RU2187109C2 - Method for determining metabolic disorders - Google Patents

Method for determining metabolic disorders Download PDF

Info

Publication number
RU2187109C2
RU2187109C2 RU2000110510/14A RU2000110510A RU2187109C2 RU 2187109 C2 RU2187109 C2 RU 2187109C2 RU 2000110510/14 A RU2000110510/14 A RU 2000110510/14A RU 2000110510 A RU2000110510 A RU 2000110510A RU 2187109 C2 RU2187109 C2 RU 2187109C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
violation
metabolism
metabolic disorders
sensor
concentration
Prior art date
Application number
RU2000110510/14A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000110510A (en
Inventor
В.Т. Долгих
Д.А. Поташов
С.В. Долгих
В.Н. Дементьев
Б.Н. Клочко
ев Е.П. Разгул
Е.П. Разгуляев
Original Assignee
Долгих Владимир Терентьевич
Поташов Дмитрий Андреевич
Долгих Сергей Владимирович
Дементьев Виктор Николаевич
Клочко Борис Никонович
Разгуляев Евгений Павлович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Долгих Владимир Терентьевич, Поташов Дмитрий Андреевич, Долгих Сергей Владимирович, Дементьев Виктор Николаевич, Клочко Борис Никонович, Разгуляев Евгений Павлович filed Critical Долгих Владимир Терентьевич
Priority to RU2000110510/14A priority Critical patent/RU2187109C2/en
Publication of RU2000110510A publication Critical patent/RU2000110510A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2187109C2 publication Critical patent/RU2187109C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

FIELD: medicine. SUBSTANCE: method includes the selection of expired air samples, then this air is supplied to a sensor to determine alterations in sensor's values. It is necessary to selectively measure the concentration of gases peculiar to only one of broken metabolic types: NH3 - at protein exchange disorders, CH4 - at lipid exchange disorders, HCHO at carbohydrate exchange disorders and by the values' set it is possible to conclude on metabolic disorders. The method suggested is simple and convenient in usage. EFFECT: higher efficiency of determination. 1 cl, 1 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для экспресс-диагностики степени нарушения обмена веществ в организме. The invention relates to medicine and can be used for rapid diagnosis of the degree of metabolic disorders in the body.

Известно, что в выдыхаемом воздухе здорового человека находится около 150 микропримесей различных газов, а при нарушении обмена веществ нарушается цикл Кребса и концентрация (микропримесей) отдельных газов резко возрастает. Нарушение цикла Кребса возникают при различных заболеваниях: так при сахарном диабете нарушены все виды обмена, в первую очередь - углеводный и жировой (липидный), что ведет к возникновению кетоза и увеличению содержания ацетона в крови, моче и выдыхаемом воздухе, а при нарушении белкового обмена - к увеличению содержания аммиака (В.В.Потемкин. Эндокринология. М.: Медицина, 1987. - С.223-227). It is known that in the exhaled air of a healthy person there are about 150 microimpurities of various gases, and when metabolic disorders occur, the Krebs cycle is disturbed and the concentration (microimpurities) of individual gases increases sharply. Violation of the Krebs cycle occurs in various diseases: for diabetes, all types of metabolism are disturbed, primarily carbohydrate and fat (lipid), which leads to ketosis and an increase in the content of acetone in the blood, urine and expired air, and in violation of protein metabolism - to increase the ammonia content (V.V. Potemkin. Endocrinology. M: Medicine, 1987. - P.223-227).

Известен метод оценки метаболических процессов в организме по наличию паров алкоголя в выдыхаемом воздухе. Способ включает отбор пробы выдыхаемого воздуха, подачу его к сенсору и определение состояния сенсора (Авторское свидетельство СССР 252590). A known method for assessing metabolic processes in the body by the presence of alcohol vapor in exhaled air. The method includes taking a sample of exhaled air, supplying it to the sensor and determining the state of the sensor (USSR Author's Certificate 252590).

Способ недостаточно чувствителен, и для увеличения чувствительности в него введен сорбент, селективно адсорбирующий только пары алкоголя. The method is not sensitive enough, and to increase the sensitivity, a sorbent has been introduced into it, selectively adsorbing only alcohol vapor.

