Способ прогнозирования индивидуального риска развития ожирения у человека на различные по продолжительности периоды жизни
METHOD FOR PREDICTING THE INDIVIDUAL RISK OF DEVELOPING OBESITY IN HUMANS FOR DIFFERENT LIFE PERIODS

Изобретение относится к области медицины и экологии и может быть использовано для прогнозирования у человека на индивидуальном уровне, пребывающего в различных условиях влияния среды обитания, риска возникновения заболевания «ожирение». Изобретение может быть использовано в целях профилактики развития ожирения у населения.
Следует пояснить, что ожирение - это хроническое заболевание, которое характеризуется излишним накоплением жира в организме, приводящего к увеличению массы тела. Ожирение может возникать, с одной стороны, в связи с избыточным потреблением пищи, пониженного расхода энергии (малоподвижного образа жизни) и нарушения обмена веществ, с другой стороны, в связи с повышенным содержанием в крови таких химических элементов, как: бензол, этилбензол, никель, хром, свинец, кадмий. Указанные химические вещества при повышенном содержании в крови вмешиваются в процесс нейроэндокринной регуляции, что приводит к нарушениям ферментных систем биотрансформации в печени и обменных процессов в центральной нервной системе (далее -ЦНС). Такие нарушения состояния процесса жирового обмена характерны для населения, проживающего в условиях техногенного загрязнения объектов среды обитания (атмосферного воздуха, питьевой воды, почвы) ароматическими углеводородами и металлами. Учитывая, что с каждым годом проживания человека в таких неблагополучных условиях, с точки зрения, качества объектов среды обитания, риск расстройства питания и нарушения обмена веществ, а, следовательно, развития избыточности питания, возрастает. В этой связи, задача прогнозирования риска возникновения ожирения является актуальной.
Из уровня техники известен ряд технических решений, направленных на прогнозирование ожирения.
Из патента РФ №2619872 известен Способ оценки индивидуального риска формирования избыточной массы тела и ожирения у детей, потребляющих питьевую воду с повышенным содержанием химических токсикантов: хлороформа и тетрахлорметана. Согласно этому известному способу осуществляют отбор пробы крови, определение в ней концентрации хлороформа и тетрахлорметана, определение уровней общего холестерина и липопротеида низкой плотности (ЛПНП). Проводят анамнестическое обследование ребенка по трехбалльной шкале и генотипирование. Риск формирования у ребенка избыточной массы тела прогнозируют в случае повышения уровня общего холестерина выше 3,9 ммоль/л и уровня ЛПНП выше 1,8 ммоль/л, при наличии у ребенка 6 и более баллов при анамнестическом обследовании, наличия гетерозиготного генотипа гена HTR2A rs7997012, повышения концентрации тетрахлорметана в крови выше референтной и концентрации хлороформа в пределах 5,17-5,59 мкг/л. Риск формирования ожирения прогнозируют при концентрации хлороформа равной или более 5,79 мкг/л. Изобретение обеспечивает эффективный способ оценки индивидуального риска формирования избыточной массы тела и ожирения у детей.
Недостатком указанного способа является то, что риск ожирения прогнозируется только при повышенном содержании в крови хлороформа и тетрахлорметана, что существенно ограничивает применение данного способа при повышенном содержании в биосредах других токсикантов (например, бензола, никеля, этилбензола, кадмия, мышьяка, свинца). Также отсутствует возможность прогнозирования развития ожирения через заданный период времени, т.е. к определенному возрасту.
Также известен способ дифференциальной диагностики экзогенно-конституциональной и гипоталамической форм первичного ожирения у женщин (Патент РФ №1442189), согласно которому исследуют динамику секреции пролактина на введение нейропептида - люлиберина путем определения в пробе венозной крови исходного уровня гормона и последующего введения внутривенно люлиберина в дозе 100 мкг однократно. Затем исследуют кровь на пролактин на 30, 60, 90 и 120-й минуте после введения препарата. И при повышении уровня секреции по сравнению с исходным делают вывод об экзогенно-конституциональной форме ожирения, а при стабильном уровне в сравнении с исходным определяют гипоталамическую форму первичного ожирения. Способ направлен на постановку правильного диагноза в спорных случаях.
Недостатками указанного способа является то, что данная методика лишь уточняет клинический диагноз, не определяя вероятность развития нарушений углеводного и жирового обменов, ассоциированных с воздействием негативных факторов среды обитания.
Из Патента РФ №2452966 известен способ прогнозирования риска развития ожирения у практически здоровых людей, согласно которому в крови людей определяют концентрацию α-фетопротеина (АФП) и содержание Т-лимфоцитов с рецептором к трансферрину (CD71+). На основании полученных данных рассчитывают прогностический индекс (ПИ) как результат отношения концентрации АФП в МЕ/л к абсолютному содержанию лимфоцитов CD71+ в кл/л (ПИ=АФП/CD71+). При величине ПИ равной 8,1 и более прогнозируется риск развития ожирения. Заявленный способ можно применять для выявления риска развития ожирения у лиц, ведущих малоподвижный образ жизни, а также при назначении глюкокортикоидов и иммунодепрессивной терапии, при наследуемой патологии с метаболическим дефектом.
Его недостатком является то, что данный способ не учитывает вероятность формирования ожирения в условиях воздействия негативных факторов среды обитания и на заданный период времени, т.е. к определенному возрасту.
Также известен способ, описанный в презентации «Риск ассоциированные механизмы формирования избытка массы тела и ожирения в условиях пероральной экспозиции остаточными количествами продуктов гиперхлорирования питьевой воды (хлороформ, тетрахлорметан)», автор Лужецкий К.П., 2015 г. (http://fcrisk.m/sites/default/files/upload/conference/953/fcrisk_conf_13-15.05.2015_luzhetskiy.pdf).
Согласно этому известному способу проводят отбор пробы крови у ребенка, устанавливают в ней концентрацию химических токсикантов: хлороформа и тетрахлорметана; далее определяют ряд лабораторных показателей, по отклонению которых от нормы судят о возможности ожирения у ребенка. В известном способе указано, что в качестве основных риск ассоциированных механизмов формирования избытка массы тела и ожирения у детей в условиях пероральной экспозиции остаточными количествами продуктов гиперхлорирования выступают:
- дисфункция гипоталамо-адреналовой (лабораторные маркеры-показатели: повышение уровня адреналина, норадреналина, серотонина, кортизола) и гипофизарно-тиреоидной системы (маркеры: снижение гормоны щитовидной железы Т3 и Т4, повышение ТТГ),
- развивающаяся на фоне активации процессов свободнорадикального окисления, накопления продуктов пероксидации, перенапряжения и истощение ресурсов антиоксидантной защиты (маркеры: повышение гидроперекисей липидов, МДА, глутатионпероксидазы, снижение АОА и супероксиддисмутазы),
- с нарушением нейромедиаторных процессов (маркеры: снижение γ-аминомасляной кислоты, повышение глутамата),
- и последующей дисрегуляцией жирового и углеводного обмена (резкая дисгармоничность физического развития, формирование избытка массы тела и ожирения, повышение уровня лептина и С-пептида в крови).
Все это позволяет обосновать комплекс информативных биохимических показателей ранней донозологической диагностики избытка массы тела и ожирения.
