Диета при повышенном ацетоне: питание при ацетоне. памятка пионэра

Содержание

питание при ацетоне. памятка пионэра

Рекомендации по питанию детей с ацетонемическим синдромом

Беспричинная усталость предвещает болезнь. Гиппократ

На днях у моего малыша были проблемы с пищеварением. После сдачи анализа мочи, показало наличие ацетона, о нем свидетельствовал также запах ацетона изо рта ребенка. К счастью кризис уже миновал. Педиатр дал листовку с «Рекомендациями по питанию детей с ацетонемическим синдромом» от кафедры педиатрии №2 НМАПО (зав. кафедрой — профессор В.В, Бережной, доцент Л.В. Курило). Перепечатываю ее содержание, так у меня всегда будет под рукой и в случае чего, надеюсь, другим мамочкам поможет.
Принципы питания:

* Основной принцип — постоянная гипокетогенная диета, т.е. исключение продуктов, содержащих пуриновые основания, ограничение продуктов, содержащих жиры.
* Частое дробное питание (5- раз в сутки).
* Насильно не кормить.
* Пищу ребенок выбирает сам.

Диета при ацетонемическом кризисе:

* На этапе предвестников (вялость, адинамия, тошнота, отказ от еды, запах ацетона изо рта, мигреноподобная головная боль, спастическая боль в животе) и в период криза ( за исключением периода болезни, когда есть рвота) ребенок не должен голодать.
* Назначается акетогенная диета — овсяная, гречневая, кукурузная каши, сваренные на воде, картофельное пюре на воде, галетное печенье, печенные сладкие яблоки.
* При купированной рвоте и улучшении общего состояния и восстановлении аппетита диета расширяется за счет молока, кефира, овощного супа, мяса.
* В течении 2-3 недель питание согласно стола №5 (щадящая, не раздражающая, без приправ, копченостей, маринадов, продукты приготовленные преимущественно на пару или отваренные) в рамках описанной выше диеты.
* Частое дробное питание на всех этапах криза с использованием регидрона (или оралита, хумана-электролита, гастролита), негазированной щелочной минеральной воды (Поляна Квасова, Лужанская, Боржоми), компотов из сухофруктов.
* После купирования криза прием препаратов, способствующих нормализации уровня кислоты в крови (Канефрон®Н) и препоратов, улучшающих метаболические процессы в организме (кокарбоксилаза, АТФ, кардонат).

Мясные продукты и блюда из них

* МОЖНО:мясо взрослых животных(говядина, нежирная свинина), мясо кролика, индейки, яйца (одно в день) вареные или омлет.
* ОГРАНИЧИТЬ: солонина мясная, консервы.
* НЕЛЬЗЯ: супы и борщи на мясном, костном бульоне, телятина, мясо молодой птицы, субпродукты (печень, почки, мозги), копчения, маринады.

Рыба и морепродукты

* МОЖНО:: рыба морская, зеленые или бурые водоросли.
* ОГРАНИЧИТЬ: селедка(вымоченная), рыба соленая, икра рыбная, нерыбные продукты моря (криль, крабовые палочки, крабы).
* НЕЛЬЗЯ: супы на рыбном бульоне, рыба речная (за исключение судака и щуки), раки.

Овощи и блюда из них

* МОЖНО:: супы на овощном отваре, картофель, свекла, морковь, огурцы, кабачки, белокочанная капуста, лук, редис, салат, укроп.
* ОГРАНИЧИТЬ: борщи с использованием томатов, томаты оранжевые, цветная капуста в сыром виде, редька, блюда из бобовых и гороха.
* НЕЛЬЗЯ: супы на грибном отваре, зеленый борщ, томаты красные и розовые, баклажаны, сладкий перец, цветная капуста отварная, грибы белые и шампиньоны, шпинат, щавель, петрушка, ревень, кетчуп, аджика, майонез.

Крупяные, мучные изделия и сладости

* МОЖНО:: каша гречневая, геркулесовая, рисовая, кукурузная, сухари, несдобное печенье, мармелад, желе, лукум, карамель.
* ОГРАНИЧИТЬ: макаронные изделия, бисквит, кекс.
* НЕЛЬЗЯ: сдоба, слоеное тесто, чипсы, кондитерские изделия с кремом, шоколад.

Фрукты и ягоды

* МОЖНО:: яблоки некислые, груши, сладкие ягоды, виноград, черешни, персики, арбуз, дыня, абрикосы.
* ОГРАНИЧИТЬ: бананы, киви, финики, инжир, мандарины.
* НЕЛЬЗЯ: кислые фрукты(яблоки, вишни, апельсины).

Молочные продукты и блюда из них

* МОЖНО:: молоко, кефир, ряженка, творог, плавленый сыр, брынза.
* ОГРАНИЧИТЬ: сметана, сливки, твердый нежирный сыр.
* НЕЛЬЗЯ: жирный творог, сыр.

Напитки и соки

* МОЖНО:: Сухофрукты(урюк, сливы, курага, изюм) в виде компота, морса из черной смородины, клюквы, кисели, соки с мякотью, свежевыжатые, чай зеленый, лимонный напиток.
* НЕЛЬЗЯ: отвар шиповника, черный чай, кофе, холодные и газированные напитки, концентрированные соки.

Обязательно обращайтесь к врачу! Не занимайтесь самолечением ребенка!!!

Питание ребенка при повышенном ацетоне

Ацетонемический синдром – состояние, которое встречается у каждого 20-го ребенка, чаще всего с 2 до 10 лет. Однако после инфекций, операций, из-за эндокринных патологий или неравномерного питания уровень кетоновых тел может повышаться в любом возрасте. Одно из таких тел – ацетон, именно он приводит к появлению характерного запаха изо рта. Так как при ацетонемическом синдроме детей часто рвет, особенно важно знать про правильное питание ребенка при повышенном ацетоне.

Питание ребенка при ацетонемическом кризе

Питание ребенка с повышенным уровнем ацетона и иных кетоновых тел – часть лечения синдрома ацетонемической рвоты. На этапе криза важно помочь избавиться от приступов рвоты, восстанавливать водно-электролитный баланс и предлагать правильную пищу.

Правильное питание ребенка при высоком ацетоне в период кризов помогает восполнять ресурсы и наладить функции обменной системы. Основные рекомендации:

Не голодать: голод способствует усилению синдрома.
Питание должно быть частым, дробным, 6 раз в сутки.
Пить надо постоянно. Если из-за рвоты большие объемы жидкости не удерживаются, дают питье (регидратационные растворы) каждые 10 минут по 5-10 мл.
В потребляемой жидкости должны быть глюкоза и сахароза, однако не в сладкой газировке, а в растворах, соках, нектарах, компотах и т. д.
В первые 2-3 суток криза предлагают протертые каши на воде, суп-пюре из овощей, запеченные яблоки, груши, тыкву, сухари, сухое печенье.

На 3-4 сутки в рацион добавляют отварные, приготовленные на пару и измельченные постное мясо, птицу, рыбу, постепенно можно вводить молочные продукты.

Что нельзя есть при ацетонемическом синдроме?

Под запретом во время кризисного периода довольно обширный список продуктов:

Жирное мясо, птица, рыба, включая бульоны из них;
Растительное масло;
Любые субпродукты, полуфабрикаты, продукты с пищевыми добавками, красителями;
Грибы, бобы, фасоль, орехи, белокочанная капуста, помидоры, баклажаны, цитрусовые;
Соусы, острые приправы;
Выпечка, десерты;
Жареные блюда;
Копченые продукты;
Напитки и продукты, содержащие кофеин и какао-бобы.

Профилактика кризов при ацетонемическом синдроме

Для первичного ацетонемического синдрома характерно кризовое течение. Криз может развиваться неожиданно или после предвестников, так называемой ауры. Аура может проявляться снижением аппетита, вялостью и сонливостью или, наоборот, возбуждением и раздражительностью, головной болью, тошнотой, болью в области пупка, характерным сладковатым запахом ацетона изо рта ребенка.

При неоднократных кризах многие родители распознают приближение кризисного периода по особенностям поведения и самочувствия детей, а также выявляют провоцирующие факторы. По данным исследования российских ученых, частыми провокаторами ацетонемических кризов у детей выступают инфекционные заболевания (ОРЗ, ОРВИ, грипп и т. д.), нарушения питания ребенка с ацетоном, стрессы и перенапряжение.

Знание причин помогает предупреждать развитие кризов: соблюдать режим дня, избегать периодов голода, недосыпания, нарушения диеты, избегать перенапряжения – как физического, так и эмоционального. По некоторым данным оправдана метаболическая терапия: по рекомендации врача ребенку дают магний и витамин В6.

При соблюдении правил лечения и профилактики кризы в большинстве случаев прекращаются самопроизвольно (при первичном синдроме) в возрасте 10-12 лет.

Использованы фотоматериалы Shutterstock

в крови и моче, пример меню в таблице

Одним из основных способов помочь ребенку с повышением уровня ацетона в моче и крови является соблюдение определенной диеты. Давайте разберемся, как кормить кроху с ацетонемией, какие продукты следует давать малышам при этой патологии, а какие блюда противопоказаны.

Принципы понижения ацетона

Когда у ребенка проявляется ацетонемический синдром, требуется:

Добиться остановки рвоты.
Обеспечить восстановление баланса воды и электролитов.
Дать сорбенты для быстрого выведения кетонов из организма.
При болях в животе дать спазмолитики.
Следовать строгой диете.

Основы питания

При сильном ухудшении состояния малыша пищу не нужно давать вообще. Не переживайте, что кроха будет голодать. К тому же, нельзя заставлять ребенка есть. В первый день можете дать малышу только немного сухариков.
Во второй день также советуют давать ребенку минимум пищи. Если состояние улучшается, к сухарикам и довольно обильному питью можно добавить запеченное яблоко, а также рисовый отвар.

С третьего дня давайте крохе кашу, которую следует пока готовить на воде (она должна быть хорошо разварена). Большую пользу ребенку принесет употребление гречневой, кукурузной, а также овсяной кашки. Добавлять сливочное масло не стоит, как и сахар. Если хотите сделать продукт более сладким, можно воспользоваться домашним вареньем либо медом.
На четвертый день расширяем детский рацион добавлением галетного печенья и хлебцев. Также можно приготовить овощной суп-пюре либо бульон из овощей. Допустимо небольшое количество растительного масла.
При улучшении состояния с пятого дня разрешено давать отварную курицу или телятину, а также натуральные и свежие кисломолочные продукты.

Жидкости

Питье для ребенка с ацетоном в крови и моче обязательно должно быть обильным. При этом важно не допустить повторения рвоты, поэтому все жидкости дают маленькими порциями, например, по столовой ложке каждые 15 минут.

При повышении ацетона в крови ребенок нуждается в сладком питье. Лучше всего сразу дать малышу концентрированный раствор глюкозы. Приготовьте ребенку также настой изюма, залив столовую ложку сырья стаканом закипевшей воды.

Почему при повышенном содержании ацетонов моче и крови ребенка нужно восполнить запасы глюкозы, смотрите в передаче доктора Комаровского.

<div id="yandex_rtb_2" class="yandex-adaptive classYandexRTB"></div> <script type="text/javascript">if(rtbW>=960){var rtbBlockID="R-A-744040-3";} else{var rtbBlockID="R-A-744040-5";} window.yaContextCb.push(()=>{Ya.Context.AdvManager.render({renderTo:"yandex_rtb_2",blockId:rtbBlockID,pageNumber:2,onError:(data)=>{var g=document.createElement("ins");g.className="adsbygoogle";g.style.display="inline";if(rtbW>=960){g.style.width="580px";g.style.height="400px";g.setAttribute("data-ad-slot","9935184599");}else{g.style.width="300px";g.style.height="600px";g.setAttribute("data-ad-slot","9935184599");} g.setAttribute("data-ad-client","ca-pub-1812626643144578");g.setAttribute("data-alternate-ad-url",stroke2);document.getElementById("yandex_rtb_2").appendChild(g);(adsbygoogle=window.adsbygoogle||[]).push({});}})});window.addEventListener("load",()=>{var ins=document.getElementById("yandex_rtb_2");if(ins.clientHeight =="0"){ins.innerHTML=stroke3;}},true);</script>

В первые дни болезни также следует поить ребенка растворами электролитов, например, регидроном. Кроме того, давайте малышу негазированную щелочную минеральную воду и компот из сухофруктов.

С четвертого дня заболевания можно давать карапузу соки из фруктов или овощей (разбавляйте водой), домашние компоты и морсы, а также чай (слабо заваренный). Помните, что у чая имеется мочегонное действие, поэтому к каждой чашке чая ребенок дополнительно должен выпить стакан воды.

Напитки для больного малыша не должны быть ни ледяными, ни горячими, чтобы не раздражать слизистую оболочку пищеварительного тракта, а также не усиливать рвоту.

