Способ оценки риска возникновения некоторых заболеваний дыхательной системы на основании средней скорректированной фазы сна по Мюнхенскому тесту Российский патент 2022 года по МПК A61B3/06 A61B5/00 A61M21/00 

Изобретение относится к области медицины, а именно к функциональной диагностике, общественному здоровью и здравоохранению, хронобиологии, может быть использовано при оценке риска возникновения острых респираторных заболеваний, бронхита, пневмонии, бронхиальной астмы у лиц в возрасте от 18 до 65 лет включительно.

Скорость хода циркадных биологических часов оценивается величиной эндогенного циркадного периода. Величина эндогенного циркадного периода является видоспецифическим, а также индивидуальным генетически обусловленным признаком, колеблясь в диапазоне 24±4 часа при постоянных световых условиях, имея особенности у видов с дневным и ночным типом активности (Aschoff, 1960; Yan et al., 2020). Величина эндогенного циркадного периода остается постоянной в течение жизни (Duffy et al., 2001, 2011). У человека средняя скорость биологических часов несколько медленнее астрономического 24-часового цикла, средний эндогенный циркадный период составляет 24.1-24.2 часа, с половыми особенностями, у женщин достоверно ближе к 24 часам (Czeisler et al, 1999; Duffy et al., 2001; 2011; Wright et al., 2001, 2005; Woelders et al., 2017).

По данным литературы, эндогенный циркадный период взаимосвязан с устойчивостью к факторам десинхронизации биологических часов, а также с индивидуальной продолжительностью жизни (Wyse et al, 2010; Gutman et al, 2011; Libert et al., 2012; Hozer et al., 2020; Губин и Коломейчук, 2019). Несовпадение эндогенного циркадного периода с естественным суточным циклом увеличивает температуру тела, неэффективные энергетические затраты и снижает когнитивные показатели (Hozer & Pifferi, 2020) и коррелирует с подверженностью хроническим неинфекционным заболеваниям и смертностью от данных заболеваний (Губин и Коломейчук, 2019; Knutson & von Shantz, 2018).

Условия самоизоляции по причине пандемии COVID-19 предоставили уникальную возможность оценить скорректированную среднюю фазу сна в условиях нивелирования прессинга социального джетлага, оказывающего неравноценное воздействие на лиц с исходно разным хронотипом. С одной стороны, продолжительность сна большинства респондентов увеличилась, и скорректированная средняя фаза сна сместилась на более позднее время, что позволило частично компенсировать дефицит сна лиц с вечерним хронотипом (Korman et al., 2020). Однако, результаты исследований также показали, что избыточный сдвиг скорректированной средней фазы сна на поздние часы коррелировал с ухудшением сна и самооценки здоровья.

Кроме того, как было показано в исследованиях последних лет, вечерний хронотип ассоциируется с более высоким риском заболеваемости как соматическими, так и психосоматическими заболеваниями, а также более высоким риском смертности (Knutson & von Shantz, 2018; Taillard et al., 2021; Губин и Коломейчук, 2019).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Дыхательная система обеспечивает поступление в организм кислорода и выделение из организма углекислого газа. Дыхательная система человека подвержена постоянному контакту с химическими соединениями и возбудителями заболеваний. Поэтому острые и хронические заболевания органов дыхания занимают ведущее среди всех болезней. Их доля в общей заболеваемости составляет 53%.

Из уровня техники известно, что к факторам, повышающим риск заболеваний дыхательной системы относятся: курение, неблагоприятные факторы окружающей среды, профессиональная вредность, наличие сердечно-сосудистых заболеваний, хронические инфекции носоглотки, избыточный вес и ожирение, дисбактериоз желудочно-кишечного тракта. Сочетание нескольких факторов - значительно повышают риск возникновения заболеваний дыхательной системы, но все они являются факторами устранимыми и зависят он образа жизни человека.

