Ученые из Института персонализированной кардиологии ищут способ раньше выявлять нарушения обмена веществ у людей с лишним весом. Для этого они разработали метод анализа выдыхаемого воздуха, потому что в нем содержатся летучие вещества, выделяемые клетками в процессе обмена веществ. Чтобы разобраться в данных, исследователи используют протонную масс‑спектрометрию и искусственный интеллект, чтобы заметить даже скрытые проблемы.
Ожирение — серьезная проблема, которую ВОЗ называет пандемией XXI века. При этом не все люди с избыточным весом одинаково рискуют здоровьем: примерно от 10 до 30% из них пока остаются «метаболически здоровыми» — у них в норме сахар, холестерин и давление. Но такое состояние может со временем измениться.
Одна из ключевых проблем современной медицины — это размытость границ метаболически нейтрального ожирения. На практике мы часто сталкиваемся с тем, что пациенты, формально не имеющие метаболических нарушений, со временем переходят в группу высокого риска. При этом надежных инструментов, позволяющих заранее определить момент утраты этого «метаболического благополучия», пока не существует. Именно поэтому разработка чувствительных и неинвазивных методов ранней диагностики, таких как анализ выдыхаемого воздуха, имеет принципиальное значение для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний и персонализированного подхода к пациенту.
Как сообщила пресс-служба вуза порталу Наука Mail, в мире масс-спектрометрию выдыхаемого воздуха уже применяют при диагностике сердечной недостаточности, ХОБЛ и рака легких. Что касается ожирения, есть лишь единичные пилотные работы по отдельным маркерам, например, ацетону. Системных исследований, направленных на выявление маркеров «здорового» и «нездорового» ожирения, до сих пор не проводили.
Существующие методы диагностики метаболических нарушений требуют многократных заборов крови и проведения глюкозотолерантных тестов. Наш метод неинвазивный, быстрый, удобный и не требует сложной подготовки пациента. В перспективе он может стать ранним индикатором риска развития метаболического синдрома.
Ученые проверяют обмен веществ по выдыхаемому воздуху. Все просто: пациент минуту дышит в мундштук, а прибор сразу показывает состав воздуха. Потом данные обрабатывают с помощью искусственного интеллекта и специальных схем (графов знаний) — так находят характерные признаки разных состояний организма. Исследователи смотрят сразу на три группы показателей: летучие вещества в воздухе, который выдыхает человек, параметры тела (сколько в нем жира, мышц и воды — это измеряют методом биоимпеданса), результаты анализов.
Объединяя эти данные, ученые строят подробные модели и лучше понимают, к какой группе риска относится пациент. Графы знаний помогают увидеть неочевидные связи между разными параметрами и найти главные факторы, которые влияют на здоровье. При этом вся работа нацелена на то, чтобы метод можно было реально использовать на практике.
Масс-спектрометры — очень дорогие приборы, доступные пока только в крупных клиниках. Наше исследование закладывает научную базу для разработки портативных доступных анализаторов выдыхаемого воздуха для поликлиник и домашнего использования.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что российские ученые создали инновационный напиток для лечения детского ожирения.
