KR100940511B1 - A Metabolic Diagnosis System and Method based Mitochondria - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유전자에서 장기 시스템에 이르는 질병의 생리학적 네트워크에 대한 일관적 체계를 가지고 컴퓨터 시뮬레이터 및 데이터베이스를 통하여 시스템적인 접근 방법을 사용함으로써 진단, 처방, 예방 등을 종합적으로 구현할 수 있도록 하는 미토콘드리아 기반 대사진단 시스템 및 대사진단 방법에 관한 것이다.The present invention has a consistent system of physiological networks of diseases ranging from genes to organ systems, and mitochondrial-based metabolism enables comprehensive implementation of diagnosis, prescription, and prevention by using a systematic approach through computer simulators and databases. The present invention relates to a diagnostic system and a method of diagnosis.

상기 본 발명의 미토콘드리아 기반 대사진단 시스템은, 질병 데이터(111)와 질병예후 데이터(112)를 포함하여 이루어지는 메커니즘정보 데이터베이스(110), 유전체 데이터(121)와 개인병력 데이터(122)를 포함하여 이루어지는 유전관련정보 데이터베이스(120) 및 생리기능 자료(131)와 임상진단 결과(132)를 포함하여 이루어지는 개인정보 데이터베이스(130)를 포함하여 이루어지는 데이터베이스 서버 (100); 미토콘드리아의 열생산능력을 평가하는 미토콘드리아 열생산 진단키트(211) 및 환자의 미토콘드리아 DNA의 밀도 및 타입을 조사하고 평가하는 세포질잡종(cybrid) 진단키트(212)를 포함하여 이루어지는 임상검사 수단(210), 임상진단과 관련되는 정보가 저장된 임상진단 데이터베이스(220) 및 상기 임상검사 수단에 의해 검사된 정보와 상기 임상진단 데이터베이스의 정보를 매치하고 임상진단 결과를 산출하는 임상진단 수단(230)을 포함하여 이루어지는 미토콘드리아 시스템 모듈 (200); 및 상기 미토콘드리아 시스템 모듈과 연결되어 검사 및 진단 정보를 수신하고, 상기 검사 및 진단 정보와 상기 데이터베이스 서버에 저장되어 있는 정보를 바탕으로 시뮬레이션 및 분석을 수행하여 진단 결과를 산출하는 에너지시스템 시뮬레이터 (300); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The mitochondrial based photodecision system of the present invention includes a mechanism information database 110 including a disease data 111 and a disease prognosis data 112, a genomic data 121, and a personal medical history data 122. A database server 100 including a genetic information database 120 and a personal information database 130 including a physiological function data 131 and a clinical diagnosis result 132; Clinical test means (210) comprising a mitochondrial heat production diagnostic kit (211) for evaluating the heat production capacity of the mitochondria and a cytoplasmic hybrid kit (212) for examining and evaluating the density and type of mitochondrial DNA of the patient And a clinical diagnosis database 220 storing information related to the clinical diagnosis , and clinical diagnosis means 230 matching the information examined by the clinical examination means with the information of the clinical diagnosis database and calculating a clinical diagnosis result. A mitochondrial system module 200; And an energy system simulator (300) connected to the mitochondrial system module to receive test and diagnostic information, and to perform a simulation and analysis based on the test and diagnostic information and information stored in the database server. ; Characterized in that comprises a.

한편, 본 발명에 따르는 또 다른 측면으로서 미토콘드리아를 기반으로 하는 대사진단방법은, 개인의 병력/유전정보/에너지대사정보가 저장된 메커니즘정보 데이터베이스(110), 유전관련정보 데이터베이스(120) 및 개인정보 데이터베이스(130)를 포함하여 이루어지는 데이터베이스 서버 (100)에 접속되어 필요한 정보가 추출되는 단계; 상기 추출된 병력/유전정보/에너지대사정보를 바탕으로 상기 개인의 심혈관 및 대사 정보가 미토콘드리아 시스템 모듈 (200)에 의해 측정되어 얻어지는 단계; 상기 두 단계에서의 정보들이 취합되어 에너지시스템 시뮬레이터 (300)에 의해 진단결과가 산출되는 단계; 및 상기 산출된 진단결과를 바탕으로 대사증후군 예후가 판정되는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. On the other hand, as another aspect according to the present invention based on the mitochondria, the method, the mechanism information database 110, the genetic information database 120 and the personal information database in which the individual medical history / genetic information / energy metabolic information is stored Accessing the database server 100 including 130 and extracting necessary information; Cardiovascular and metabolic information of the individual is measured and obtained by the mitochondrial system module 200 based on the extracted medical history / genetic information / energy metabolism information; Collecting the information in the two steps and calculating a diagnosis result by the energy system simulator (300); And determining the metabolic syndrome prognosis based on the calculated diagnosis result. Characterized in that it comprises a.

미토콘드리아, 대사진단, 비만, 당뇨병, 인체 열평형 Mitochondria, Grand Prize, Obesity, Diabetes

Description

미토콘드리아 기반 대사진단 시스템 및 대사진단 방법 {A Metabolic Diagnosis System and Method based Mitochondria}A metabolic diagnosis system and method based Mitochondria

도 1은 스케일 증가 시 부피 및 표면적의 증가량 비교.1 is a comparison of the increase in volume and surface area at scale increase.

도 2는 바이오에너지틱스에 의한 인체 열평형 체온유지 스케일법칙의 도출 접근 방법의 개념도.Figure 2 is a conceptual diagram of a derivation approach of the human body heat balance body temperature scale law by bioenergy.

도 3은 체중에 따른 열발생량은 생물학에서 널리 인정된 스케일법칙을 설명하기 위한 개념도.Figure 3 is a conceptual diagram for explaining the scale law heat generation according to the body weight widely recognized in biology.

도 4는 본 발명에 의한 미토콘드리아 기반 대사진단 시스템.Figure 4 is a mitochondria-based photographic system according to the present invention.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **

1000: 미토콘드리아 기반 대사진단 시스템1000: Mitochondria-based Photo Deputy System

100: 데이터베이스 서버100: database server

110: 메커니즘정보 데이터베이스110: Mechanism Information Database

111: 질병 데이터 112: 질병예후 데이터111: Disease data 112: Disease prognosis data

120: 유전관련정보 데이터베이스120: Genetic Database

121: 유전체 데이터 122: 개인병력 데이터121: genomic data 122: personal medical history data

130: 개인정보 데이터베이스130: personal information database

131: 생리기능자료 데이터 132: 임상진단결과 데이터131: physiological function data 132: clinical diagnostic data

200: 미토콘드리아 시스템 모듈200: mitochondrial system module

210: 임상검사 수단210: clinical test means

211: 미토콘드리아 열생산 진단키트211: Mitochondrial heat production diagnostic kit

212: 세포질잡종 진단키트212: Cytoplasmic Hybrid Diagnostic Kit

220: 임상검사 데이터베이스220: clinical examination database

230: 임상진단 수단230: Clinical diagnostic means

300: 에너지 시스템 시뮬레이터300: energy system simulator

본 발명은 미토콘드리아 기반 대사진단 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인체의 열 및 순환 시스템과 연계하여 미토콘드리아의 특성을 조사함으로써 비만과 관계된 질병을 진단하는 미토콘드리아 기반 대사진단 시스템 및 대사진단 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a mitochondrial-based estimator system, and more particularly, to a mitochondrial-based estimator system and a diagnosing method for diagnosing diseases related to obesity by investigating the characteristics of the mitochondria in connection with the human heat and circulation system. .

