × 10 4 менше 10 5 У пацієнтів з діагнозом "метаболічний синдром" встановлена кореляційна залежність між зниженням титрів представників коменсальної мікробіоти кишечнику Bifidobacterium spp., високими рівнями тригліцеридів (р = 0,51), холестерину (р=0,852) в сироватці крові, надлишкової маси тіла (р = 0,751) та перевищуючі нормальні значення показників обхвату талії, які свідчать про "абдомінальний тип" ожиріння (р=0,656). Кількість Lactobacillus spp. в кишечнику корелює з вмістом глікозильованого гемоглобіну в крові (р = 0,894) і антикорелює з титрами лактозо-позитивних Е. coli (p=-0,896). Високі концентрації глікозильованого гемоглобіну корелювали з різким збільшенням загального IgA в сироватці крові (р=0,894), продукцією ФНП-α (р=0,643) і зниженням секреції IgAc у фільтраті вмісту кишечнику (р=0,860), що доводить правомочність запальної (імунної) теорії ініціації цукрового діабету (метаболічного синдрому). Рівні тригліцеридів і холестерину безпосередньо пов'язані зі збільшення числа Enterococcus spp. в кишечнику (відповідно р=0,83 і р=0,65) і зниженням рівня IL-12 (р=0,853 і р=0,636 відповідно). Підвищені рівні IL-10 спостерігали у пацієнтів з надлишковою масою тіла (р=-0,703), високими значеннями глікозильованого гемоглобіну (р=-0,764) і холестерину (р=-0,577). У пацієнтів із серцево-судинними захворюваннями домінуючими представниками кишкової мікробіоти виявилися потенційно патогенні ентеробактерії. Титри Staphylococcus spp., Candida spp. і лактозо-негативної Е. coli корелювали з високим вмістом сечової кислоти в сироватці крові (р = 0,994, р = 0,984 і р = 0,694 відповідно). Кількість Proteus spp. у вмісті кишечнику прямо пов'язана з локальною секрецією IgA (p=0,903), тоді як наростання титрів Clostridium spp. призводило до підвищеної секреції ФНП-α в сироватці крові (р = 0,582). У результаті статистичної обробки комплексу діагностичних параметрів, отриманих в клінічному експерименті запропоновані ранні мікробіологічні та імунологічні маркери для виявлення порушень обміну речовин організму, ведуть до виникнення діабету, ожиріння (метаболічного синдрому) і серцево-судинних захворювань людини різної тяжкості. Якщо за результатами обстеження цей діагноз виставити неможливо, переходять до більш глибокого обстеження пацієнта і визначають рівень IL-10, IL-12, секреторні IgA в копрофільтраті та сироватці крові, загальний IgA в сироватці крові, склад кишкової мікробіоти а саме: ентерококів, біфідобактерій, лактобактерій та кишкової палички з нормальною ферментацією, класичним бактеріологічним аналізом. Після цього порівнюють одержані результати хворого з результатами обстеження контрольної групи. При виявленні зміни рівня IL-10, IL-12, секреторних IgA в копрофільтраті та сироватці крові, загального IgA в сироватці крові, склад кишкової мікробіоти а саме: ентерококів, біфідобактерій, лактобактерій та кишкової палички з нормальною ферментацією, класичним бактеріологічним аналізом, то діагностують ризик розвитку метаболічного синдрому та ожиріння. Хворого попереджують про імовірність розвитку у нього метаболічного синдрому і дають практичні рекомендації щодо корекції виявлених порушень. Даним способом було встановлено, що при врахуванні класичних показників немає порушення обміну речовин, однак при проведенні додаткового обстеження встановлено, що є ризик розвитку метаболічного синдрому за показниками бактеріологічного обстеження та імунологічними показниками. Встановлено діагноз: ризик розвитку метаболічного синдрому та ожиріння. Для перевірки придатності запропонованого способу було обстежено 15 здорових та 30 хворих із класичними проявами ожиріння та метаболічним синдромом, та 5 осіб з відсутністю порушень обміну речовин при проведенні класичних біохімічних тестів та виявленими нами порушеннями в складі кишкової мікробіоти та імунологічних показниках характерними для розвитку метаболічного синдрому та ожиріння. У всіх 5 осіб ризик розвитку метаболічного синдрому встановлено за додатковими тестами. Винахід може бути рекомендований для використання в лікувальних закладах для ранньої діагностики порушень обміну речовин та ризику розвитку метаболічного синдрому та ожиріння. Джерела інформації: 1. Широбоков В.П. Мікробна екологія людини / В.П. Широбоков, Д.С. Яновський, Г.С Димент //Київ: ТОВ "Червона Рута-Турс". - 2009. - 311 с. 3 UA 108566 C2 5 10 15 20 2. Сучасні погляди на проблему дисбіозу кишечника та терапевтичні аспекти відновлення еубіозу: Посібник для лікарів / під ред. Г.В. Дзяк, І.І. Грищенко та ін. - К., 2004. - 240 с. 3. Manco M. Gut microbiota, lipopolysaccharides, and innate immunity in the pathogenesis of obesity and cardiovascular risk / M. Manco, L. Putignani, G. F. Bottazzo // Endocr. Rev. - 2010. - vol. 31. - № 6. - P. 817-844. 4. Maynard C. L. Reciprocal interactions of the intestinal microbiota and immune system / C. L. Maynard, С. О. Elson; R. D. Hatton; С. Т. Weaver // Nature. - 2012. - vol. 489. - P. 231-241. 5. Tremaroli V. Functional interactions between the gut microbiota and host metabolism / V. Tremaroli, F. Backhed // Nature. - 2012. - vol. 489. - P. 242-249. 6. Weinstock G. M. Genomic approaches to studying the human microbiota / G. M. Weinstock // Nature. - 2012. - vol. 489. - P. 250-256. 7. Ковальова О.М. Інтерлейкін-18 та кардіометаболічний ризик / О.М. Ковальова // Журнал НАМИ України. - 2012, Т. 18. - № 1. - С. 74-80. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Спосіб діагностики ожиріння, діабету або метаболічного синдрому на ранніх стадіях, який відрізняється тим, що додатково до базових обстежень визначають рівні IL-10, IL-12, секреторного IgA в копрофільтраті та сироватці крові, загального IgA в сироватці, кількість кишкової палички з нормальною ферментацією, біфідобактерій та ентерококів в кишковій мікробіоті і при виявленні зміни вказаних показників, у порівнянні з нормою, прогнозують ризик розвитку метаболічного синдрому та ожиріння. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4