Известен «Способ прогнозирования риска развития нарушений состояния эндоэкологии верхних дыхательных путей» (патент RU 02396563). Способ заключается в проведении цитологических, иммунологических и микробиологических исследований слизистых верхних дыхательных путей и расчета обобщенного показателя, характеризующего состояние эндоэкологии верхних дыхательных путей. Использование способа позволяет выявить риск развития патологии органов дыхания.

К недостаткам данного способа можно отнести необходимость проведения цитологических, иммунологических и микробиологических исследований и не применимость его в широкой медицинской практике. Не учитывает хронобиологических показателей.

Известен ряд способов оценки риска возникновения бронхиальной астмы, требующие либо генетических исследований: патент RU 0002677294 «Способ прогнозирования риска развития профессиональной бронхиальной астмы», патент RU 0002433408 «Способ прогнозирования развития пыльцевой бронхиальной астмы», либо специфических лабораторных исследований: патент RU 0002559905 «Способ прогнозирования риска развития неконтролируемой бронхиальной астмы», патент KZ25589 «Способ прогнозирования риска развития бронхиальной астмы у детей с аллергическими ринитами», патент RU 02275863 «Способ прогнозирования риска возникновения бронхиальной астмы», что так же затрудняет их применение в широкой медицинской практике. Не учитывают хронобиологических показателей.

За прототип взят способ оценки риска возникновения распространенных сопутствующих заболеваний на основании данных о хронотипе (крайние утренние, умеренные утренние, умеренные вечерние, крайние вечерние варианты хронотипа), определяемых с помощью шкалы хронотипов Morningness-Eveningness Questionnaire - MEQ (Horne & Ostberg, 1976) и данных полученных в ходе анализа более 430 тысяч анкет биобанка Великобритании (Knutson & von Shantz, 2018 DOI: 10.1080/07420528.2018.1454458). К недостаткам метода можно отнести отсутствие информации об особенностях СФС в рабочие и выходные дни в тесте MEQ и, соответствующей коррективы СФС.

Существующие способы оценки хронотипа трудоемки. Традиционный способ требует нахождения испытуемого в контролируемых лабораторных условиях в течение нескольких дней (Czeisler et al., 1999; Duffy et al., 2001; Wright et al., 2001, 2005; Chang et al., 2019).

В настоящее время с целью оценки хронотипа наиболее активно используется Мюнхенский тест (Munich Chrono-Type Questionnaire, MCTQ) (Roenneberg et al., 2003, 2019).

Технической проблемой является отсутствие простого, не требующего дополнительных инструментальных и лабораторных исследований, способа оценки риска возникновения острых респираторных заболеваний, бронхита, пневмонии, бронхиальной астмы, только на основании данных о средней скорректированной фазе сна по Мюнхенскому тесту.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ

Техническим результатом является оценка риска возникновения острых респираторных заболеваний, бронхита, пневмонии, бронхиальной астмы на основании средней скорректированной фазы сна по Мюнхенскому тесту у лиц в возрасте от 18 до 65 лет включительно.

С использованием Мюнхенского теста MCTQ была получена уникальная наиболее масштабная глобальная база данных (Korman et al., 2020) проекта GCCS (Global Chrono Corona Survey) относительно особенностей хронотипа в условиях нивелирования социального прессинга раннего пробуждения, который в не равной мере действует на представителей разных хронотипов в повседневных условиях. Что позволило с более высокой точность определять эндогенный циркадный период человека по значению средней скорректированной фазы сна (далее СФС) по Мюнхенскому тесту MCTQ. Для максимально точной оценки исследование MCTQ следует проводить в конце отпускного (каникулярного) периода.

Расчет баллов риска проведен следующим образом. В основу взяты оригинальные данные (Knutson & von Shantz, 2018), после проведения дополнительно анализа данных (Gubin & Kolomeichuk, 2021) на основании выборки более 430 тыс. человек. Была проанализирована ассоциативная связь между хронотипами и природой заболеваемости. Данные по изученным патологиям были выражены в процентах, затем для каждого хронотипа была рассчитана средняя заболеваемость и расчет баллов риска возникновения указанных заболеваний дыхательной системы для лиц с различным хронотипом (Таблица 1).