Лучше всего давать карапузу жидкости с комнатной температурой. Общий объем жидкости в сутки рассчитывают по весу малыша – на каждый килограмм нужно 120 мл питья.

Рецепты

Суп из овощей и риса

Очистите две картофелины и мелко нарежьте. Нашинкуйте почищенную морковь и четверть луковицы. Положите овощи в кипящую воду (500 мл) и немного посолите. Через 15 минут добавьте в суп две столовые ложки промытой рисовой крупы. Дав покипеть блюду еще 15 минут, выключите огонь и оставьте настояться на 5-10 минут.

Овсяная каша с яблоком и грушей

Доведите до кипения 200 мл воды, насыпьте овсяные хлопья и готовьте на маленьком огне. Пока овсянка варится, нарежьте грушу и яблоко на маленькие кусочки, добавьте в кашку и перемешайте. По желанию в блюдо можно добавить немного нежирного молока и ложечку меда.

Индейка с овощами

Нарежьте филе индейки небольшими кусочками, положите в казанок, налейте немного воды, добавьте щепотку соли и, закрыв крышкой, тушите примерно 20 минут, временами перемешивая. Далее добавьте в казанок разделенную на соцветия капусту брокколи, нашинкованную морковь и одну луковицу. Готовьте, пока все ингредиенты не станут мягкими. Для маленького ребенка в конце приготовления блюдо измельчают в блендере.

Запеченные яблоки с медом

Взяв несколько яблок, разрежьте их на половинки и удалите серединку.

Поместите в каждую половинку плода немного меда и готовьте яблоки в духовке в течение 10-15 минут.

Диета после острых симптомов

Хотя симптомы при правильном лечении пройдут за несколько дней, определенную диету следует соблюдать еще 2-3 месяца. Ее основой должны быть такие продукты:

Каши из гречки, кукурузной, перловой, овсяной и пшеничной крупы. Делайте их жидкими.
Молочные, а также кисломолочные продукты. Покупайте для ребенка лишь свежую продукцию с жирностью максимум 5%, в которую не добавлен сахар.
Супы, которые сварены на овощных бульонах.
Нежирные виды мяса – используйте для блюд индейку, крольчатину, куриное филе либо телятину.
Морскую рыбку – готовьте крохе блюда из трески, минтая, путассу, хека, камбалы.
Запеченные, сырые и тушеные овощи – готовьте ребенку морковку, кабачки, тыкву, разные виды капусты, картошку и другие.
Ягоды и сладкие виды фруктов, а также сухофрукты.
Вареные яйца – до одной штуки за день.
Немного орехов.
Компоты, сделанные дома без сахара, а также морсы.
Из сладостей допустимо умеренно давать мармелад, мед, варенье, зефир или карамель.

Питание должно быть дробным, с перерывами 2-3 часа. Ужин не должен быть обильным – лучше всего дайте малышу небольшой перекус в 7 часов вечера, а на ночь ограничьтесь стаканом кефира либо ряженки. Всю пищу рекомендуют запекать, отваривать, обрабатывать паром либо тушить. Из мяса и рыбки стоит делать для малыша суфле, тефтельки и фрикадельки.

Пример меню

Из-за больших ограничений в продуктах и малого перечня разрешенных блюд составлять меню для малыша, который выздоравливает после подъема ацетона в крови, бывает непросто. Мы предлагаем примерный вариант питания на неделю, который нужно адаптировать под предпочтения вашего ребенка:

Обращаем ваше внимание, что доктор Комаровский считает основой лечения исключительно восполнение запасов глюкозы в организме ребенка. Подробнее об этом смотрите в следующем видео.

Чем пополнить аптечку?

Если у малыша был хотя бы один ацетонемический криз, в домашней аптечке следует держать такие препараты:

40% раствор глюкозы (ампулы) – известный педиатр Комаровский называет такую форму глюкозы лучшим вариантом при ацетоне в крови.
Флаконы с глюкозой 5% или 10%.
Таблетки глюкозы.
Порошки для приготовления электролитных растворов – регидрон, хумана электролит, оралит и другие.
Никотинамид – этот витамин помогает глюкозе быстрее всосаться.

Помимо этого, дома должны всегда быть в наличии сухофрукты и негазированная минеральная вода.

Запрещенные продукты

Строгая диета при ацетонимическом кризе, прежде всего, вызвана рвотой и обезвоживанием организма. На период лечения в меню ребенка с ацетонемией не должно быть:

Супов, в основе которых мясной либо костный бульон.
Жирных сортов мяса, субпродуктов, очень жирной рыбы, мясных и рыбных консервов, копченостей.
Жирных, а также сладких кисломолочных продуктов.
Кислых фруктов.
Таких овощей, как помидоры, перец, а также баклажаны. Еще детям с ацетоном противопоказан ревень, а также щавель, петрушка и шпинат.
Бобовых.
Грибов и грибных бульонов.
Соусов промышленного производства.
Шоколада и прочих продуктов, включающих какао.
Сдобной выпечки, тортов.
Сухариков, фастфуда, чипсов.

Среди употребляемых ребенком жидкостей не должно быть газированных напитков, магазинных соков, отвара шиповника и кофе.

поиск лекарств, цены и наличие препаратов в аптеках Первомайского и Украины

О проекте – Моя Аптека

Моя Аптека – это самый быстрый и удобный способ найти необходимые лекарственные средства в любой аптеке на территории всей Украины. Мы предоставляем актуальную информацию о ценах и наличии лекарств в аптеках Украины. Здесь вы сможете приобрести лекарства по низким ценам, проведя сравнение стоимости или оформив резервирование в онлайн режиме.

В нашей базе собраны данные о более чем 11 000 000 товарных предложений медикаментов и сопутствующих товаров в 3000 аптечных точках Киева и других населенных пунктах Украины.

Обновление базы данных ассортимента товаров каждые 20 минут позволяет всегда предоставлять самую актуальную и достоверную информацию о медикаментах.

Кроме этого, пользователь может ознакомиться с графиком работы и контактами каждой аптечной точки, представленной на нашем ресурсе, найти адреса круглосуточных аптек 24 часа и построить к ним маршрут на карте.

Целью данного проекта является предоставление возможности каждому пользователю осуществлять поиск медикаментов максимально просто и эффективно, а заказать таблетки онлайн – быстро и удобно.

Преимущества для пользователей

Моя Аптека обладает рядом преимуществ, которые выгодно отличают нас от конкурентов, благодаря чему клиенты выбирают именно нас.

Мы предлагаем:

Возможность осуществить быстрый поиск лекарств в аптеках Киева и других городов Украины;
Узнать о наличии лекарства в аптеках Украины;
Посмотреть актуальные цена на лекарственные препараты в различных аптеках;
Осуществить сравнение цен в аптеках на интересующий препарат и узнать где его можно приобрести максимально выгодно;
Предоставляем возможность получить дополнительную скидку, при заказе лекарств онлайн;
Найти аналоги дорогих лекарств, сравнив лекарства по действующему веществу;
Ознакомиться с инструкцией по применению от изготовителя;
Узнать о наличии лекарств в ближайших аптеках, и самостоятельно построить маршрут на карте в онлайн режиме;
На нашем сайте вы сможете узнать точный адрес, контактные номера и график работы любой аптеки и найти ближайших к вам аптечный пункт.
Ознакомиться с полезными публикациями о здоровье, узнать последние новости из области медицины;
Поделиться своим отзывом о качестве обслуживания того или иного аптечного пункта;

Заказ и поиск лекарств в аптеках на сайте

На главной странице сайта находится строка для быстрого поиска необходимых медикаментов. По полному названию или его фрагменту ресурс предложит вам список найденных препаратов с актуальными ценами. Чтобы приобрести препарат по самой низкой стоимости, нужно просто сравнить цены в аптеках или оформить на него резерв для получения дополнительной скидки.

Использование фильтров по цене, расстоянию, графику работы сделают результаты вашего поиска более целевым и полезными.

Функционал сервиса будет полезен не только обычным пользователям, но и сотрудникам медицинских учреждений. На страницах расширенного поиска доступен подбор медикаментов по специализированным показателям:

О каждом лекарственном препарате на сайте размещена оригинальная инструкция по применению от производителя, в которой указано все о продукте: действующие вещества, назначение, противопоказания и побочные реакции. Перед покупкой следует тщательно ознакомиться с этой информацией. На этой же странице можно быстро найти аналоги лекарств, просто нажав кнопку Аналоги. Здесь вы увидите все варианты, которыми можно заменить интересующий препарат. А, чтобы заказать таблетки онлайн, необходимо нажать на зеленую кнопку рядом с ценой.

УВАЖАЕМЫЙ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ!
АДМИНИСТРАЦИЯ СЕРВИСА «МОЯ АПТЕКА» ПРЕДУПРЕЖДАЕТ: САМОЛЕЧЕНИЕ МОЖЕТ БЫТЬ ОПАСНЫМ ДЛЯ ВАШЕГО ЗДОРОВЬЯ! ИНФОРМАЦИЯ НА ДАННОМ РЕСУРСЕ ПРЕДСТАВЛЕНА ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО В ОЗНАКОМИТЕЛЬНЫХ ЦЕЛЯХ И НЕ МОЖЕТ ЗАМЕНИТЬ КОНСУЛЬТАЦИЮ ВРАЧА.

Ацетон в сечі дитини. Звідки і що робити?

Откуда берется ацетон?

Порой, совершенно неожиданно, дети подбрасывают нам очень неприятные сюрпризы. Казалось бы, растет ребенок нормально, питается здоровой домашней пищей и вдруг, что называется на ровном месте, у него начинается сильная рвота с запахом ацетона, ацетоном пахнет выдыхаемый воздух, моча.

Откуда взялся и причем здесь ацетон? В основе такого состояния лежат нарушения жирового обмена и усвоения углеводов, приводящие к накоплению в крови ребенка большого количества кетоновых тел (ацетона и ацетоуксусной кислоты) – ацетонемия.

Кетоновые тела – это особые химические соединения, которые образуются в печени из поступающих в организм пищевых веществ. Образованию этих тел способствуют практически все жиры и некоторые белки. Кетоновые тела в небольшом количестве нужны организму, так как они служат источником энергии, но в большом количестве они оказывают на центральную нервную систему и другие органы токсическое действие. А рвота – это, соответственно, одно из проявлений подобной интоксикации.

У кого бывает?

Ацетонемическая рвота может быть следствием заболеваний, таких как сахарный диабет, поражения печени, тиреотоксикоз, опухоли мозга, сотрясения мозга, кишечные инфекции, но в большинстве случаев она наблюдается у здоровых детей, имеющих нервно-артритический диатез – состояние, связанное с генетически обусловленными нарушениями обмена веществ. Такие дети легко возбудимы, любознательны, легко запоминают услышанное или прочитанное и опережают сверстников в психическом развитии, но часто отстают в весе. При этом диатезе также нарушен обмен пуринов и мочевой кислоты, что в более взрослом возрасте может привести к развитию подагры, мочекаменной болезни и других заболеваний почек, некоторых заболеваний суставов, сахарному диабету второго типа и ожирению.

Впервые ацетонемическая рвота может развиться уже у детей первого года жизни и «ацетонемический синдром» может сопровождать их вплоть до двенадцатилетнего возраста, т.е. до периода полового созревания. После 12 лет данный синдром у большинства детей сходит на нет.

Как проявляется?

Пусковым механизмом «ацетонемического криза» могут служить разные факторы: стресс, переутомление, перевозбуждение, дальняя поездка, погрешности в питании, простудные заболевания. Но наиболее часто «перегрузка» кетоновыми телами происходит из-за преобладания в рационе жирной пищи. Поэтому, основной причиной ацетонемической рвоты является именно нерациональное питание. Все дело в том, что в дошкольном возрасте способность усваивать жиры у организма понижена, и приступы ацетонемической рвоты может вызвать даже однократный перекорм ребенка жирной пищей.

В некоторых случаях, наоборот, причиной ацетонемической рвоты становится недостаток питания. Объясняется это достаточно просто. Когда организму не хватает питательных веществ, то он начинает использовать свои внутренние резервы. В результате перерабатывается внутренний жир, а при его переработке в кровь выбрасывается большое количество кетоновых тел, что в свою очередь и может явиться причиной приступа. Именно по этой причине детям, страдающим излишней массой тела, рискованно проводить разгрузочные дни или, еще хуже, голодание, без постоянного надзора врача.

Ацетонемический криз может возникать внезапно, без каких-либо предвестников, а иногда ацетонемическому кризу предшествуют отсутствие аппетита, слабость, вялость, головная боль, сонливость, тошнота, запах ацетона изо рта, боль в животе. Все малыши обычно показывают на боль в области пупка. Все это – симптомы приближающейся рвоты. Рвота может быть однократная или многократная (неукротимая) сначала непереваренной пищей, затем желчью, затем прозрачной пенистой слизью. Попытки накормить или напоить ребенка приводят к повторным приступам рвоты.