미토콘드리아란 생명현상 유지를 위하여 동물이 기본적으로 갖추고 있는 기관으로서, 세포 내에 수백 내지 수천 개가 존재하여 세포 호흡에 관계하는 소기관으로서 특히 에너지가 필요한 간이나 근육세포에 주로 많다. 즉, 호흡이 활발한 세 포일수록 다량의 미토콘드리아를 함유하고 있으며, 미토콘드리아는 생체에너지 대사의 중추적 역할을 담당하고 있다고 할 수 있다. 이러한 미토콘드리아는 동물의 세포 내 소기관 중에서 유일하게 자신만의 DNA를 가지고 있는데, 이와 같이 미토콘드리아가 독립된 DNA를 가지고 있는 사실에 대하여, 원시생명이 출현할 무렵 유산소호흡을 하는 미토콘드리아와 무산소호흡을 하는 원시유핵세포가 서로 공생 관계를 유지하다가 하나의 세포로 통합되는 내공생(endosymbiosis) 과정을 거치면서 현재와 같은 세포의 구조를 이루게 되었다는 것이 현재 가장 널리 받아들여지고 있는 가설이다. 이러한 내공생 과정을 거쳐 미토콘드리아는 자신의 유전정보의 대부분을 핵으로 전달한 것으로 여겨지며, 현재 미토콘드리아를 구성하는 대부분의 단백은 핵으로부터 코드되지만 ATP생산과 관련된 중요한 단백들은 자체 DNA에 의해서만 코드된다. 미토콘드리아 DNA는 산소 및 유리 라디칼과 계속 접촉하는 환경에 있지만 핵 DNA와 비교할 때 히스톤 단백에 의한 보호를 받지 못하며, 손상에 대한 복구 능력이 효과적이지 못하기 때문에 쉽게 유전자 변이가 발생할 수 있다. 실제로 미토콘드리아 DNA는 핵 DNA에 비해 10배 이상 빨리 유전자 변이가 발생한다는 사실이 잘 알려져 있으며, 대부분의 미토콘드리아 DNA는 단백을 코드하므로 돌연변이가 발생하면 기능 이상으로 직결될 가능성이 크다. 미토콘드리아의 기능 손상은 암 발생, 뇌신경질환, 노화 등과 깊이 관련되어 있다는 사실이 밝혀졌으며, 따라서 세계적으로 미토콘드리아와 관련된 연구가 빠르게 진행되고 있는 추세에 있다.Mitochondria are basically organs that animals have to maintain life. Hundreds to thousands are present in the cells, and they are organelles involved in cellular respiration. In other words, the more breathable cells contain a large amount of mitochondria, and mitochondria play a pivotal role in bioenergy metabolism. The mitochondria are unique among animal organelles of animals, and in response to the fact that mitochondria have independent DNA, mitochondria and aerobic respiration as primitive life emerge, The most widely accepted hypothesis is that nuclear cells maintain the symbiotic relationship with each other and then undergo the endosymbiosis process, which is integrated into one cell. Through this symbiotic process, mitochondria are thought to have transmitted most of their genetic information to the nucleus. Currently, most proteins that make up the mitochondria are encoded from the nucleus, but important proteins related to ATP production are encoded only by their own DNA. Mitochondrial DNA is in an environment in constant contact with oxygen and free radicals, but it is not easily protected by histone proteins as compared to nuclear DNA, and genetic mutations can easily occur because of its inability to repair damage. In fact, it is well known that mitochondrial DNA occurs more than 10 times faster than nuclear DNA, and most mitochondrial DNA codes for proteins, so if mutations occur, they are more likely to go wrong. Mitochondrial dysfunction has been found to be deeply related to cancer, cerebral neuropathy, and aging, and thus mitochondrial-related research is rapidly progressing worldwide.

한편, 당뇨, 비만, 고혈압, 뇌졸중, 심장병 등과 같은 각종 성인병 증상들이 한 사람에게 복합적으로 나타나는 증상인 대사증후군(Metabolic Syndrome)은 현재 전체 성인 인구의 30~40%가 가지고 있는 증상으로서, 이러한 대사증후군의 발병은 미토콘드리아의 기능 손상에 그 원인이 있는 경향이 매우 강하다는 사실이 최근에 밝혀졌다. 미토콘드리아 기능 손상 및 당뇨병의 발병 사이의 상관관계와 관련하여, 1993년 경기도 연천군의 주민들을 대상으로 한 조사에서, 당뇨병이 발병하기 전 미토콘드리아 DNA의 감소 현상이 목격되었다. 이는 당뇨병에 의한 후행적 작용이 아니라 선행적 현상으로, 인체의 에너지 생성 메커니즘과 비만 및 당뇨병이 밀접한 관계가 있다는 것을 시사하고 있다. 이러한 관계를 간략히 설명하면 다음과 같다. 먼저 미토콘드리아 DNA가 감소함에 따라 미토콘드리아에 의한 에너지 생성량도 함께 감소하며, 온도에 대한 생체항상성(temperature homeostasis)에 의하여 에너지 대사(energy metabolism)가 발생한다. 즉, 체온을 유지하기 위하여 미토콘드리아 감소로 인하여 모자라게 된 만큼의 열(에너지)을 보충하도록 에너지 대사가 발생하는 것이다. 따라서 지방조직(adipose tissue)의 부피가 증가하고, 그 결과 몸무게 역시 증가하게 된다. 사람의 몸무게가 늘어나고 중성지방이 많아지면 인슐린에 대한 저항이 높아지며, 궁극적으로 당뇨병이나 고혈압 등과 같은 증상이 복합적으로 발병하게 되는 것이다.Meanwhile, metabolic syndrome (Metabolic Syndrome), which is a symptom of various adult diseases such as diabetes, obesity, hypertension, stroke, heart disease, etc. in one person, is present in 30-40% of the adult population. Has recently been found to have a strong tendency to cause mitochondrial dysfunction. Regarding the correlation between mitochondrial dysfunction and the onset of diabetes, a 1993 survey of residents in Yeoncheon, Gyeonggi-do, observed a decrease in mitochondrial DNA before diabetes. This is a preceding phenomenon, not a backward action by diabetes, suggesting that the body's energy generation mechanism is closely related to obesity and diabetes. Briefly, this relationship is as follows. First, as mitochondrial DNA decreases, the amount of energy produced by mitochondria also decreases, and energy metabolism occurs due to temperature homeostasis with respect to temperature. In other words, energy metabolism occurs to replenish the amount of heat (energy) depleted by the reduction of mitochondria to maintain body temperature. Therefore, the volume of adipose tissue increases, and as a result, the weight also increases. Increasing human weight and increasing triglycerides increases insulin resistance and ultimately leads to a combination of symptoms such as diabetes and high blood pressure.