Недостатком указанного известного способа является его сложность выполнения, ввиду того, что требуется определять уровень множества лабораторных показателей. А, кроме того, известный способ не позволяет определить вероятность развития ожирения в условиях внешнесредового воздействия других негативных факторов среды обитания, например, бензола, никеля, этилбензола, кадмия, мышьяка, свинца, обуславливающих их повышенное содержание в биосредах.
При этом из уровня техники не были выявлены известные способы прогнозирования индивидуального риска развития ожирения у человека на предстоящий период жизни, поэтому сделать выбор ближайшего аналога к заявляемому объекту не представляется возможным.
Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, заключается в создании информативного и доказательного способа прогнозирования индивидуального риска развития ожирения у человека, проживающего в условиях загрязнения среды обитания ароматическими углеводородами и металлами (бензолом, этилбензолом, никелем, свинцом, мышьяком, кадмием), представляющими опасность для расстройства питания и состояния обмена веществ.
o
o
i
Поставленный технический результат достигается предлагаемым Способом прогнозирования индивидуального риска развития ожирения у человека на различные по продолжительности периоды жизни, заключающимся в том, что в биосредах человека определяют содержание химических элементов, представляющих опасность для развития ожирения: бензол, никель, этилбензол, кадмий, мышьяк и свинец; в атмосферном воздухе и питьевой воде на территории проживания человека определяют концентрации бензола и никеля; проводят анкетирование по следующим вопросам: основной материал отделки стен жилых комнат, время проветривания жилых помещений в день, источники воды для питья и приготовления пищи, расстояние до транспортной магистрали, расстояние до промышленного предприятия, количество часов в сутки на сон, количество приемов пищи в день, регулярность хождения пешком; проводят расчет начального значения вероятности p(t) возникновения ожирения у человека на текущий возраст человека t на момент обследования, для этого у человека определяют следующие диагностические лабораторные показатели: индекс массы тела (ИМТ), концентрацию лептина в крови, концентрацию глюкозы в крови, концентрацию общего холестерина в крови, концентрацию липопротеинов высокой плотности (ЛПВП) в крови, концентрацию липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) в крови, концентрацию липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП) в крови, концентрацию триглицеридов в крови, индекс атерогенности, толерантность к глюкозе, и сравнивают указанные показатели с физиологической нормой; далее для каждого количественного диагностического показателя, кроме ЛПВП и качественного показателя - толерантность к глюкозе, находят функцию Ф его отклонения от физиологической нормы по формуле:
где 8 - количество диагностических показателей: ИМТ, лептин, глюкоза, общий холестерин, ЛПНП, ЛПОНП, триглицериды, индекс атерогенности;
i
x - концентрация диагностического показателя;
- среднее значение нормативного интервала для выбранного диагностического показателя;
- максимальное нормативное значение диагностического показателя;
i
а для диагностического показателя ЛПВП находят функцию его нарушения Ф по формуле:
где  - минимальное нормативное значение диагностического показателя ЛПВП;
i
x - концентрация ЛПВП;
- среднее значение нормативного интервала для ЛПВП;
9 - индекс, обозначающий девятый показатель, т.е. ЛПВП;
i
i
i
при этом для качественного диагностического показателя - толерантность к глюкозе, принимают Ф=1 в случае наличия нарушения толерантности к глюкозе, и Ф=0 - при отсутствии нарушения; далее, каждому указанному диагностическому показателю придают следующий весовой коэффициент ϕ, в соответствии с его вкладом в формирование вероятности развития ожирения:
i
i
0
и с учетом ранее установленных функций нарушения Ф указанных диагностических показателей и их весовых коэффициентов ϕ вычисляют начальное значение вероятности p(t) возникновения ожирения на текущий возраст человека, по формуле:
,
o
где p(t) - начальное значение вероятности возникновения ожирения у человека на текущий возраст на момент обследования;
10 - количество диагностических показателей: ИМТ, лептин, глюкоза, общий холестерин, ЛПНП, ЛПОНП, триглицериды, индекс атерогенности; ЛПВП, толерантность к глюкозе;
i
ϕ - весовой коэффициент диагностического показателя;
i
Ф - значение функции отклонения диагностического показателя от нормы; затем с использованием итерационной процедуры, учитывающей особенности изменения прогностических показателей во времени t, производят прогнозирование индивидуального риска развития ожирения у человека с временным шагом 1 день; причем, при указанном прогнозировании в качестве концентраций этилбензола, кадмия и мышьяка принимают фактически определенную концентрацию этих элементов в крови, а в качестве концентрации свинца при указанном прогнозировании принимают концентрацию, рассчитанную с учетом влияния анкетных показателей: основной материал отделки стен жилых комнат, вид отопления в доме/квартире, время проветривания жилых помещений в день, источники воды для питья и приготовления пищи, расстояние до транспортной магистрали и расстояние до промышленного предприятия, по следующей формуле:
;
1
3
где F(t) - концентрация свинца в крови на момент времени прогнозирования риска развития ожирения, мкг/см;
1
0
3
F(t) - концентрация свинца в крови на момент обследования, мкг/см;
t - возраст человека на момент времени прогнозирования риска развития ожирения;
0
t - возраст человека на момент обследования;
1
1
1
1
1
1
S(t) - анкетный показатель, зависящий от влияния основного материала отделки стен жилых комнат на концентрацию химического вещества в крови: S(t)=0,004992, если материал отделки - штукатурка; S(t)=0,00205, если материал отделки - синтетическая краска; S(t)=0,004572, если материал отделки - пластиковые панели; S(t)=0,000761, если материал отделки - обои; S(t)=0, если другой материал отделки;
2
2
2
2
2
2
2
S(t) - анкетный показатель, зависящий от влияния вида отопления в доме/квартире на концентрацию химического вещества в крови: S(t)=-0,007294, если вид отопления - центральное водяное; S(t)=- 0,0134, если вид отопления - электрическое; S(t)=-0,0031, если вид отопления - печное; S(t)=-0,00406, если вид отопления - собственная водяная котельная; S(t)=-0,0108, если вид отопления - центральное паровое); S(t)=0, если другой вид отопления;
3
3
3
3
3
3
3
S(t) - анкетный показатель, зависящий от влияния времени проветривания жилых помещений в день на концентрацию химического вещества в крови: S(t)=0,001915, если время проветривания - 30 и менее минут; S(t)=0, если время проветривания - 1-2 часа; S(t)=-0,002391, если время проветривания - 2-6 часов; S(t)=-0,005402, если время проветривания - 6-12 часов; S(t)=0,005486, если время проветривания - более 12 часов; S(t)=0,001198, если время проветривания - круглосуточно;
4
4
4
4
4
4
4
S(t) - анкетный показатель, зависящий от влияния источников воды для питья и приготовления пищи на концентрацию химического вещества в крови: S(t)=0,000501, если источник воды - водопровод; S(t)=0,007892, если источник воды - водозаборная колонка; S(t)=0,003033, если источник воды - колодец; S(t)=-0,005166, если источник воды - родник; S(t)=-0,002058, если источник воды - покупная бутилированная вода; S(t)=0, если другой источник воды;
5
5
5
5
S(t) - анкетный показатель, зависящий от влияния расстояния до транспортной магистрали на концентрацию химического вещества в крови: S(t)=0,006022, если расстояние менее 100 м; S(t)=-0,009911, если расстояние от 100 до 500 м; S(t)=0,001243, если расстояние более 500 м;
