СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РИСКА ПРЕЖДЕВРЕМЕННОГО СТАРЕНИЯ МУЖЧИН МОЛОДОГО И СРЕДНЕГО ВОЗРАСТА Российский патент 2020 года по МПК A61B5/02 A61B5/87 G01N33/53 

Изобретение относится к области медицины, а именно геронтологии и может использоваться для прогнозирования риска преждевременного старения (ПС) мужчин молодого и среднего возраста.

Соответствие календарного возраста у различных индивидов не всегда означает закономерность происходящих возрастных изменений в органах и тканях. С этой целью предлагаются различные методики определения фактического биологического возраста (ФБВ) для оценки психологического и физического состояния и адаптационных возможностей конкретного человека. Несмотря на то, что не существует идеального способа, учитывающего изменения во всех системах организма, необходимо активно выявлять лиц с опережением темпов старения и проводить профилактические мероприятия для предупреждения возраст-зависимых патологий у молодых.

Методика определения биологического возраста (БВ) способом, предложенным С.Г. Абрамовичем и соавторами, включает оценку следующих показателей: ударный объем сердца, индекс экономичности работы сердца, вегетативный индекс, общий конъюнктивальный индекс, систолический показатель, время термовосстановления кожи, продолжительность спазма сосудов кожи на норадреналин, субъективная оценка здоровья с помощью анкетирования, продолжительность задержки дыхания после глубокого вдоха, мышечную силу кисти, продолжительность статической балансировки, цифровой тест Векслера [1]. Использование данной методики является достаточно трудоемкой и не подходит для рутинного применения при необходимости быстрого определения соответствия БВ календарному возрасту (КВ) при массовом обследовании.

Усовершенствованная методика определения БВ вышеуказанных авторов также включает определение множества показателей: коэффициент старения кожи и волос, возраст глаз, зубной индекс, индекс массы тела, систолическое и диастолическое артериальное давление, индекс работы сердца, порог вкусовой чувствительности к поваренной соли, пикфлуометрия, окружность талии, показатель внимания по пробе Бурдона и коэффициент терморегуляции [2]. Авторы предлагают использование ряда методов, не применяющихся в обычной практике, что еще больше затрудняет проведение подобного тестирования.

Методики определения БВ с учетом показателей компьютерной электроэнцефалографии [3], эхокардиографии [4], спирографии [5], анализа крови [6], умственной и физической работоспособности [7] и антропометрии [8], разработанные в лаборатории онтогенеза Пермской медицинской академии, отражают лишь изменения, происходящие в отдельных системах организма. Наибольшее распространение в научных исследованиях и практической деятельности в связи с доступностью и интегральностью получил способ прогнозирования риска преждевременного старения организма, предложенный В.П. Войтенко и соавторами. При этом исследуют систолическое, диастолическое и пульсовое артериальное давление, скорость распространения пульсовой волны по артериям эластического и мышечного типа, жизненную емкость легких, время задержки дыхания на выдохе, аккомодацию, остроту слуха, статическую балансировку на левой ноге, массу тела, субъективную оценку здоровья, проводят символ-цифровой тест Векслера [9]. Данному способу присущ коэффициент детерминации, равный 0,63, корреляция вычисленного БВ с КВ - 0,78. В связи с этим разработана усовершенствованная методика определения БВ [10], согласно которой скорость распространения пульсовой волны по артериям эластического и мышечного типа и время задержки дыхания на выдохе заменены на измерение интервала QT. Тем самым авторы заявляют об увеличении точности определения БВ пациентов (корреляция вычисленного БВ с КВ) до 0,87.

В качестве прототипа по наиболее близкой технической сущности нами выбран способ прогнозирования риска преждевременного старения организма, предложенный В.П. Войтенко и соавторами в упрощенном варианте. Данная методика включает определение фактического биологического возраста для мужчин путем определения систолического артериального давления, времени задержки дыхания на вдохе, продолжительности статической балансировки на одной ноге, а также индекса самооценки здоровья (СОЗ) с помощью опросника [9]. При определении ФБВ данным способом не требуется сложная диагностическая аппаратура.

