СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ГИПОКИНЕЗИИ ПРИ ВЫНУЖДЕННОМ ОГРАНИЧЕНИИ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ У ПАЦИЕНТОВ С ТРАВМОЙ Российский патент 2025 года по МПК G01N33/92 G01N33/52 G01N1/28 

Изобретение относится к медицине, в частности к восстановительной и реабилитационной медицине, и может применяться для выявления и количественного выражения неблагоприятных изменений обмена веществ под влиянием вынужденной гипокинезии в виде дислипидемии, активации процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) и снижения ресурсов антиоксидантной защиты (АОЗ).

Техническая задача, стоящая перед авторами изобретения, - создание способа диагностики и выявления степени выраженности неблагоприятных изменений обмена веществ под влиянием вынужденной гипокинезии в условиях лечебного учреждения и с учетом возможностей клинико-диагностических лабораторий медицинских учреждений.

Фундаментальными исследованиями с участием добровольцев показано, что состояние длительного ограничения двигательной активности - гипокинезия сопровождается неблагоприятными изменениями метаболического профиля, включая атерогенную направленность липидного спектра и явлениями окислительного стресса [1]. Данная реакция имеет признаки стадийности, связанные с процессами адаптации организма к новому уровню двигательной активности. В случаи вынужденного ограничения двигательной активности при различных нозологиях, проявления гипокинезия усугубляет протекание основного патологического процесса, что требует разработки способов диагностики и рекомендаций для снижения проявлений гипокинезии.

Из уровня техники известен способ определения адаптации организма к гипокинезии при введении десмопрессина, характеризующийся определением показателей крови у пациентов только с гипокинезией и с гипокинезией на фоне введения десмопрессина, сравнение полученных результатов и вынесения суждения. В качестве показателей проводят масс-спектрометрическое определение протеомных профилей сыворотки крови в диапазоне масс от 1000 до 17000 при обработке проб магнитными частицами MB WCX и MB IMAX Cu и при отсутствии изменения интенсивности сигнала после введения десмопрессина при префракционировании магнитными частицами MB IMAX Cu m/z=9133 по сравнению с исходными данными, а также при достоверном уменьшении интенсивности пиков m/z=1297, m/z=2769, m/z=7764, m/z=6432, m/z=6630 при префракционировании магнитными частицами MB WCX у этих пользователей диагностируют стадию адаптации организма к гипокинезии при введении десмопрессина [2]. Недостатком данного способа является применение сложной аппаратуры, дорогостоящих реагентов и достаточно трудоемкой процедуры определения стадии адаптации, что делает применение данного способа практически неосуществимо в условиях клинико-диагностической лаборатории лечебного учреждения. Кроме того, данный способ количественно не отражает степень влияния гипокинезии на обмен веществ у пациента, а лишь констатирует его направленность в зависимости от стадии адаптации.

Также известен способ распознавания функционального состояния «Гипокинезия», характеризующийся тем, что на голени и запястья человека-оператора надевают браслеты, в которые встроены инерциальные датчики с беспроводным интерфейсом, и до и после выполнения профессиональной деятельности у оператора, принявшего исходное положение «стойка с правильной осанкой, пятки вместе, носки врозь, руки опущены вдоль туловища, пальцы полусогнуты» фиксируют:

угол между положением левой кисти в позиции «руки опущены вниз» и «руки вытянуты вперед» - u1до и u1после;

угол между положением правой кисти в позиции «руки опущены вниз» и «руки вытянуты вперед» - u2до и u2после;

угол между положением левой кисти в позиции «руки опущены вниз» и «руки в положении максимально назад» - u3до и u3после;

угол между положением правой кисти в позиции «руки опущены вниз» и «руки в положении максимально назад» - u4до и u4после;

угол между положением левой кисти в позиции «руки опущены вниз» и «руки вытянуты в стороны» - u5до и u5после;

угол между положением правой кисти в позиции «руки опущены вниз» и «руки вытянуты в стороны» - u6до и u6после;

угол между положением левой ноги в позиции «стойка» и «максимально назад» - u7до и u7после;

угол между положением правой ноги в позиции «стойка» и «максимально назад» - u8до и u8после;

угол между положением левой ноги в позиции «стойка» и «максимально вперед и вверх» - u9до и u9после;

угол между положением правой ноги в позиции «стойка» и «максимально вперед и вверх» - u10до и u10после;

угол между положением левой ноги в позиции «стойка» и «максимально влево» - u11до и u11после;

угол между положением правой ноги в позиции «стойка» и «максимально вправо» - u12до и u12после,

после чего вычисляют величину

U=u1до-u1после+u2до-u2после+u3до-u3после+u4до-u4после+u5до-u5после+u6до-u6после+u7до-u7после+u8до-u8после+u9до-u9после+u10до-u10после+u11до-u11после+u12до-u12после, и если величина U отрицательная, то у человека-оператора фиксируют функциональное состояние «Гипокинезия» [3].