Способ осуществляется следующим образом:

рассчитывают скорректированную среднюю фазу сна по Мюнхенскому тесту (далее СФС);

далее определяют риск возникновения острых респираторных заболеваний, бронхита, пневмонии, бронхиальной астмы исходя из данных, представленных в таблице 1.

Таблица 1 Баллы риска возникновения острых респираторных заболеваний, бронхита, пневмонии, бронхиальной астмы в зависимости от хронотипа. Эндогенный циркадный период (хронотипы) 23,5-23,6 23,7-23,8 23,9-24,1 24,2-24,3 24,4-24,5 24,6-24,7 Крайние утренние Умеренные утренние Точные биологические часы Умеренные вечерние Поздние вечерние Крайние вечерние Процент риска относительно среднего 99,4 96,6 93,8 101,9 109,3 116,7 Оценка риска 1 0 0 2 3 5 Значение СФС (MSFsc) Мужчины от 18 до 22 включительно 3 ч 31 мин и ранее 3 ч 32 мин - 4 ч 05 мин 4 ч 06 мин - 4 ч 40 мин 4 ч 41 мин - 5 ч 14 мин 5 ч 15 мин - 5 ч 49 мин 5 ч 50 мин и позднее Мужчины от 23 до 65 включительно 3 ч 01 мин и ранее 3 ч 02 мин - 3 ч 40 мин 3 ч 41 мин - 4 ч 19 мин 4 ч 20 мин - 4 ч 58 мин 4 ч 59 мин - 5 ч 38 мин 5 ч 39 мин и позднее Женщины от 18 до 22 включительно 3 ч 20 мин и ранее 3 ч 21 мин - 3 ч 52 мин 3 ч 53 мин - 4 ч 24 мин 4 ч 25 мин - 4 ч 56 мин 4 ч 57 мин - 5 ч 28 мин 5 ч 29 мин и позднее Женщины от 23 до 65 включительно 3 ч 00 мин и ранее 3 ч 01 мин - 3 ч 30 мин 3 ч 31мин - 4 ч 01 мин 4 ч 02 мин - 4 ч 31мин 4 ч 32 мин - 5 ч 02 мин 5 ч 03 мин и позднее Интерпретация баллов повышения риска по данным нозологиям: 0 баллов - риск отсутствует; 1 балл - минимальный риск (до 5%); 2 балла - небольшой риск (5-10%), 3 балла - умеренный риск (10-15%), 5 баллов - высокий риск (более 20%).

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данный способ оценки риска возникновения указанных заболеваний дыхательной системы типа может применяться в направлениях общественное здоровье и здравоохранение, и хронобиология.

Пример осуществления изобретения:

Пример №1. Мужчина, возраст 19 лет, обратился в отделение медицинской профилактики для получения рекомендаций по коррекции образа жизни, рассчитанное значение скорректированной средней фазы сна по Мюнхенскому тесту MCTQ составило 3 ч 45 мин. Риск рассчитан - 0 баллов, оценен как отсутствие риска, рекомендации по коррекции образа жизни не требуются.

Пример №2. Мужчина, возраст 38 лет, обратился в отделение медицинской профилактики для получения рекомендаций по коррекции образа жизни, рассчитанное значение скорректированной средней фазы сна по Мюнхенскому тесту MCTQ составило 2 ч 50 мин. Риск рассчитан - 1 балл, оценен как минимальный, рекомендации по коррекции образа жизни не требуются.

Пример №3. Женщина, возраст 20 лет, обратилась в отделение медицинской профилактики для получения рекомендаций по коррекции образа жизни, рассчитанное значение скорректированной средней фазы сна по Мюнхенскому тесту MCTQ составило 4 ч 40 мин. Риск рассчитан - 2 балла, оценен как небольшой. Рекомендовано: для снижения риска развития заболеваний дыхательной системы использование в первой половине дня средств светотерапии, биодинамического освещения, приближенного к естественному солнечному свету, пребывание до 17 часов под действием прямых солнечных лучей (на улице) не менее 60 минут в день, снижение экранного времени во второй половине дня.