Формула для расчета фактического биологического возраста (ФБВ) для мужчин:

ФБВ=26,985+0,215⋅САД-0,149 ЗДВ+0,723⋅СОЗ-0,151⋅СБ, где

САД - значение систолического артериального давления, мм.рт.ст.;

ЗДВ - значение времени задержки дыхания на вдохе, с;

СБ - значение времени статической балансировки на одной ноге, с.

СОЗ - индекс самооценки здоровья в баллах;

Формула для расчета должного биологического возраста (ДБВ) для мужчин:

ДБВ=0,629 КВ+18,56

В зависимости от величины отклонения рассчитанного ФБВ от ДБВ выделяют следующие ранги:

I ранг: от (-15) до (-9) лет, что соответствует резко замедленному темпу старения;

II ранг: от (-8,9) до (-3) лет, что соответствует замедленному темпу старения;

III ранг: от (-2,9) до (+2,9) года, что означает примерное соответствие БВ и КВ;

IV ранг: от (+3) до +(8,9) года, что соответствует ускоренному темпу старения;

V ранг: от (+9) до +(15) лет, что соответствует резко ускоренному темпу старения [12].

К недостаткам способа, выбранного в качестве прототипа, можно отнести недостаточно высокую точность оценки ФБВ: коэффициент детерминации у мужчин - 76,2% [11], невысокие специфичность и чувствительность, составляющие, по собственным данным, соответственно - 80% и 79%.

Техническим результатом изобретения является повышение точности способа, его специфичности и чувствительности.

В качестве объекта исследования нами выбраны мужчины в связи с тем, что связь между КВ и маркерами старения у женщин меньше, чем у мужчин. Это свидетельствует о замедлении темпов старения у женщин, что может быть связано с половыми различиями, социальными и экономическими факторами [12]. Выбор возраста мужчин для изучения (молодой и средний возраст) определялся тем, что при выявлении преждевременного старения у обследуемых происходящие процессы могут носить обратимый характер и своевременная коррекция может увеличить их продолжительность жизни и снизить раннюю смертность.

Технический результат изобретения достигается тем, что способ прогнозирования риска преждевременного старения мужчин молодого и среднего возраста заключается в определении фактического биологического возраста (ФБВ) с учетом измеренных показателей обследуемого - фактора роста фибробласта 21, систолического артериального давления, времени задержки дыхания на вдохе, а также продолжительности статической балансировки на одной ноге, с последующим расчетом ФБВ обследуемого по формуле:

ФБВ=15,948+0,746⋅ln (FGF 21)+0,301⋅САД - 0,193⋅ЗДВ - 0,152⋅СБ,

где ФБВ - фактический биологический возраст, лет;

FGF 21 - значение фактора роста фибробластов 21, нг/л;

САД - значение систолического артериального давления, мм.рт.ст.;

ЗДВ - значение времени задержки дыхания на вдохе, с;

СБ - значение времени статической балансировки на одной ноге, с,

Затем определяют должный биологический возраст (ДБВ) обследуемого по формуле:

ДБВ=0,629⋅КВ+18,56, где ДБВ - должный биологический возраст, КВ - календарный возраст с последующим определением разницы между полученными значениями ФБВ и ДБВ. При значении разницы между полученными значениями (ФБВ и ДБВ)<3, прогнозируют низкий риск преждевременного старения мужчин молодого и среднего возраста, что соответствует первой группе риска ПС организма. При значении (ФБВ-ДБВ) 3-9, прогнозируют средний риск ПС мужчин молодого и среднего возраста, что соответствует второй группе риска ПС организма. При значении (ФБВ-ДБВ)>9 прогнозируют высокий риск ПС, мужчин молодого и среднего возраста, что соответствует третьей группе риска ПС организма.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом:

Для определения фактического биологического возраста проводят исследование следующих показателей:

1. Определение концентрации фактора роста фибробластов 21 (FGF-21) в сыворотке крови проводят методом иммуноферментного анализа с помощью наборов «ВСМ Diagnostics» SK00145-01 (ВСМ Diagnostics, США), в нг/л.