Известен способ оценки обмена веществ в организме, включающий отбор пробы выдыхаемого воздуха, подачу его к газоанализатору, определяющему объем выдыхаемого углекислого газа и объем поглощаемого кислорода, по которым определяют дыхательный коэффициент (Словарь-справочник по физиологии и патофизиологии дыхания, Киев: Наукова думка, 1984. - 112 с.). There is a method of assessing metabolism in the body, including sampling exhaled air, supplying it to a gas analyzer, which determines the amount of carbon dioxide exhaled and the amount of oxygen absorbed, which determine the respiratory coefficient (Dictionary of physiology and pathophysiology of respiration, Kiev: Naukova Dumka, 1984 . - 112 p.).

Недостатком способа является его сложность и общая трудоемкость, т.к. для определения доли углекислого газа и кислорода, участвующих в углеродно-липидном обмене организма, необходимо определить содержание азота в моче и кале, по которым рассчитывается количество углекислого газа, образующегося при распаде белков, и количество кислорода, израсходованного на их окисление, и вычесть эти значения из величины общего газообмена. Однако микропримеси газов имеют малые значения концентрации и их измерение представляет определенные трудности. Для их раздельного определения применяют сложные и дорогие фотокалориметрические и газохроматографические методы, а имеющиеся адсорбционные оптические газоанализаторы углеводородов и углекислого газа имеют ограничительную селективность и высокую стоимость. The disadvantage of this method is its complexity and overall complexity, because to determine the proportion of carbon dioxide and oxygen involved in the carbon-lipid metabolism of the body, it is necessary to determine the nitrogen content in the urine and feces, which are used to calculate the amount of carbon dioxide produced during the breakdown of proteins and the amount of oxygen consumed for their oxidation, and subtract these values from the total gas exchange. However, trace gases have small concentration values and their measurement presents certain difficulties. Complex and expensive photocalorimetric and gas chromatographic methods are used for their separate determination, and the available adsorption optical gas analyzers for hydrocarbons and carbon dioxide have limited selectivity and high cost.

Известен способ оценки состояния человека (опьянения) по наличию паров алкоголя в выдыхаемом воздухе, где оценку состояния организма проводят по интегральному показателю микропримесей горючих газов. Способ не позволяет дифференцированно определить вид нарушенного обмена веществ (Техническое описание и инструкция по эксплуатации на прибор "Алкотест", разрешенный НИИСПЕЦТЕХНИКА МВД РФ, выпускаемый фирмой "МЕТА", 1999). There is a method of assessing a person’s condition (intoxication) by the presence of alcohol vapor in exhaled air, where the state of the body is assessed by the integral indicator of trace amounts of combustible gases. The method does not allow differentially determining the type of impaired metabolism (Technical description and operating instructions for the Alkotest device, approved by NIISPETSTECHNIKA of the Ministry of Internal Affairs of the Russian Federation, manufactured by META, 1999).

Задачей изобретения является упрощение и удешевление способа определения степени нарушения обмена веществ. The objective of the invention is to simplify and reduce the cost of the method for determining the degree of metabolic disorders.

Поставленная задача решается тем, что в способе определения обмена веществ, включающем отбор проб выдыхаемого воздуха, подачу его к сенсору и определение изменения состояния сенсора, селективно измеряют концентрацию газов, присущих только одному из видов нарушенного обмена: NH3 - при нарушении белкового обмена, CН4 - при нарушении липидного, НСНО - при нарушении углеводного, и по совокупности этих показателей судят о состоянии организма.The problem is solved in that in the method for determining metabolism, including sampling exhaled air, supplying it to the sensor and determining the change in the state of the sensor, selectively measure the concentration of gases inherent in only one of the types of impaired metabolism: NH 3 - in violation of protein metabolism, CH 4 - in case of lipid disorder, HCNO - in case of carbohydrate disturbance, and the state of the body is judged by the totality of these indicators.

При анализе продуктов метаболизма в выдыхаемом воздухе у здоровых людей (200 мужчин в возрасте 21-31 года) получены результаты, представленные в таблице (Проблемы космической биологии. - Т. 42. - 1980. - С.13). When analyzing the products of metabolism in exhaled air in healthy people (200 men aged 21-31 years), the results are presented in the table (Problems of space biology. - T. 42. - 1980. - P.13).