미토콘드리아 가설은 다음의 4가지 물리법칙과 연관되는데, 인체의 에너지 보존 법칙, 기초대사량에 대한 스케일링 법칙, 체온의 항온성/인체 질량 보존 법칙, 체중 변화와 열소산율의 상관관계가 그 4가지이다. 이러한 물리법칙들과 관련하여 미토콘드리아 가설을 보다 상세히 설명하자면 다음과 같다. 체중과 부피가 비례한다고 할 때, 부피의 증가와 표면적의 증가는 지수적으로 차이가 있다. 도 1을 참조하여 보면, 길이가 2배 증가함에 따라 표면적은 22배 즉 4배 증가하며, 부피는 23배 즉 8배 증가한다. 한편, 열전달의 원리에 입각하여 생각할 때, 표면적이 넓을수록 열전달이 활발하게 일어나며, 표면적과 열전달량은 비례 관계에 있다는 것이 잘 알려져 있다. 이러한 사실들을 종합하여 볼 때, 부피가 증가함에 따른 표면적의 증가량은 부피의 증가량과 비교하였을 때 훨씬 적으며, 따라서 에너지 소비율(표면적의 증가량과 직접적으로 관계됨)과 에너지 발생률(부피의 증가량과 직접적으로 관계됨)의 비 값은 감소하게 된다. 추운 지방에 사는 생물일수록 몸집이 더 비대한 것은 이와 같은 원리에 따라 주변 환경으로 체온을 덜 빼앗기려는 진화의 영향에 의한 것이다. 그런데, 미토콘드리아의 기능 손상에 의해 인체의 열 발생량이 감소할 경우, 에너지 평형이 무너져 체온이 감소되는 경향이 커지게 된다. 이에 따라 체온을 유지하기 위해서는 에너지 소비율을 줄여야 하며, 보상 작용에 의해 지방조직의 부피가 증가하여 신체의 부피가 증가하게 되면 에너지 소비율/에너지 발생률의 비 값이 감소함으로써 체온을 유지할 수 있다. 그러나 이와 같이 체중( 및 부피)이 증가함으로써 체온을 유지할 수 있게 되는 대신 비만이 되며, 결과적으로 비만과 동반하여 나타나는 당뇨병, 고혈압 등의 증상이 복합적으로 발생하는 대사증후군의 발병 가능성이 매우 높아지게 된다.The mitochondrial hypothesis is associated with the following four laws of physics: the law of conservation of energy in the human body, the law of scaling on basal metabolism, the constant temperature / body mass conservation law of body temperature, and the correlation between body weight change and heat dissipation rate. Regarding these laws of physics, the mitochondrial hypothesis is explained in more detail as follows. Given that weight and volume are proportional, there is an exponential difference between the increase in volume and the increase in surface area. Referring to FIG. 1, as the length is increased by 2 times, the surface area is increased by 2 2 times or 4 times, and the volume is increased by 2 3 times or 8 times. On the other hand, when considering the principle of heat transfer, it is well known that the larger the surface area, the more actively the heat transfer occurs, and the surface area and the heat transfer amount are in proportion. Taken together, the increase in surface area with increasing volume is much smaller compared to the increase in volume, and thus the rate of energy consumption (directly related to the increase in surface area) and the rate of energy generation (directly related to volume increase). ), The ratio value is reduced. The larger the creatures living in the colder regions, the larger their size is due to the evolutionary effect of losing their body temperature to the environment according to this principle. However, when the amount of heat generated in the human body is reduced due to the impairment of the function of the mitochondria, the energy balance is collapsed and the body temperature is increased. Accordingly, in order to maintain body temperature, the energy consumption rate must be reduced, and when the volume of adipose tissue increases due to the compensating action and the body volume increases, the ratio of energy consumption rate / energy generation rate can be reduced to maintain body temperature. However, this increase in weight (and volume) is not only able to maintain body temperature, but also obesity, and as a result, the possibility of developing metabolic syndrome, which is a combination of symptoms such as diabetes, hypertension, accompanied by obesity becomes very high.

그런데 종래에는 당뇨병, 고혈압, 비만 등의 증상을 혈압, 혈당 등의 후행적 인자에 근거하여 진단하였고, 즉, 증상이 어느 정도 진행된 후에야 치료 대책을 마련하는 실정에 그쳤던 부족한 점이 있었다. 한편, 이와 함께 종래의 전통적인 진단 방법을 보완하기 위하여 종래의 진단 방법과 달리 비만 및 대사증후군의 징후를 미리 발견하여 적절히 조치할 수 있는 진단 방법에 대한 연구 및 노력이 꾸준히 진행되어 왔다. However, conventionally, symptoms such as diabetes, hypertension, obesity, and the like were diagnosed based on the following factors such as blood pressure and blood sugar, that is, there was a shortage of the provision of treatment measures only after the symptoms progressed to some extent. On the other hand, in order to complement the conventional diagnostic method, research and efforts on the diagnostic method that can detect the signs of obesity and metabolic syndrome in advance and appropriately have been in progress unlike the conventional diagnostic methods.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 유전자에서 장기 시스템에 이르는 질병의 생리학적 네트워크에 대한 일관적 체계를 가지고 컴퓨터 시뮬레이터 및 데이터베이스를 통하여 시스템적인 접근 방법을 사용함으로써 진단, 처방, 예방 등을 종합적으로 구현할 수 있도록 하는 미토콘드리아 기반 대사진단 시스템 및 그 대사진단 방법을 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to provide a system through a computer simulator and a database with a consistent system for the physiological network of diseases ranging from genes to organ systems. The present invention provides a mitochondrial-based escort system and its essay method that enable comprehensive implementation of diagnosis, prescription, and prevention by using a general approach.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 미토콘드리아 기반 대사진단 시스템은, 질병 데이터(111)와 질병예후 데이터(112)를 포함하여 이루어지는 메커니즘정보 데이터베이스(110), 유전체 데이터(121)와 개인병력 데이터(122)를 포함하여 이루어지는 유전관련정보 데이터베이스(120) 및 생리기능 자료(131)와 임상진단 결과(132)를 포함하여 이루어지는 개인정보 데이터베이스(130)를 포함하여 이루어지는 데이터베이스 서버 (100); 미토콘드리아의 열생산능력을 평가하는 미토콘드리아 열생산 진단키트(211) 및 환자의 미토콘드리아 DNA의 밀도 및 타입을 조 사하고 평가하는 세포질잡종(cybrid) 진단키트(212)를 포함하여 이루어지는 임상검사 수단(210), 임상진단과 관련되는 정보가 저장된 임상진단 데이터베이스(220) 및 상기 임상검사 수단에 의해 검사된 정보와 상기 임상진단 데이터베이스의 정보를 매치하고 임상진단 결과를 산출하는 임상진단 수단(230)을 포함하여 이루어지는 미토콘드리아 시스템 모듈 (200); 및 상기 미토콘드리아 시스템 모듈과 연결되어 검사 및 진단 정보를 수신하고, 상기 검사 및 진단 정보와 상기 데이터베이스 서버에 저장되어 있는 정보를 바탕으로 시뮬레이션 및 분석을 수행하여 진단 결과를 산출하는 에너지시스템 시뮬레이터 (300); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The mitochondrial based photodecision system of the present invention for achieving the object as described above, the mechanism information database 110, the genome data 121 and the personal medical history comprising the disease data 111 and the disease prognosis data 112 A database server 100 including a genetic information database 120 including data 122 and a personal information database 130 including physiological function data 131 and clinical diagnosis results 132; Clinical test means comprising a mitochondrial heat production diagnostic kit 211 for evaluating the heat production capacity of the mitochondria and a cytoplasmic diagnostic kit 212 for investigating and evaluating the density and type of mitochondrial DNA of the patient (210) ), The clinical diagnosis database 220 storing information related to the clinical diagnosis , and the clinical diagnosis means 230 matching the information examined by the clinical examination means with the information of the clinical diagnosis database and calculating the clinical diagnosis result. A mitochondrial system module (200) formed by; And an energy system simulator (300) connected to the mitochondrial system module to receive test and diagnostic information, and to perform a simulation and analysis based on the test and diagnostic information and information stored in the database server. ; Characterized in that comprises a.

이 때, 인체의 체중증가율을 하기의 수학식과 같은 수정된 인체 질량보존방정식을 사용하여 시뮬레이션하고 산출하는 것을 특징으로 한다.At this time, the weight gain rate of the human body is characterized by simulating and calculating using a modified human body mass conservation equation, such as the following equation.

Figure 112007060132025-pat00001
Figure 112007060132025-pat00001

(여기서, M : 체중, EI : 에너지 섭취량, PAL(Physical Activity Level) : 신체활동지표, BMR(Basal Metabolic Rate) : 기초대사량, c : 변환상수) 또한 이 때, 상기 환경적응영향변수는 하기의 수학식으로 결정되는 것을 특징으로 한다.Here, M: weight, EI: energy intake, PAL (Physical Activity Level): physical activity indicator, BMR (Basal Metabolic Rate): basic metabolic rate, c: conversion constant) In this case, the environmental impact variable is Characterized in the equation.

