Способ диагностики истинного значения липопротеидов высокой плотности крови с учетом фазы синего света Российский патент 2025 года по МПК A61B5/1455 G01N33/48 

Изобретение относится к медицине, а именно к хрономедицине, эндокринологии, диетологии, терапии, и может быть применено в научных исследованиях, прежде всего лонгитудинальных, для изучения прогностических возможностей биохимических факторов кардио-метаболических рисков, а также в клинической практике.

Метаболизм липопротеидов считается общим фактором риска кардиометаболических заболеваний, но их связь с кардиометаболической мультиморбидностью до конца не изучена (Zhao et al., 2024). Значения липопротеидов высокой плотности (ЛПВП) выше 1,3 ммоль/л считаются оптимальными для ЛПВП (Alberti et al., 2009; Soran et al., 2018). Эти пороговые значения были также использованы для определения критериев неоптимального липидного обмена при “циркадном синдроме”, как альтернативного термина для “метаболического синдрома” (Zimmet at al., 2019), который имеет преимущества как более чувствительный предиктор кардиометаболических нарушений (Shi et al., 2022). Дальнейшие исследования выявили прогностическое как более высоких, так и более низких значений ЛПВП с заболеваемостью и продолжительностью жизни (Wang et al., 2018; Mørland et al., 2023). Были сделаны выводы важности разработки новых методов диагностики и лечения заболеваний на основе ЛПВП. Вмешательства, направленные на модификацию и улучшение функции частиц ЛПВП, могут улучшить показатели здоровья и жизненные траектории на всех этапах (Hong et al. 2023). Существует множество возможностей улучшить диагностику, лечение и уход за пациентами за счет внедрения циркадных принципов (Cederroth et al., 2019; Kervezee et al., 2024).

В серии исследований последних лет изучали взаимосвязь между световыми условиями, положением циркадной фазы и метаболизмом липидов (Kent et al., 2022; Gubin et al., 2022, 2023, 2024). Кривые реакции на световую сигнализацию были очевидны для ТГ и ЛПВП, но не для ЛПНП. Существование зависимости уровня ТГ и ЛПВП от освещенности позволяет предположить, что более высокий уровень ТГ и более низкий уровень ЛПВП по утрам могут быть обусловлены соответствующими фазовыми сдвигами ТГ и ЛПВП, что приводит к различным фазовым положениям этих переменных в зависимости от индивидуальных и сезонных различий к фазе мелатонина и полученного света, соответственно. Поскольку уровень ТГ и ЛПВП натощак измеряется, как правило, в одно и то же время утром, уровень ТГ мог быть ближе к своему ночному значению в акрофазе у пациентов с более поздней фазой мелатонина, в то время как уровень ЛПВП мог быть ближе к своему значению в батифазе. Нарушение обмена ТГ и ЛПВП может быть связано с проблемами, связанными с окружающей средой Арктики: более высокий уровень ТГ и отношение /ЛПВП у работников, постоянно проживающих в Арктике, было связан со северным стажем, а не с возрастом (Gubin et al., 2023). Эти результаты полностью согласуются с нашими предыдущими выводами (Gubin et al., 2022), показывающими, что десинхроноз из-за снижения биологической сигнализации дневным светом при повреждении ганглиозных клеток сетчатки при прогрессирующей глаукоме связан с повышением утреннего уровня ТГ и снижением утреннего уровня ЛПВП, но не с уровнем ХС или ЛПНП, которые отличались преимущественно в вечернее время.

Наиболее точным методом («золотым стандартом») оценки фазы биологических часов является расчет циркадной фазы мелатонина, либо времени начала продукции мелатонина, Dim Light Melatonin Onset (Gubin et al., 2021; Brown et al., 2021; Klerman et al., 2022; Kennaway, 2023; Gubin, 2024). Метод подразумевает анализ ИФА, либо РИА круглосуточно собранных образцов слюны с наибольшей частотой измерений во время активной продукции мелатонина (вечер-ночь). Данный показатель тесно связан с циркадной фазой полученного света, прежде всего синего света (Gubin et al., 2024). Раннее проведенные нами исследования также показали существование ассоциативных связей между воздействием дневного света и изменениями ЛПВП, которые усиливаются в условиях биологического дефицита рецепции света вследствие утраты ганглиозных клеток сетчатки (Gubin et al., 2022) и в условиях экологического дефицита света на фоне полярной ночи (Gubin et al., 2024). Поэтому в ходе дальнейших исследований особый интерес представляла оценка взаимосвязи ЛПВП с циркадной фазой полученного синего света (методом недельной актиграфии в разные сезоны года). Циркадная фаза полученного синего света оценивалась методом наименьших квадратов аппроксимацей наилучшей синусоидной кривой с периодом 24 часа к данным 7-дневной актиграфии полученного синего света одних и тех же лиц в разные сезоны (актиграф ActTrust 2, поставляемое программное обеспечение ActSoft Studio, Сан-Паоло, Бразилия).