Для упрощения способа измерения и применения его медперсоналом, а также в домашних условиях для контроля за лечением, например, сахарного диабета, авторы предлагают газы микропримесей разделить на 3 группы, характеризующие нарушение обмена:
1-я группа газов микропримесей - альдегиды, кетоны, спирты, метилкетоны - нарушение углеводного обмена;
2-я группа газов - аммиак, диметиламин - белкового обмена;
3-я группа газов - углеводороды, СО, жирные кислоты, кетоны, метилэтилкетон - нарушение липидного обмена.
To simplify the method of measuring and using it by medical staff, as well as at home to monitor treatment, for example, diabetes mellitus, the authors propose to divide trace gases into 3 groups characterizing metabolic disturbance:
1st group of trace gases - aldehydes, ketones, alcohols, methyl ketones - violation of carbohydrate metabolism;
2nd group of gases - ammonia, dimethylamine - protein metabolism;
3rd group of gases - hydrocarbons, CO, fatty acids, ketones, methyl ethyl ketone - lipid metabolism disorder.

За показатель при определении нарушения обмена веществ авторы предлагают брать концентрацию газа, участвующего только в интересующем виде обмена. Так, например, содержание кетонов повышено при нарушении всех видов обмена и поэтому не может быть использовано для определения нарушения одного из обменов. Концентрация альдегидов и спиртов увеличена только при нарушении углеводного и белкового обменов, а увеличение концентрации углеводородов происходит при нарушении липидного обмена. The authors suggest taking the concentration of the gas involved only in the type of metabolism of interest as an indicator in determining metabolic disorders. So, for example, the content of ketones is increased in case of violation of all types of metabolism and therefore cannot be used to determine the violation of one of the exchanges. The concentration of aldehydes and alcohols is increased only with a violation of carbohydrate and protein metabolism, and an increase in the concentration of hydrocarbons occurs with a violation of lipid metabolism.

Необходимо учитывать, что на состав выдыхаемого воздуха у здоровых людей заметное влияние оказывает голодание, температура и влажность окружающей среды. При высоких показателях температуры и влажности концентрация ацетона и аммиака в выдыхаемом воздухе будет увеличена в 1,5-2 раза по сравнению с показателями в нормальных условиях. Концентрация же спиртов и альдегидов уменьшится во столько же раз. Поэтому перечисленные особенности следует учитывать при оценке состояния обмена в организме. It must be borne in mind that fasting, temperature and humidity of the environment have a noticeable effect on the composition of exhaled air in healthy people. At high values of temperature and humidity, the concentration of acetone and ammonia in exhaled air will be increased by 1.5-2 times compared with indicators in normal conditions. The concentration of alcohols and aldehydes will decrease by the same amount. Therefore, these features should be taken into account when assessing the state of metabolism in the body.

При измерении нарушении обмена веществ использован селективный тип сенсора: NН3 - при определении нарушения белкового обмена; СН4 - при определении нарушения липидного обмена; НСНО - при нарушении углеводного. В качестве пробоотборного устройства применены стеклянные шприц и емкость для приготовления однородных смесей анализируемого воздуха с чистым воздухом.When measuring metabolic disorders, a selective sensor type was used: NH 3 - in determining metabolic disturbances; CH 4 - in determining the violation of lipid metabolism; HCNO - with a violation of carbohydrate. As a sampling device, a glass syringe and a container were used to prepare homogeneous mixtures of the analyzed air with clean air.