6
6
5
5
S(t) - анкетный показатель, зависящий от влияния расстояния до промышленного предприятия на концентрацию химического вещества в крови: S(t)=-0,009637, если расстояние менее 100 м; S(t)=0, если расстояние от 100 до 500 м; S(t)=0,00065, если расстояние более 500 м;
а в качестве концентрации бензола и никеля в крови при указанном прогнозировании принимают концентрацию, рассчитанную с учетом влияния их концентраций в атмосферном воздухе и питьевой воде на территории проживания человека по следующим формулам:
5
3
где F(t) - концентрация бензола в крови, мг/дм;
6
3
F(t) - концентрация никеля в крови, мг/дм;
51
3
C(t) - концентрация бензола в атмосферном воздухе, мг/м;
52
3
C(t) - концентрация бензола в питьевой воде, мг/дм;
61
3
C(t) - концентрация никеля в атмосферном воздухе, мг/м;
62
3
C(t) - концентрация никеля в питьевой воде, мг/дм;
0
i
далее у обследуемого человека определяют на текущий возраст уровень в крови следующих прогностических показателей: серотонин, гамма-глутамилтрансфераза (γ-ГТ), тироксин свободный (Т4своб.), глюкоза, антиоксидантная активность (АОА), С-реактивный белок высокочувствительный (СРБ высокочувствительный), ЛПНП, холестерин общий, триглицериды, креатинин, ЛПОНП; а также уровень в моче: дельта-аминолевулиновая кислота (ΔАЛК) и эпителий почечный; сравнивают их уровень с физиологической нормой; для прогностического показателя, помимо его числового значения, измеренного для текущего возраста человека на момент обследования, задают вероятность превышения  или вероятность снижения  его относительно физиологической нормы: где t - текущий возраст на момент обследования, год; p - вероятность отклонения от нормы i-ого прогностического показателя; причем, если значение i-ого прогностического показателя соответствует норме, то указанная вероятность равна нулю, а если значение выше или ниже нормы, то указанная вероятность равна единице; затем, принимая во внимание следующую систему взаимосвязей между отклонением от физиологической нормы указанных прогностических показателей и экспозицией химических элементов в биосредах человека:
- вероятность превышения нормы уровня эпителия почечного в моче возникает под воздействием кадмия, мышьяка;
- вероятность превышения нормы уровня ΔАЛК в моче - под воздействием бензола;
- вероятность превышения нормы уровня ЛПНП в крови - под воздействием свинца, этилбензола;
- вероятность снижения относительно нормы уровня Т4своб. в крови - под воздействием мышьяка;
- вероятность превышения нормы уровня γ-ГТ в крови - под воздействием мышьяка;
- вероятность превышения нормы уровня СРБ высокочувствительного в крови - под воздействием бензола;
- вероятность снижения относительно нормы уровня АОА плазмы крови - под воздействием никеля;
- вероятность снижения относительно нормы уровня серотонина в крови - под воздействием кадмия;
а также принимая во внимание следующую систему взаимосвязей между отклонением от физиологической нормы указанных прогностических показателей и анкетными показателями:
- вероятность превышения нормы уровня ΔАЛК в моче в зависимости от количества часов в сутки на сон;
- вероятность снижения относительно нормы уровня АОА плазмы крови в зависимости от количества часов в сутки на сон;
- вероятность превышения нормы уровня ЛПНП в крови в зависимости от количества приемов пищи в день;
- вероятность превышения нормы уровня общего холестерина в крови в зависимости от количества приемов пищи в день;
- вероятность снижения относительно нормы уровня серотонина в крови в зависимости от количества приемов пищи в день;
- вероятность снижения относительно нормы уровня АОА плазмы крови в зависимости от количества приемов пищи в день;
- вероятность превышения нормы уровня ЛПНП в крови в зависимости от регулярности хождения пешком в неделю;
- вероятность превышения нормы уровня общего холестерина в крови в зависимости от регулярности хождения пешком в неделю;
а также принимая во внимание систему зависимостей между следующими прогностическими показателями из вышеуказанного перечня:
- зависимость креатинина в крови от эпителия почечного в моче и от ΔАЛК в моче;
- зависимость общего холестерина в крови от ЛПНП в крови;
- зависимость триглицеридов в крови от ЛПНП и от γ-ГТ в крови;
- зависимость глюкозы в крови от Т4своб. в крови;
- зависимость ЛПОНП в крови от креатинина в крови;
определяют прирост вероятности отклонения от физиологической нормы указанных прогностических показателей по следующим математическим формулам:
- прирост вероятности превышения нормы уровня эпителия почечного в моче на возраст человека t выражается следующими функциями от влияния химических элементов:
,,
+
1
где: Δр(F(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня эпителия почечного в моче, связанного с влиянием химического элемента F среды обитания в возрасте человека t;
3
3
F(t) - концентрация кадмия в крови, мкг/см
4
3
F(t) - концентрация мышьяка в крови, мкг/см
- прирост вероятности превышения уровня ΔАЛК в моче в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния химических элементов и анкетных показателей:
,
,
+
2
где: Δр(F(t)) - функция прироста вероятности превышения уровня ΔАЛК в моче, связанного с влиянием химического элемента F среды обитания в возрасте человека t;
+
2
Δp(S(t)) - функция прироста вероятности превышения уровня ΔАЛК в моче, связанного с влиянием анкетного показателя S в возрасте человека t;
5
3
F(t) - концентрация бензола в крови, мкг/см;
7
S(t) - количество часов в сутки на сон, ч;
- прирост вероятности превышения нормы уровня ЛПНП в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния химических элементов и анкетных показателей:
,
,
,
,
+
3
где: Δр(F(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня ЛПНП в крови, связанного с влиянием химического элемента F среды обитания в возрасте человека t;
+
3
Δр(S(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня ЛПНП в крови, связанного с влиянием анкетного показателя S в возрасте человека t;
1
3
F(t) - концентрация свинца в крови, мкг/см
2
3
F(t) - концентрация этилбензола в крови, мкг/см;
8
S(t) - количество приемов пищи в день, раз;
9
S(t) - регулярность хождения пешком, более 20 минут подряд, в неделю, раз;
- прирост вероятности снижения относительно нормы уровня Т4своб. в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния химических элементов:
,
-
4
где: Δр(F(t)) - функция прироста вероятности снижения относительно нормы уровня Т4 свободного в крови, связанного с влиянием химического элемента F среды обитания в возрасте человека t;
4
3
F(t) - концентрация мышьяка (в крови, мкг/см;
- прирост вероятности превышения нормы уровня γ-ГТ в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния химических элементов:
+
5
где: Δр(F(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня γ-ГТ в крови, связанного с влиянием химического элемента F среды обитания в возрасте человека t;
4
3
F(t) - концентрация мышьяка в крови, мкг/см;
- прирост вероятности превышения нормы уровня СРБ высокочувствительного в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния химических элементов:
,
+
6
где: Δp(F(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня СРБ высокочувствительного в крови, связанного с влиянием химического элемента F среды обитания в возрасте человека t;
5
3
F(t) - концентрация бензола в крови, мкг/см;
- прирост вероятности снижения относительно нормы уровня АОА плазмы крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния химических элементов и анкетных показателей:
,
,
,
-
7