2. Систолическое артериальное давление (САД) измеряют по общепринятой аускультативной методике Н.С.Короткова на правой руке, в положении сидя, трижды, с интервалом 5 мин, в мм рт. ст.Учитывают результаты того измерения, при котором артериальное давление имеет наименьшую величину (в мм рт. ст.).

3. Время задержки дыхания на выдохе (продолжительность задержки дыхания после глубокого вдоха и глубокого выдоха) измеряют трижды с помощью секундомера с 5-ти минутным интервалом. Учитывают наибольшую величину (в секундах).

4. Время статической балансировки на одной ноге определяют с помощью секундомера при стоянии испытуемого на левой ноге, без обуви, глаза закрыты, руки опущены вниз и прижаты к бедрам (без предварительной тренировки). Учитывают наилучший результат (наибольшая продолжительность стояния на одной ноге в секундах) из трех попыток с 5-ти минутным интервалом.

5. ФБВ обследуемого рассчитывают по формуле:

ФБВ=15,948+0,746⋅ln (FGF 21)+0,301⋅САД - 0,193⋅ЗДВ - 0,152⋅СБ, где ФБВ - фактический биологический возраст, лет; FGF 21 - значение фактора роста фибробластов 21, нг/л; САД - значение систолического артериального давления, мм. рт.ст.; ЗДВ - значение времени задержки дыхания на вдохе, с; СБ - значение времени статической балансировки, с.

6. ДБВ обследуемого рассчитывают по формуле:

ДБВ=0,629⋅КВ+18,56, где ДБВ - должный биологический возраст, КВ - календарный возраст.

7. Определяют разницу между полученными значениями ФБВ и ДБВ.

8. При значении разницы между полученными значениями (ФБВ и ДБВ)<3, прогнозируют низкий риск преждевременного старения мужчин молодого и среднего возраста, что соответствует первой группе риска ПС организма, при значении (ФБВ-ДБВ) 3-9, прогнозируют средний риск ПС мужчин молодого и среднего возраста, что соответствует второй группе риска ПС организма; при значении (ФБВ-ДБВ)>9 прогнозируют высокий риск ПС, мужчин молодого и среднего возраста, что соответствует третьей группе риска ПС организма.

Существенные отличительные признаки и причинно-следственная связь между ними и достигаемым результатом:

дополнительное определение фактора роста фибробласта 21 с последующим расчетом фактического биологического возраста обследуемого по формуле:

ФБВ=15,948+0,746⋅ln (FGF 21)+0,301⋅САД-0,193⋅ЗДВ-0,152⋅СБ,

где ФБВ - фактический биологический возраст, лет;

FGF 21 - индивидуальное значение фактора роста фибробластов 21, нг/л;

САД - индивидуальное значение систолического артериального давления, мм.рт.ст.;

ЗДВ - индивидуальное значение времени задержки дыхания на вдохе, с;

СБ - индивидуальное значение времени статической балансировки на одной ноге, с,

после чего определяют должный биологический возраст обследуемого по формуле:

ДБВ=0,629⋅КВ+18,56, где ДБВ - должный биологический возраст, КВ - календарный возраст, с последующим определением разницы между полученными значениями должного биологического возраста и при значении разницы между полученными значениями (ФБВ и ДБВ)<3, прогнозируют низкий риск преждевременного старения мужчин молодого и среднего возраста, что соответствует первой группе риска ПС организма, при значении (ФБВ-ДБВ) 3-9, прогнозируют средний риск ПС мужчин молодого и среднего возраста, что соответствует второй группе риска ПС организма; при значении (ФБВ-ДБВ)>9 прогнозируют высокий риск ПС, мужчин молодого и среднего возраста, что соответствует третьей группе риска ПС организма.