Пример №4. Женщина, возраст 45 лет, обратилась в отделение медицинской профилактики для получения рекомендаций по коррекции образа жизни, рассчитанное значение скорректированной средней фазы сна по Мюнхенскому тесту MCTQ составило 4 ч 50 мин. Риск рассчитан - 3 балла, оценен как умеренный. Рекомендовано: для снижения риска развития заболеваний дыхательной системы использование в первой половине дня средств светотерапии, биодинамического освещения, приближенного к естественному солнечному свету, пребывание до 17 часов под действием прямых солнечных лучей (на улице) не менее 60 минут в день, снижение экранного времени во второй половине дня.

Пример №5. Женщина, возраст 55 лет, обратилась в отделение медицинской профилактики для получения рекомендаций по коррекции образа жизни, рассчитанное значение скорректированной средней фазы сна по Мюнхенскому тесту MCTQ составило 5 ч 15 мин. Риск рассчитан - 5 баллов, оценен как высокий. Рекомендовано: для снижения риска развития заболеваний дыхательной системы использование в первой половине дня средств светотерапии, биодинамического освещения, приближенного к естественному солнечному свету, пребывание до 17 часов под действием прямых солнечных лучей (на улице) не менее 60 минут в день, снижение экранного времени во второй половине дня.

ЛИТЕРАТУРА

1. Губин Д.Г., Коломейчук С.Н. ТОЧНОСТЬ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЧАСОВ, ХРОНОТИП, ЗДОРОВЬЕ И ДОЛГОЛЕТИЕ. Хрономедицинский журнал (Тюменский медицинский журнал). 2019; 21(2): DOI: 10.36361/2307-4698-2019-21-2-14-27

2. Aschoff J (1960) Exogenous and endogenous components in circadian rhythms. Cold Spring Harb Symp Quant Biol, 25, 11-28.

3. Brown S. A. et al. The period length of fibroblast circadian gene expression varies widely among human individuals. PLoS Biol 3, e338 (2005).

4. Chang AM, Duffy JF, Buxton OM, et al. Chronotype Genetic Variant in PER2 is Associated with Intrinsic Circadian Period in Humans. Sci Rep. 2019; 9(1): 5350. doi:10.1038/s41598-019-41712-1.

5. Czeisler CA, Duffy JF, Shanahan TL, et al. Stability, precision, and near-24-hour period of the human circadian pacemaker. Science. 1999; 284(5423): 2177-2181. doi:10.1126/science.284.5423.2177.

6. Duffy JF, Cain SW, Chang AM, et al. Sex difference in the near-24-hour intrinsic period of the human circadian timing system. Proc Natl Acad Sci U S A. 2011; 108 Suppl 3: 15602-15608.

7. Duffy JF, Rimmer DW, Czeisler CA. Association of intrinsic circadian period with morningness-eveningness, usual wake time, and circadian phase. Behav Neurosci. 2001 Aug; 115(4): 895-9. doi: 10.1037//0735-7044.115.4.895.

8. Gubin D.G., Kolomeichuk S.N., Weinert D. Circadian Clock Precision, Health, And Longevity. J. Chronomed. 2021; 23(1): 3-15. DOI: 10.36361/2307-4698-2020-23-1-3-15.

9. Gutman R, Genzer Y, Chapnik N, et al. Long-lived mice exhibit 24 h locomotor circadian rhythms at young and old age. Exp Gerontol. 2011; 46(7): 606-9. doi: 10.1016/j.exger.2011.02.015.

10. Hida A, Kitamura S, Ohsawa Y, et al. In vitro circadian period is associated with circadian/sleep preference. Sci Rep. 2013; 3: 2074. doi:10.1038/srep02074

11. Horne JA, Ostberg OA. self-assessment questionnaire to determine morningness-eveningness in human circadian rhythms. Int J Chronobiol. 1976; 4(2): 97-110.