где: Δр(F(t)) - функция прироста вероятности снижения относительно нормы уровня АОА плазмы крови, связанного с влиянием химического элемента F среды обитания в возрасте человека t;
-
7
Δр(S(t)) - функция прироста вероятности снижения относительно нормы уровня АОА плазмы крови, связанного с влиянием анкетного показателя S в возрасте человека t;
6
3
F(t) - концентрация никеля в крови, мкг/см;
7
S(t) - количество часов в сути на сон, ч;
8
S(t) - количество приемов пищи в день, раз;
- прирост вероятности снижения относительно нормы уровня серотонина в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния химических элементов и анкетных показателей:
,
,
-
8
где: Δр(F(t)) - функция прироста вероятности снижения относительно нормы уровня серотонина в крови, связанного с влиянием химического элемента F среды обитания в возрасте человека t;
-
8
Δр(S(t)) - функция прироста вероятности снижения относительно нормы уровня серотонина в крови, связанного с влиянием анкетного показателя S в возрасте человека t;
3
3
F(t) - концентрация кадмия в крови, мкг/см;
8
S(t) - количество приемов пищи в день, раз;
- прирост вероятности превышения нормы уровня креатинина в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния прогностических показателей:
;
,
+
+
9
2
где: Δp(p(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня креатинина в крови, связанного с вероятностью превышения нормы уровня ΔАЛК в моче;
+
+
9
1
Δр(p(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня креатинина в крови, связанного с вероятностью превышения нормы уровня эпителия почечного в моче;
- прирост вероятности превышения нормы уровня общего холестерина в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния прогностических показателей и анкетных показателей:
,
,
,
+
+
10
3
где: Δр(p(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня общего холестерина в крови, связанного с вероятностью превышения нормы уровня ЛПНП в крови;
+
3
Δр(S(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня общего холестерина в крови, связанного с влиянием анкетного показателя S в возрасте человека t;
8
S(t) - количество приемов пищи в день, раз;
9
S(t) - регулярность хождения пешком, более 20 минут подряд, в неделю, раз;
- прирост вероятности превышения нормы уровня триглицеридов в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния прогностических показателей:
,
,
+
+
11
3
где: Δр(р(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня триглицеридов в крови, связанного с вероятностью превышения нормы уровня ЛПНП в крови;
+
+
11
5
Δр(p(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня триглицеридов в крови, связанного с вероятностью превышения нормы уровня γ-ГТ в крови;
- прирост вероятности превышения нормы уровня глюкозы в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния прогностических показателей:
,
+
+
12
4
где: Δр(p(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня глюкозы в крови, связанного с вероятностью снижения относительно нормы уровня Т4 свободного в крови;
- прирост вероятности превышения нормы уровня ЛПОНП в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния прогностических показателей:
,
+
+
13
9
где: Δр(p(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня ЛПОНП в крови, связанного с вероятностью превышения нормы уровня креатинина в крови;
+
-
i
i
и, исходя из полученных вышеуказанных значений прироста вероятностей, устанавливают для прогностического показателя общую вероятность p(t) превышения над нормой либо общую вероятность p(t) снижения относительно нормы в возрасте человека t по следующим формулам:
- для эпителия почечного в моче:
- для ΔАЛК в моче:
- для ЛПНП в крови:
- для Т4своб. в крови:
- для γ-ГТ в крови:
- для СРБ высокочувствительного в крови:
- для АОА плазмы крови:
- для серотонина в крови:
- для креатинина в крови:
- для общего холестерина в крови:
- для триглицеридов в крови:
- для глюкозы в крови:
- для ЛПОНП в крови:
;
затем производят расчет общей вероятности развития у человека ожирения; учитывая, что при расчете используют итерационную процедуру, расчет указанной общей вероятности развития ожирения проводят последовательно на каждом временном шаге, основываясь на результатах расчета предыдущего временного шага; расчет выполняется до достижения возраста обследуемого, соответствующего периоду, для которого выполняется прогнозирование риска:
где: p(t+К) - общая вероятность развития ожирения у человека в возрасте, соответствующему временному шагу t+К (лет);
0
К - величина временного шага, причем временной шаг, адекватный задаче прогнозирования риска развития ожирения, составляет 1 день, что соответствует значению К=1/365 лет, причем на первом временном шаге расчет выполняется, основываясь на данных с временного шага, соответствующего начальному возрасту обследуемого, т.е. t на первом шаге будет равно t;
p(t) - общая вероятность развития ожирения у человека в возрасте, соответствующему временному шагу;
1
2
3
4
k(t), k(t), k(t), k(t) - расчетные переменные;
при этом указанные расчетные переменные определяют по следующим формулам:
а индивидуальный риск развития ожирения у человека на различные по продолжительности периоды жизни определяют по формуле:
R(t+K)=g(t+K)⋅P(t+K),
где: R(t+K) - индивидуальный риск ожирения на момент времени t+K;
g(t+K) - тяжесть заболевания «ожирение» на момент времени t+K;
p(t+K) - вероятность заболевания «ожирение» на момент времени t+K;
t+K - это возраст человека на момент времени прогнозирования риска развития ожирения;
причем тяжесть заболевания «ожирение» определяется по формуле:
-5
0,0582t
g(t+К)=8,92⋅10⋅e;
и при величине индивидуального риска менее 0,05 риск развития ожирения у человека прогнозируют как пренебрежимо малый; при величине от 0,05 до 0,35 как умеренный; при величине 0,35-0,6 как высокий; при величине более 0,6 как очень высокий.
Указанный технический результат обеспечивается за счет:
- использования заявленной совокупности диагностических показателей на начальном периоде времени обследования человека и определенной совокупности прогностических показателей при последующих расчетах вероятности риска;
- применения при реализации предлагаемого способа расширенной системы взаимосвязей прогностических показателей между собой; их взаимосвязи с химическими элементами, представляющими опасность для развития заболевания «Ожирение»: бензол, этилбензол, свинец, кадмий, мышьяк, никель, а также их взаимосвязи с заявляемыми анкетными данными.
- использования итерационной расчетной процедуры, обеспечивающей расчет в условиях переменных отклонений от физиологической нормы уровней прогностических показателей во времени при различных временных шагах.
Использование при реализации нового способа совокупности предлагаемых операций, их последовательности и оценка полученных значений вероятности отклонения от нормы прогностических показателей, характеризующих развитие избыточности питания (ожирения), позволяет с достаточной достоверностью производить оценку индивидуального риска развития ожирения у человека на различные по продолжительности периоды жизни, вплоть до 30 лет.
Для понимания существа вопроса следует пояснить следующее. Большое внимание в настоящее время приковано к работам по изучению особенностей негативного влияния факторов среды обитания на здоровье человека [Онищенко, Зайцева, Май, Андреева, 2016; Онищенко, 2015]. Ведущую роль среди регуляторных систем, обеспечивающих адаптацию организма человека к условиям среды обитания, занимает эндокринная система и ЦНС, которые наиболее подвержены негативному воздействию различных факторов, например, химических [Лужецкий, Устинова, Палагина, 2013; Лужецкий и др. 2017].
