СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ ОРГАНИЗМА ВИТАМИНОМ B В СКРИНИРУЮЩИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ Российский патент 1999 года по МПК G01N33/68 G01N33/82 

Изобретение относится к медицине, а именно к витаминологии.

Витамин B₁ (тиамин) - один из важнейших водорастворимых витаминов группы В. В живых организмах тиамин присутствует в свободной форме и трех его фосфорных эфиров - тиаминмонофосфата, тиаминдифосфата (ТДФ) и тиаминтрифосфата. Биологическое значение витамина B₁, главным образом, обусловлено действием его производного ТДФ, на долю которого приходится 60-80% всего тиамина, содержащегося в организме человека. Под контролем реакций, катализируемых ТДФ, находятся важнейшие процессы энергообразования и биосинтеза живой клетки.

Примерно 2/3 энергии, получаемой в организме, вырабатывается в метаболических системах, в которых ключевые ферменты являются ТДФ-зависимыми, т.е. тиамин является их коферментом (пируватдегидрогеназа, сукцинатдегидрогеназа и др.) Так, ТДФ-зависимая пируватдегидрогеназа принимает участие в окислительном декарбоксилировании пировиноградной кислоты (ПК) с образованием ацетил-КоА, обеспечивающем возможность полного окисления углеводов.

Другой ТДФ-зависимый фермент - α -кетоглутаратдегидрогеназа играет существенную роль в процессах катаболизма белков.

ТДФ-зависимая транскетолаза (ТК) является одним из ферментов пентозофосфатного пути окисления углеводов.

Недостаток тиамина в организме человека ведет к нарушению зависящих от ТДФ процессов энергетического и пластического обеспечения жизненных функций, что, в свою очередь, приводит к патофизиологическим и патоморфологическим изменениям, создающим картину гиповитаминоза B₁. При недостаточности тиамина наиболее значительные патологические изменения развиваются в пищеварительной, нервной и сердечно-сосудистой системах. Характерными проявлениями гиповитаминоза B₁ являются общая слабость, потеря веса тела вплоть до кахексии. Клинико-физиологическая диагностика начальных проявлений недостаточности тиамина затрудняется невыраженностью и неспецифичностью симптомов. Выраженность симптомов гиповитаминоза B₁ связана со степенью обеспеченности организма человека по тиамину. Проблема B₁ - гиповитаминозных состояний остается актуальной, требует разработки и широкого внедрения специфических способов их распознавания.

Известен способ оценки содержания тиамина в организме по расчету потребления витамина в суточном рационе с использованием анкетно-опросного метода в течение 3 дней подряд [1]. Недостатком данного метода является длительность осуществления, высокая трудоемкость, а также отсутствие учета потери витамина при кулинарной обработке пищи.

Известны способы определения обеспеченности организма тиамином в суточной или часовой экскреции витамина и его метаболитов с мочой. В то же время, на экскрецию тиамина с мочой влияют множество факторов, среди которых медикаментозное лечение, объем выделяемой мочи, состояние выделительной функции почек и другие [2]. Недостатком их также является длительность осуществления, высокая трудоемкость при сборе мочи, непригодность при массовых скринирующих исследованиях.

При исследовании содержания в крови или моче свободной формы витамина B₁ не учитывается, что тиамин не депонируется в органах и тканях, а обновление его запасов характеризуется большой скоростью, поэтому эти методы определения могут отражать (при приеме пищи богатой этим витамином) преходящую картину случайной нагрузки, предшествующей исследованию [3]; в данном случае не исключается ошибка переоценки состояния обеспеченности организма тиамином.

В качестве прототипа взят способ определения обеспеченности организма тиамином, применяемый в клинических и скринирующих исследованиях по изучению активности эритроцитарного тиаминзависимого фермента транскетолазы (ТК) и т. н. ТДФ-эффекта - количественной меры ненасыщенности ТК коферментом [4]. Активность ТК и ТДФ-эффект рассматриваются в качестве регламентирующих показателей обеспеченности организма тиамином, поскольку именно этот фермент первым из тиаминзависимых систем реагирует на недостаток витамина B₁. Необходимым условием, подтверждающим достоверность данных, получаемых с помощью коэффициентов активации эритроцитарного фермента, является выявление отрицательной корреляционной связи между базальной активностью ТК и величиной ТДФ-эффекта [3]. Тем не менее, выраженность этой корреляции не всегда отчетливо прослеживается, а скорость изменения указанных параметров в динамике различных заболеваний под влиянием как патогенных, так и лечебных факторов - не однозначна. Хотя показатель активности ТК может быть использован как эффективный биологический маркер, характеризующий гомеостаз, нет достаточных оснований считать, что максимальные ее значения являются обязательным условием хорошего здоровья [5]. К тому же, активность ТК является значительно более инертным индексом по сравнению с ТДФ-эффектом: в процессе лечения препаратами витамина B₁ последний может значимо изменяться в течение 2-4 часов, в то время как первый - нарастает только через несколько дней [6]. С другой стороны, в практике встречаются ситуации - при выраженном недоедании, белковой недостаточности и другие - когда, несмотря на незначительное поступление тиамина, при низкой активности ТК величина ТДФ-эффекта остается близкой к 1,0 и не может объективно отражать истинное состояние обеспеченности витамином.