Может повышаться температура тела до 37-39°С. Отмечается бледность кожи ребенка с нездоровым румянцем на щеках. Ребенок вялый, сонливый. При частой повторной рвоте развивается обезвоживание.

Характерный признак развития ацетонемического криза — запах ацетона изо рта. Запах ацетона ощущается также в моче и в рвотных массах.

Как определить наличие ацетона и следить за состоянием ребенка?

Проверить наличие ацетона в моче и контролировать его уровень дома или в условиях стационара можно с помощью специальных тест-полосок на ацетон, которые продаются в аптеках без рецепта. Это метод анализа по принципу лакмусовой бумажки. На кончике полоски имеется индикатор, пропитанный специальными реактивами, чувствительными к ацетону.

Моча должна быть свежей (до 4-х часов), полоску необходимо на несколько секунд опустить в исследуемую жидкость и подождать одну-две минуты, пока не закончится реакция, и оценить результат. Окраску на полоске сравнивают с цветовой шкалой на упаковке и определяют уровень ацетона в моче. Интенсивность окраски пропорциональна содержанию кетоновых тел в моче. Результат может быть отрицательный или положительный, от одного до трёх-пяти «плюсов» (1.5-10 ммоль/л), в зависимости от производителя.

Наличие +/- (0,5 ммоль/л) или + (1,5 ммоль/л) соответствует состоянию легкой тяжести. Лечение ребенка может проходить в домашних условиях.
Наличие ++ (4 ммоль/л) соответствует состоянию средней тяжести. При достаточном опыте родителей лечение также может проводиться дома, но если же данное состояние возникло впервые или при невозможности напоить или при ухудшающемся состоянии ребенка – необходимо лечение в условиях стационара.
Наличие +++ (10 ммоль/л) говорит о тяжелом состоянии. Ребенку необходима срочная госпитализация.

Действия родителей при ацетонемическом кризе

Приступ рвоты можно попытаться предупредить. Для этого внимательно присмотритесь к ребенку. Если малыш жалуется на тошноту, боли в животе, вялость, то это, скорее всего, признак развивающегося криза. Тревожным сигналом является появление изо рта ребенка запаха ацетона. Для предупреждения приступа рекомендовано обильное питье небольшими порциями, каждые 10-15 минут (щелочные минеральные воды без газа, растворы регидрона, электролита, чай с лимоном и т. д.), до 1,5 л в сутки. При появлении жалоб дайте малышу энтеросорбенты — смекту, фосфалюгель, энтеросгель. Целесообразно сделать очистительную клизму с прохладной водой или с 1-2% раствором гидрокарбоната натрия (при повышенной температуре это поможет немного ее снизить).

При первых приступах рвоты ребенку показан голод. Нужно попытаться напоить ребенка для выведения ацетона из организма. Желательно не давать больших количеств воды, так как это может вызвать новые приступы рвоты. Поить нужно дробно: по 1 чайной ложке каждые пять минут, чередуя виды питья. При сильной рвоте возможно введение жидкости пипеткой в рот в капельном режиме постоянно. Температура организма будет повышенной до тех пор, пока не пройдет интоксикация, т.е. пока ацетон не выведется из крови и тканей. Как только ацетон удаётся вывести из организма – температура нормализуется. Причиной приступа ацетонемической рвоты может быть любая вирусная инфекция, протекающая на фоне высокой температуры. При невозможности щелочного питья (либо как дополнение к питью), нужно делать микроклизмы с теплым раствором соды (1 чайная ложка на 200 мл воды).

В сутки ребенок должен выпить объем жидкости, равный 120 мл/кг массы тела.

Обязательно необходимо контролировать уровень ацетона в моче.

Если состояние ребенка не нормализуется, рвота не прекращается или состояние прогрессивно ухудшается – тогда врач перейдет на внутривенное введение жидкостей, что поможет в борьбе с интоксикацией кетоновыми телами и обезвоживанием. Однако это уже будет в условиях стационара. Поэтому бояться и отказываться от капельниц не нужно.

При правильном и вовремя начатом лечении все симптомы стихают на 2-5 день заболевания.

Диета первых дней криза

1-й день	Только питьё. Если нет рвоты, то ребенку можно дать сухарики.
2-й день	Питьё, сухарики, рисовый отвар, яблоко печеное
3-й день	Питьё, сухарики, жидкая перетёртая рисовая каша, яблоко печеное.
4-й день	Питье, печенье галетное, каша рисовая или суп овощной с чайной ложкой растительного масла.
Далее дается все то же и еще разрешается: пюре на воде, кефир, каши гречневая, овсяная, пшеничная; рыба, тефтели, суп с фрикадельками и блюда на пару.

Что нужно делать в межприступный период?

Лечение ацетонемического синдрома в межприступный период направлено на профилактику рецидивов ацетонемических кризов.

Чтобы помочь крохе с такой болезнью, нужно практически полностью пересмотреть образ жизни ребенка. Основой профилактики является, как ни банально это звучит, здоровый образ жизни. Это включает в себя, конечно, регулярное и довольно длительное пребывание на свежем воздухе, и лучше совместить его с подвижными играми и занятиями спортом. Регулярные и дозированные физические нагрузки приводят к нормализации углеводного и жирового обмена, но тут важно не переусердствовать – переутомление способно провоцировать приступы. В распорядок дня обязательно включите водные процедуры – ванны, контрастный душ, обливание конечностей или всего тела. Эти процедуры тренируют организм, закаляют кроху и нормализуют обмен веществ. Малышу требуется ежедневный сон не менее 8-10 часов, а малышам-дошкольникам с обязательным дневным сном. Следует избегать длительного нахождения на солнце и обязательно стоит ограничить просмотр телевизора и время контакта с компьютером.
Оберегайте ребенка от инфекционных заболеваний – таким деткам показано проведение всех профилактических прививок по календарю вакцинации, а если они ходят в детский сад – возможно, и дополнительных.
Организовать полноценное питание.

Детей с ацетономическим синдромом нельзя перекармливать. Питание должно быть по возможности дробным, необходимо избегать длительных перерывов между приемами пищи.

Запрещенные продукты: телятина, жирная свинина, мясо птицы, субпродукты (печень, мозги, почки), костные, мясные и рыбные бульоны, деликатесные сорта рыбы, сельдь, черная и красная икра, копчености, консервы, сметана, фасоль, бобы, соленья (огурцы, капуста), шпинат, щавель, ревень, сдоба, слоеное тесто, чипсы, приправы, шоколад, какао, газированные напитки, холодные напитки, майонез, кетчуп, соки с мякотью, киви.

Ограничить в употреблении: жирные блюда, борщи, яблоки, апельсины, аджику, консервированные овощи, консервированные фрукты, фасоль, горох, бобы, чечевица, грибы, щавель, шпинат, ревень, спаржа, помидоры, чай, кофе, какао. Ограничивают жиры животного происхождения, наименьшими кетогенными свойствами обладают растительные жиры.

Необходимо включать в диету: молоко, кисломолочные продукты, яйца, картофель, пшеничные и крупяные изделия, овощи, фрукты и ягоды. Можно употреблять цитрусовые (лимон, грейпфрут) в связи с их выраженным подщелачивающим действием.

В связи с ограничением многих продуктов в рационе детей рекомендуется проводить курсы витаминотерапии в зимне-весенний период.

Рекомендуется соблюдать достаточный питьевой режим. Используют щелочные и слабоминерализованные минеральные воды (Боржоми, Нафтуся, Лужанская, Поляна Квасова, Моршинская), отвары шиповника, сухофруктов, фруктовые соки.

Рекомендуются: супы на овощном бульоне, вареная цветная капуста, говядина, нежирная свинина, куриное филе (без кожи), кролик, рыба (вареная), яйцо (вареное, не чаще трех раз в неделю!), каша (гречневая, пшеничная, овсяная), овощи свежие, морсы (смородина, клюква), компот из сухофруктов, петрушка.

Для детей с ацетонемическим синдромом в составлении диеты есть правило – «жиры сгорают в пламени углеводов«. Это будет означать, что жиры можно давать только в сочетании с углеводами. Масло класть в кашу или овощное рагу, котлеты можно только с овощными или крупяными гарнирами, сметану добавлять в овощной суп, овощную или крупяную запеканку.

При разработке диеты нужно учитывать индивидуальные вкусы и особенности малыша, родители быстро замечают, от каких продуктов малышу бывает хуже, и исключают их или строго ограничивают. Первое время, возможно, будет немного тяжеловато, но со временем и вы, и кроха привыкните к новому стилю питания.
Малыш с ацетонемическим синдромом должен находиться на диспансерном учете. При отсутствии обострений, врач будет рекомендовать ему курсы профилактического лечения. В первую очередь, из-за того, что в питание крохи вносятся ограничения, показаны курсы поливитаминов дважды в год – обычно весной и осенью. Для поддержания работы печени назначаются курсы препаратов – гепатопротекторов и липотропных веществ – это препараты улучшат питание и работу клеток печени и позволяют нормализовать жировой обмен. При изменениях в копрограмме, которые возникают на фоне несбалансированной работы поджелудочной железы, назначаются ферментные препараты на один-два месяца с постепенной их отменой.

Учитывая изначально неуравновешенный тип нервной системы у малышей, страдающих этим синдромом, им назначают курс седативной терапии – различные чаи, отвары валерианы и пустырника, успокаивающие ванны и массажи. Курсы проводят несколько раз в год.

Для контроля ацетона мочи доктор может рекомендовать приобрести тест-полоски. Раннее выявление ацетона в моче позволит своевременно провести описанную нами коррекцию. Пользоваться полосками следует при первом подозрении на нарушение обмена.

Детей с ацетонемическим синдромом рассматривают как группу риска по возникновению сахарного диабета, поэтому они состоят на диспансерном учете и у эндокринолога. Они проходят ежегодное исследование крови на уровень глюкозы.

Обычно ацетонемические кризы полностью прекращаются к периоду полового созревания, к 12-14 годам. Однако у них больше, чем у других малышей, вероятно развитие таких патологических состояний, как подагра, образование камней в желчном пузыре, поражение почек, сахарный диабет, ВСД по гипертоническому типу, артериальная гипертензия. Таким детям необходимо ежегодное обследование у педиатра и специалистов, УЗИ почек и органов брюшной полости, а при наличии солей в моче – контролировать ее каждые полгода.

Однако, при соблюдении всех описанных мер профилактики, приступы могут стать менее продолжительными и менее тяжелыми.

Если Вы хотите узнать подробнее об этой проблеме, обратитесь к нашим специалистам, которые грамотно проконсультируют Вас по интересующим вопросам.

важная информация для родителей — клиника «Добробут»

Причины запаха ацетона изо рта у ребенка

Ацетонемический синдром – состояние организма, характеризующееся наличием в крови чрезмерного количества кетоновых тел. Данный синдром может являться как отдельной болезнью, так и встречаться при различных заболеваниях. К основным признакам ацетонемического синдрома относят тошноту, рвоту, отсутствие аппетита и схваткообразные боли в животе.

Синдром чаще всего встречается в возрасте до 12 лет, при этом девочки страдают заболеванием гораздо чаще. О том, как лечить повышение ацетона у детей, читайте дальше.

Педиатры различают идиопатический (первичный) синдром, являющийся самостоятельным заболеванием, и вторичный, сопровождающий основное заболевание. К последним относятся сахарный диабет (чаще всего декомпенсированная форма), гемолитическая анемия, тиреотоксикоз, черепно-мозговые травмы, токсическое поражение печени и другие. Течение вторичного ацетонемического синдрома и его прогноз во многом зависит от течения основного заболевания.

Причины запаха ацетона изо рта у ребенка:

недостаток углеводов в рационе питания;
нарушение кислотного и водно-электролитного равновесия в организме;
злоупотребление жирной и белковой пищей;
строгая диета или длительное голодание;
чрезмерные физические нагрузки;
истощение резервов поджелудочной железы.

Симптомы заболевания

Для данного состояния характерно появление частых ацетонемических кризов, первые из которых встречаются в возрасте двух-трех лет. К симптомам ацетонемического криза относятся:

многократная рвота, понос, температура поднимается до 38°С;
запах ацетона изо рта;
отсутствие аппетита;
первичное возбуждение с последующей сонливостью и апатией;
аритмия, бледность кожи, нездоровый румянец;
спастические боли в животе;
интоксикация и дегидратация (обезвоживание).

Напомним, что родителям крайне важно знать, что делать при ацетонемической рвоте у ребенка.

Диагностика синдрома

Для постановки правильного диагноза важное значение имеют данные анамнеза, жалобы больного, клинические проявления и результаты дополнительного обследования.

Лабораторные исследования включают в себя биохимический анализ крови и общий анализ мочи. Заметьте, что норма ацетона у детей, не страдающих данным заболеванием, не превышает 0,01 грамма.