При этом велика вероятность заболевания человека ожирением, причем это может произойти или в ближайшее время, или в перспективе. Вот почему очень важным представляется прогнозирование риска этого заболевания в краткосрочной или среднесрочной перспективе, с использованием строго определенных диагностических и прогностических показателей, с последующей их математической обработкой. Такой подход, используемый в предлагаемом способе, является очень актуальным и позволяет эффективно предотвращать возникновение ожирения у человека за счет своевременного проведения профилактических мероприятий.
Благодаря тому, что при реализации предлагаемого способа используют, наряду с лабораторными диагностическими показателями, и показатели, полученные при анкетировании, обеспечивается расширение информационной базы для прогнозирования индивидуального риска развития ожирения на предстоящий период жизни, вплоть до 30 лет. В результате повышается достоверность полученной величины индивидуального риска, а значит, и выводы, полученные в ходе исследований, будут отвечать условию достоверности и точности.
Следует отметить, что оценка текущего состояния индивида является необходимым условием для построения прогноза вероятности заболевания ожирения с помощью инструментов математического моделирования. Но использование отдельных показателей в качестве оценочных не является корректным, что снижает точность оценки. Поэтому в предлагаемом способе и была выстроена необходимость построения интегральных параметров.
i
Использование при реализации предлагаемого способа инструментов математического моделирования через нахождение по математической формуле функции нарушения Ф для восьми заявленных диагностических показателей по формуле:
где 8 - количество диагностических показателей;
- минимальное нормативное значение диагностического показателя;
- максимальное нормативное значение диагностического показателя;
обеспечивает объективных характер полученных результатов.
i
Кроме того, в заявляемом способе впервые предложено классифицировать все отклонения диагностических показателей ожирения по условной интервальной шкале от 0 до 1 соответствующим численным значением весового коэффициента ϕ. Установлено, что использование этого коэффициента позволяет наиболее точно определить в последующем начальное значение вероятности возникновения ожирения на текущий возраст человека, по формуле:
,
что делает предлагаемый способ информативным и точным.
i
Числовые значения ϕ установлены опытным путем, исходя из задач настоящего технического решения.
Благодаря тому, что на стадии прогноза также использован определенный комплекс прогностических показателей, а также учтены их взаимосвязи между собой и между вероятностью их отклонения от нормы при воздействии свинца, этилбензола, кадмия, мышьяка, бензола, никеля, обеспечивается точность предлагаемого способа, т.к. при последующих расчетах все указанные факторы были учтены.
1
2
3
4
0
На основе математических формул и значений начального уровня показателей на момент обследования, выполнялись последовательно расчеты по вероятности на последующих временных шагах: р р, р, p и т.д. Здесь используется итерационная процедура расчета вероятности по времени от возраста человека t на момент обследования до периода прогнозного времени. То есть для того, что бы посчитать вероятность, например, на 16-тый прогнозный год, необходимо знать эту вероятность на 15-тый прогнозный год, которая, в свою очередь, определяется через вероятность на 14-тый прогнозный год, и т.д. Естественно такая процедура расчета начинается с некоторого «начального» значения вероятности при возрасте на момент обследования. Удобно и понятно использовать в качестве начального уровня значение, когда возраст человека t=t соответствует возрасту человека на момент обследования.
Выбор временного шага при выполнении расчетов с использованием математических формул зависит от детализации задания экспозиции. Но в преимущественном варианте он установлен 1 день.
Благодаря тому, что при расчете предлагаемыми математическими формулами общего индивидуального риска человека принимается во внимание также прирост вероятности отклонения от физиологической нормы определенного прогностического показателя в зависимости от влияния других показателей, от влияния химических элементов, от влияния анкетных показателей, обеспечивается практически полный учет всех степеней и факторов риска при прогнозировании развития ожирения у человека, что обеспечивает достаточную точность определения. Общий вид системы связей между показателями развития ожирения, которые были учтены в предлагаемом способе, приведен на Рис. 1.
Расчет по предлагаемому способу индивидуального риска развития ожирения у человека на различные по продолжительности периоды жизни, производится по формуле:
R(t+K)=g(t+K)⋅P(t+K),
где: R(t+K) - индивидуальный риск ожирения на момент времени t+K;
g(t+K) - тяжесть заболевания «ожирение» на момент времени t+K;
p(t+K) - вероятность заболевания «ожирение» на момент времени t+K;
t+K - это возраст человека на момент на момент времени прогнозирования риска развития ожирения.
При этом видно, что в этом случае учитывается и тяжесть заболевания, как характеристики ущерба для здоровья. Причем тяжесть заболевания «ожирение» определяется по определенной формуле:
-5
0,0582t
g(t+К)=8,92⋅10⋅e.
Кроме того, в предлагаемом способе введена количественная величина индивидуального риска, а именно: при величине индивидуального риска менее 0,05 риск развития ожирения у человека прогнозируют как пренебрежимо малый; при величине от 0,05 до 0,35 как умеренный; при величине 0,35-0,6 как высокий; при величине более 0,6 как очень высокий. Данная шкала применяется для оценки неканцерогенного риска [MP 2.1.10.0062-12 «Количественная оценка неканцерогенного риска при воздействии химических веществ на основе построения эволюционных моделей»].
Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что поставленный технический результат обеспечивается за счет совокупности всех операций предлагаемого способа, их последовательности и режимов его реализации.
Принципиальная схема прогнозирования вероятности заболевания «ожирение» представлена на Рис. 2.
При реализации предлагаемого способа осуществляют следующие операции в нижеуказанной последовательности. При этом для иллюстрации сразу же после наименования операции приведен пример конкретного осуществления.
1. В результате опроса индивида 30 лет получены следующие значения его анкетных показателей:
основной материал отделки стен жилых комнат - пластиковые панели;
вид отопления в доме/квартире - центральное водяное;
время проветривания жилых помещений в день - 2-6 часов;
источники воды для питья и приготовления пищи - водозаборная колонка;
расстояние до транспортной магистрали - 300 м;
расстояние до промышленного предприятия - менее 100 м;
количество часов в сутки на сон - 8 ч;
количество приемов пищи в день - 3 раза;
регулярность хождения пешком (более 20 минут подряд) в неделю - 14 раз.
2. В биосредах человека, у которого следует спрогнозировать индивидуальный риск развития ожирения, отбирают пробу венозной крови. В пробе крови определяют содержание бензола этилбензола, кадмия, мышьяка, свинца, никеля.
Определение металлов (кадмия, мышьяка, свинца, никеля) проводят методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой с помощью масс-спектрометра с индуктивно связанной плазмой с октопольной ячейкой в соответствии с МУК 4.1.3230-14, МУК 4.1.3161-14.
Определение ароматических углеводородов (бензола, этилбензола) проводят методом анализа равновесной паровой фазы на газовом хроматографе в соответствии с МУК 4.1.765-99.
Данные измерений содержания химических веществ в крови у индивида мужского пола в возрасте 30 лет приведены в таблице 1.
3. В пробе крови определяют следующие диагностические лабораторные показатели: лептин, глюкоза, общий холестерин, ЛПВП, ЛПНП, ЛПОНП, триглицериды; кроме того определяют индекс массы тела (ИМТ), индекс атерогенности и наличие нарушений толерантности к глюкозе.