Figure 112007060132025-pat00002
Figure 112007060132025-pat00002

(여기서, a : 환경적응영향계수, MTE : 열적평형체중)(Where a: environmental impact coefficient, M TE : thermal equilibrium weight)

이때 a는 임상데이터를 분석하여 만든 데이터베이스에서 구해지며, MTE는 온도항상성 원리로부터 얻어진다. 인체의 체온변화율은 인체열생산량과 열소산량의 차이에 따라 결정되며 다음과 같이 수식화된다.Where a is obtained from a database created by analyzing clinical data, and M TE is obtained from the principle of temperature stability. The rate of change in body temperature is determined by the difference between the amount of heat produced and the amount of heat dissipated and is formulated as follows.

Figure 112007060132025-pat00003
Figure 112007060132025-pat00003

위에서 나타난 열소산항 Qdissipation은 거의 일정하게 유지되는 반면 Qproduction은 미토콘드리아의 기능 및 대사율 등에 따라 가변적이며, 스케일법칙에 따라서 다음과 같이 표현된다. 즉 인체 열생산은 체중과 상관적 관계를 지니고 있는 기초대사율을 기반으로 미토콘드리아 열생산 기능 요소를 고려하여 추산된다. The Q dissipation shown above remains almost constant, whereas Q production varies depending on the function and metabolic rate of mitochondria, and is expressed as follows according to scale law. That is, human heat production is estimated by considering mitochondrial heat production functional factors based on the basic metabolic rate which has a correlation with weight.

Figure 112007060132025-pat00004
Figure 112007060132025-pat00004

더불어, 상기 미토콘드리아 열생산 진단키트(211)는, 상기 미토콘드리아의 기능장애 비율 km 값 및 미토콘드리아 타입에 따른 미토콘드리아 지수 kd 값을 포함하는 미토콘드리아 특성을 측정하는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 미토콘드리아 열생산 진단키트(211)는 나노바이오소자, 광학소자 및 비접촉식 온도센서를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, the mitochondrial heat production diagnostic kit 211 is characterized by measuring the mitochondrial properties including the mitochondrial index k d value according to the mitochondrial dysfunction ratio k m value and mitochondria type. At this time, the mitochondrial heat production diagnostic kit 211 preferably comprises a nanobio device, an optical device and a non-contact temperature sensor.

또한, 상기 세포질잡종 진단키트(212)는 환자의 혈소판을 사용하여 해당 환자의 세포질잡종을 얻는 것을 특징으로 한다.In addition, the cytoplasmic hybrid diagnostic kit 212 is characterized in that to obtain the cytoplasmic hybrid of the patient using a platelet of the patient.

한편, 본 발명에 따르는 또 다른 측면으로서 미토콘드리아를 기반으로 하는 대사진단방법은, On the other hand, as another aspect in accordance with the present invention based on the mitochondria photoshooting method,

(a) 개인의 병력/유전정보/에너지대사정보가 저장된 메커니즘정보 데이터베이스(110), 유전관련정보 데이터베이스(120) 및 개인정보 데이터베이스(130)를 포함하여 이루어지는 데이터베이스 서버 (100)에 접속되어 필요한 정보가 추출되는 단 계;(a) necessary information connected to a database server 100 including a mechanism information database 110, a genetic information database 120, and a personal information database 130 in which individual medical history / genetic information / energy metabolic information is stored; Is extracted;

(b) 상기 추출된 병력/유전정보/에너지대사정보를 바탕으로 상기 개인의 심혈관 및 대사 정보가 미토콘드리아 시스템 모듈 (200)에 의해 측정되어 얻어지는 단계;(b) obtaining cardiovascular and metabolic information of the individual based on the extracted medical history / genetic information / energy metabolism information by measuring by the mitochondrial system module 200;

(c) 상기 (a) 및 (b) 단계에서의 정보들이 취합되어 에너지시스템 시뮬레이터 (300)에 의해 진단결과가 산출되는 단계; 및(c) collecting the information in steps (a) and (b) and calculating a diagnosis result by the energy system simulator 300; And

(d) 상기 산출된 진단결과를 바탕으로 대사증후군 예후가 판정되는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. (d) determining the metabolic syndrome prognosis based on the calculated diagnosis result; Characterized in that it comprises a.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 미토콘드리아 기반 대사진단 시스템을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the mitochondrial-based photographic system according to the present invention having the configuration as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 바이오에너지틱스에 의한 인체 열평형 체온유지 스케일법칙의 도출 접근 방법을 개념적으로 도시한 것이다. 먼저, 현상론적 시스템 분석 방법에 의해 인체 열 시스템의 거시적인 보존법칙이 도출되어 알려져 있다. 그런데, 전술한 바와 같이 인체의 열 시스템 작동에는 미토콘드리아의 기능이 크게 작용한다는 사실이 알려져 있으므로, 상기 인체 열 시스템의 거시적인 보존법칙에는 미토콘드리아 기능과 관련된 영향이 있다는 것을 알 수 있다. 따라서 미토콘드리아의 열 생산과 관련된 지표, 인체의 열 발생 및 소산과 관련된 임상적 대사지표 및 에너지 보존법칙과 온도항상성의 법칙을 사용하여 상미분방정식으로서 개체 열 시스템의 시스템 모델을 얻는다.FIG. 2 conceptually illustrates a derivation approach of the thermobalance body temperature maintaining scale law by bioenergy. First, the macroscopic conservation law of the human thermal system is derived by the phenomenological system analysis method. However, as described above, it is known that the function of the mitochondria greatly affects the operation of the human body's thermal system. Therefore, it can be seen that the macroscopic conservation law of the human body system has an effect related to the mitochondrial function. Therefore, a system model of individual thermal systems is obtained as ordinary differential equations using the mitochondrial heat production indicators, the human body's heat generation and dissipation clinical metabolic indicators, and the law of energy conservation and temperature constant.

한편, 미시적 분자생물학적으로의 접근에 의해, 미토콘드리아 자체에 대하여 미토콘드리아의 신호전달 체계, 유전체 정보, 단백체 정보 등의 여러 가지 특성 정보를 얻음으로써 미토콘드리아의 생화학적 특성, 타입, DNA양, 밀도 등을 알 수 있다. 이러한 정보들을 이용하여 단위 미토콘드리아의 열생산능력을 평가할 수 있게 된다.On the other hand, by accessing the microbiological molecular biology, the mitochondria itself can obtain various characteristics such as mitochondrial signaling system, genomic information, and protein information. Can be. This information can be used to evaluate the heat production capacity of the unit mitochondria.

도 2에 도시되고 상기 서술된 바와 같이, 개체 열 시스템에는 단위 미토콘드리아 기능이 상당한 영향을 준다는 것을 알 수 있다. 따라서 본 발명에 의한 미토콘드리아 기반 대사진단 시스템은 상기 개체 열 시스템에 있어서의 시스템 모델과 단위 미토콘드리아 기능에 관한 정보를 사용하여 인체 열평형 체온유지 스케일법칙을 도출해 냄으로써, 미토콘드리아 유전자에서 인체 시스템에 이르는 다차원적이면서도 또한 체계적인 접근이 가능하도록 해 준다.As shown in FIG. 2 and described above, it can be seen that the unit mitochondrial function has a significant effect on the individual thermal system. Therefore, the mitochondrial-based estimator system according to the present invention derives the scale law of human body heat balance temperature using the system model and the information on the unit mitochondrial function in the individual thermal system, thereby multi-dimensional from the mitochondrial gene to the human system. It also provides a systematic approach.

개체 열 시스템에 대하여, 인체의 질량보존법칙은 하기의 식과 같이 표현될 수 있다는 것이 생물학계에 잘 알려져 있다.As for the individual thermal system, it is well known in the biological system that the law of conservation of mass of the human body can be expressed by the following equation.