12. Hozer C, Perret M, Pavard S, Pifferi F. Survival is reduced when endogenous period deviates from 24 h in a non-human primate, supporting the circadian resonance theory. Sci Rep. 2020; 10(1): 18002. Published 2020 Oct 22. doi:10.1038/s41598-020-75068-8.

13. Hozer C, Pifferi F. Physiological and cognitive consequences of a daily 26 h photoperiod in a primate: exploring the underlying mechanisms of the circadian resonance theory. Proc Biol Sci. 2020 Jul 29; 287(1931): 20201079. doi: 10.1098/rspb.2020.1079.

14. Knutson KL, von Schantz M. Associations between chronotype, morbidity and mortality in the UK Biobank cohort. Chronobiol Int. 2018; 35(8): 1045-1053. doi:10.1080/07420528.2018.1454458.

15. Korman M, Tkachev V, Reis C, et al. COVID-19-mandated social restrictions unveil the impact of social time pressure on sleep and body clock. Sci Rep. 2020; 10(1): 22225. Published 2020 Dec 17. doi:10.1038/s41598-020-79299-7.

16. Libert S, Bonkowski MS, Pointer K, Pletcher SD, Guarente L. Deviation of innate circadian period from 24 h reduces longevity in mice. Aging Cell. 2012; 11(5): 794-800. doi:10.1111/j.1474-9726.2012.00846.x.

17. Pagani L, Semenova EA, Moriggi E, et al. The physiological period length of the human circadian clock in vivo is directly proportional to period in human fibroblasts. PLoS One. 2010; 5(10): e13376. Published 2010 Oct 15. doi:10.1371/journal.pone.0013376

18. Roenneberg T, Daan S, Merrow M. The art of entrainment. J Biol Rhythms. 2003 Jun; 18(3): 183-94. doi: 10.1177/0748730403018003001.

19. Roenneberg T, Pilz LK, Zerbini G, Winnebeck EC. Chronotype and Social Jetlag: A (Self) Critical Review. Biology (Basel). 2019; 8(3): 54. Published 2019 Jul 12. doi:10.3390/biology8030054.

20. Taillard J, Sagaspe P, Philip P, Bioulac S. Sleep timing, chronotype and social jetlag: Impact on cognitive abilities and psychiatric disorders. Biochem Pharmacol. 2021 Feb 2:114438. doi: 10.10 50.

21. Woelders T, Beersma DGM, Gordijn MCM, Hut RA, Wams EJ. Daily Light Exposure Patterns Reveal Phase and Period of the Human Circadian Clock. J Biol Rhythms. 2017; 32(3): 274-286. doi:10.1177/0748730417696787.

22. Wright KP Jr, Gronfier C, Duffy JF, Czeisler CA. Intrinsic period and light intensity determine the phase relationship between melatonin and sleep in humans. J Biol Rhythms. 2005; 20(2): 168-177. doi:10.1177/0748730404274265.

23. Wright KP Jr, Hughes RJ, Kronauer RE, Dijk DJ, Czeisler CA. Intrinsic near-24-h pacemaker period determines limits of circadian entrainment to a weak synchronizer in humans. Proc Natl Acad Sci U S A. 2001; 98(24): 14027-14032. doi:10.1073/pnas.201530198.

24. Wyse CA, Coogan AN, Selman C, Hazlerigg DG, Speakman JR. Association between mammalian lifespan and circadian free-running period: the circadian resonance hypothesis revisited. Biol Lett. 2010; 6(5): 696-698. doi:10.1098/rsbl.2010.0152.

25. Yan L, Smale L, Nunez AA. Circadian and photic modulation of daily rhythms in diurnal mammals. Eur J Neurosci. 2020; 51(1): 551-566. doi:10.1111/ejn.14172.