Сравнивают указанные показатели с физиологической нормой.
Полученные данные приведены в таблице 2.
В заявляемом способе в качестве критериев оценки отклонений диагностических показателей используются стандартные общепринятые возрастные физиологические уровни [Клиническая лабораторная аналитика. Том II. Частные Аналитические технологии в клинической лаборатории / Под редакцией В.В. Меньшикова. М.: Лабинформ-РАМЛД, 1999. - 352 с.].
i
4. Далее для каждого количественного диагностического показателя, кроме ЛПВП и качественного показателя - нарушение толерантности к глюкозе, находят функцию его нарушения Ф по формуле:
где 8 - количество диагностических показателей: ИМТ, лептин, глюкоза, общий холестерин, ЛПНП, ЛПОНП, триглицериды, индекс атерогенности;
i
x - концентрация диагностического показателя;
- среднее значение нормативного интервала для выбранного диагностического показателя;
- максимальное нормативное значение диагностического показателя;
i
- для ЛПВП находят функцию его нарушения Ф по формуле:
где  - минимальное нормативное значение ЛПВП;
i
x - концентрация ЛПВП (из таблицы 2);
- среднее значение нормативного интервала для ЛПВП;
i
i
- при этом для качественного диагностического показателя - толерантность к глюкозе, принимают Ф=1 в случае наличия нарушения толерантности к глюкозе, и Ф=0 - при отсутствии нарушения;
i
С учетом данных таблицы 2 расчет функции нарушения Ф для каждого диагностического показателя проводили следующим образом:
ИМТ
2
2
Ф=(28-27,5)/(30-27,5)=0,04;
лептин
2
2
Ф=(22-20,975)/(27,6-20,975)=0,0239;
триглиц
2
2
Ф=(1,4-1,3275)/(1,63-1,3275)=0,0574;
глюкоза
2
2
Ф=(5,2-5,175)/(5,6-5,175)=0,00346;
ЛПВП
2
2
Ф=(1,2-1,215)/(0,86-1,215)=0,00178;
ЛПНП
2
2
Ф=(4-3,8625)/(4,51-3,8625)=0,045;
ЛПОНП
2
2
Ф=(0,44-0,425)/(0,5-0,425)=0,04;
общ холест
2
2
Ф=(5,4-5,25)/(6-5,25)=0,04;
инд атер
2
2
Ф=(2-1,75)/(3,5-1,75)=0,0204;
толер глюкоз
Ф=0.
i
5. Далее, каждому указанному диагностическому показателю придают следующий весовой коэффициент ϕ, в соответствии с его вкладом в формирование вероятности развития ожирения:
i
i
0
- и с учетом ранее установленных функций нарушения Ф указанных диагностических показателей и их весовых коэффициентов ϕ вычисляют начальное значение вероятности p(t) возникновения ожирения на текущий возраст человека, по формуле:
,
o
где p(t) - начальное значение вероятности возникновения ожирения у человека на текущий возраст на момент обследования;
10 - количество диагностических показателей: ИМТ, лептин, глюкоза, общий холестерин, ЛПНП, ЛПОНП, триглицериды, индекс атерогенности; ЛПВП, толерантность к глюкозе;
i
ϕ - весовой коэффициент диагностического показателя;
i
Ф - значение функции отклонения диагностического показателя от нормы;
i
i
Данные об ϕ, Ф по конкретному индивидууму приведены в таблице 3.
0
o
С учетом данных, приведенных в таблице 3, начальное значение вероятности p(t) возникновения ожирения на текущий возраст обследуемого человека равно: p(t)=0,15.
6. Затем с использованием итерационной процедуры, учитывающей особенности изменения прогностических показателей во времени t, производят прогнозирование индивидуального риска развития ожирения у этого человека с временным шагом, определяемым требуемой частотой прогноза,
- для этого вначале определяют концентрацию свинца в крови от влияния анкетных показателей: основной материал отделки стен жилых комнат, вид отопления в доме/квартире, время проветривания жилых помещений в день, источники воды для питья и приготовления пищи, расстояние до транспортной магистрали, расстояние до промышленного предприятия по следующей формуле:
;
1
3
где F(t) - концентрация свинца в крови, мкг/см;
1
0
3
F(t)=0,01 мг/дм - концентрация свинца в крови на момент обследования;
1
1
S(t) - влияние основного материала отделки стен жилых комнат на концентрацию химического вещества в крови, S(t)=0,004572, так как материал отделки - пластиковые панели;
2
2
S(t) - влияние вида отопления в доме/квартире на концентрацию химического вещества в крови, S(t)=-0,007294, так как вид отопления - центральное водяное;
3
3
S(t) - влияние времени проветривания жилых помещений (в день) на концентрацию химического вещества в крови, S(t)=-0,002391, так как время проветривания - 2-6 часов;
4
4
S(t) - влияние источников воды для питья и приготовления пищи на концентрацию химического вещества в крови, S(t)=0,007892, так как источник воды - водозаборная колонка;
5
5
S(t) - влияние расстояния до транспортной магистрали на концентрацию химического вещества в крови, S(t)=-0,009911, так как расстояние 300 м;
6
6
S(t) - влияние расстояния до промышленного предприятия на концентрацию химического вещества в крови, S(t)=-0,009637, так как расстояние менее 100 м;
- определяют концентрации бензола и никеля в крови обследуемого человека с учетом влияния их концентраций в атмосферном воздухе и питьевой воде по следующим формулам:
5
3
где F(t) - концентрация бензола в крови, мкг/см;
5
0
3
F(t)=0,01 мг/дм - концентрация бензола в крови на момент обследования;
6
3
F(t) - концентрация никеля в крови, мг/дм;
6
0
3
F(t)=мг/дм - концентрация никеля в крови на момент обследования;
51
3
C(t)=0,01 мг/м - концентрация бензола в атмосферном воздухе;
52
3
C(t)=0,01 мг/дм - концентрация бензола в питьевой воде;
61
3
С(t)=0,0001 мг/м - концентрация никеля в атмосферном воздухе;
62
3
C(t)=0,0001 мг/дм- концентрация никеля в питьевой воде;
- определяют прирост вероятности отклонения от физиологической нормы прогностических показателей у обследуемого человека от влияния ранее установленных вредных химических элементов среды обитания человека: бензол, никель, этилбензол, кадмий, мышьяк и свинец; определяют прирост вероятности отклонения от физиологической нормы прогностических показателей от влияния анкетных показателей: количество часов в сутки на сон, количество приемов пищи в день, регулярность хождения пешком (более 20 минут подряд),
- при этом в качестве прогностических показателей у обследуемого человека определяют на текущий возраст уровень в крови следующих показателей: серотонин, у-ГТ, Т4 свободный, глюкоза, АОА, СРБ высокочувствительный, ЛПНП, холестерин общий, триглицериды, креатинин, ЛПОНП; уровень в моче: ΔАЛК, эпителий почечный;
- сравнивают их уровень с физиологической нормой,
0
i
- для каждого указанного прогностического показателя, помимо его числового значения, измеренного для текущего возраста человека на момент обследования, задают вероятность превышения  или вероятность снижения  его относительно нормы: где t - текущий возраст на момент обследования, год; p - вероятность отклонения от нормы i-ого прогностического показателя,
- причем, если значение i-ого прогностического показателя соответствует норме, то указанная вероятность равна нулю, а если значение выше или ниже нормы, то указанная вероятность равна единице;
0
У индивида на текущий возраст (t) на момент обследования, т.е. на возраст 30 лет, определяли следующие показатели: в крови - уровень серотонин, у-ГТ, Т4 свободный, глюкоза, АОА, СРБ высокочувствительный, ЛПНП, холестерин общий, триглицериды, креатинин, ЛПОНП; в моче - уровень ΔАЛК и эпителия почечного. Полученные данные приведены в таблице 4.