Т. о. данный способ недостаточно точно оценивает обеспеченность организма, витамином B₁ (тиамином), особенно в скринирующих исследованиях, а также в динамике наблюдения за пациентами при проведении лекарственной и витаминотерапии.

Задачей предложенного способа является повышение точности оценки обеспеченности организма человека витамином B₁ (тиамином).

Указанная задача достигается тем, что при оценке обеспеченности организма человека витамином B₁ (тиамином) наряду с использованием показателей активности тиаминзависимого фермента - транскетолазы (ТК) и ТДФ-эффекта дополнительно определяют тиаминовый индекс (ТИ).

Способ осуществляется следующим образом:
У пациента производят забор венозной крови, по общеизвестной схеме [4] с последующим количественным расчетом показателей ТК и ТДФ-эффекта. После этого определяют ТИ по формуле:

Показатели ТИ выражают в условных единицах (у.е.).

При обследовании лиц, относящихся к категории практически здоровых, полученные нами значения ТИ колебались в пределах от 9,18 до 13,77, что для использованной методологии расчета можно считать близкими к оптимальным. Известные данные литературы о показателях активности ТК и ТДФ-эффекта в норме [7, 8, 9, 10] в целом сопоставимы с полученными в нашем исследовании. Таким образом, выявленные лимиты варьирования ТИ могут использоваться в качестве ориентира данного параметра у взрослых - практически здоровых лиц.

На основе этих данных и с учетом необходимого "запаса надежности" [11] определены: минимальный коэффициент ТИ, отражающий адекватную обеспеченность организма тиамином, а также ТИ, свидетельствующие о сниженной степени обеспеченности этим витамином и о состоянии явного гиповитаминоза В₁.

Учитывая принятое в литературе максимальное значение ТДФ-эффекта для нормальной обеспеченности организма человека витамином В₁ равное 1,15, [2] минимальный показатель ТИ, отражающий нижнюю, границу адекватной обеспеченности организма тиамином, составляет:
9,18 : 1,15 = 8 у.е.

Т. о. при значении ТИ > 8 у.е. делают вывод о достаточной обеспеченности организма человека витамином B₁.

Значение ТИ, отражающее состояние глубокого дефицита витамина В₁, с учетом общепринятого при этом ТДФ-эффекта в 1,26 [2], составляет:
(9,18 - 1 σ ) : 1,26 = 6,3 у.е.

Т.о. при значении ТИ < 6,3 у.е. делают вывод о явном гиповитаминозе B₁.

Значения ТИ в интервале от 6,4 до 7,9 свидетельствуют о сниженной обеспеченности организма человека витамином B₁ - состоянии "риска" по развитию гиповитаминоза B₁.

Пример 1. Обследуемый А. профосмотр:
Активность ТК составила 12,24 мкмль С-7-Ф/мл эритр./ч;
ТДФ-эффект - 1,04 у.е.

ТИ = 12,24 : 1,04 = 11,77 у.е.

Вывод: Состояние адекватной обеспеченности организма витамином B₁
Степень снижения ТИ отражает уровень дефицита обеспеченности организма тиамином и соответствует динамике патологического процесса, что видно на примерах исследований состояния больных хроническим алкоголизмом - одного из ведущих заболеваний в развитии гиповитаминоза B₁.

Пример 2. Больной Б. Диагноз - хронический алкоголизм, II стадия, абстинентный синдром второй фазы.

Активность ТК - 5,61 мкмль С-7-Ф/мл эритр./ч.

ТДФ-эффект - 1,27 у.е.

ТИ = 5,61 : 1,27 = 4,42 у.е.

Вывод: Состояние явного гиповитаминоза по витамину В₁.

Пример 3. Больной В. Диагноз - хронический алкоголизм, II стадия, ремиссия.

Активность ТК - 7,65 мкмоль С-7-Ф/мл эритр./ч.

ТДФ-эффект - 1,07 у.е.

ТИ = 7,65 : 1,07 = 7,15 у.е.

Вывод: Сниженная обеспеченность организма витамином B₁ - состояние "риска" по развитию гиповитаминоза B₁.