Фактор роста фибробласта 21 - циркулирующий белок, обладающий антигипергликемическими, липолитическими и геропротекторными свойствами. Его уровень повышается при ишемической болезни сердца, сахарном диабете 2 типа, ожирении, атеросклерозе, неалкогольной жировой болезни печени, хронической почечной недостаточности, которые типичны для лиц старшей возрастной группы. Выявление повышенного уровня данного фактора свидетельствует о наличии и/или возможном развитии вышеперечисленных заболеваний. Установление таких диагнозов в молодом и среднем возрасте свидетельствует о формировании у них преждевременного старения. При проведении корреляционного анализа было установлено, что уровни фактора роста фибробласта 21 статистически значимо взаимосвязаны с показателями, характеризующими старение, - уровни глюкозы, холестерина, холестерина липопротеинов высокой, низкой и очень низкой плотности, триглицеридами, С-реактивного белка, индекс массы тела, признаки гипертрофии левого желудочка по данным ЭКГ (Таблица 1).

В связи с этим нами было выдвинуто предположение о том, что существует взаимосвязь между значениями фактора роста фибробласта 21 и признаками старения, поэтому данный показатель можно использовать при расчете фактического биологического возраста.

Данное предположение было подтверждено апробацией у 99 обследуемых.

Корреляция вычисленного ФБВ с календарным возрастом составила для мужчин молодого и среднего возраста 0,98, в прототипе - 0,76. При регрессионном анализе установлена информативность (коэффициент детерминации R²=0,984>0,5) и адекватность (F=1422,8; р=3,8⋅10^-83, т.е. уровень значимости по F-критерию существенно меньше 0,05).

Таким образом, совокупность существенных отличительных признаков является новой и, по сравнению со способом прототипом, повышает точность, чувствительность и специфичность прогнозирования риска преждевременного старения у мужчин молодого и среднего возраста.

Приводим примеры конкретного выполнения заявляемого способа:

Пример 1. Обследуемый А., 42 года.

По заявляемому способу:

ФБВ=15,948+0,746⋅ln (350,21)+0,301⋅147-0,193⋅24-0,152⋅31=52,746

ДБВ=0,629⋅42+18,56=44,978

ФБВ-ДБВ=7,768

По способу прототипу:

ФБВ=26,985+0,215⋅147-0,149⋅24+0,723⋅6-0,151⋅31=54,671

ДБВ=0,629⋅42+18,56=44,978

ФБВ-ДБВ=9,693

Таким образом, у обследуемого А., 42 лет по заявляемому нами способу прогнозируют средний риск преждевременного старения, что соответствует второй группе риска ПС организма; по способу прототипу - высокий риск ПС, что соответствует третьей группе риска ПС организма.

Пример 2. Обследуемый М., 45 лет.

По заявляемому способу:

ФБВ=15,948+0,746⋅ln (380,98)+0,301⋅137-0,193⋅35-0,152⋅39=46,427

ДБВ=0,629⋅45+18,56=46,865

ФБВ-ДБВ=-0,438

По способу прототипу:

ФБВ=26,985+0,215⋅137-0,149⋅35+0,723⋅5-0,151⋅39=48,951

ДБВ=0,629⋅45+18,56=46,865

ФБВ-ДБВ=2,086

Таким образом, у обследуемого М., 45 лет по обеим методикам прогнозируют низкий риск преждевременного старения, что соответствует первой группе риска ПС организма.

Пример 3. Обследуемый В., 46 лет.

По заявляемому способу:

ФБВ=15,948+0,746⋅ln (243,68)+0,301⋅160-0,193⋅25-0,152⋅27=56,961

ДБВ=0,629⋅46+18,56=47,494

ФБВ-ДБВ=9,467

По способу прототипу:

ФБВ=26,985+0,215⋅160-0,149⋅25+0,723⋅9-0,151⋅27=60,09

ДБВ=0,629⋅45+18,56=46,865

ФБВ-ДБВ=13,225

Таким образом, у обследуемого В., 45 лет по обеим методикам прогнозируют высокий риск ПС, что соответствует третьей группе риска ПС организма.