Figure 112007060132025-pat00005
Figure 112007060132025-pat00005

상기 수학식1에서 M은 체중, EI는 에너지 섭취량, PAL(Physical Activity Level)은 신체활동지표, BMR(Basal Metabolic Rate)은 기초대사량을 의미하며, c는 변환상수이다. 그런데, 전술한 바와 같이 인체 외부 환경의 온도가 낮아지거나 미토콘드리아의 기능에 손상이 일어남으로써 미토콘드리아에 의한 열 발생량보다 인체 표면을 통해 외부 환경으로 빼앗기는 열 소산량이 많아져 열평형을 이루지 못하게 되면, 지방세포의 크기가 커져 몸집이 비대해짐으로써 열평형을 이루게 되는 영향은, 상기 수학식1로는 설명할 수 없게 된다. 특히, 이러한 현상은 긴 시간에 걸쳐 이루어져 그 영향이 나타나는 현상이기 때문에 종래에는 이러한 부분이 무시 가능한 에러로 여겨졌으나 이것은 잘못된 접근이라는 것이 최근의 연구에서 알 수 있게 된 사실이다.In Equation 1, M is weight, EI is energy intake, PAL (Physical Activity Level) is physical activity indicator, BMR (Basal Metabolic Rate) is the basic metabolic amount, c is the conversion constant. However, as described above, when the temperature of the external environment of the human body is lowered or damage to the function of the mitochondria occurs, the amount of heat dissipated to the external environment through the human body surface is greater than the amount of heat generated by the mitochondria. The effect of achieving thermal equilibrium by increasing the size of the body and increasing its size cannot be explained by Equation (1). In particular, since this phenomenon is a phenomenon that occurs over a long time and the effect appears in the past, this part was previously considered to be a negligible error, but this is a fact that a recent approach has been found to be a wrong approach.

본 발명에서는 이와 같은 영향을 넣어 수정한 새로운 인체 질량보존방정식을 제시하고자 한다. 즉, 하기의 수학식2와 같이 상기 환경적응영향변수를 더함으로써 추운 환경 또는 미토콘드리아 기능 손상과 관련된 영향을 이론적으로 산출 가능하도록 하였다.In the present invention, to propose a new human body mass conservation equation modified by the effect. That is, by adding the environmental influence variable as shown in Equation 2 below, it is possible to theoretically calculate the influence related to cold environment or damage to mitochondrial function.

Figure 112007060132025-pat00006
Figure 112007060132025-pat00006

한편, 인체 시스템에 저장되는 에너지는 에너지 보존법칙에 의해 하기의 수학식3과 같이 모델링하여 산출할 수 있다.On the other hand, the energy stored in the human body system can be calculated by modeling as shown in Equation 3 by the energy conservation law.

Figure 112007060132025-pat00007
Figure 112007060132025-pat00007

각 항은 순서대로, 인체 시스템에 저장되는 에너지의 시간적 변화율, 인체 시스템에 흘러들어오는 열변화율, 인체 시스템으로부터 흘러나가는 열변화율, 시스템에서 발생되는 열변화율, 인체 시스템에 들어오는 일에너지 변화율이다. 상기 식을 보다 간단히 하면 하기의 수학식4와 같으며, 또한 수학식4에 기재된 바와 같이 인체 시스템에 저장되는 에너지의 시간적 변화율은 인체 시스템이 열평형을 이루려고 하기 때문에 0에 접근하는 값이 된다.Each term is, in order, the rate of change of energy stored in the human body system, the rate of change of heat flowing into the human body system, the rate of change of heat flowing out of the human body system, the rate of change of heat generated in the system, and the rate of change of daily energy entering the body system. To simplify the above equation, it is the same as Equation 4 below, and as described in Equation 4, the rate of change of energy stored in the human body system is approaching zero because the human body system tries to achieve thermal equilibrium. .

Figure 112007060132025-pat00008
Figure 112007060132025-pat00008

즉, 인체 시스템에 저장되는 에너지의 시간적 변화율은, 인체 시스템에서 발생되는 열변화율에서 인체 시스템에서 소산되는 열변화율을 뺌으로써 구할 수 있다. 이 때, 인체 시스템에서의 열발생량 및 열소산량은 하기의 수학식5와 같이 구할 수 있다.That is, the temporal change rate of energy stored in the human body system can be obtained by subtracting the thermal change rate dissipated in the human body system from the thermal change rate generated in the human body system. At this time, the heat generation amount and heat dissipation amount in the human body system can be obtained as shown in Equation 5 below.

Figure 112007060132025-pat00009
Figure 112007060132025-pat00009

열발생량 식에서, km은 미토콘드리아의 기능장애 비율이며, kd는 미토콘드리아 타입에 따른 미토콘드리아 지수이다. 미토콘드리아의 기능장애 비율이 늘어날수록 열발생량은 줄어들게 되는데, 반면 열소산량은 거의 변화가 없다. 따라서 이렇게 되면 수학식4에서 열발생량보다 열소산량이 많아져서 체온이 감소하려는 경향을 보이게 되며, 이를 방어하기 위한 생리학적 기전이 작동된다. 만약 이러한 기능장 애가 매우 급격히 발생한다면 인체는 이에 저항하기 위하여 단기적 조절기능(교감신경의 작용에 의해서 이루어지며 몸을 떠는 행동, 소름이 돋는 등이 대표적 사례임)을 발휘하여 열발생량을 높여 수학식4의 체온항상성을 유지시킨다. 그러나 이것은 오로지 단기적 기간에만 유지되며 기능장애가 지속적으로 이루어진다면 단기적인 조절기능에 의해 이루어지던 열발생량 보상기능이 점차적으로 장기적인 체중증가에 의해 대치된다. 이것이 도 3에 표시되어 있다. 여기에서 체중에 따른 열발생량은 생물학에서 널리 인정된 스케일법칙을 따르고 있다. 즉 모든 생명체의 기초대사량은 로그스케일로 체중에 비례한다는 것이 이 법칙의 주된 내용이다. 그런데 인체의 기초대사량은 종국에는 열로서 소산되므로 열소산량과 일치하며, 이를 근거로 도 3에서의 체중 대 열발생량의 스케일법칙 직선(line of scaling law)이 나온다. 아울러 여기에서 열소산량이 일정하다고 가정하면 수평선으로 표시될 수 있다. 즉 열발생량의 스케일법칙 직선과 열소산량의 수평선이 만나는 점이 바로 초기의 열적평형체중이 된다. 그러나 어떠한 이유로 열발생량이 감소할 경우, 그 스케일법칙 직선은 아래로 이동하며 따라서 열발생량과 열소산량간의 괴리가 생긴다. 그러나 온도항상성을 유지하기 위하여 단기적 자율조절기능에 의한 추가적 열발생이 이루어지며 이를 통하여 열발생과 열소산의 평형을 이루게 된다. 그러나 열발생량의 감소가 지속되면 단기적 보상기능 대신 점차로 체중증가를 유발하는 장기적 적응이 이루어지는데, 도 3의 ②에 표기된 화살표를 따라서 일어난다. 그리고 이러한 장기적 적응은 체중증가에 의한 열발생량 증가가 열소산량을 완전히 상쇄시켜 열적평형을 이룰 때까지 지속된다. 바로 이 새로운 열적평형을 이루게 되는 체중을 열적평 형체중(Thermal equilibrium weight)으로 정의하고 MTE로 표시한다. 그리고 현재체중 M이 열적평형체중 MTE와의 차이 (M-MTE)만큼 체중증가요인이 발생한다. 이것은 되먹임제어계의 이론을 원용한 것으로서 이를 정리하면 수학식2에서와 같은 환경적응영향변수에 관한 식이 도출된다.In the heat generation equation, k m is the ratio of dysfunction of the mitochondria and k d is the mitochondrial index according to the mitochondrial type. As the rate of dysfunction of mitochondria increases, the amount of heat generated decreases, while the amount of heat dissipation remains almost unchanged. Therefore, the heat dissipation amount is greater than the heat generation amount in Equation 4, so that the body temperature tends to decrease, and the physiological mechanism for defending this is activated. If such a functional disorder occurs very rapidly, the human body exerts a short-term control function (acted by the action of the sympathetic nerve, the body swinging behavior, creepy rise, etc.) to increase the amount of heat generated in order to resist it. Maintain body temperature at all times. However, this only lasts for a short period of time, and if dysfunction persists, the heat-compensation function achieved by short-term control is gradually replaced by long-term weight gain. This is shown in FIG. 3. Here, the amount of heat generated by body weight follows the scale law widely accepted in biology. In other words, the basic metabolism of all living things is log-scale proportional to the weight. By the way, the basic metabolic amount of the human body is eventually dissipated as heat, which is consistent with the heat dissipation amount, and based on this, the line of scaling law of the weight-to-heat generation amount is shown in FIG. 3. In addition, if the amount of heat dissipation is assumed here, it may be displayed as a horizontal line. In other words, the point where the scale law of heat generation amount and the horizontal line of heat dissipation amount is the initial thermal equilibrium weight. However, if the amount of heat generated decreases for some reason, the scale law line moves downward, thus creating a gap between the amount of heat generated and the amount of heat dissipated. However, in order to maintain the temperature at all times, additional heat is generated by short-term self-regulation function, thereby achieving a balance between heat generation and heat dissipation. However, if the decrease in heat generation continues, long-term adaptation to gradually increase the weight instead of the short-term compensation function occurs, it occurs along the arrow shown in ② of FIG. This long-term adaptation lasts until the heat generation increase due to weight gain completely offsets the heat dissipation and achieves thermal equilibrium. This new thermal equilibrium weight is defined as the thermal equilibrium weight and is expressed as M TE . The weight gain factor occurs as much as the difference between the current weight M and the thermal equilibrium weight M TE (MM TE ). This is based on the theory of the feedback control system. In summary, the equation for the environmental influence variable as in Equation 2 is derived.