Инструментальная диагностика – это эхокардиоскопия, с помощью которой можно увидеть показатели центральной гемодинамики. Для ацетонемического синдрома характерно снижение диастолического объема левого желудочка и уменьшение венозного давления. На этом фоне сердечный индекс увеличен из-за тахикардии.

В последнее время провести анализ мочи на ацетон можно даже в домашних условиях. С этой целью используются специальные индикаторные тест-полоски.

На нашем сайте https://www.dobrobut.com вы сможете ознакомиться с квалификацией специалистов, консультирующих по данному вопросу, и узнать, как проверить уровень ацетона у детей.

Лечебные мероприятия

При первых признаках рассматриваемого синдрома ребенка следует успокоить и дать глюкозу. Также крайне важно применение сорбента – это может быть энтеросгель или даже активированный уголь. Во избежание обезвоживания организма рекомендовано обильное питье (минеральная вода). Давать ее следует по столовой ложке, но часто. Оправдано применение спазмолитиков.

Если в течение часа рвота не прекращается, необходимо вызвать скорую помощь, которая окажет квалифицированную первую помощь при ацетоне у детей.

При вторичном ацетонемическом синдроме важное значение имеет лечение основного заболевания.

Диета при ацетоне у детей

Одной из основных причин ацетонемического синдрома является нерациональное питание. Во избежание рецидивов родителям советуем строго контролировать ежедневный рацион малыша. Газированные напитки, чипсы, сладости с консервантами – под строгим запретом. Также не стоит давать ребенку жареную и слишком жирную пищу. В рационе должны преобладать каши и овощные супы. Мясо, зелень добавляют в небольших количествах. Соблюдение диеты при ацетоне у детей имеет большое значение. Как правило, врачи рекомендуют придерживаться ее в течение двух-трех недель после криза ацетонемического синдрома.

Как снизить ацетон у ребенка: советы родителям

Как было отмечено выше, при первых признаках начинающегося криза важно дать препараты глюкозы и очистить кишечник. С этой целью можно сделать клизму с содовым раствором, дать сорбент и поить малыша маленькими порциями. О том, как снизить ацетон у ребенка, более подробно расскажет участковый педиатр.

Перечень легко выполнимых рекомендаций, которые помогут предупредить рецидив:

нормализация режима дня;
исключение чрезмерных нагрузок;
ограничение времени на просмотр телевизионных передач и компьютерных игр;
правильное питание с исключением полуфабрикатов, фаст-фуда и быстрых перекусов;
прогулки на воздухе и в меру подвижные игры;
достаточный дневной и ночной сон.

Кроме того, родители должны знать, чем опасно повышение ацетона у детей и каковы его последствия.

Прогноз

Если лечение начато вовремя, то прогноз данного состояния благоприятный. Своевременная консультация специалиста, качественная диагностика и эффективная терапия помогут избежать многих тяжелых осложнений. В большей степени данное утверждение касается первого (идиопатического) синдрома.

Если у вас возникли вопросы в отношении ацетонемического синдрома у детей или нужна помощь узкого специалиста, всегда рады помочь. Медицинский центр оснащен современным оборудованием. Прием ведут врачи с многолетним стажем. Специалист осуществит диагностику, расскажет о первых симптомах повышенного ацетона в моче у ребенка и о методах профилактики. Обращайтесь – помогаем круглосуточно.

Связанные услуги:
Консультация педиатра

Диета при ацетоне у детей

В последние годы становится все больше детей, страдающих ацетонемией, то есть имеющих повышенное содержание кетоновых тел в крови и в моче. Первым признаком этого недуга является стойкий запах ацетона от тела. До сих пор не найдено конкретных причин, вызывающих это недомогание. Медики считают, что ацетонемии может способствовать целый ряд разнообразных причин, начиная от переутомления и заканчивая голоданием и неправильным питанием. Поэтому очень важно соблюдать диету при ацетоне у детей, ведь она способна уменьшить симптомы этого заболевания и значительно улучшить состояние больного. Диета при ацетоне у детей способна скорректировать состояние больного и избавить ребенка от вялости, перепадов настроения, и даже от высокой температуры и обмороков.

Какие продукты запрещает диета при ацетоне

Нередко врачи полагают, что основной причиной ацетонемии является частое употребление жирной пищи, в результате чего печень ребенка просто не справляется с такой нагрузкой и организм отравляется кетоновыми телами.

Поэтому диета при ацетоне у детей рекомендует исключить из питания ребенка следующие продукты:

Газированные напитки, чай, кофе;
Цельное молоко, сыр, сметану, йогурты, мороженое;
Любые орехи, в том числе соленые и жареные;
Сосиски и колбасу;
Печенье и кондитерские изделия с кремом;
Шоколад;
Любые виды икры морской и речной рыбы;
Куриные и перепелиные яйца;
Жирные сорта рыбы – макрель, форель, лосось;
Жирное мясо и сало.

Данные ограничения в еде следует соблюдать достаточно долгий период, впрочем, точные сроки диеты при ацетоне у детей накладываются исключительно лечащим врачом.

Какие продукты необходимо употреблять во время диеты при ацетоне

Как правило, в острый период заболевания от употребления пищи следует воздержаться.

В первый день ребенку рекомендовано только теплое питье, также отлично подойдёт и питьевой гель Алоэ Вера Персик. Если отсутствует рвота, и нет сильного повышения температуры, ребенку можно дать несколько штучек ржаных сухариков.

Во второй день диета при ацетоне рекомендует употреблять печеные яблоки, ржаные сухарики и рисовый отвар. Для приготовления отвара сварите полстакана белого риса в четырех литрах воды и процедите. Пейте отвар без соли. Также не следует перекармливать ребенка. Если начинается рвота, то прием пищи прекращают.

На третий день диета при ацетоне рекомендует давать вязкую рисовую кашу, которую следует предварительно перетереть через сито или измельчить в блендере. Такая каша обладает обволакивающим действием и успокаивает раздраженную слизистую желудка. Соль к еде добавляется только в минимальных количествах. А если после каши начнется рвота, то следует обратиться к врачу и ограничится лишь рисовым отваром.

На четвертый день в рацион питания больного ребенка вводят овощные супы. В процессе приготовления супа предварительно разрешается обжарить овощи в небольшом количестве масла. Однако не следует добавлять в суп бобовые или квашеную капусту. Также не следует добавлять в суп и грибы. Готовый овощной суп лучше измельчить в блендере и давать ребенку в виде пюре. С супом допустимо употреблять галеты и хлебцы из отрубей.

После строгой четырехдневной диеты при ацетоне у детей следует перейти на сбалансированное питание, исключающее запрещенные продукты.

Старайтесь отдавать предпочтение нежирному мясу, тушеным и отварным овощам, некислым фруктам. Помните, что ацетонемия довольно серьезное заболевание и основные рекомендации по питанию должен давать только лечащий врач.

Светлана Некрасова специально для useful-food.ru

Так же рекомендуем посмотреть

загрузка…

Загрузка…

Измерение ацетона в выдыхаемом воздухе для контроля потери жира: Обзор

Ожирение (Silver Spring). 2015 Dec; 23 (12): 2327–2334.

Джозеф К. Андерсон

¹ Департамент биоинженерии, Вашингтонский университет, Сиэтл, Вашингтон, США

Автор, отвечающий за переписку.

Поступило 28 апреля 2015 г .; Пересмотрено 6 июля 2015 г .; Принята в печать 7 июля 2015 г.

Copyright © 2015 The Authors Obesity, опубликованная Wiley Periodicals, Inc. от имени Общества ожирения (TOS). Это статья в открытом доступе в соответствии с условиями некоммерческой лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial, которая разрешает использование, распространение и воспроизведение в любых medium при условии, что оригинальная работа правильно процитирована и не используется в коммерческих целях. Эта статья цитировалась в других статьях PMC.

Реферат

Цель

Производство эндогенного ацетона является побочным продуктом процесса метаболизма жиров.Из-за своего небольшого размера ацетон появляется на выдохе. Исторически сложилось так, что эндогенный ацетон измеряли в выдыхаемом воздухе для мониторинга кетоза у здоровых и больных диабетом. Недавно было показано, что концентрация ацетона в выдыхаемом воздухе (BrAce) коррелирует со скоростью потери жира у здоровых людей. В этом обзоре измерение содержания ацетона в выдыхаемом воздухе у здоровых людей оценивается с точки зрения его полезности для прогнозирования потери жира и его чувствительности к изменениям физиологических параметров.

Результаты

BrAce может варьироваться от 1 ppm у здоровых субъектов, не соблюдающих диету, до 1250 ppm при диабетическом кетоацидозе.Существует сильная корреляция между увеличением BrAce и скоростью потери жира. Множественные метаболические и респираторные факторы влияют на измерение BrAce. На BrAce больше всего влияют изменения следующих факторов (в порядке убывания): диетический состав макроэлементов, ограничение калорийности, физические упражнения, легочные факторы и другие различные факторы, которые увеличивают метаболизм жиров или ингибируют метаболизм ацетона. Следует контролировать легочные факторы, влияющие на обмен ацетона в легких, чтобы оптимизировать пробу выдыхаемого воздуха для измерения.

Выводы

Когда биологические факторы находятся под контролем, измерение BrAce представляет собой неинвазивный инструмент для мониторинга скорости потери жира у здоровых субъектов.

Введение

Измерения эндогенного ацетона в выдыхаемом воздухе проводились более 50 лет. В ранних исследованиях изучалось влияние потребления калорий (голодание и диета с ограничением калорий), диетического состава макроэлементов и упражнений на ацетон 1, 2, 3, 4, 5 в дыхании. Хотя в этих исследованиях участвовали люди с ожирением и без него, основное внимание уделялось последствия голодания и диабета.Концентрация ацетона в выдыхаемом воздухе (BrAce) считалась неинвазивной мерой кетоза.

Кетоз описывает повышение содержания кетоновых тел в крови. Существует ряд уровней кетоза. Здоровые люди, соблюдающие стандартную смешанную диету (то есть с умеренным или высоким содержанием углеводов), имеют базальный кетоз, в то время как люди с неконтролируемым диабетом имеют чрезвычайно высокий кетоз, кетоацидоз. Во всех случаях кетоз описывает количество циркулирующих кетоновых тел. Увеличение кетоза соответствует увеличению кетоновых тел.

Кетоновые тела образуются как побочный продукт процесса метаболизма жиров. Когда печень метаболизирует циркулирующие свободные жирные кислоты, эти кислоты превращаются в ацетил-КоА, молекулу, используемую для производства энергии. В зависимости от уровня глюкозы ацетил-КоА может быть направлен на производство ацетоацетата, первого из трех кетоновых тел. Из ацетоацетата два других кетоновых тела, β-гидроксибутират (BOHB) и ацетон, образуются путем ферментативной деградации или спонтанного декарбоксилирования соответственно 6, 7.Все три кетоновых тела циркулируют в кровотоке. Ацетон из-за своего небольшого размера диффундирует в воздушные пространства легких и появляется в выдыхаемом воздухе.

Производство эндогенного ацетона тесно связано с метаболизмом жиров через промежуточный ацетоацетат. Усилия последних 20 лет лучше прояснили взаимосвязь между BrAce и потерей жира. Одной из главных целей было разработать инструмент для быстрой количественной оценки скорости потери жира. Это измерение может мотивировать участников похудания, ежедневные колебания веса которых возникают в основном из-за колебаний содержания воды 8.

Цель этой статьи — рассмотреть взаимосвязь между BrAce и скоростью потери жира. Описывается краеугольный камень этой взаимосвязи — взаимосвязь между ацетоном в выдыхаемом воздухе и BOHB. Обобщены здоровые диапазоны BrAce, соответствующие обычным кетотическим и физиологическим состояниям. Выявляются многочисленные диетические, метаболические и респираторные факторы, влияющие на BrAce, и, по возможности, количественно оценивается их влияние. Понимая физиологические условия и факторы, влияющие на BrAce у здоровых людей, можно оптимизировать измерение BrAce и отношение к потере жира.

Breath Acetone Spectrum

Ацетон имеет небольшую молекулярную массу, которая позволяет легко перемещаться из крови в воздух легких и в выдыхаемый воздух 9. Как побочный продукт метаболизма жиров, ацетон присутствует в крови и дыхании всех людей. BrAce можно увеличить с помощью различных факторов, включая диету и упражнения.

В обзоре литературы определены диапазоны эндогенного ацетона при различных состояниях крови или дыхания. Концентрации в крови были преобразованы в количество выдыхаемого воздуха с использованием следующего соотношения 10.Расчетные значения могут завышать измеренные значения дыхания из-за газообмена в дыхательных путях.