ПРИМЕР. Больной С. , 37 лет, лечился в эндокринологическом отделении клинической больницы 5 г. Омска с 17.06.99 по l5.07.99. Диагноз: сахарный диабет I типа, кетоз, полинейропатия. Поступил с жалобами на жажду, слабость, боли в ногах, полиурию. Болеет более 17 лет. При обследовании сахар в крови в течение суток колебался в пределах 10-17 ммоль/л, ацетон в моче по тест-полоскам фирмы Boehringer Mannheim положителен, сахар в моче 3%. Анализ крови - без особенностей. Глазное дно - ангиопатия I степени. EXAMPLE. Patient S., 37 years old, was treated in the endocrinology department of the clinical hospital 5 of Omsk from 06/17/99 to 07/05/99. Diagnosis: type I diabetes mellitus, ketosis, polyneuropathy. Received complaints of thirst, weakness, pain in the legs, polyuria. Sick for over 17 years. During the examination, blood sugar during the day ranged from 10-17 mmol / l, acetone in urine was positive on test strips from Boehringer Mannheim, and sugar in urine was 3%. A blood test - without features. The fundus is angiopathy of the first degree.

При исследовании по предлагаемому способу получены следующие результаты: концентрация NН3 в пределах 5-10 мг/м3, НСНО в пределах от 15 до 20 мг/м3, СН4 - от 7 до 10 мг/м3. Как следует из полученных результатов, все виды обмена веществ нарушены. Особо большие отклонения по углеводному обмену.When researching the proposed method, the following results were obtained: the concentration of NH 3 in the range of 5-10 mg / m 3 , HCNO in the range of 15 to 20 mg / m 3 , CH 4 from 7 to 10 mg / m 3 . As follows from the results, all types of metabolism are impaired. Particularly large deviations in carbohydrate metabolism.

ПРИМЕР. Больной Д., 58 лет, лечился в гастроэнтерологическом отделении клинической больницы 5 г. Омска с 23.03.99 по 16.04.99. Диагноз: хронический гастрит с пониженной секрецией, дисбактериоз II степени, дискинезия желчевыводящих путей, болеет 28 лет. Жалобы на чувство тяжести в эпигастральной области живота. Боли в правом подреберье, слабость. Анализ крови, мочи - без особых изменений. Анализ кала - непереваренные мышечные волокна, дисбактериоз. УЗИ - признаки холецистита. Ацетона в моче нет. EXAMPLE. Patient D., 58 years old, was treated in the gastroenterological department of the clinical hospital 5 of Omsk from 03.23.99 to 04.16.99. Diagnosis: chronic gastritis with reduced secretion, II degree dysbiosis, biliary dyskinesia, sick for 28 years. Complaints of a feeling of heaviness in the epigastric region of the abdomen. Pain in the right hypochondrium, weakness. A blood test, urine test - without much change. Fecal analysis - undigested muscle fibers, dysbiosis. Ultrasound - signs of cholecystitis. There is no acetone in the urine.

При исследовании по предлагаемому способу получены следующие данные по концентрации, мг/м3: NН3 от 1 до 2, НСНО от 0,05 до 0,3, СН4 от 5 до 15. По полученным данным можно судить о нарушении липидного обмена.When researching the proposed method, the following concentration data were obtained, mg / m 3 : NH 3 from 1 to 2, HCNO from 0.05 to 0.3, CH 4 from 5 to 15. Based on the data obtained, lipid metabolism disturbance can be judged.

ПРИМЕР. Студент Л., 23 года. Жалоб нет. Здоров. При объективном лабораторном исследовании изменений в органах не выявлено. При обследовании по предлагаемому способу получены следующие результаты, мг/м3: NН3 в пределе от 1 до 2, НСНО в пределе от 0,03 до 0,25, СН4 от 0,7 до 1,5. Как следует из данных, анализа отклонений по обмену веществ не выявлено.EXAMPLE. Student L., 23 years old. There are no complaints. Is healthy. An objective laboratory study revealed no changes in the organs. When examining the proposed method, the following results were obtained, mg / m 3 : NH 3 in the range from 1 to 2, HCNO in the range from 0.03 to 0.25, CH 4 from 0.7 to 1.5. As follows from the data, an analysis of deviations in metabolism has not been identified.

Предлагаемый способ определения степени нарушения обмена веществ прост, удобен в эксплуатации и найдет широкое применение в медицине. The proposed method for determining the degree of metabolic disorders is simple, convenient to use and will be widely used in medicine.