Недостатком данного способа является только констатация наличия состояния гипокинезии у достаточно узкой группы лиц (операторы эргатических систем) и не отражает ни степени выраженности самой гипокинезии, ни степени выраженности нарушений обмена веществ и состояние здоровья обследуемого.

Технический результат от использования изобретения - возможность диагностики состояния гипокинезии и степени выраженности ее влияния у пациентов с вынужденным ограничением двигательной активности в условиях клинико-диагностических медицинских учреждений и с учетом возможностей клинико-диагностических лабораторий.

Показатели проявлений гипокинезии, полученные на основании оценки содержания в липопротеиновых фракциях крови холестерина и ТБК-активных продуктов, будут основанием для составления рекомендаций применения препаратов антиоксидантной, антигипоксической и гиполипидемической направленности в комплексной терапии пациентов находящихся в состоянии вынужденного ограничения двигательной активности.

Описание способа

Заявляемый способ основан на определении интегрального показателя, количественно учитывающего оба ведущих нарушения обмена веществ - дислипидемии, в виде перераспределения фонда холестерина между фракциями липопротеинов, и окислительного стресса, проявлениями которого являются активации ПОЛ и снижение ресурсов АОЗ.

Для этого:

- цельную кровь центрифугируют при 3000 об/мин в течение 15 минут, в последующем плазму или сыворотку крови разделяют на липопротеиновые фракции.

Холестерин в липопротеинах высокой плотности (ХС-ЛПВП) исследуют во фракциях липопротеинов после осаждения апо-В, содержащих липопротеинов гепарином в присутствии солей марганца и разделения центрифугированием.

Надосадочную жидкость, содержащую ЛПВП, используют для дальнейшего определения ХС-ЛПВП и ТБКап(ЛПВП).

Осадок, содержащий липопротеины низкой плотности и липопротеины очень низкой плотности (ЛПНП+ЛПОНП), растворяют в 2 М растворе сульфата аммония и используют для дальнейшего определения ХС(ЛПНП+ЛПОНП) и ТБКап(ЛПНП+ЛПОНП) [4].

В основу определения холестерина в липопротеиновых фракциях положена реакция холестерина с реактивом Златкиса-Зака, заключающаяся в появлении комплекса красного цвета при реагировании холестерина с хлоридом железа (III), уксусной и серными кислотами. Реакция протекает в присутствии ионов трехвалентного железа с последовательным формированием в молекуле холестерина двух, трех и четырех сопряженных двойных связей, при этом максимум поглощения образовавшихся соединений сдвигается от 420 до 563 нм [4]. Концентрация холестерина выражается в ммоль/л.

Изучение ТБК-активных продуктов (ТБКап) в липопротеиновых фракциях проводят модифицированным методом [5]. После осаждения белков ортофосфорной кислотой и полной деградации метаболитов ПОЛ в присутствии ионов железа, проводят реакцию с ТБК, экстракцию окрашенных продуктов проводят бутанолом и спектрофотометрируют при длине волны 535 нм в кювете с длиной оптического пути 10 мм. Расчет концентрации ТБКап соответствовал Е_оп × 85,47. Концентрация ТБКап выражается в мкмоль/л.

После определения базовых показателей рассчитывают диагностический коэффициент (ДК) по интегральной формуле, которая отражает содержание продуктов ПОЛ - ТБКап и холестерина в различных классах липопротеинов:

ДК =ТБКап(ЛПНП+ЛПОНП)×ХС(ЛПНП+ЛПОНП) / ТБКап(ЛПВП)×ХС(ЛПВП).

Для выполнения способа использовалось следующее оборудование: центрифуга общеклиническая ОПн-3, спектрофотометр Shimadzu UV mini-1240 (Япония) и следующие реактивы: реактив гепарин-хлорид Mn²⁺, реактив Златкиса-Зака, бутанол, 0,6 % раствор тиобарбитуровой кислоты, 0,05 мМ раствор сульфата железа (II), 1% раствор ортофосфорной кислоты.