Пример 4. Обследуемый С., 45 лет.

По заявляемому способу:

ФБВ=15,948+0,746⋅ln (380,98)+0,301⋅137-0,193⋅35-0,152⋅39=46,427

ДБВ=0,629⋅45+18,56=46,865

ФБВ-ДБВ=-0,438

По способу прототипу:

ФБВ=26,985+0,215⋅137-0,149⋅35+0,723⋅7-0,151⋅39=50,397

ДБВ=0,629⋅45+18,56=46,865

ФБВ-ДБВ=3,532

Таким образом, у обследуемого С., 45 лет по заявляемому нами способу прогнозируют низкий риск преждевременного старения, что соответствует первой группе риска ПС организма; по способу прототипу - средний риск ПС, что соответствует второй группе риска ПС организма.

Точность заявляемого способа, составляющая 88%, рассчитана по формуле:

ТС - точность способа;

ИП - истинноположительные результаты;

ИО- истинноотрицательные результаты;

ЛП - ложноположительные результаты;

ПО - ложноотрицательные результаты.

Точность способа прототипа, составляющая 79%, рассчитана по формуле:

ТП - точность способа прототипа;

ИП - истинноположательные результаты;

ЛП - ложнополоительные результаты;

ИО - истинноотрицжительные результаты;

ЛО - ложноотрицательные результаты.

Чувствительность способа, составляющая 87%, рассчитана нами по формуле:

ЧС - чувствительность способа;

ИП - истинноположительные результаты;

ЛО - ложноотрицательные результаты.

Чувствительность способа прототипа, составляющая 79%, рассчитана нами по формуле:

ЧП - чувствительность прототипа;

ИП - истинноположительные результаты;

ЛО - ложноотрицательные результаты.

Специфичность заявляемого способа, составляющая 100%, рассчитана по формуле:

СС - специфичность способа

ИО - истинноотрицательные результаты;

ЛП - ложноположительные результаты;

Специфичность способа прототипа, составляющая 80%, рассчитана по формуле:

СП - специфичность прототипа

ИО - истинноотрицательные результаты;

ЛП - ложноположительные результаты;

Таким образом, по сравнению с прототипом, заявляемый способ повышает объективность определения фактического биологического возраста обследуемых, что, в свою очередь, повышает точность прогнозирования риска преждевременного старения у мужчин молодого и среднего возраста на 9%, чувствительность - на 8%, специфичность - на 20%.

При выявлении лиц с признаками преждевременного старения им необходимо проведение дальнейших диагностических и лечебно-профилактических мероприятий.

Литература:

1. Абрамович С.Г. Метод определения биологического возраста человека / С.Г. Абрамович, А.А. Федотченко, И.М. Михалевич, А.В. Корякина // Сибирский медицинский журнал (Иркутск). 1999. Т. 16. №1. С. 45-47.

2. Абрамович С.Г. Метод определения биологического возраста и скорости старения человека / С.Г. Абрамович, И.М. Михалевич, А.В. Щербакова, Н.А. Холмогоров, Е.М. Ларионова, Е.О. Коровина, Е.В. Бархатова // Клиническая медицина. 2008. Т. 86. №9. С. 54-56.

3. Белозерова Л.М. Оценка биологического возраста по компьютерной электроэнцефалографии / Л.М. Белозерова // Успехи геронтологии. 2013. Т. 26. №4. С. 666-670.

4. Белозерова Л.М. Оценка биологического возраста по эхокардиографии / Л.М. Белозерова // Успехи геронтологии. 2006. №19. С. 90-92.

5. Белозерова Л.М. Метод определения биологического возраста по спирографии / Л.М. Белозерова, Т.В. Одегова // Клиническая геронтология. - 2006. - Т. 12, №3. - С. 53 - 56.

6. Белозерова Л.М. Определение биологического возраста по анализу крови / Л.М. Белозерова // Клиническая геронтология. - 2006. - Т. 12, №3. - С. 50-52.