Определения переменных приведены в таблице. Диапазоны содержания ацетона для различных состояний представлены на рисунке. У нормальных здоровых людей BrAce может составлять от 0,5 до 2,0 частей на миллион 9, 12. Взрослые на кетогенной диете (например, с высоким содержанием жиров и низким содержанием углеводов) могут иметь повышенные уровни до ~ 40 частей на миллион 2, 13, 14, 20. Дети с Эпилепсию можно лечить с помощью кетогенной диеты, чтобы снизить частоту приступов.Исследования показали, что у этих детей уровень BrAce достигает 360 ppm 15, 16. Пост может заставить организм в первую очередь использовать жиры для производства энергии. Это изменение энергетического субстрата может повысить BrAce до ~ 170 ppm 1, 17. Плохо контролируемый диабет может вызвать кетоацидоз, который может увеличить BrAce до 1250 ppm 18, 19.

Спектр ацетона в дыхании. Диапазон концентрации ацетона в выдыхаемом воздухе (BrAce) для различных физиологических состояний и кетоза составляет 1, 2, 9, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19.

Таблица 1

Описание сокращений и переменных

Переменная	Единица	Описание
BOHB	мМ	β-гидроксибутират
BrAce	ppm, нМ	Концентрация ацетона в выдыхаемом воздухе
С _а	частей на миллион	Концентрация ацетона в воздухе
С _b	мкг л ⁻¹	Концентрация ацетона в крови
λ _{б: а}		Коэффициент распределения между кровью и воздухом для ацетона безразмерный (= 341, ссылка 11
МВт	г моль ⁻¹	Молекулярная масса ацетона (= 58.08)
В _М	л моль ^-1	Молярный объем воздуха при 37 ° C и 1 атм (= 25,4)

Ацетон для дыхания и BOHB

BrAce могут быть связаны с уровнями кетоза через BOHB в крови. Многочисленные исследования показали сильную корреляцию между BrAce и BOHB со средним значением R . ² = 0,77 [Диапазон: от 0,54 до 0,94] 5, 16, 17, 21, 22, 23. Чтобы продемонстрировать эту взаимосвязь, данные по дыханию крови из нескольких исследований были захвачены и нанесены на график (Рисунок) 5, 17, 21, 22 , 23.Данные соответствовали экспоненциальной зависимости 21. Хотя данные были взяты из множества источников и экспериментальных условий, нелинейная связь между BrAce и BOHB, по-видимому, хорошо коррелирует. BrAce наиболее чувствителен к изменениям BOHB от 0 до 1 мМ. Обратите внимание, что рисунок является демонстрационным; читатели отсылаются к основным ссылкам для получения более подробной информации.

Концентрация ацетона в выдыхаемом воздухе (BrAce) имеет нелинейную зависимость от β-гидроксибутирата в крови. Экспериментальные данные (светлые кружки) были получены из нескольких исследований 5, 17, 21, 22, 23 и подобраны (черная линия) с использованием экспоненциальной зависимости 21.1 м.д. = 39,7 нМ (молярная основа).

Дыхание Ацетон и потеря жира

Известно, что как побочный продукт метаболизма жира, ацетон в крови и дыхании увеличивается при голодании и ограничении калорийности, поскольку запасенный жир мобилизуется для удовлетворения энергетических потребностей 1, 4, 8, 24, 25 Об этих отношениях известно более 50 лет. За последние 25 лет были проведены исследования, которые лучше количественно оценили взаимосвязь между BrAce и скоростью потери жира. В приведенном ниже обзоре основное внимание уделяется исследованиям, которые коррелируют и количественно определяют взаимосвязь между BrAce и потерей жира.

В первоначальном отчете упоминалось, что поддержание среднего BrAce на уровне 500 нМ (12,6 ppm) должно привести к потере веса на 227 г (0,5 фунта) в неделю 26. Этот отчет оказался первой попыткой количественно определить взаимосвязь между BrAce. и потеря жира. Однако было трудно понять, как авторы пришли к такому выводу, поскольку не были предоставлены методологические детали и полученные данные, подтверждающие это утверждение.

Более десяти лет спустя Kundu et al. выполнили два пилотных исследования, изучающих BrAce и потерю жира при ограничении калорийности 27.В обоих исследованиях добровольцы были переведены на диету с низким содержанием жиров (≤40 г) и углеводов (≤40 г) в количестве 1200 ккал. Количество потребляемых калорий было меньше, чем базовая потребность в энергии. BrAce и массу тела измеряли ежедневно перед завтраком. В первом исследовании 170 здоровых добровольцев с избыточным весом от 0 до 100 фунтов соблюдали диету и протоколы измерений в течение 2 недель. За первую неделю все субъекты потеряли от 5 до 10 фунтов веса тела, более чем на 50% из-за потери воды. На второй неделе похудание от воды уменьшилось.Потеря жира коррелировала и увеличивалась с BrAce. Например, 1 фунт ^-1 потери жира в неделю соответствовал BrAce = 67 нМ (1,7 частей на миллион). Каждое увеличение BrAce на ~ 40% (например, с 67 до 94 нМ) соответствовало дополнительным ~ 0,5 фунта еженедельной потери жира. Во втором исследовании 30 добровольцев с избыточным весом от 40 до 100 фунтов следовали тому же протоколу в течение 4 недель. Из первоначальной потери веса значительная часть приходилась на потерю воды; продолжительность его воздействия зависела от исходного ожирения. Начиная со второй недели, BrAce был прямо пропорционален потере жира.

После этих исследований Kundu et al. провела подтверждающее исследование. BrAce был измерен у людей ( n = 58) на 30-дневной диете с ограничением калорий 8. Исходная масса тела была на 10-30% больше идеального веса (индекс массы тела, ИМТ, диапазон 27,5-32,5 с идеальным ИМТ = 25 кг · м ⁻²). В состав диеты входило высокое содержание углеводов, умеренное содержание белка и низкое содержание жиров. В образцах дыхания, собранных после пробуждения, были взяты первые 380 мл выдыхаемого воздуха после 5-секундной задержки дыхания.В среднем, BrAce увеличивался в течение первых 8 дней и достигал относительно стабильного плато после 7-го дня. Потеря жира (g день ^-1) увеличивалась со средним BrAce после 7-го дня. Потеря жира и BrAce были больше у экспериментальных субъектов, чем у контрольной группы. . Поддержание BrAce = 85 нМ (~ 2,1 ppm) соответствовало потере веса 227 г в неделю ^-1 (0,5 фунта в неделю ^-1).

Совсем недавно влияние диеты и физических упражнений на BrAce и потерю веса было изучено в течение 4 недель 24 на 12 субъектах.После 1-недельного исходного уровня субъекты снизили потребление калорий на 500 ккал в день ^-1 в течение недели 2, добавили 200 ккал в день ^-1 упражнений в течение недели 3 и вернулись к исходному уровню жизни в течение недели 4. Вычитание 500 Ккал / день пищи удвоило BrAce по сравнению с исходным уровнем (1,1 ppm против 0,5 ppm). При сокращении диеты и дополнительных физических упражнениях BrAce утроилось по сравнению с исходным уровнем (1,6 ppm против 0,5 ppm). Увеличение BrAce коррелировало с потерей веса ( R ² = 0,77) и тренд с повышенной потерей жира ( R ² = 0.32).

Triffoni ‐ Melo et al. 28 изучали влияние недельной диеты с высоким содержанием жиров, низким содержанием углеводов и белков (HFLC) у женщин с тяжелым ожирением [ИМТ> 40 кг м ^–2], которые готовились к бариатрической операции. Соотношение жиров к углеводам и белкам в группе HFLC было в три раза выше, чем в контроле, 0,45 против 0,13. Обе группы придерживались диеты с ограничением калорий, состоящей из 1200 ккал, ^–1 в день. По окончании исследования экспериментальная группа похудела больше (4.4 против 2,6 кг) и имели в три раза более высокие уровни ацетона в крови (7,0 против 3,0 мг · л ^-1), чем контрольные. Эти значения в крови должны соответствовать BrAce = 9,0 и 3,9 ppm соответственно.

Росс 25 описал пациента, у которого после челюстно-лицевой хирургии рот был «заперт на замок». В течение нескольких недель после операции пациент придерживался жидкой диеты. Через 3 недели после операции BrAce был почти в четыре раза больше, чем исходное значение (~ 0,5 ppm). За это время пациент потерял 18 фунтов веса, скорее всего, из-за ограничения калорийности жидкой диеты.Доля потери веса в результате потери жира не измерялась.

Toyooka et al. 29 измерили BrAce у пяти субъектов, которые контролировали потребление калорий и ежедневно выполняли легкие упражнения. Все эти испытуемые были японцами со средним ИМТ = 29,2 кг м ^–2 [диапазон 24,2–39,4] и соблюдали эту диету в течение 14 дней. Диетические калории были равны или немного превышали базовую метаболическую потребность. Дыхание и состав тела измеряли перед завтраком.Конечный выдох регистрировался для анализа на ацетон. За вторую неделю субъекты потеряли в среднем 60 г ^-1 жира в день (~ 1 фунт ^-1 в неделю), что соответствовало среднему BrAce ~ 1,8 ppm. BrAce в конце исследования был обратно пропорционален исходному ИМТ. BrAce увеличился на 4 ppm (~ 180 нМ) у испытуемого с самым низким исходным ИМТ (24 кг / м ^-2) и на 1 ppm (~ 40 нМ) у испытуемого с самым большим исходным ИМТ (39 кг / м ^-2).

В Toyooka et al.29, вторая группа выполняла только легкие упражнения каждый день. BrAce не увеличился, но жировые отложения уменьшились за 2 недели исследования. Потеря жира в этой группе составляла 25-33% от того, что наблюдалось у субъектов с комбинированным контролем калорий и легкими упражнениями.

Факторы, влияющие на BrAce

На

BrAce в почасовом и дневном масштабе могут влиять различные физиологические факторы, включая диету, ожирение и физические упражнения; химические факторы; и факторы окружающей среды. Физиология обмена ацетона в легких влияет на BrAce в образце выдыхаемого воздуха.Понимание этих факторов и их влияния на BrAce человека улучшит полезность BrAce для мониторинга потери жира.

Пошаговое изменение диеты и временной ход BrAce

Пошаговое изменение диеты, например, начало диеты с ограничением калорий, может увеличить метаболизм жиров, что приводит к увеличению BrAce. Время, необходимое BrAce для достижения нового устойчивого состояния, зависит от изменения диеты. После начала диеты с ограничением калорий, BrAce повышается в течение 3-8 дней (у субъектов, теряющих жир), прежде чем достичь нового устойчивого состояния 1, 8, 24, 29, 30.Похоже, что аналогичный временной график применяется к испытуемым натощак 1, 17. Одно исследование натощак отметило, что скорость увеличения BrAce, по-видимому, имеет две фазы. BrAce медленно увеличивается в течение первых 2-3 дней голодания. При продолжающемся голодании BrAce быстро повышается, что свидетельствует (предположительно) о том, что гликоген в печени истощен 1. Время и путь, по которому BrAce достигает нового устойчивого состояния, аналогичны началу кетоза натощак, который уравновешивает изменяющиеся скорости гликогенолиза, глюконеогенеза, липолиза. и кетогенез 31, 32.

Хотя для повышения уровня ацетона требуется несколько дней, BrAce вернулся к исходному уровню через несколько часов после приема высококалорийной еды. Так было и с постящимися. После 12-часового ночного голодания богатая белком пища заставила BrAce вернуться к уровням до голодания в течение 4-5 часов 33. У субъекта, голодавшего в течение 66 часов, обильный прием пищи заставил BrAce упасть на 16% в течение 3 часов и 66. % в течение 5 часов после еды 34. Прекращение длительного голодания обильным приемом пищи привело к тому, что BrAce вернулся к исходному уровню в течение 16 часов 4.

Для людей, соблюдающих диету с ограничением калорий, употребление небольших высококалорийных закусок или блюд с высоким содержанием углеводов может вызвать снижение уровня BrAce в течение нескольких часов. В пилотном исследовании 27 испытуемые, которые соблюдали диету в 1000 ккал в течение 2 недель или 12 часов голодания, прекращали свой режим диеты, употребляя высококалорийные закуски или блюда. При употреблении высококалорийного и высокоуглеводного закусочного напитка на 8 унций уровень BrAce упал на 20% через 1 час и на 30% через 3 часа после перекуса. Прием пищи с высоким содержанием углеводов 800 ккал вызвал снижение BrAce примерно на 40% за 5 ч 27.BrAce вернулся к уровням до диеты в течение 24‐36 часов 1, 27.