На базе ФГБОУ ВО Кировский ГМУ Минздрава России и Кировского центра травматологии, ортопедии и нейрохирургии проведено исследование ДК у 20 пациентов-мужчин, средний возраст 36,1±9,5 года, с переломом костей голени и бедра, не имевшими сопутствующих заболеваний, которым в качестве метода лечения был выбран метод скелетного вытяжения, что подразумевает длительный постельный режим, т.е. существенное ограничение двигательной активности. Пациентам назначалась стандартная медикаментозная терапия (анальгетики в первые трое суток после травмы, периоперационная антибиотикопрофилактика, антикоагулянты). Взятие крови из локтевой вены осуществляли через неделю после травмы с целью исключения влияния острых посттравматических последствий. Последующее взятие крови осуществляли на 2-ю, 3-ю, 4-ю и 5-ю неделю после получения травмы. Группу сравнения составили 15 практически здоровых мужчин, средний возраст 35,5±7,6 года, что говорит о достаточности наблюдений для подтверждения стабильности результатов. В таблице 1 представлены средние показатели (M) и 95% доверительные интервалы (CI 95% min-max) ДК у травматологических пациентов в разные сроки наблюдения и группы сравнения.

Наличие состояния гипокинезии у травматологических пациентов подтверждается сведениями из истории наблюдения об уровне двигательной активности до получения травмы на основании Короткого международного опросника для определения физической активности (International questionnaire on physical activity - IPAQ), времени госпитализации и назначения метода лечения в виде скелетного вытяжения, подразумевающий строгий постельный режим.

Таблица 1 - Показатели диагностического коэффициента (ДК) у группы сравнения и пациентов с вынужденной гипокинезией (M; CI 95% min-max)

Показатель Группа сравнения (n=15) Проба 1 (n=20) Проба 2 (n=20) Проба 3 (n=19) Проба 4 (n=15) Проба 5 (n=12) ДК, ед. 3,70 [3,43;3,97] 4,38 [4,07;4,69] 5,66 [5,25;6,07] 6,31 [5,84;6,78] 5,22 [4,85;5,59] 4,26 [3,97;4,55]

Примечание: номер пробы соответствует времени иммобилизации в неделях.

Примеры расчета диагностического коэффициента

Обследуемый группы сравнения

Выписка из истории наблюдения: возраст - 31 год; пол - мужской; по данным периодического медицинского осмотра относится к группе практически здоровых лиц. Согласно шкале IPAQ уровень физической активности составляет 28 баллов, что можно интерпретировать для указанного возраста как нормальный (отсутствие гипокинезии).

Данные анализа плазмы крови:

ТБКап(ЛПНП+ЛПОНП) - 3,27 мкмоль/л,

ХС (ЛПНП+ЛПОНП) - 3,34 ммоль/л,

ТБКап(ЛПВП) - 2,15 мкмоль/л,

ХС (ЛПВП) - 1,38 ммоль/л,

ДК= (3,27×3,34) / (2,15×1,38) = 3,68 ед.

Пациент с вынужденной гипокинезией

Выписка из истории наблюдения: возраст - 34 года; пол - мужской; диагноз - открытый перелом диафиза бедренной кости. По данным периодического медицинского осмотра до получения травмы пациент относился к группе практически здоровых лиц. Согласно шкале IPAQ уровень физической активности до получения травмы составляет 26 баллов, что можно интерпретировать для указанного возраста как нормальный (отсутствие гипокинезии). В качестве лечения выбран метод скелетного вытяжения, подразумевающий строгий постельный режим. Согласно шкале IPAQ уровень физической активности при данном состоянии объективно составляет в пределах 0-2 баллов, что существенно ниже критериального значения наличия гипокинезии для указанного возраста - 21 балл.

Данные анализа плазмы крови:

проба №1 (продолжительность гипокинезии 1 неделя),

ТБКап(ЛПНП+ЛПОНП) - 4,28 мкмоль/л,

ХС (ЛПНП+ЛПОНП) - 4,19 ммоль/л,

ТБКап(ЛПВП) - 2,76 мкмоль/л,

ХС (ЛПВП) - 1,45 ммоль/л,

ДК= (4,28×4,19) / (2,76×1,45) = 4,48 ед.

проба №3 (продолжительность гипокинезии 3 недели)

ТБКап(ЛПНП+ЛПОНП) - 5,65 мкмоль/л,

ХС (ЛПНП+ЛПОНП) - 4,76 ммоль/л,

ТБКап(ЛПВП) - 3,34 мкмоль/л,

ХС (ЛПВП) - 1,26 ммоль/л,

ДК= (5,65×4,76) / (3,34×1,26) = 6,39 ед.

проба №5 (продолжительность гипокинезии 5 недель)

ТБКап(ЛПНП+ЛПОНП) - 3,68 мкмоль/л,

ХС (ЛПНП+ЛПОНП) - 3,55 ммоль/л,

ТБКап(ЛПВП) - 2,27 мкмоль/л,

ХС (ЛПВП) - 1,33 ммоль/л,

ДК= (3,68×3,55) / (2,27×1,33) = 4,33 ед.

- при величине ДК от 4,0 до 5,0 ед. определяют наличие умеренной степени гипокинезии, а при величине ДК 5,0 ед. и более определяют наличие выраженной степени гипокинезии.