7. Белозерова Л.М. Методы определения биологического возраста по умственной и физической работоспособности. - Пермь, 2000. - 60 с.

8. Способ определения биологического возраста человека [Текст]: пат. 2228137 Рос. Федерация: МПК: 7 А61В 5/16 А

9. Войтенко В.П. Определение биологического возраста как проблема математического моделирования процессов старения / В.П. Войтенко // Четвертый Всесоюзный съезд геронтологов и гериатров: тез. докл. - К., 1982. - Т. 1. - С. 73.

10. Гаврилов И.В., Мещанинов В.Н., Ткаченко Е.Л., Лукаш В.А., Сазонов С.В., Леонтьев С.Л, Седов С.Г. Способ определения биологического возраста у мужчин. Патент №2617313, 18.07.2016

11. Крутько В.Н. Диагностика старения и биологический возраст в медицине антистарения / В.Н. Крутько, В.И. Донцов, О.А. Мамиконова, В.В. Пырву, С.И. Розенблит // Медицинские новости. 2015. №2. С. 25-31.

12. Маркина Л.Д. Определение биологического возраста человека методом В.П. Войтенко / Учебное пособие для самостоятельной работы студентов медиков и психологов / Минздрав РФ ВГМУ. Владивосток, 2001, 29 с.

Изобретение относится к медицине, а именно к геронтологии, и может использоваться для прогнозирования риска преждевременного старения (ПС) мужчин молодого и среднего возраста. Определяют должный биологический возраст (ДБВ), а также фактический биологический возраст (ФБВ) с учетом фактора роста фибробласта 21, систолического артериального давления, времени задержки дыхания на вдохе, продолжительности статической балансировки на одной ноге. Определяют разницу между значениями ФБВ и ДБВ. При значении указанной разницы <3 прогнозируют низкий риск преждевременного старения мужчин молодого и среднего возраста, при значении (ФБВ-ДБВ) 3-9 - средний риск, при значении (ФБВ-ДБВ)>9 - высокий риск ПС мужчин молодого и среднего возраста. Способ позволяет повысить точность, специфичность и чувствительность прогнозирования риска ПС мужчин молодого и среднего возраста за счет оценки совокупности наиболее значимых показателей. 1 табл., 4 пр.

Способ прогнозирования риска преждевременного старения (ПС) мужчин молодого и среднего возраста, заключающийся в определении фактического биологического возраста (ФБВ) с учетом измеренных показателей обследуемого - систолического артериального давления, времени задержки дыхания на вдохе, а также продолжительности статической балансировки на одной ноге, и должного биологического возраста (ДБВ) обследуемого по формуле:

ДБВ=0,629⋅КВ+18,56,

где ДБВ - должный биологический возраст,

КВ - календарный возраст,

с последующим определением разницы между полученными значениями ФБВ и ДБВ, которую используют для прогнозирования риска преждевременного старения (ПС) мужчин молодого и среднего возраста, отличающийся тем, что дополнительно определяют фактор роста фибробласта 21 с последующим расчетом ФБВ обследуемого по формуле:

ФБВ=15,948+0,746⋅ln (FGF 21)+0,301⋅САД-0,193⋅ЗДВ-0,152⋅СБ,

где ФБВ - фактический биологический возраст, лет;

FGF 21 - значение фактора роста фибробластов 21, нг/л;

САД - значение систолического артериального давления, мм рт.ст.;

ЗДВ - значение времени задержки дыхания на вдохе, с;

СБ - значение продолжительности статической балансировки на одной ноге, с,

и при значении разницы между полученными значениями (ФБВ и ДБВ)<3 прогнозируют низкий риск преждевременного старения мужчин молодого и среднего возраста, что соответствует первой группе риска ПС организма, при значении (ФБВ-ДБВ) 3-9 прогнозируют средний риск ПС мужчин молодого и среднего возраста, что соответствует второй группе риска ПС организма; при значении (ФБВ-ДБВ)>9 прогнозируют высокий риск ПС мужчин молодого и среднего возраста, что соответствует третьей группе риска ПС организма.