Часовые изменения BrAce

Во время ночного сна BrAce может увеличиться более чем в два раза, потому что потребление пищи прекращается 35. Влияние лишения сна на эту взаимосвязь неизвестно. 36, 37. В течение дня BrAce, по-видимому, остается относительно стабильным у субъектов при условии, что состав их проглоченных макроэлементов не изменится резко в течение 5, 16, 38 дней. влияют на величину и время действия BrAce в постпрандиальном состоянии.Однако о почасовых изменениях BrAce после приема пищи смешанного состава не сообщалось. Исходные данные о BrAce ( n = 1) и данные о кетонах крови ( n = 8) предполагают, что BrAce может снижаться, а затем восстанавливаться в течение нескольких часов после приема пищи 4, 39. Поэтапное изменение состава рациона через 12 ч можно поменять BrAce. Субъекты, которые обычно придерживались смешанной диеты, ели серию блюд с высоким содержанием жира (> 80% жира) в течение 12 часов. BrAce увеличился в четыре раза за эти часы 2, 21, 22.В дополнение к диете, упражнения, вероятно, повлияют на дневные колебания BrAce (см. Ниже). Чтобы отслеживать долгосрочные (например, ежедневные) изменения BrAce, следует избегать измерений вскоре после приема пищи или завершения упражнений.

Ожирение

Ожирение влияет как на BrAce, так и на потерю жира. BrAce, по-видимому, обратно пропорционален BMI 4, 29, 40, 41, что приводит к снижению BrAce у субъектов с ожирением; однако некоторые разногласия остаются 42. Если это правда, ограничение калорийности может привести к меньшему увеличению BrAce для субъектов с избыточным весом по сравнению с более худыми субъектами.Кроме того, люди с ожирением становятся кетозами более медленными темпами, снижают скорость сжигания жира и выдыхают более низкое BrAce при переходе на диету с ограничением калорий 27, 29, 40, 43. Предполагается, что по мере снижения веса этих людей BrAce и скорость потери жира увеличится.

Exercise

Так же, как диета с пониженным содержанием калорий может увеличить BrAce, упражнения могут повысить уровень BrAce. В нескольких исследованиях BrAce в конце упражнения был вдвое выше, чем в начале упражнения 44, 45, 46.Ожидается, что BrAce будет увеличиваться во время упражнений. У некоторых субъектов BrAce снижался в начале упражнения, а затем увеличивался при продолжении упражнений 45. Во время градуированных тестов с физической нагрузкой BrAce увеличивался (~ в два раза) с интенсивностью упражнений 44, 46, 47, максимальное значение BrAce соответствовало наступлению порога лактата 48. , и было показано, что скорость окисления жира логарифмически связана с BrAce 44. Кроме того, было показано, что скорость окисления жира и BrAce имеют параллельное увеличение в течение 2 часов непрерывных упражнений на беговой дорожке 44.

Физические упражнения могут повлиять на ежедневные измерения BrAce. Субъекты, соблюдающие ограничение калорийности и ежедневные упражнения, имели более высокий дневной BrAce, чем только ограничение калорий 24, 27. В одном исследовании только упражнения (без ограничения калорийности) увеличивали ежедневное BrAce 29.

В то время как мало исследований изучали влияние упражнения на BrAce, многочисленные исследования показали влияние упражнений на кетоз и окисление жиров. Поскольку было показано, что BrAce коррелирует с кетозом и окислением жиров 17, 21, 44, ожидается, что упражнения будут влиять на BrAce таким же образом, как и на кетоз (т.е., БОГБ) и окисление жиров. Некоторые из этих отношений рассматриваются ниже. Потребуются дальнейшие исследования, чтобы подтвердить, что эти результаты применимы к BrAce.

Изменения в интенсивности упражнений влияют на кетоз, измеряемый по уровням BOHB, и на окисление жиров. В одном исследовании субъекты тренировались (быстрая ходьба) с разной интенсивностью (т. Е. VO2-max = 40%, 50% или 60%) в течение 2 часов 49. Во время упражнений BOHB увеличивался с увеличением продолжительности и интенсивности упражнений. BOHB продолжал увеличиваться в течение 30 минут после тренировки независимо от интенсивности.Более чем через 30 минут после тренировки BOHB увеличивался (VO2 = 60%), оставался постоянным (VO2 = 50%) или уменьшался (VO2 = 40%) в зависимости от интенсивности упражнений. Окисление жира увеличивалось с увеличением интенсивности упражнений и достигало максимума между 40% и 65% от VO2-max 50, 51. Максимальная скорость окисления жира составляла ∼0,6 г мин. ^-1 для натощак, соблюдающих стандартную смешанную диету (т. Е. от умеренного до высокого содержания углеводов). Увеличение интенсивности упражнений выше 65% VO2 ‐ max привело к снижению окисления жиров 50.

Исследования показали, что исходное состояние кетоза повлияло на изменения BOHB во время упражнений 52. У субъектов, соблюдающих стандартную умеренно-высокоуглеводную диету, упражнения вызвали увеличение BOHB во время упражнений 49. Две группы голодали в течение 2,5 или 4,5 дней, что вызывало пропорционально повышенное исходные уровни BOHB. Физические упражнения вызвали падение уровня BOHB в течение первых 30 минут упражнений. При продолжении упражнений уровень кетонов повышался, превышая (2,5 дня натощак) или достигая (4,5 дня натощак) своих соответствующих базовых уровней BOHB.

Употребление углеводов во время тренировки может повлиять на окисление жиров и кетоз. Потребление углеводов в течение нескольких часов, предшествующих тренировке, значительно подавляло окисление жиров во время тренировки в широком диапазоне интенсивности упражнений 50. Перекус с высоким содержанием углеводов непосредственно перед тренировкой, по-видимому, предотвращал наступление посттренировочной кетонемии 53. Употребление углеводов в течение нескольких минут после тренировки. начало упражнений уменьшало окисление жиров при упражнениях низкой и средней интенсивности, но, по-видимому, не влияло на окисление жиров при упражнениях высокой интенсивности 50.

Дополнительные факторы

Помимо основных факторов, рассмотренных выше, другие факторы могут напрямую влиять на кетонемию, окисление жиров или BrAce. Эти факторы вторичны из-за минимума подтверждающих данных, меньшего воздействия на BrAce или меньшей продолжительности эффекта. Хотя существуют некоторые данные об изменениях в BrAce, большинство доступных данных описывает влияние этих факторов на окисление жира, мобилизацию жира или кетоз. Изменения в этих трех исходах могут повлиять на BrAce, но необходимы подтверждающие исследования.

Хотя несколько веществ могут увеличивать содержание ацетона в выдыхаемом воздухе, данные были доступны для некоторых. Употребление большого количества чеснока (38 г) увеличивало BrAce через 24-30 часов 54, 55. Повышенное BrAce коррелировало с повышенным содержанием аллилметилсульфида, продукта метаболизма чеснока, который может увеличить BrAce, подавляя метаболизм ацетона в печени 54. Еще одно химическое вещество, дисульфирам, ингибитор ацетальдегиддегидрогеназы, блокировал метаболизм ацетона, что приводило к увеличению BrAce в 10-15 раз по сравнению с исходными значениями 56, 57.

Кофеин и зеленый чай считаются «жиросжигателями» из-за их способности способствовать метаболизму жиров 58. Кофеин увеличивает циркулирующие жирные кислоты и окисление жиров за счет своего воздействия на симпатическую нервную систему 58, 59. Ожидается влияние кофеина на метаболизм жиров. быть маленьким (<20%) и уменьшаться при обычном употреблении 58. Зеленый чай содержит большое количество полифенолов катехина, включая эпигаллокатехин-3-галлат, который, по-видимому, способствует липолизу и увеличивает окисление жиров 58, 60, 61.Употребление зеленого чая (> 100 мг) может увеличить окисление жиров как в острой, так и в хронической фазе, но его эффекты можно регулировать за счет потребления кофеина 58. В пилотном исследовании у субъектов, соблюдающих диету с ограничением калорий, которые потребляли чрезмерное количество кофе или чая, увеличивался BrAce 27.

Воздействие высоких и низких температур окружающей среды может усилить BrAce или вызвать кетонемию. После сухой сауны (T ≥ 60 ° C) BrAce увеличивался у субъектов с избыточным весом, соблюдающих диету для похудания 34. Воздействие экстремально холодной окружающей среды, по-видимому, увеличивало кетоз 3, 62, 63.Две недели упражнений при температуре -40 ° C привели к значительному снижению веса и жира 64, 65. Не все испытуемые испытали этот эффект 63.

Образец дыхания

Для измерения содержания ацетона в дыхании требуется как точное и надежное измерительное устройство, так и колодец. Проба контролируемого дыхания. Многие инструменты (например, масс-спектрометры, газовые хроматографы, датчики УФ- или ближнего ИК-света и датчики оксидов металлов) могут измерять миллионные доли ацетона в выдыхаемом воздухе в лабораторных условиях 1, 9, 66, 67.Подобно разнообразным инструментам, образец дыхания может быть получен с помощью различных дыхательных маневров (например, приливного дыхания, выдоха жизненной емкости и повторного дыхания). Однако выбранный дыхательный маневр влияет на BrAce в образце дыхания. Кроме того, на BrAce влияет количество захваченного выдыхаемого воздуха (например, в начале или в конце выдоха) и человеческий фактор.

На BrAce влияет множество факторов, в первую очередь потому, что ацетон обменивается преимущественно в дыхательных путях легких, а не в альвеолах, как кислород и углекислый газ 9, 68, 69, 70, 71.Для газообмена в дыхательных путях требуются химические вещества, хорошо растворимые в крови, он имеет временную и пространственную структуру обмена и зависит от энергообмена в легких 68, 72. В результате необходимо проводить тесты на дыхание, включающие химические вещества, которые обмениваются в дыхательных путях (например, ацетон). разработаны и интерпретируются иначе, чем дыхательные тесты химических веществ, участвующих в альвеолярном обмене.

Человеческие факторы, такие как объем выдыхаемого воздуха, характер дыхания и температура дыхания, влияют на химический обмен в дыхательных путях легких.Эти факторы следует учитывать при отборе проб, измерении и интерпретации BrAce. Во время одного выдоха BrAce увеличивается с объемом выдоха. Таким образом, чем больше объем выдыхаемого воздуха, тем выше концентрация ацетона 9. Характер дыхания до взятия пробы может повлиять на концентрацию. Ожидается, что BrAce будет увеличиваться при задержке дыхания и уменьшаться при гипервентиляции аналогично этанолу 72, 73, 74. Температура дыхания вызывает повышение BrAce 11. Эти факторы влияют на BrAce по-разному в зависимости от дыхательного маневра и количества захваченного выдыхаемого воздуха. .

Приливный вдох (типичный ∼500 мл; большой ∼1000 мл) — это обычно используемый дыхательный маневр для получения пробы дыхания. Исходя из нормального дыхания, приливное дыхание требует минимальных усилий, вдох и выдох до функциональной остаточной емкости и 5-8 секунд для завершения. Максимальный BrAce (конец выдоха) составляет не более двух третей значения ацетона крови (рисунок), но когда он помещается в пакет, образец смешанного выдоха меньше BrAce выдыхаемого в конце выдоха. Узвук от приливного дыхания может быть изменен человеческими факторами и, как правило, обеспечивает самое плохое представление об ацетоне крови из рассмотренных маневров.Измерения BrAce при приливных вдохах обычно воспроизводимы 75.

Экспирограммы ацетона для жизненной емкости легких (ЖЕЛ, черный) и приливного (серый) выдоха. Выдыхаемый объем при VC примерно в 10 раз больше, чем при дыхательном выдохе.

Маневр жизненной емкости легких (∼5000 мл), обычно запрашиваемый при тестировании дыхания на алкоголь, требует вдоха до полной емкости легких и выдоха в течение 10–25 с с фиксированным сопротивлением до тех пор, пока субъекты не смогут выдохнуть, останавливаясь на остаточном объеме. Хотя этот маневр обеспечивает лучшее представление об ацетоне в крови, чем приливный маневр, BrAce на конце выдоха составляет ~ 85% от его содержания в крови (рисунок).Этот маневр более чувствителен к человеческому фактору из-за того, что требуется больший объем выдыхаемого воздуха и необходимость отбора проб воздуха, выдыхаемого в конце 9, 11, 73, 76. Если человеческий фактор не учитывается, измеренное значение BrAce может значительно варьироваться, вызывая большую неопределенность измерения. . Этот маневр может обеспечить лучшую точность, чем приливное дыхание. Однако точность и повторяемость могут пострадать, если не будет контролироваться человеческий фактор.

Для повторного дыхания субъекты вдыхают ~ 1000 мл в герметичный мешок и из него в течение шести циклов дыхания 9, 77, 78.Этот маневр обычно длится от 30 до 50 с и для некоторых испытуемых может вызывать дискомфорт, поскольку накопление углекислого газа во время маневра увеличивает дыхательную активность. При повторном дыхании воздух находится в тесном контакте с кровью до 10 раз дольше, чем при других дыхательных маневрах. Таким образом, обмен ацетона является более полным, что сводит к минимуму влияние человеческого фактора и заставляет BrAce больше походить на ацетон крови. Хотя повторное дыхание может быть затруднено для некоторых испытуемых, оно обеспечивает лучшую точность и повторяемость из трех маневров.