상기 수학식5에서 열발생량은 또한, 상기 수학식2에서의 환경적응영향변수로서 작동된다. 따라서 수학식2 및 수학식5을 조합하면 하기와 같은 수학식6을 산출할 수 있다.The heat generation amount in Equation 5 is also operated as an environmental influence variable in Equation 2. Therefore, the following Equation 6 can be calculated by combining Equations 2 and 5.

Figure 112007060132025-pat00010
Figure 112007060132025-pat00010

상기 식에서 MTE는 열평형상태일 때의 체중을 의미하며, 상기 a는 변환상수이다. 즉, 수학식6을 보아 알 수 있듯이 미토콘드리아의 특성을 파악함으로써 종래의 인체 질량보존방정식으로부터 수정된 인체 질량보존방정식을 구할 수 있다. 본 발명에 의한 미토콘드리아 기반 대사진단 시스템에 의하면, 상기 수정된 인체 질량보존방정식을 사용하여 인체의 체중증가율을 종래보다 훨씬 정확하게 산출할 수 있게 된다.In the above formula, M TE is the weight at thermal equilibrium, and a is the conversion constant. That is, as can be seen from Equation 6, the modified human body mass conservation equation can be obtained from the conventional human body mass conservation equation by grasping the characteristics of the mitochondria. According to the mitochondria-based photodetector system according to the present invention, the weight gain rate of the human body can be calculated more accurately than before by using the modified body mass conservation equation.

도 4는 본 발명에 의한 미토콘드리아 기반 대사진단 시스템을 개념적으로 간략히 도시한 것이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 대사진단 시스템(1000)은, 데이터베이스 서버(100), 미토콘드리아 시스템 모듈(200) 및 에너지시스템 시뮬레이터(300)를 포함하여 구성된다.4 is a conceptually brief illustration of a mitochondrial based photodecision system according to the present invention. As shown, the photograph system 1000 according to the present invention includes a database server 100, a mitochondrial system module 200, and an energy system simulator 300.

데이터베이스 서버(100)에는 질병 데이터(111)와 질병예후 데이터(112)를 포함하여 이루어지는 메커니즘정보 데이터베이스(110), 유전체 데이터(121)와 개인병력 데이터(122)를 포함하여 이루어지는 유전관련정보 데이터베이스(120) 및 생리기능 자료(131)와 임상진단 결과(132)를 포함하여 이루어지는 개인정보 데이터베이스(130)가 포함된다. (이 때 상기 개인병력 데이터(122)는 개인정보로서의 개인병력이 아닌, 개인병력이 어떤 양상으로 전개되는지 등과 같은 일반적인 사례로서의 개인병력을 의미하여, 상기 개인정보 데이터베이스(130)에 포함되는 정보와는 구별되는 정보이다.)The database server 100 may include a mechanism information database 110 including a disease data 111 and a disease prognosis data 112, a genetic information database including a genomic data 121 and a personal medical history data 122. 120) and a personal information database 130 including physiological function data 131 and clinical diagnosis results 132. In this case, the personal medical history data 122 refers to a personal medical history as a general case, such as how the personal medical history is developed, not the personal medical history as personal information, and the information included in the personal information database 130. Is distinct information.)

미토콘드리아 시스템 모듈(200)에는 환자의 미토콘드리아를 채취하여 평가할 수 있는 임상검사 수단(210), 임상진단과 관련되는 정보가 저장된 임상진단 데이터베이스(220) 및 상기 임상검사 수단에 의해 검사된 정보와 상기 임상진단 데이터베이스의 정보를 매치하고 임상진단 결과를 산출하는 임상진단 수단(230)이 포함된다. 상기 임상검사 수단(210)은 도시된 바와 같이 미토콘드리아 열생산 진단키트(211) 및 세포질잡종(cybrid) 진단키트(212)를 포함하여 이루어지는데, 이 때 상기 미토콘드리아 열생산 진단키트(211)는 나노바이오소자, 광학소자 및 비접촉식 온도센서를 포함하여 이루어져서 미토콘드리아의 열생산 능력을 평가하며, 상기 세포질 잡종 진단키트(212)는 환자의 미토콘드리아 DNA의 밀도 및 타입을 조사하고 평가한다. 특히 본 발명에서, 상기 세포질잡종 진단키트(212)는, 종래에 세포질잡종을 배양하기 위하여 환자의 섬유아세포를 사용하였던 것과는 달리 환자의 혈소판을 사용하여 바로 진단을 수행한다. 혈소판은 골수의 거핵세포(megakaryocyte)로부터 세포질만 떨어져 나온 것이기 때문에 핵을 제거하는 과정을 생략할 수 있고, 또한 말초혈액으로부터 많은 양을 얻을 수 있으므로 상대적으로 비침습적인 방법이며 배양할 필요가 없을 뿐만 아니라, 냉동 후 해동하여 사용할 수 있는 등 보관 및 운반에 있어서도 매우 편리한 장점이 있다. 상기 미토콘드리아 시스템모듈(200)에 의해 상기 수학식6에 사용되는 미토콘드리아 기능장애 비율 km 및 미토콘드리아 타입에 따른 미토콘드리아 지수 kd를 구할 수 있다. The mitochondrial system module 200 includes a clinical test means 210 for collecting and evaluating a mitochondria of a patient, a clinical diagnosis database 220 storing information related to clinical diagnosis, and information examined by the clinical test means and the clinical test. Clinical diagnostic means 230 is included to match the information in the diagnostic database and to produce clinical diagnostic results. The clinical test means 210 comprises a mitochondrial heat production diagnostic kit 211 and a cytoplasmic hybrid (cybrid) diagnostic kit 212 as shown, wherein the mitochondrial heat production diagnostic kit 211 is nano It comprises a bio-device, an optical device and a non-contact temperature sensor to evaluate the heat production capacity of the mitochondria, the cytoplasmic hybrid diagnostic kit 212 investigates and evaluates the density and type of mitochondrial DNA of the patient. In particular, in the present invention, the cytoplasmic hybrid diagnostic kit 212 performs diagnosis immediately using platelets of the patient, unlike the conventional fibroblast cells used to culture the cytoplasmic hybrid. Platelets are only cytoplasm away from the megakaryocytes of the bone marrow, eliminating the process of removing the nucleus, and also obtaining a large amount from peripheral blood, which is a relatively non-invasive method and does not need to be cultured. In addition, there is a very convenient advantage in storage and transport, such as can be used by thawing after freezing. The mitochondrial system module 200 can obtain the mitochondrial index k d according to the mitochondrial dysfunction ratio k m and the mitochondrial type used in Equation 6.