Изобретение относится к области медицины, а именно к функциональной диагностике, общественному здоровью и здравоохранению, хронобиологии, может быть использовано при оценке риска возникновения заболеваний дыхательной системы, а именно острых респираторных заболеваний, бронхита, пневмонии, бронхиальной астмы у лиц в возрасте от 18 до 65 лет включительно. Рассчитывают скорректированную среднюю фазу сна по Мюнхенскому тесту, на основании которой оценивают риск возникновения указанных заболеваний дыхательной системы. Исходя из полученных баллов: 0 баллов – риск отсутствует; 1 балл – минимальный риск; 3 балла – умеренный риск; 5 баллов – значительный риск. Способ позволяет оценить риск возникновения указанных заболеваний дыхательной системы у лиц в возрасте от 18 до 65 лет включительно. 1 табл., 5 пр.

Способ оценки риска возникновения заболеваний дыхательной системы, а именно острых респираторных заболеваний, бронхита, пневмонии, бронхиальной астмы, на основании средней скорректированной фазы сна по Мюнхенскому тесту, характеризующийся тем, что для оценки риска возникновения заболеваний дыхательной системы, а именно острых респираторных заболеваний, бронхита, пневмонии, бронхиальной астмы, рассчитывают скорректированную среднюю фазу сна по Мюнхенскому тесту (далее СФС);

затем определяют риск возникновения заболеваний дыхательной системы, а именно острых респираторных заболеваний, бронхита, пневмонии, бронхиальной астмы, исходя из следующих данных:

для мужчин в возрасте от 18 до 22 включительно:

если СФС равна 3 ч 31 мин и ранее, то риск равен 1 баллу;

если СФС - от 3 ч 32 мин до 4 ч 40 мин включительно, то риск равен 0 баллам;

если СФС - от 4 ч 41 мин до 5 ч 14 мин включительно, то риск равен 2 баллам;

если СФС - от 5 ч 15 мин до 5 ч 49 мин включительно, то риск равен 3 баллам;

если СФС - от 5 ч 50 мин и позднее, то риск равен 5 баллам;

для мужчин в возрасте от 23 до 65 включительно:

если СФС равна 3 ч 01 мин и ранее, то риск равен 1 баллу;

если СФС - от 3 ч 02 мин до 4 ч 19 мин включительно, то риск равен 0 баллам;

если СФС - от 4 ч 20 мин до 4 ч 58 мин включительно, то риск равен 2 баллам;

если СФС - от 4 ч 59 мин до 5 ч 38 мин включительно, то риск равен 3 баллам;

если СФС - от 5 ч 39 мин и позднее, то риск равен 5 баллам;

для женщин в возрасте от 18 до 22 включительно:

если СФС равна 3 ч 20 мин и ранее, то риск равен 1 баллу;

если СФС - от 3 ч 21 мин до 4 ч 24 мин включительно, то риск равен 0 баллам;

если СФС - от 4 ч 25 мин до 4 ч 56 мин включительно, то риск равен 2 баллам;

если СФС - от 4 ч 57 мин до 5 ч 28 мин включительно, то риск равен 3 баллам;

если СФС - от 5 ч 29 мин и позднее, то риск равен 5 баллам;

для женщин в возрасте от 23 до 65 включительно:

если СФС равна 3 ч 00 мин и ранее, то риск равен 1 баллу;

если СФС - от 3 ч 01 мин до 4 ч 01 мин включительно, то риск равен 0 баллам;

если СФС - от 4 ч 02 мин до 4 ч 31 мин включительно, то риск равен 2 баллам;

если СФС - от 4 ч 32 мин до 5 ч 02 мин включительно, то риск равен 3 баллам;

если СФС - от 5 ч 03 мин и позднее, то риск равен 5 баллам;

после чего оценивают риск возникновения заболеваний дыхательной системы, а именно острых респираторных заболеваний, бронхита, пневмонии, бронхиальной астмы, исходя из полученных баллов: 0 баллов – риск отсутствует; 1 балл – минимальный риск; 2 балла – небольшой риск, 3 балла – умеренный риск, 5 баллов – высокий риск.