Т.о. способ оценки обеспеченности организма тиамином с использованием ТИ позволяет более точно и объективно оценить проявления недостаточности витамина B₁ в организме.

Положительный эффект:
ТИ позволяет описать реальный уровень насыщения организма тиамином по одному результирующему показателю вместо двух, характеризующихся собственными особенностями динамики в процессе изменения состояния организма. Это важно как для оперативного определения степени выраженности патологического процесса в динамике тиаминзависимых состояний, индивидуальной устойчивости к действию неблагоприятных факторов, так и для прогнозирования течения заболеваний, характеризующихся снижением обеспеченности организма тиамином.

Обладая достаточной доступностью, воспроизводимостью и относительно невысокой трудоемкостью при массовых скринирующих исследованиях, показатель ТИ может применяться при обследовании различных категорий населения, угрожаемых по развитию дефицита B₁ (рабочих "горячих цехов" и экологически неблагополучных химических производств, беременных женщин, больных хроническим алкоголизмом и т.д.). Кроме того, ТИ имеет высокую степень информативности по оценке эффективности лечебных мероприятий и необходимости коррекции проводимой медикаментозной терапии.

Источники информации
1. Бондарев Г.И., Виссарионова В.Я. Методические подходы к изучению фактического питания населения и состояния его здоровья в связи с характером питания.//Вопр.питания. - 1983.-N 3.-С.9-15.

2. Мартинчик А. Н. , Ларина Т. И. , Исаева В.А. Тиамин (витамин B₁). //Теоретические и клинические аспекты науки о питании. Методы оценки обеспеченности населения витаминами.-М., 1987.-Т.VII.-С.87-98.

3. Бондарев Г.И., Мартинчик А.Н., Хотимченко С.А. Подходы к определению потребности в витаминаз на основании анализа взаимосвязи уровней фактического потребления и биохимических параметров обеспеченности//Вестник АМН СССР.-1986.-N 11.-С.60-65.

4. Спиричев В.Б., Блажеевич Н.В., Исаева В.А. и др. Определение активности транскетолазы и ТДФ-эффекта как показателей обеспеченности тиамином. //Вопросы питания.-1973.-N 6.-С.6-11.

5. Recommended Dietary Allowances, 9 th Revised Ed. (National Academy of Sciences).-Washington, 1980.

6. Островский Ю. М., Сатановская В.И., Островский С.Ю. и др. Метаболические предпосылки и последствия потребления алкоголя.-Минск, 1988.

7. Панин Л.Е. Энергетические аспекты адаптации.-М., 1978.

8. Сокольников А. А., Коденцова В.М., Исаева В.А. Сравнительная оценка биохимических критериев обеспеченности организма тиамином.//Вопр.мед.химии. -1993.-N 3.-С.50-53.

9. Спиричев В. Б., Блажеевич Н.Б., Коденцова В.М. и др. Обеспеченность витаминами взрослого населения Российской Федерации и ее изменение в 1983-1993 г. г. Сообщение II. Витамины группы В.//Вопросы питания.-1995.-N 6.-С. 3-8.

10. Бойко Е.Р., Бичкаева Ф.А. Активность транскетолазы и обеспеченность тиамином жителей Севера. //Тез.докл.II съезда физиологов Сибири и Дальнего Востока.-Новосибирск, 1995.-С.48-49.

11. Спиричев В.Б. К пересмотру рекомендуемых норм потребления тиамина. //Вопр.питания.-1990.-N 2.-С.4-16.

Способ может быть использован в медицине, а именно в диагностике обеспеченности организма витамином B₁. После определения показателей активности тиаминзависимого ферментатранскетолазы (ТК) и тиаминдифосфатного эффекта (ТДФ-эффекта) определяют отношение этих показателей друг к другу. При значении полученного показателя более 8 у.е. делают вывод об адекватной обеспеченности организма человека тиамином, при значении меньшем 6.3 у.е. делают вывод о явном гиповитаминозе B₁, а значения показателя в интервале 6.4-7.9 у. е. свидетельствуют о сниженной обеспеченности организма человека витамином B₁. Способ повышает точность диагностики гиповитаминоза B₁.

Способ определения обеспеченности организма человека витамином B₁ в скринирующих исследованиях с использованием показателей активности тиаминзависимого фермента транскетолазы и тиаминдифосфатного эффекта, отличающийся тем, что отношение показателя активности транскетолазы к тиаминдифосфатному эффекту при полученных значениях тиаминового индекса в интервале 6,4 - 7,9 условных единиц интерпретируется как снижение обеспеченности организма человека витамином В₁, при меньшем или равном 6,3 условным единицам - как явный гиповитаминоз, а большем или равном 8 условным единицам - как адекватная обеспеченность организма тиамином.