Claims (1)

Способ определения нарушения обмена веществ, включающий отбор проб выдыхаемого воздуха, подачу его сенсору и измерение показателей сенсора, отличающийся тем, что селективно измеряют концентрацию газа, присущего только одному из видов нарушенного обмена веществ: аммиака (NH3) - при нарушении белкового, метана (СН4) (углеводороды) - при нарушении липидного, альдегидов (НСНО) - при нарушении углеводного, и при показаниях сенсора по содержанию микропримесей метана (СН4)>2,5 мг/м3, аммиака (NH3)>2,0 мг/м3, альдегидов (НСНО)>0,32 мг/м3 судят о нарушении обмена веществ.A method for determining metabolic disorders, including sampling exhaled air, supplying it to a sensor and measuring sensor performance, characterized in that it selectively measures the concentration of gas inherent in only one of the types of metabolic disorders: ammonia (NH 3 ) - in case of protein, methane ( CH 4 ) (hydrocarbons) - in violation of lipid, aldehydes (HCNO) - in violation of carbohydrate, and when the sensor readings on the content of trace elements of methane (CH 4 )> 2.5 mg / m 3 , ammonia (NH 3 )> 2.0 mg / m 3 , aldehydes (HCNO)> 0.32 mg / m 3 judge violation of exchange of substances.
RU2000110510/14A 2000-04-24 2000-04-24 Method for determining metabolic disorders RU2187109C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000110510/14A RU2187109C2 (en) 2000-04-24 2000-04-24 Method for determining metabolic disorders

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000110510/14A RU2187109C2 (en) 2000-04-24 2000-04-24 Method for determining metabolic disorders

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000110510A RU2000110510A (en) 2002-05-20
RU2187109C2 true RU2187109C2 (en) 2002-08-10

Family

ID=20233888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000110510/14A RU2187109C2 (en) 2000-04-24 2000-04-24 Method for determining metabolic disorders

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2187109C2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Словарь-справочник по физиологии и патфизиологии дыхания. - Киев: Наукова думка, 1984, с.112. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Alving et al. Performance of a new hand-held device for exhaled nitric oxide measurement in adults and children
Zavorsky et al. Arterial versus capillary blood gases: a meta-analysis
Turner et al. An exploratory comparative study of volatile compounds in exhaled breath and emitted by skin using selected ion flow tube mass spectrometry
US5425374A (en) Device and method for expiratory air examination
Mukhopadhyay Don't waste your breath
Yamaguchi et al. Noninvasively measuring blood glucose using saliva
Jarvis et al. Low cost carbon monoxide monitors in smoking assessment.
Smith et al. Volatile metabolites in the exhaled breath of healthy volunteers: their levels and distributions
US4735777A (en) Instrument for parallel analysis of metabolites in human urine and expired air
Vreman et al. Semiportable electrochemical instrument for determining carbon monoxide in breath
US20030139681A1 (en) Method and apparatus for monitoring intravenous (IV) drug concentration using exhaled breath
Zaouter et al. The measurement of carboxyhemoglobin and methemoglobin using a non-invasive pulse CO-oximeter
Basanta et al. An adaptive breath sampler for use with human subjects with an impaired respiratory function
Mollard et al. Validity of arterialized earlobe blood gases at rest and exercise in normoxia and hypoxia
CN111103423B (en) Expiration test method for detecting metabolic gas of intestinal flora
WO2015002880A2 (en) Interpretation of gas levels measured via breath, blood and skin after different breath-holding times
ES2369903T3 (en) METHOD AND APPLIANCE FOR VERTIFICATION OF INTRAVENOUS CONCENTRATION (IV) OF DRUGS USING EXHALED BREATH.
Sylvester et al. Exhaled carbon monoxide levels in children with sickle cell disease
Zavorsky et al. Pulmonary diffusion and aerobic capacity: is there a relation? Does obesity matter?
RU2187109C2 (en) Method for determining metabolic disorders
JPH0647047A (en) Method for clinical inspection of expiration and device therefor
Cardoso et al. Pulse oximetry: instrumental alternative in the clinical evaluation by the bed for the dysphagia
Sakudo et al. Non-invasive prediction of hematocrit levels by portable visible and near-infrared spectrophotometer
Vreman et al. Electrochemical measurement of carbon monoxide in breath: interference by hydrogen
Jones The analysis of ethanol in blood and breath for legal purposes: A historical review

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040425