0
Примечание: t - текущий возраст на момент обследования, год;
i
p - вероятность отклонения от нормы /-ого прогностического показателя
7. Затем, принимая во внимание следующую систему взаимосвязей между отклонением от физиологической нормы указанных прогностических показателей, экспозицией химических элементов в биосредах человека и анкетными показателями:
- вероятность превышения нормы уровня эпителия почечного в моче под воздействием кадмия, мышьяка;
- вероятность превышения нормы уровня ΔАЛК в моче - под воздействием бензола;
- вероятность превышения нормы уровня холестерина ЛПНП в крови - под воздействием свинца, этилбензола;
- вероятность снижения относительно нормы уровня Т4 свободного в крови - под воздействием кадмия;
- вероятность превышения нормы уровня у-ГТ в крови - под воздействием мышьяка;
- вероятность превышения нормы уровня СРБ высокочувствительного в крови - под воздействием бензола;
- вероятность снижения относительно нормы уровня АОА в крови - под воздействием никеля;
- вероятность снижения относительно нормы уровня серотонина в крови - под воздействием кадмия;
- вероятность превышения нормы уровня ΔАЛК в моче в зависимости от количества часов в сутки на сон;
- вероятность снижения относительно нормы уровня АОА в крови в зависимости от количества часов в сутки на сон;
- вероятность превышения нормы уровня холестерина ЛПНП в крови в зависимости от количества приемов пищи в день;
- вероятность превышения нормы уровня общего холестерина в крови в зависимости от количества приемов пищи в день;
- вероятность снижения относительно нормы уровня серотонина в крови в зависимости от количества приемов пищи в день;
- вероятность снижения относительно нормы уровня АОА в крови в зависимости от количества приемов пищи в день;
- вероятность превышения нормы уровня холестерина ЛПНП в крови в зависимости от регулярности хождения пешком в неделю;
- вероятность превышения нормы уровня общего холестерина в крови в зависимости от регулярности хождения пешком в неделю;
- а также принимая во внимание систему зависимостей между следующими прогностическими показателями из вышеуказанного перечня:
- зависимость креатинина в крови от эпителия почечного в моче и ΔАЛК в моче;
- зависимость общего холестерина в крови от холестерина ЛПНП в крови;
- зависимость триглицеридов в крови от холестерина ЛПНП и у-ГТ в крови;
- зависимость глюкозы в крови от Т4 свободного в крови;
- зависимость холестерина ЛПОНП в крови от креатинина в крови;
- определяют прирост вероятности отклонения от физиологической нормы указанных показателей по следующим математическим формулам:
- прирост вероятности превышения нормы уровня эпителия почечного в моче на возраст человека t выражается следующими функциями от влияния химических элементов:
,
,
+
1
где: Δp(F(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня эпителия почечного в моче, связанного с влиянием химического элемента F среды обитания в возрасте человека t;
3
3
F(t) - концентрация кадмия в крови, мг/дм
4
3
F(t) - концентрация мышьяка в крови, мг/дм
- прирост вероятности превышения уровня ΔАЛК в моче в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния химических элементов и анкетных показателей:
,
,
+
2
где: Δр(F(t)) - функция прироста вероятности превышения уровня ΔАЛК в моче, связанного с влиянием химического элемента F среды обитания в возрасте человека t;
+
2
Δр(S(t)) - функция прироста вероятности превышения уровня ΔАЛК в моче, связанного с влиянием анкетного показателя S в возрасте человека t;
5
3
F(t) - концентрация бензола в крови, мг/дм;
7
S(t) - количество часов в сути на сон, ч;
- прирост вероятности превышения нормы уровня ЛПНП в крови в возрасте человека связанного с влиянием t выражается следующими функциями влияния химических элементов и анкетных показателей:
,
,
,
,
+
3
где: Δр(F(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня холестерина ЛПНП в крови, связанного с влиянием химического элемента F среды обитания в возрасте человека t;
+
3
Δр(S(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня холестерина ЛПНП в крови, связанного с влиянием анкетного показателя S в возрасте человека t;
1
3
F(t) - концентрация свинца в крови, мг/дм
2
3
F(t) - концентрация этилбензола в крови, мг/дм;
8
S(t) - количество приемов пищи в день, раз;
9
S(t) - регулярность хождения пешком (более 20 минут подряд) в неделю, раз;
- прирост вероятности снижения относительно нормы уровня Т4 свободного в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния химических элементов:
,
-
4
где: Δр(F(t)) - функция прироста вероятности снижения относительно нормы уровня Т4 свободного в крови, связанного с влиянием химического элемента F среды обитания в возрасте человека t;
4
3
F(t) - концентрация мышьяка в крови, мкг/см;
- прирост вероятности превышения нормы уровня у-ГТ в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния химических элементов:
,
+
5
где: Δр(F(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня у-ГТ в крови, связанного с влиянием химического элемента F среды обитания в возрасте человека t;
4
3
F(t) - концентрация мышьяка в крови, мг/дм;
- прирост вероятности превышения нормы уровня СРБ высокочувствительного в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния химических элементов:
,
+
6
где: Δp(F(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня СРБ высокочувствительного в крови, связанного с влиянием химического элемента F среды обитания в возрасте человека t;
5
3
F(t) - концентрация бензола в крови, мг/дм;
- прирост вероятности снижения относительно нормы уровня АОА в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния химических элементов и анкетных показателей:
,
,
,
-
7
где: Δр(F(t)) - функция прироста вероятности снижения относительно нормы уровня АОА в крови, связанного с влиянием химического элемента F среды обитания в возрасте человека t;
-
7
Δр(S(t)) - функция прироста вероятности снижения относительно нормы уровня АОА в крови, связанного с влиянием анкетного показателя S в возрасте человека t;
6
3
F(t) - концентрация никеля в крови, мг/дм;
7
S(t) - количество часов в сути на сон, ч;
8
S(t) - количество приемов пищи в день, раз;
- прирост вероятности снижения относительно нормы уровня серотонина в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния химических элементов и анкетных показателей:
,
,
-
8
где: Δр(F(t)) - функция прироста вероятности снижения относительно нормы уровня серотонина в крови, связанного с влиянием химического элемента F среды обитания в возрасте человека t;
-
8
Δр(S(t)) - функция прироста вероятности снижения относительно нормы уровня серотонина в крови, связанного с влиянием анкетного показателя S в возрасте человека t;
3
3
F(t) - концентрация кадмия в крови, мг/дм;
8
S(t) - количество приемов пищи в день, раз;
- прирост вероятности превышения нормы уровня креатинина в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния прогностических показателей:
,
,
+
+
9
2
где: Δр(p(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня креатинина в крови, связанного с вероятностью превышения нормы уровня ΔАЛК в моче;
+
+
9
1
Δр(p(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня креатинина в крови, связанного с вероятностью превышения нормы уровня эпителия почечного в моче;
- прирост вероятности превышения нормы уровня общего холестерина в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния прогностических показателей и анкетных показателей:
,
,
,
+
+
10
3
где: Δр(p(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня общего холестерина в крови, связанного с вероятностью превышения нормы уровня холестерина ЛПНП в крови;
+
3
Δр(S(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня общего холестерина в крови, связанного с влиянием анкетного показателя S в возрасте человека t;
8
S(t) - количество приемов пищи в день, раз;
9
S(t) - регулярность хождения пешком (более 20 минут подряд) в неделю, раз;
- прирост вероятности превышения нормы уровня триглицеридов в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния прогностических показателей:
,
,
+
+
11
3
где: Δр(p(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня триглицеридов в крови, связанного с вероятностью превышения нормы уровня холестерина ЛПНП в крови;
+
+
11
5
Δр(р(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня триглицеридов в крови, связанного с вероятностью превышения нормы уровня у-ГТ в крови;
- прирост вероятности превышения нормы уровня глюкозы в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния прогностических показателей:
,
+
+
12
4
где: Δр(р(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня глюкозы в крови, связанного с вероятностью снижения относительно нормы уровня Т4 свободного в крови;
- прирост вероятности превышения нормы уровня холестерина ЛПОНП в крови в возрасте человека t выражается следующими функциями влияния прогностических показателей:
,
+
+
13
9
где: Δр(p(t)) - функция прироста вероятности превышения нормы уровня холестерина ЛПОНП в крови, связанного с вероятностью превышения нормы уровня креатинина в крови.