Для снижения неблагоприятного влияния гипокинезии в зависимости от степени выраженности могут быть рекомендованы в составе комплексной терапии применение препаратов антиоксидантной, антигипоксической и гиполипидемической направленности.

- преимуществом способа является высокая степень информативности выявления и количественного выражения неблагоприятных изменений обмена веществ под влиянием вынужденной гипокинезии. Способ может использоваться как при разовом обследовании, так и при пролонгированном наблюдении. Способ может быть использован не только у пациентов с травмой, но и при других состояниях, связанных с вынужденным ограничением двигательной активности, в том числе при сердечно-сосудистых катастрофах с базовой терапией гиполипидемическими препаратами. В этом случаи оценка влияния гипокинезии основывается на степени увеличения величины ДК в процентах от исходного.

Список источников:

1. Маркин А.А. и др. Динамика метаболических процессов у испытателей при 120-суточной антиортостатической гипокинезии. Физиология человека. 2009, том 35 номер 4, стр. 64-70.

2. RU 2407448124 C1, 27.12.2010.

3. RU 2799915 C1, 13.07.2023.

4. Камышников В.С. Клинико-биохимическая лабораторная диагностика; Минск: Интерпрессервис, 2003. - 953 с.

5. Андреева Л.И. и др. Модификация метода определения перекисей липидов в тесте с тиобарбитуровой кислотой. Лабораторное дело. 1988. номер 11, стр. 41-43.

Изобретение относится к медицине, а именно к восстановительной, реабилитационной медицине, и может быть использовано для определения степени гипокинезии при вынужденном ограничении двигательной активности у пациентов с травмой. Осуществляют забор крови, центрифугирование крови, разделение плазмы или сыворотки крови на липопротеиновые фракции, в которых определяют концентрацию холестерина и ТБК-активных продуктов. Величину диагностического коэффициента (ДК) рассчитывают по формуле: ДК=ТБКап(ЛПНП+ЛПОНП)×ХС(ЛПНП+ЛПОНП)/ТБКап(ЛПВП)×ХС(ЛПВП), где ТБКап(ЛПНП+ЛПОНП) - содержание ТБК-активных продуктов в липопротеинах низкой и очень низкой плотности, мкмоль/л; ХС(ЛПНП+ЛПОНП) - содержание холестерина в липопротеинах низкой и очень низкой плотности, ммоль/л; ТБКап(ЛПВП) - содержание ТБК-активных продуктов в липопротеинах высокой плотности, мкмоль/л; ХС(ЛПВП) - содержание холестерина в липопротеинах высокой плотности, ммоль/л. При величине ДК от 4,0 до 5,0 ед. определяют наличие умеренной степени гипокинезии. При величине ДК 5,0 ед. и более определяют наличие выраженной степени гипокинезии. Способ обеспечивает возможность диагностики состояния гипокинезии и степени выраженности ее влияния у пациентов с вынужденным ограничением двигательной активности в условиях клинико-диагностических медицинских учреждений и с учетом возможностей клинико-диагностических лабораторий за счет оценки содержания в липопротеиновых фракциях крови холестерина и ТБК-активных продуктов, что позволяет выявлять степень выраженности неблагоприятных изменений обмена веществ в виде дислипидемии, активации процессов перекисного окисления липидов и снижения ресурсов антиоксидантной защиты под влиянием вынужденной гипокинезии. 1 табл., 2 пр.

Способ определения степени гипокинезии при вынужденном ограничении двигательной активности у пациентов с травмой, включающий: осуществление забора крови, центрифугирование крови, разделение плазмы или сыворотки крови на липопротеиновые фракции, в которых определяют концентрацию холестерина и ТБК-активных продуктов; характеризующийся тем, что величину диагностического коэффициента (ДК) рассчитывают по формуле:

ДК=ТБКап(ЛПНП+ЛПОНП)×ХС(ЛПНП+ЛПОНП)/ТБКап(ЛПВП)×ХС(ЛПВП),

где ТБКап(ЛПНП+ЛПОНП) - содержание ТБК-активных продуктов в липопротеинах низкой и очень низкой плотности, мкмоль/л;

ХС(ЛПНП+ЛПОНП) - содержание холестерина в липопротеинах низкой и очень низкой плотности, ммоль/л;

ТБКап(ЛПВП) - содержание ТБК-активных продуктов в липопротеинах высокой плотности, мкмоль/л;

ХС(ЛПВП) - содержание холестерина в липопротеинах высокой плотности, ммоль/л;

и при величине ДК от 4,0 до 5,0 ед. определяют наличие умеренной степени гипокинезии, а при величине ДК 5,0 ед. и более определяют наличие выраженной степени гипокинезии.