에너지시스템 시뮬레이터(300)는 상기 미토콘드리아 시스템 모듈과 연결되어 검사 및 진단 정보를 수신하고, 상기 검사 및 진단 정보와 상기 데이터베이스 서버에 저장되어 있는 정보를 바탕으로 시뮬레이션 및 분석을 수행하여 진단 결과를 산출하게 된다. 상기 진단 결과는 구체적으로 개인적 에너지대사 DB의 형태를 가지며, 인체의 에너지대사 정보를 보여준다.The energy system simulator 300 is connected to the mitochondrial system module to receive test and diagnostic information, and to perform a simulation and analysis based on the test and diagnostic information and information stored in the database server to calculate a diagnosis result. do. The diagnosis result has a form of a personal energy metabolism DB specifically, and shows the energy metabolism information of the human body.

상기 에너지시스템 시뮬레이터(300)는 상기 수학식6에 따라 해당 환자의 인체 시스템의 체중증가율을 산출하게 되고, 이에 따라 상기 에너지시스템 시뮬레이터(300)는 상기 체중증가율을 이용하여 궁극적으로는, 그대로 상태가 진행될 경우 비만 및 비만과 동반되는 대사증후군의 발생 가능성을 종래보다 훨씬 높은 신뢰도 로써 측정한다.The energy system simulator 300 calculates the weight increase rate of the human body system of the patient according to Equation 6, and accordingly, the energy system simulator 300 ultimately maintains the state as it is using the weight increase rate. The progression of obesity and the development of metabolic syndrome associated with obesity is measured with much higher confidence than before.

본 발명의 실시예로서 개인이 본 발명의 대사진단시스템을 이용하여 분석결과를 얻고 이를 활용할 수 있는 대사진단방법에 대하여 이하 서술한다. 어떤 개인 A는 기존의 자신의 병력/유전정보/에너지대사정보가 들어있는 데이터베이스 서버(100)에 접속하여 필요한 정보를 추출하며, 이러한 추출 정보를 바탕으로 A를 상대로 진단장비인 미토콘드리아 시스템 모듈 (200)을 사용하여 심혈관 및 대사 정보를 측정한다. 그리고 위 두 과정에서의 데이터를 취합하여 본 발명에서 이용하는 에너지시스템 시뮬레이터 (300)의 소프트웨어 계산 루틴에 입력하여, 계산을 수행한 뒤 그 결과를 다시 A의 에너지대사 DB에 저장한다. 상기 저장된 계산결과 및 진단자료를 종합하여 대사증후군 예후를 판정할 수 있게 된다. As an embodiment of the present invention will be described below with respect to the photographic method that an individual can obtain and utilize the analysis results using the photographic system of the present invention. An individual A accesses an existing database server 100 containing his / her medical history / genetic information / energy metabolism information and extracts necessary information, and based on the extracted information, a mitochondrial system module (200) To measure cardiovascular and metabolic information. The data obtained from the above two processes are collected and input to the software calculation routine of the energy system simulator 300 used in the present invention. After performing the calculation, the result is stored in the energy metabolism DB of A again. It is possible to determine the metabolic syndrome prognosis by combining the stored calculation results and diagnostic data.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application of the present invention is not limited to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, various modifications can be made.

이상에서와 같이 본 발명은, 미토콘드리아 가설에 의하면 미토콘드리아의 기능 손상이 선행적으로 일어나고 이러한 상태가 오래 지속되면 비만 증상이 나타나게 된다는 연구 결과로부터, 미토콘드리아의 기능 손상을 진단함으로써 미리 비만 및 비만과 동반되는 대사증후군의 발병 가능성을 예측하고 이를 조기에 예방할 수 있게 하는 커다란 효과가 있다.As described above, the present invention, according to the mitochondrial hypothesis, the mitochondrial functional impairment occurs in advance, the study results that obesity symptoms appear if this condition persists for a long time, by diagnosing the functional impairment of mitochondria in advance with obesity and obesity There is a great effect in predicting the possibility of metabolic syndrome and preventing it early.

특히 본 발명에 의하면, 미토콘드리아의 기능 손상을 보다 효과적으로 발견할 수 있는 효과가 있으며, 또한 수정된 인체 질량 보존 방정식을 사용함으로써 보다 신뢰성 높은 진단 데이터를 얻을 수 있게 되는 효과가 있다.In particular, according to the present invention, there is an effect to more effectively detect the functional damage of the mitochondria, and also by using a modified body mass conservation equation, it is possible to obtain more reliable diagnostic data.

또한 본 발명에 의하면, 비단 비만 및 비만과 동반되는 대사증후군을 조기에 진단할 수 있다는 효과뿐만 아니라, 세포 내 소기관에서 장기에 이르는 전체적인 구조 하에서 각종 질병의 원인을 규명할 수 있기 때문에, 이에 따라 환자의 증상에 대하여 종래에는 단기적이고 국지적인 치료와 처방을 하였던 것과는 달리 장기적이고 전체적인 치료와 처방을 개발할 수 있게 해 주는 효과가 있다. 더불어 이에 따라 치료에 따른 부작용이 최소화될 뿐만 아니라 환자의 건강을 훨씬 종합적이고 효과적으로 증진시킬 수 있게 되는 큰 효과가 있다.In addition, according to the present invention, not only the effect of obesity and metabolic syndrome accompanying obesity can be diagnosed early, but also the cause of various diseases can be identified under the overall structure from the organelles to organs. Unlike the conventional short-term and local treatment and prescription for the symptoms of the has the effect of developing a long-term and overall treatment and prescription. In addition, the side effects of treatment are minimized, as well as the greater effect that can be much more comprehensive and effective to improve the health of the patient.

Claims (14)