Для обследуемого человека вышеуказанные расчеты производили с использованием результатов, приведенных в таблицах 1 и 4. В качестве конкретного примера приведены математические расчеты прироста вероятности превышения нормы уровня эпителия почечного в моче на возраст человека 30 лет от влияния кадмия (Cd), мышьяка (As):
,
.
Расчеты прироста вероятности отклонения от нормы уровня других прогностических показателей, в зависимости от концентраций химических элементов и анкетных показателей, производили аналогичным образом, используя математические формулы, указанные выше для каждого показателя. Полученные данные в возрасте 30 лет приведены в таблице 5.
В таблице 6 приведены результаты расчета прироста вероятности превышения над нормой уровня прогностических показателей в возрасте 40 лет (т.е. через 10 лет относительно возраста, зафиксированного на момент обследования).
+
-
i
i
8. Исходя из полученных значений прироста вероятностей, устанавливают для каждого прогностического показателя общую вероятность p(t) превышения его над нормой или общую вероятность p(t) снижения относительно нормы в возрасте t человека по следующим формулам:
- для эпителия почечного в моче:
- для ΔАЛК в моче:
- для ЛПНП в крови:
- для Т4своб. в крови:
- для у-ГТ в крови:
- для СРБ высокочувствительного в крови:
- для АОА в крови:
- для серотонина в крови:
- для креатинина в крови:
- для общего холестерина в крови:
- для триглицеридов в крови:
- для глюкозы в крови:
- для ЛПОНП в крови:
+
-
i
i
Для обследуемого человека рассчитывают общую вероятность p(t) превышения его над нормой или общую вероятность р(t) снижения относительно нормы в возрасте человека 30 лет, используя результаты таблиц 3 и 5. Данные об общей вероятности, полученные в результате расчетов по вышеприведенным формулам, приведены в таблице 7. В этом случае, можно видеть, что прогностические показатели, рассчитанные по формулам, совпадают с начальными значениями в возрасте 30 лет.
В таблице 8 приведены результаты расчета вероятности отклонения показателя от нормы в возрасте человека 40 лет.
9. Затем производят расчет общей вероятности развития у человека ожирения;
- учитывая, что при расчете используют итерационную процедуру, расчет указанной общей вероятности развития ожирения проводят последовательно на каждом временном шаге, основываясь на результатах расчета предыдущего временного шага;
- расчет выполняется до достижения возраста обследуемого, соответствующего периоду, для которого выполняется прогнозирование риска:
где: p(t+К) - общая вероятность развития ожирения у человека в возрасте, соответствующему временному шагу t+К (лет);
0
К - величина временного шага, причем временной шаг, адекватный задаче прогнозирования риска развития ожирения, составляет 1 день, что соответствует значению К=1/365 лет, причем на первом временном шаге расчет выполняется, основываясь на данных с временного шага, соответствующего начальному возрасту обследуемого, т.е. t на первом шаге будет равно t;
p(t) - общая вероятность развития ожирения у человека в возрасте, соответствующему временному шагу;
1
2
3
4
k(t), k(t), k(t), k(t) - расчетные переменные;
- при этом указанные расчетные переменные определяют по следующим формулам:
- а индивидуальный риск развития ожирения у человека на различные по продолжительности периоды жизни определяют по формуле:
R(t+K)=g(t+K)⋅P(t+K),
где: R(t+K) - индивидуальный риск ожирения на момент времени t+K;
g(t+K) - тяжесть заболевания «ожирение» на момент времени t+K;
p(t+K) - вероятность заболевания «ожирение» на момент времени t+K;
t+K - это возраст человека на момент на момент времени прогнозирования риска развития ожирения;
- причем тяжесть заболевания «ожирение» определяется по формуле:
-5
0,0582t
g(t+К)=8,92⋅10⋅e;
- и при величине индивидуального риска менее 0,05 риск развития ожирения у человека прогнозируют как пренебрежимо малый; при величине от 0,05 до 0,35 как умеренный; при величине 0,35-0,6 как высокий; при величине более 0,6 как очень высокий.
При расчете общей вероятности развития у обследуемого человека ожирения по формуле  были приняты следующие параметры:
прогнозируемый период 10 лет;
прогноз начинается с t=30 лет;
К - временной шаг 1 день;
1
2
3
4
k(t), k(t), k(t), k(t) - расчетные переменные.
В результате применения формул 3650 раз (прогноз при шаге 1 день на 10 лет) общая вероятность развития у обследуемого человека ожирения в возрасте 40 лет была определена в виде величины 0,334.
А при расчете индивидуального риска развития ожирения у человека в возрасте 40 лет, по формуле:
R(40)=g(40)⋅P(40)
-4
Риск определили равным 3,06⋅10. При этом была принята во внимание тяжесть заболевания g(40) равная 0,00092.
Применяя далее шкалу риска, было установлено, что при установленной величине индивидуального риска у обследуемого человека через 10 лет прогнозируется риск развития ожирения как пренебрежимо малый.
Для доказательства достоверности получаемых результатов по предлагаемому способу, было обследовано 50 индивидов (20 мужчин, 20 женщин, 10 детей) с различных территорий. Прогнозируемый период составлял от 1 года до 2 лет. Через указанный период было проведено сравнение прогнозируемых показателей и фактических. Установлено, что в 95% случаев разница между данными, полученными предлагаемым способом, и реальными показателями не превысила 5%, что подтверждает достоверность заявляемого способа.
Новый способ может быть использован при прогнозировании индивидуального риска развития ожирения у человека на различные по продолжительности периоды жизни.