Обсуждение

Как и углекислый газ, ацетон является побочным продуктом метаболизма. Само по себе присутствие ацетона в выдыхаемом воздухе не указывает на основное заболевание. Низкие концентрации (1-2 ppm) ацетона в выдыхаемом воздухе представляют базальный уровень кетоза. Высокий уровень ацетона в выдыхаемом воздухе (от 75 до 1250 частей на миллион), связанный с диабетическим кетоацидозом, представляет собой другой конец спектра ацетона в дыхании. Между этими крайностями находятся здоровые люди, соблюдающие диеты с высоким содержанием жиров и низким содержанием углеводов (HFLC), диеты с ограничением калорий и голодание.Их BrAce может охватывать два порядка величины (рисунок).

В эту промежуточную группу входят лица, соблюдающие диету ВЖЖХ, в которой состав макроэлементов (то есть жир, углеводы и белок) изменен по сравнению со стандартной смешанной диетой. У субъектов, не страдающих диабетом, состав рациона, по-видимому, оказывает наибольшее влияние на BrAce по сравнению с другими рассматриваемыми факторами. Этот фактор имеет наибольшее влияние, потому что при метаболизме жира образуется ацетон; усиление жирового обмена вызывает повышенное производство ацетона.Соблюдение стандартной смешанной диеты приведет к базальному кетозу и концентрации от 1 до 2 промилле. Переход на диету HFLC (потребление углеводов <50 г в день ^–1) заставляет организм переходить от углеводов к использованию жиров в качестве основного источника энергии. Если полагаться на жиры как на основной источник энергии, уровень кетоза увеличивается до того, что было названо «питательным кетозом». Взрослые в состоянии пищевого кетоза имеют BOHB в диапазоне от 0,5 до 3,0 мМ 13, 14, 20, что соответствует диапазону содержания ацетона в выдыхаемом воздухе от 4 до 30 частей на миллион (рисунок).Что важно, пищевой кетоз, возникающий в результате диеты HFLC, увеличивает скорость окисления жиров по сравнению со стандартной смешанной диетой, потому что основным энергетическим субстратом является жир 50.

Количество ограничения калорийности оказывает следующее по величине влияние на BrAce. Голодание, крайняя форма ограничения калорийности, может повысить уровень BrAce до 170 ppm в течение нескольких недель больше, чем изменение макроэлементов у взрослых (рисунок). Однако голодание не является устойчивым образом жизни, в то время как диета с высоким содержанием жировой ткани может быть образом жизни, который приводит к долгосрочному повышению уровня ацетона.

Менее экстремальным, чем голодание, является умеренное ограничение калорийности, которое позволяет принимать некоторое количество пищи и, по-видимому, вызывает умеренные изменения ацетона в выдыхаемом воздухе. Уровень ацетона в дыхании повышается по мере метаболизма накопленного жира, чтобы компенсировать разницу между базальной энергетической потребностью и калорийностью. Используя ограничение калорийности, многочисленные исследования показали корреляцию между потерей жира и увеличением содержания ацетона в выдыхаемом воздухе 8, 24, 25, 27, 29. В частности, люди, которые поддерживают содержание ацетона в выдыхаемом воздухе на уровне 2 частей на миллион, должны осознавать, что скорость потери жира составляет не менее 114‐ 227 г в неделю ⁻¹, по данным научной литературы 8, 27, 29.В конце концов, BrAce может достигать 8 ppm, что может соответствовать потере жира на 1200 г в неделю ^-1 8.

Хотя и не так мощно, как ограничение калорий, упражнения влияют на ацетон в дыхании во время тренировки и в течение курса. дней. Во время упражнений уровень ацетона в дыхании может увеличиваться примерно на 1 ppm в зависимости от исходного состояния кетоза, интенсивности и продолжительности 44, 45, 46, 50. Ожидается, что в течение нескольких часов после упражнения уровень ацетона в дыхании увеличится в зависимости от поведения BOHB 49. ; однако необходимы подтверждающие исследования.Ожидается, что резкое увеличение метаболизма жиров, вызванное физическими упражнениями, будет способствовать развитию BrAce 44, 50. Через несколько дней ежедневные упражнения могут повысить содержание ацетона в дыхании, потому что упражнения расходуют калории энергии. Если ежедневное потребление калорий остается постоянным, упражнения увеличивают количество калорий, необходимых для поддержания текущей массы тела. Таким образом, упражнения могут вызвать ограничение калорийности, что приведет к увеличению BrAce, поскольку накопленный жир метаболизируется, чтобы восполнить дефицит энергии 24, 25, 29. Предполагается, что влияние упражнений на BOHB будет отражать влияние упражнений на BrAce. поскольку и BOHB, и BrAce являются тесно коррелированными кетоновыми телами.Однако необходимы дополнительные исследования, чтобы подтвердить прямое влияние упражнений на ацетон в дыхании.

На ацетон в дыхании влияет множество других факторов, таких как ожирение, чеснок, дисульфирам, кофеин, экстракт зеленого чая и температура окружающей среды. Такие факторы, как чеснок, дисульфирам и сухая сауна, могут вызвать повышение концентрации ацетона в выдыхаемом воздухе на 1-4 промилле 34, 55, 56, 57. Другие факторы могут иметь меньший эффект. Необходимы дополнительные исследования, чтобы лучше понять важность этих переменных в отношении состава макроэлементов в рационе, ограничения калорийности и физических упражнений.

BrAce зависит от того, как субъект передает образец своего дыхания на измерительное устройство. Поскольку ацетон обменивается в дыхательных путях легких, ожидается, что на BrAce будут влиять человеческие факторы, включая характер дыхания, объем выдыхаемого воздуха и температуру дыхания. Кроме того, влияние этих факторов зависит от выбранного дыхательного маневра (например, приливного дыхания). Чтобы свести к минимуму влияние человеческого фактора на измерение BrAce, следует разработать стандартизированный маневр дыхания, аналогичный тому, который используется для проверки функции легких и оксида азота 79, 80.

Заключение

Эндогенный ацетон в выдыхаемом воздухе коррелирует и может использоваться для определения скорости потери жира у здоровых людей. Поддержание уровня BrAce 2 ppm при соблюдении диеты с ограничением калорийности должно привести к потере жира примерно на 227 г в неделю ^–1. Ацетон связан с потерей жира, потому что он и два других кетоновых тела являются побочными продуктами метаболизма жиров. Дыхательный ацетон сильно коррелирует с кетоновым телом крови BOHB. Концентрация ацетона в дыхании может варьироваться от 1 ppm у здоровых субъектов, не соблюдающих диету, до 1250 ppm при диабетическом кетоацидозе.У здоровых людей на ацетон в дыхании влияет несколько факторов. Наибольшее влияние оказывает состав диетических макроэлементов, за которым следуют ограничение калорийности, физические упражнения, легочные факторы и другие факторы. Из-за своей связи с жировым обменом диета с высоким содержанием жиров и низким содержанием углеводов будет генерировать больше ацетона для дыхания, чем стандартная смешанная диета. Снижение количества потребляемых калорий по сравнению с количеством калорий, необходимых для поддержания веса, может увеличить количество ацетона в дыхании и потерю жира. Физические упражнения могут способствовать ограничению калорийности.Кроме того, упражнения могут вызвать повышение содержания ацетона в дыхании во время тренировки. Факторы дыхания человека могут повлиять на концентрацию ацетона в образце выдыхаемого воздуха. Другие продукты (например, чеснок), лекарства (например, дисульфирам) и условия окружающей среды могут повышать содержание ацетона в выдыхаемом воздухе из-за их способности увеличивать метаболизм жиров или блокировать метаболизм ацетона. Хотя взаимосвязь между ацетоном в выдыхаемом воздухе и потерей жира хорошо известна, необходимы дополнительные исследования, чтобы лучше понять эти факторы и продвинуться в этой области интегративной физиологии.

Банкноты

Финансирующие агентства : Эта работа была поддержана Medamonitor Corp, Сиэтл, Вашингтон.

Раскрытие информации : Автор консультируется с Medamonitor Corp.

Ссылки

1. Фройнд Г. Гипотеза дефицита калорий кетогенеза проверена на человеке. Метаболизм 1965; 14: 985–990. [PubMed] [Google Scholar] 2. Freund G, Weinsier RL. Стандартизированный кетоз у человека после приема внутрь триглицеридов со средней длиной цепи. Метаболизм 1966; 15: 980–991.[PubMed] [Google Scholar] 4. Рут Дж., Остенсон С. Ацетон в альвеолярном воздухе и контроль диабета. Ланцет 1966; 2: 1102–1105. [PubMed] [Google Scholar] 5. Тассопулос С.Н., Барнетт Д., Фрейзер Т.Р. Измерение ацетона в дыхании и сахара в крови при диабете. Ланцет 1969; 1: 1282–1286. [PubMed] [Google Scholar] 6. Kalapos MP. О метаболизме ацетона у млекопитающих: от химии к клиническим последствиям. Biochim Biophys Acta Gen Subj 2003; 1621: 122–139. [PubMed] [Google Scholar] 7. Лаффель Л. Кетоновые тела: обзор физиологии, патофизиологии и применения мониторинга при диабете.Диабет Metab Res Rev 1999; 15: 412–426. [PubMed] [Google Scholar] 8. Кунду С.К., Брузек Дж. А., Наир Р., Юдилла А. М.. Анализатор ацетона в дыхании: диагностический инструмент для контроля потери жира с пищей. Clin Chem 1993; 39: 87–92. [PubMed] [Google Scholar] 9. Андерсон JC, Ламм WJE, Hlastala MP. Измерение воздухообмена эндогенного ацетона в дыхательных путях с помощью одного дыхательного маневра на выдохе. J Appl Physiol 2006; 100: 880–889. [PubMed] [Google Scholar] 10. Джонс А.В. Измерение и отчет о концентрации ацетальдегида в дыхании человека.Алкоголь Алкоголь 1995. 30: 271–285. [PubMed] [Google Scholar] 11. Вагнер П.Д., Науманн П.Ф., Ларавузо РБ. Одновременное измерение восьми посторонних газов в крови методом газовой хроматографии. J Appl Physiol 1974. 36: 600–605. [PubMed] [Google Scholar] 12. Джонс А.В. Вождение под воздействием изопропанола. J Токсикол Клин Токсикол 1992. 30: 153–155. [PubMed] [Google Scholar] 13. Саслоу Л. Р., Ким С., Добенмьер Дж. Дж. И др. Рандомизированное пилотное испытание умеренно-углеводной диеты по сравнению с очень низкоуглеводной диетой у людей с избыточным весом или ожирением с сахарным диабетом 2 типа или преддиабетом.PLoS One 2014; 9: e. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 14. Финни С.Д., Бистриан Б.Р., Вулф Р.Р., Блэкберн Г.Л. Метаболический ответ человека на хронический кетоз без ограничения калорийности: физическая и биохимическая адаптация. Метаболизм 1983; 32: 757–768. [PubMed] [Google Scholar] 15. Musa ‐ Veloso K, Rarama E, Comeau F, Curtis R, Cunnane S. Эпилепсия и кетогенная диета: оценка кетоза у детей с использованием ацетона для дыхания. Педиатр Рес 2002. 52: 443–448. [PubMed] [Google Scholar] 16. Муса ‐ Велосо К., Лиходий С.С., Рарама Э. и др.Дыхательный ацетон предсказывает кетоновые тела плазмы у детей с эпилепсией на кетогенной диете. Питание 2006; 22: 1–8. [PubMed] [Google Scholar] 17. Рут G, Карлстром С. Лечебное голодание. Acta Med Scand 1970; 187: 455–463. [PubMed] [Google Scholar] 18. Джонс А.Е., Саммерс Р.Л. Обнаружение изопропилового спирта у пациента с диабетическим кетоацидозом. J Emerg Med 2000. 19: 165–168. [PubMed] [Google Scholar] 19. Салуэй MJ, Малинс JM. Ацетон при диабетическом кетоацидозе. Ланцет 1970; 2: 736–740. [PubMed] [Google Scholar] 20.Волек Дж., Финни С.Д. Искусство и наука о низком содержании углеводов: революционная программа для расширения диапазона ваших физических и умственных способностей. Помимо ожирения; Майами, Флорида; 2012 г. [Google Scholar] 21. Musa ‐ Veloso K, Likhodii SS, Cunnane SC. Ацетон для дыхания — надежный индикатор кетоза у взрослых, потребляющих кетогенную пищу. Am J Clin Nutr 2002; 76: 65–70. [PubMed] [Google Scholar] 22. Прабхакар А., Квач А., Ван Д. и др. Дыхательный ацетон как биомаркер окисления липидов и раннего обнаружения кетонов.Глобальный синдром J ожирения, метаболический диабет 2014; 1: 8. [Google Scholar] 23. Цяо Й, Гао З, Лю И и др. Тестирование кетонов в дыхании: новый биомаркер для диагностики и терапевтического мониторинга диабетического кетоза. Биомед Рес Инт 2014; 2014: 5. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 24. Ландини Б.Е., Крэнли П., Макинтайр Дж. Влияние диеты и физических упражнений на концентрацию ацетона в дыхании, измеренную с помощью ферментативного электрохимического датчика. Ежегодное научное собрание Общества ожирения. Общество ожирения: Новый Орлеан, Лос-Анджелес, 2007, стр 719.[Google Scholar] 25. Росс БМ. Изменения в концентрациях следовых газов в ротовой полости после ортогнатической хирургии и межчелюстной фиксации: тематическое исследование с использованием масс-спектрометрии с выбранной ионно-проточной трубкой. Int J Oral Sci 2011; 3: 160–164. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 26. Crofford OB, Mallard RE, Winton RE, Rogers NL, Jackson JC, Keller U. Ацетон в дыхании и крови. Trans Am Clin Climatol Assoc 1977; 88: 128–139. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

27. Кунду СК, Джордж Р.В., Марч СК, Рутнарак С.Метод и устройство для измерения кетонов. Патент США № 5071769, 1991 г.