На настоящий момент нам неизвестны аналоги, предлагающие практический инструмент для уточнения (коррекции) биохимических данных анализа (в частности ЛПВП), полученных в утренние часы по фазе индивидуальных биологических часов.

Предложенный метод имеет цель повысить клиническую информативность показателя ЛПВП с учетом коррекции по индивидуальной циркадной фазе.

Техническим результатом является диагностика патологического процесса на основе истинного значения концентрации липопротеидов высокой плотности крови с учетом индивидуальной фазы синего света.

Сущность способа состоит в том, что пациент в течение минимум 7 дней проводят процедуру актиграфии, далее по показанию актиграфии определяют фазу синего света. Далее в утренние часы с 8 до 9 утра по времени постоянного места проживания натощак берут кровь для определения концентрации липопротеидов высокой плотности (в ммоль/л), далее в зависимости от фазы синего света определяют истинное значение липопротеидов высокой плотности крови с помощью корректировки согласно таблице 1.

Таблица 1. Корректировка концентрации ЛПВП в зависимости от фазы синего света

п/п Фаза синего света Аддитивный коэффициент корректировки 1 11:00:00 -0,53 2 11:30:00 -0,42 3 12:00:00 -0,32 4 12:30:00 -0,21 5 13:00:00 -0,11 6 13:30:00 0 7 14:00:00 0,11 8 14:30:00 0,21 9 15:00:00 0,32 10 15:30:00 0,42 11 16:00:00 0,53 12 16:30:00 0,63 13 17:00:00 0,74

Далее скорректированное значение может быть сравнено с рефересным значением ЛПВП 1,3 ммоль/л и при значениях менее 1,3 ммоль/л делают вывод о наличии патологического процесса.

Рассчитанное истинное значение может быть использовано в исследованиях с целью возможности уточнения прогностической информативности, а также с учетом комплексного обследования сделан вывод о возможности наличия либо отсутствия соматической патологии.

Для определения аддитивного корректирующего коэффициента было проведено исследование, основное исследование, n=62, возраст 18-59 лет, исследованных повторно в разные сезоны года с помощью 7-дневной актиграфии в полярном регионе (67° с.ш.).

Актиграфия. Все участники предоставили дневники сна и 7-дневную актиграфию, монитор ActTrust 2 (Condor Instruments, Сан-Паулу, Бразилия) носили на недоминирующей руке. Всем участникам было дано указание по возможности не закрывать актиграфию тканью. Полученный синий свет, мкВт/см², измерялся с интервалом в 1 минуту, как описано в (Gubin et al., 2024 Biology). Чувствительность датчиков освещенности ActTrust R, G, B была оценена Price et al. 2017 независимо от производителя. Максимальная чувствительность представлена следующим образом: Синий цвет: приблизительно 475 нм; зеленый цвет: приблизительно 540 нм; красный цвет: приблизительно 665 нм. Программное обеспечение ActStudio (Condor Instruments, Сан-Паулу, Бразилия) использовалось для оценки параметрических показателей (МЕЗОР, 24-часовая амплитуда и акрофаза) показателей активности, белого и синего света.

Биохимическая оценка ЛПВП. На следующий день после завершения актиметрии все участники сдали образцы крови, которые были взяты утром (8:00-9:00), после 12-часового голодания, с помощью вакууматора из локтевой вены. Образцы крови промывали с помощью микропланшетного смесителя HydroFlex фирмы Tecan (Австрия). Использовали биохимический набор Leptin Sandwich ELISA производства DRG Instruments GmbH (Германия) и набор реагентов для количественного иммуноферментного анализа кортизола в сыворотке крови человека (SteroidIFA-cortisol, Санкт-Петербург, ООО "Алкор Био", Россия). Анализ липидов плазмы (общий холестерин, TC; уровень холестерина липидов высокой плотности, ХС-ЛПВП; холестерина липидов низкой плотности, ХС-ЛПНП и триглицеридов (ТГ) определяли методом фотометрии с использованием автоматического анализатора Mindray BS-380 (Mindray, Китай). Все биохимические анализы были проведены в сертифицированной лаборатории Научно-исследовательского института биомедицины и биомедицинских технологий Тюменского медицинского университета.