메커니즘정보 데이터베이스(110), 유전관련정보 데이터베이스(120) 및 개인정보 데이터베이스(130)를 포함하여 이루어지는 데이터베이스 서버 (100);A database server 100 including a mechanism information database 110, a genetic information database 120, and a personal information database 130; 미토콘드리아의 임상특성을 검사하고 진단하는 미토콘드리아 시스템 모듈 (200); 및A mitochondrial system module 200 for examining and diagnosing clinical characteristics of the mitochondria ; And 상기 미토콘드리아 시스템 모듈과 연결되어 검사 및 진단 정보를 수신하고, 상기 검사 및 진단 정보와 상기 데이터베이스 서버에 저장되어 있는 정보를 바탕으로 시뮬레이션 및 분석을 수행하여 진단 결과를 산출하는 에너지시스템 시뮬레이터 (300);An energy system simulator (300) connected to the mitochondrial system module to receive test and diagnostic information, and to perform simulation and analysis based on the test and diagnostic information and information stored in the database server to calculate a diagnosis result; 를 포함하여 이루어지되,Including but not limited to, 상기 진단 결과는 인체의 체중증가율 또는 인체의 체온변화율이며,The diagnostic result is the body weight increase rate or body temperature change rate of the human body, 상기 에너지시스템 시뮬레이터(300)는 인체의 체중증가율을 하기의 수학식과 같은 수정된 인체 질량보존방정식을 사용하여 시뮬레이션하고 산출하거나,The energy system simulator 300 simulates and calculates the weight gain rate of the human body using a modified human body mass conservation equation, such as
Figure 112009046237331-pat00018
Figure 112009046237331-pat00018
(M: 체중, EI: 에너지 섭취량, PAL(Physical Activity Level): 신체활동지표, BMR(Basal Metabolic Rate): 기초대사량, c: 변환상수)(M: weight, EI: energy intake, PAL (physical activity level): physical activity indicator, BMR (Basal Metabolic Rate): basal metabolic rate, c: conversion constant) 또는 상기 에너지시스템 시뮬레이터(300)는 인체의 체온변화율을 하기의 수학식과 같은 인체시스템에서의 에너지 보존법칙에 의해 산출하는 것을 특징으로 하는 미토콘드리아 기반 대사진단 시스템.Or the energy system simulator 300 is a mitochondrial based estimator system, characterized in that the body temperature change rate is calculated by the law of conservation of energy in the human body system such as the following equation.
Figure 112009046237331-pat00019
Figure 112009046237331-pat00019
(M: 인체의 체중, Cp: 정압비열, Qinflow: 인체시스템에 흘러들어오는 열변화율, Qoutflow: 인체시스템으로부터 흘러나가는 열변화율, Qproduction: 시스템에서 발생되는 열변화율, dW/dt: 인체시스템에 들어오는 일에너지 변화율)(M: body weight, C p : static specific heat, Q inflow : heat change rate flowing into the human body system, Q outflow : heat change rate flowing out of the human body system, Q production : heat change rate generated in the system, dW / dt: human body Rate of change of work energy entering the system)
삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 미토콘드리아 기반 대사진단 시스템은 인체의 에너지 보존법칙, 기초대사량에 대한 스케일링 법칙, 체온의 항온성/인체 질량보존 법칙, 및 체중변화와 연소산율의 상관관계에 기초한 것임을 특징으로 하는 미토콘드리아 기반 대사진단 시스템.The mitochondrial based estimator system is based on the mitochondrial based estimator system, which is based on the energy conservation law of the human body, the scaling law for the basic metabolic rate, the constant temperature / body mass preservation law of body temperature, and the correlation between body weight change and burn rate. . 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 메커니즘정보 데이터베이스(110)는 질병데이터(111)와 질병예후 데이터(112)를 포함하는 것을 특징으로 하는 미토콘드리아 기반 대사진단 시스템.The mechanism information database (110) is a mitochondrial based escalator system characterized in that it comprises disease data (111) and disease prognosis data (112). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유전관련정보 데이터베이스(120)는 유전체 데이터(121)와 개인병력 데이터(122)를 포함하는 것을 특징으로 하는 미토콘드리아 기반 대사진단 시스템.The genetic information database (120) is a mitochondrial based escalator system characterized in that it comprises genomic data (121) and personal medical history data (122). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 개인정보 데이터베이스(130)는 생리기능 자료(131)와 임상진단 결과(132)를 포함하는 것을 특징으로 하는 미토콘드리아 기반 대사진단 시스템.The personal information database 130 is a mitochondrial based escalator system, characterized in that it comprises a physiological function data (131) and clinical diagnostic results (132). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 미토콘드리아 시스템 모듈 (200)은 미토콘드리아의 열생산능력을 평가하는 미토콘드리아 열생산 진단키트(211) 및 환자의 미토콘드리아 DNA의 밀도 및 타입을 조사하고 평가하는 세포질잡종(cybrid) 진단키트(212)를 포함하여 이루어지는 임상검사 수단(210), 임상진단과 관련되는 정보가 저장된 임상진단 데이터베이스(220) 및 상기 임상검사 수단에 의해 검사된 정보와 상기 임상진단 데이터베이스의 정보를 매치하고 임상진단 결과를 산출하는 임상진단 수단(230)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 미토콘드리아 기반 대사진단 시스템.The mitochondrial system module 200 includes a mitochondrial heat production diagnostic kit 211 for evaluating the heat production capacity of the mitochondria and a cytoplasmic hybrid kit 212 for examining and evaluating the density and type of mitochondrial DNA of the patient. and made clinical test means (210), clinical that matches the information of the information and the clinical diagnostic database inspection by the clinical diagnostic database 220 and the clinical inspection means the information related to the clinical diagnosis is stored, and calculating the clinical diagnosis Mitochondrial based photodecision system, characterized in that comprises a diagnostic means (230). 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 환경적응영향변수는The method of claim 1, wherein the environmental impact variable 하기의 수학식으로 결정되는 것을 특징으로 하는 미토콘드리아 기반 대사진단 시스템.Mitochondrial-based escalator system, characterized in that determined by the following equation.
Figure 112009046237331-pat00012
Figure 112009046237331-pat00012
(MTE: 열적평형체중, a: 생리학적 데이터로부터 결정되는 상수)(M TE : thermal equilibrium weight, a: constant determined from physiological data)
삭제delete 제 7항에 있어서, 상기 미토콘드리아 열생산 진단키트(211)는,The method of claim 7, wherein the mitochondrial heat production diagnostic kit 211, 상기 미토콘드리아의 기능장애 비율 km 값 및 미토콘드리아 타입에 따른 미토콘드리아 지수 kd 값을 포함하는 미토콘드리아 특성을 측정하는 것을 특징으로 하는 미토콘드리아 기반 대사진단 시스템.A mitochondrial-based photographic system, characterized in that for measuring the mitochondrial properties including the mitochondrial dysfunction ratio k m value and mitochondrial index k d value according to the mitochondrial type. 제 7항에 있어서, 상기 미토콘드리아 열생산 진단키트(211)는The method of claim 7, wherein the mitochondrial heat production diagnostic kit 211 나노바이오소자, 광학소자 및 비접촉식 온도센서를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 미토콘드리아 기반 대사진단 시스템.Mitochondria-based photographic system, characterized in that comprises a nano-bio device, an optical device and a non-contact temperature sensor. 제 7항에 있어서, 상기 세포질잡종 진단키트(212)는The method of claim 7, wherein the cytoplasmic hybrid diagnostic kit 212 is 환자의 혈소판을 사용하여 해당 환자의 세포질잡종을 얻는 것을 특징으로 하는 미토콘드리아 기반 대사진단 시스템.A mitochondrial-based photographic system, characterized by obtaining cytoplasmic hybridization of a patient using platelets of the patient. 제 1항에 의한 미토콘드리아 기반 대사진단 시스템을 사용하는 미토콘드리아를 기반으로 하는 대사진단방법에 있어서, In the mitochondria-based photographic method using the mitochondrial-based photographic system according to claim 1, 상기 대사진단방법은, The photographic method, (a) 개인의 병력/유전정보/에너지대사정보가 저장된 메커니즘정보 데이터베이스(110), 유전관련정보 데이터베이스(120) 및 개인정보 데이터베이스(130)를 포함하여 이루어지는 데이터베이스 서버(100)에 접속되어 필요한 정보가 추출되는 단계;(a) necessary information connected to a database server 100 including a mechanism information database 110, a genetic information database 120, and a personal information database 130 in which individual medical history / genetic information / energy metabolic information is stored; Is extracted; (b) 상기 추출된 병력/유전정보/에너지대사정보를 바탕으로 상기 개인의 심혈관 및 대사 정보가 미토콘드리아 시스템 모듈(200)에 의해 측정되어 얻어지는 단계;(b) obtaining cardiovascular and metabolic information of the individual based on the extracted medical history / genetic information / energy metabolism information by measuring by the mitochondrial system module 200; (c) 상기 (a) 및 (b) 단계에서의 정보들이 취합되어 에너지시스템 시뮬레이터(300)에 의해 진단결과가 산출되는 단계; 및(c) collecting the information in steps (a) and (b) and calculating a diagnosis result by the energy system simulator 300; And (d) 상기 산출된 진단결과를 바탕으로 대사증후군 예후가 판정되는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 미토콘드리아 기반 대사진단 방법.(d) determining the metabolic syndrome prognosis based on the calculated diagnosis result; Mitochondrial-based photographic method comprising a.
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