Результатом исследования было определение следующей зависимости истинного значения ЛПВП крови (HDL) от фазы синего света (BL_phi) пациента (см. чертеж).

Данный способ может уточнить значение ЛПВП с учетом циркадной фазы (индивидуальной фазы библиологических часов), что должно позволить повысить точность диагностики и коррекции метаболических нарушений, а также снизить медикаментозную нагрузку на пациента в комплексном лечении метаболического синдрома и обеспечить возможности профилактики метаболических нарушений за счет оптимизации световой гигиены с учетом индивидуальных генетических особенностей.

ПРИМЕРЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА

Пример 1. Пациент К., 38 лет, мужского пола, 07.12.2022 г. проходил медосмотр при устройстве на работу. За неделю до медосмотра пациенту проведена актиграфия в течение 7 дней. Определена фаза синего света - 15:30:00.

На медосмотре назначен биохимический анализ крови, в том числе и на ЛПВП. Концентрация ЛПВП в крови составила 1,15 ммоль/л (ниже оптимального). Исходя их фазы синего света, значение ЛПВП было скорректировано 1,15 ммоль/л + 0.42 ммоль/л = 1,57 ммоль/л. Таким образом, истинное значение ЛПВП крови оказалось в пределах референсных значений. Помимо этого другие лабораторные показатели оказались в норме, а также данные объективного осмотра и инструментальных и диагностических исследований не показали наличия проявлений патологии.

Через год на очередном обязательном медосмотре лабораторные показатели остались в пределах референсных значений, патологии не выявлено.

Пример 2. Пациентка Ф., 32 года, женского пола, 07.10.2023 г. обратилась с жалобами на повышенную утомляемость и низкую толерантность к физическим нагрузкам, плохой сон. Рост 162 см, масса 73 кг, индекс массы тела 27.8 (выше нормы).

Пациентке назначена актиграфия в течение 7 дней, по данным которой определили фазу синего света. Она составила 11:30:00. Далее был назначен биохимический анализ крови, в том числе и на ЛПВП. Концентрация ЛПВП в крови составила 1,50 ммоль/л (в пределах нормы). Исходя из фазы синего света, значение ЛПВП было скорректировано 1,50 ммоль/л - 0,42 ммоль/л = 1,08 ммоль/л (ниже нормы). Таким образом, истинное значение ЛПВП крови оказалось ниже референсных значений. При объективном осмотре было обнаружено избыточная масса тела и незначительное снижение толерантности к глюкозе. Актиграфия также показала низкий уровень световой гигиены и недостаток дневного света. Был поставлен диагноз предиабет, рекомендовано изменение образа жизни, коррекция диеты, регулярная физическая активность с пребыванием на свежем воздухе в дневное время, назначен метформин.

Список литературы:

1. Alberti K.G., Eckel R.H., Grundy S.M. et al. Harmonizing the metabolic syndrome: a joint interim statement of the International Diabetes Federation Task Force on Epidemiology and Prevention; National Heart, Lung, and Blood Institute; American Heart Association; World Heart Federation; International Atherosclerosis Society; and International Association for the Study of Obesity. Circulation. 2009; 120: 1640-5.

2. Gubin D., Danilenko K., Stefani O., Kolomeichuk S., Markov A., Petrov I., Voronin K., Mezhakova M., Borisenkov M., Shigabaeva A. et al. Blue Light and Temperature Actigraphy Measures Predicting Metabolic Health Are Linked to Melatonin Receptor Polymorphism. Biology. 2024; 13 (1): 22.

3. Gubin D., Danilenko K., Stefani O., Kolomeichuk S., Markov A., Petrov I., Voronin K., Mezhakova M., Borisenkov M., Shigabaeva A. et al. Light environment of Arctic solstices is coupled with melatonin phase-amplitude changes and decline of metabolic health. J Pineal Res. 2024. Under review.

4. Gubin D., Neroev V., Malishevskaya T., Kolomeichuk S., Weinert D., Yuzhakova N., Nelaeva A., Filippova Y., Cornelissen G. Daytime Lipid Metabolism Modulated by CLOCK Gene Is Linked to Retinal Ganglion Cells Damage in Glaucoma. Applied Sciences. 2022; 12 (13): 6374.

5. Hong B.V., Zheng J., Zivkovic A.M. HDL Function across the Lifespan: From Childhood, to Pregnancy, to Old Age. Int J Mol Sci. 2023 Oct 18; 24 (20): 15305. doi: 10.3390/ijms242015305.

6. Mørland J.G., Magnus P., Vollset S.E., Leon D.A., Selmer R., Tverdal A. Associations between serum high-density lipoprotein cholesterol levels and cause-specific mortality in a general population of 345 000 men and women aged 20-79 years. Int J Epidemiol. 2023 Aug 2; 52 (4): 1257-1267. doi: 10.1093/ije/dyad011.

7. Price L.L., Lyachev A., Khazova M. Optical performance characterization of light-logging actigraphy dosimeters. J. Opt. Soc. Am. A. 2017; 34: 545-557. doi: 10.1364/JOSAA.34.000545.

8. Soran H., Adam S., Mohammad J.B., Ho J.H., Schofield J.D., Kwok S., Siahmansur T., Liu Y., Syed A.A., Dhage S.S., Stefanutti C., Donn R., Malik R.A., Banach M., Durrington P.N. Hypercholesterolaemia - practical information for non-specialists. Arch Med Sci. 2018; 14 (1): 1-21.

9. Wang J., Shi L., Zou Y., Tang J., Cai J., Wei Y., Qin J., Zhang Z. Positive association of familial longevity with the moderate-high HDL-C concentration in Bama Aging Study. Aging (Albany NY). 2018 Nov 28; 10 (11): 3528-3540. doi: 10.18632/aging.101663.

Изобретение относится к медицине, а именно к хрономедицине, эндокринологии, диетологии, терапии. Пациенту проводят процедуру актиграфии в течение не менее семи дней, далее по показаниям актиграфии определяют фазу синего света (ФСС). Затем в утренние часы с 8 до 9 часов по времени постоянного места проживания пациента натощак берут кровь для определения концентрации липопротеидов высокой плотности (ЛПВП). Далее в зависимости от фазы синего света диагностируют истинное значение ЛПВП. Способ позволяет повысить точность диагностики и коррекции метаболических нарушений, а также снизить медикаментозную нагрузку на пациента в комплексном лечении метаболического синдрома и обеспечить возможности профилактики метаболических нарушений за счет оптимизации световой гигиены с учетом индивидуальных генетических особенностей. 1 ил., 1 табл., 2 пр.

Способ определения значения липопротеидов высокой плотности крови с учетом фазы синего света, характеризующийся тем, что пациенту проводят процедуру актиграфии в течение не менее семи дней, далее по показаниям актиграфии определяют фазу синего света (ФСС), затем в утренние часы с 8 до 9 часов по времени постоянного места проживания пациента натощак берут кровь для определения концентрации липопротеидов высокой плотности (ЛПВП), далее в зависимости от фазы синего света диагностируют истинное значение ЛПВП следующим образом:

если ФСС составила 11:00:00, то полученную концентрацию ЛПВП корректируют на значение -0,52 ммоль/л;

если ФСС составила 11:30:00, то полученную концентрацию ЛПВП корректируют на значение -0,42 ммоль/л;

если ФСС составила 12:00:00, то полученную концентрацию ЛПВП корректируют на значение -0,32 ммоль/л;

если ФСС составила 12:30:00, то полученную концентрацию ЛПВП корректируют на значение -0,21 ммоль/л;

если ФСС составила 13:00:00, то полученную концентрацию ЛПВП корректируют на значение -0,11 ммоль/л;

если ФСС составила 13:30:00, то полученную концентрацию ЛПВП не корректируют;

если ФСС составила 14:00:00, то полученную концентрацию ЛПВП корректируют на значение 0,11 ммоль/л;

если ФСС составила 14:30:00, то полученную концентрацию ЛПВП корректируют на значение 0,21 ммоль/л;

если ФСС составила 15:00:00, то полученную концентрацию ЛПВП корректируют на значение 0,32 ммоль/л;

если ФСС составила 15:30:00, то полученную концентрацию ЛПВП корректируют на значение 0,42 ммоль/л;

если ФСС составила 16:00:00, то полученную концентрацию ЛПВП корректируют на значение 0,53 ммоль/л;

если ФСС составила 16:30:00, то полученную концентрацию ЛПВП корректируют на значение 0,63 ммоль/л;

если ФСС составила 17:00:00, то полученную концентрацию ЛПВП корректируют на значение 0,74 ммоль/л.