28. Триффони ‐ Мело А.Т., Дик ‐ де ‐ Паула I, Портари Г.В., Жордао А.А., Гарсия Кьярелло П., Диез ‐ Гарсия Р.В. Краткосрочная диета с ограничением углеводов для похудания у женщин с тяжелым ожирением. Obes Surg 2011; 21: 1194–1202. [PubMed] [Google Scholar] 29. Тоёка Т., Хияма С., Ямада Ю. Прототип портативного анализатора ацетона в выдыхаемом воздухе для контроля потери жира. J дыхание Res 2013; 7: 036005. [PubMed] [Google Scholar] 30. Спанель П., Дряхина К., Рейскова А., Чиппендейл Т.В., Смит Д.Концентрация ацетона в выдыхаемом воздухе: биологическая изменчивость и влияние диеты. Physiol Meas 2011; 32: N23 – N31. [PubMed] [Google Scholar] 31. Кэхилл GF, Jr. Голод в человеке. Клин Эндокринол Метаб 1976; 5: 397–415. [PubMed] [Google Scholar] 32. Керндт ПР, Нотон Дж.Л., Дрисколл К.Э., Локстеркамп Д.А. Голодание: история, патофизиология и осложнения. West J Med 1982; 137: 379. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 33. Смит Д., Спанель П., Дэвис С. Следы газов в дыхании здоровых добровольцев при голодании и после белковой пищи: предварительное исследование.J Appl Physiol 1999; 87: 1584–1588. [PubMed] [Google Scholar]

34. Ямамото Х., Уэнояма Х., Уэда Х. и др. Метод определения кетонов в выдыхаемом воздухе как неинвазивный тест метаболического индикатора при диабете и ожирении. В: Баба С., Канеко Т., редакторы. Диабет 1994: Материалы 15-го Конгресса Международной Диабетической Федерации, Кобе, 6-11 ноября 1994 г. Кобе: Elsevier; 1995, стр 617-621.

35. Кинг Дж., Купферталер А., Фраушер Б. и др. Измерение эндогенного ацетона и изопрена в выдыхаемом воздухе во время сна.Physiol Meas 2012; 33: 413–428. [PubMed] [Google Scholar] 36. St ‐ Onge MP. Роль продолжительности сна в регулировании энергетического баланса: влияние на потребление и расход энергии. J Clin Sleep Med Off Publ Am Acad Sleep Med 2013; 9: 73–80. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 37. Cizza G, Requena M, Galli G, de Jonge L. Хроническое недосыпание и сезонность: последствия для эпидемии ожирения. J Исследование эндокринола 2011; 34: 793–800. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 38. Сунь М., Чен З., Гонг З. и др.Определение ацетона в выдыхаемом воздухе у 149 пациентов с диабетом 2 типа с использованием анализатора ацетона в выдыхаемом воздухе. Anal Bioanal Chem (в печати). [PubMed] [Google Scholar] 39. Walsh CO, Ebbeling CB, Swain JF, Markowitz RL, Feldman HA, Ludwig DS. Влияние состава диеты на доступность энергии после приема пищи во время поддержания веса. PLoS One 2013; 8: e58172. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 40. Кинояма М, Нитта Х, Ватанабэ А, Уэда Х. Концентрация ацетона и изопрена в выдыхаемом воздухе у здоровых людей.J Health Sci 2008; 54: 471–477. [Google Scholar] 41. Райхард GA, Jr , Haff AC, Skutches CL, Paul P, Holroyde CP, Owen OE. Метаболизм ацетона в плазме у человека натощак. J Clin Invest 1979; 63: 619–626. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 42. Шварц К., Пиццини А., Арендака Б. и др. Ацетон в дыхании — аспекты нормальной физиологии, связанные с возрастом и полом, как определено в исследовании PTR-MS. J дыхание Res 2009; 3: 027003. [PubMed] [Google Scholar] 43. Кеквик А., Паван Г.Л., Чалмерс TM. Устойчивость к кетозу у лиц с ожирением.Ланцет 1959; 2: 1157–1159. [PubMed] [Google Scholar] 44. Сасаки Х., Исикава С., Уэда Х., Кимура Ю. Реакция ацетона на выдыхаемый воздух во время постепенных и продолжительных упражнений. Adv Exerc Sports Physiol 2011; 16: 97–100. [Google Scholar] 45. Сентилмохан С.Т., Миллиган Д.Б., Макьюэн М.Дж., Фриман К.Г., Уилсон П.Ф. Количественный анализ газовых примесей в дыхании во время упражнений с использованием новой техники SIFT-MS. Редокс Rep 2000; 5: 151–153. [PubMed] [Google Scholar] 46. Ямаи К., Окува Т., Ито Х., Ямазаки Ю., Цуда Т. Влияние циклических упражнений на ацетон в выдыхаемом воздухе и кожные газы.Редокс Rep 2009. 14: 285–289. [PubMed] [Google Scholar] 47. Кинг Дж., Купферталер А., Унтеркофлер К. и др. Профили концентрации изопрена и ацетона во время тренировки на эргометре. J дыхание Res 2009; 3: 027006. [PubMed] [Google Scholar] 48. Шуберт Р., Швёбель Х., Мау-Мёллер А. и др. Метаболический мониторинг и оценка анаэробного порога с помощью биомаркеров дыхания. Метаболомика 2012; 8: 1069–1080. [Google Scholar] 49. Балассе Э.О., Фери Ф. Производство и удаление кетонов в организме: последствия голодания, диабета и физических упражнений.Диабет Метаб Рев 1989; 5: 247–270. [PubMed] [Google Scholar] 50. Achten J, Jeukendrup AE. Оптимизация окисления жиров с помощью упражнений и диеты. Питание 2004. 20: 716–727. [PubMed] [Google Scholar] 51. Venables MC, Achten J, Jeukendrup AE. Детерминанты окисления жиров во время упражнений у здоровых мужчин и женщин: перекрестное исследование. J Appl Physiol 2005. 98: 160–167. [PubMed] [Google Scholar] 52. Koeslag JH. Кетоз после упражнений и гормональная реакция на упражнения: обзор. Медико-спортивные упражнения 1982; 14: 327–334.[PubMed] [Google Scholar] 54. Лоусон Л.Д., Ван З.Дж. Аллицин и производные аллицина соединения чеснока увеличивают содержание ацетона в выдыхаемом воздухе за счет аллилметилсульфида: использование для измерения биодоступности аллицина. J Agric Food Chem 2005; 53: 1974–1983. [PubMed] [Google Scholar] 55. Таучер Дж., Гензель А., Джордан А., Линдинджер В. Анализ соединений в дыхании человека после приема чеснока с помощью масс-спектрометрии с реакцией переноса протона. J Agric Food Chem 1996; 44: 3778–3782. [Google Scholar] 56. Блур Р.Н., Спанель П., Смит Д.Количественное определение сероуглерода и ацетона в выдыхаемом воздухе после однократной дозы дисульфирама (Antabuse) с использованием масс-спектрометрии с выбранной ионной проточной трубкой (SIFT-MS). Наркоман Биол 2006; 11: 163–169. [PubMed] [Google Scholar] 57. ДеМастер Э.Г., Нагасава ХТ. Дисульфирам-индуцированная ацетонемия у крыс и человека. Res Commun Chem Pathol Pharmacol 1977; 18: 361–364. [PubMed] [Google Scholar] 58. Jeukendrup AE, Randell R. Жиросжигатели: пищевые добавки, повышающие жировой обмен. Obes Rev 2011; 12: 841–851. [PubMed] [Google Scholar] 59.Jeukendrup AE, Saris WH, Wagenmakers AJ. Обмен жиров во время упражнений: обзор — часть III: влияние диетических вмешательств. Int J Sports Med 1998. 19: 371–379. [PubMed] [Google Scholar] 60. Ходжсон А.Б., Рэнделл Р.К., Бун Н. и др. Метаболическая реакция на экстракт зеленого чая во время отдыха и упражнений средней интенсивности. J Nutr Biochem 2013; 24: 325–334. [PubMed] [Google Scholar] 62. Джонсон Р. Э., Пассмор Р. Сарджент F, II . Множественные факторы экспериментального кетоза человека. Arch Intern Med 1961; 107: 43–50.[PubMed] [Google Scholar] 63. Мюррей С.Дж., Шепард Р.Дж., Гривз С., Аллен С., Радомски М. Влияние холодового стресса и физических упражнений на потерю жира у женщин. Eur J Appl Physiol Occup Physiol 1986; 55: 610–618. [PubMed] [Google Scholar] 65. О’Хара В.Дж., Аллен С., Шепард Р.Дж., Аллен Г. Сжигание жира на морозе — контролируемое исследование. J Appl Physiol Respir Environ Exerc Physiol 1979; 46: 872–877. [PubMed] [Google Scholar] 66. Ригеттони М, Триколи А, Працинис С.Е. Датчики Si: WO3 для высокоселективного обнаружения ацетона для легкой диагностики диабета с помощью анализа дыхания.Анальный хим 2010. 82: 3581–3587. [PubMed] [Google Scholar] 67. Ван CJ, Scherrer ST, Hossain D. Измерения полостной кольцевой спектроскопии ацетона в ультрафиолетовой и ближней инфракрасной областях спектра: потенциал для разработки анализатора дыхания. Appl Spectrosc 2004. 58: 784–791. [PubMed] [Google Scholar] 68. Андерсон Дж. К., Бабб А. Л., Хластала депутат. Моделирование обмена растворимого газа в дыхательных путях и альвеолах. Энн Биомед Eng 2003. 31: 1402–1422. [PubMed] [Google Scholar] 69. Кумагаи С., Ода Х, Мацунага I, Косака Х., Акасака С.Поглощение 10 полярных органических растворителей при кратковременном дыхании. Toxicol Sci 1999. 48: 255–263. [PubMed] [Google Scholar] 70. Schrikker AC, de Vries WR, Zwart A, Luijendijk SC. Поглощение хорошо растворимых газов эпителием проводящих дыхательных путей. Pflugers Arch Eur J Physiol 1985; 405: 389–394. [PubMed] [Google Scholar] 71. Schrikker AC, de Vries WR, Zwart A, Luijendijk SC. Выведение легко растворимых газов легкими у человека. Pflugers Arch Eur J Physiol 1989; 415: 214–219. [PubMed] [Google Scholar] 72.Андерсон Дж.К., Хластала депутат. Дыхательные пробы и газообмен в дыхательных путях. Пульм Фармакол Тер 2007. 20: 112–117. [PubMed] [Google Scholar] 73. Джонс А.В. Как техника дыхания может повлиять на результаты анализа содержания алкоголя в выдыхаемом воздухе. Закон о медицине 1982; 22: 275–280. [PubMed] [Google Scholar] 74. Георгий СК, Бабб А.Л., Хластала депутат. Моделирование концентрации этанола в выдыхаемом воздухе после предварительных дыхательных маневров. Энн Биомед Eng 1995; 23: 48–60. [PubMed] [Google Scholar] 75. Сукул П., Трефц П., Шуберт Дж. К., Микиш В.Непосредственное влияние маневров задержки дыхания на состав выдыхаемого воздуха. J дыхание Res 2014; 8: 037102. [PubMed] [Google Scholar] 76. Хластала депутат, Андерсон Дж. Влияние модели дыхания и размера легких на дыхательный тест на алкоголь. Энн Биомед Eng 2007. 35: 264–272. [PubMed] [Google Scholar] 77. Джонс А.В. Роль повторного дыхания в определении соотношения дыхания кровь выдыхаемого этанола. J Appl Physiol 1983; 55: 1237–1241. [PubMed] [Google Scholar] 78. Олссон Дж., Ральф Д.Д., Манделькорн М.А., Бабб А.Л., Хластала М.П.Точное измерение концентрации алкоголя в крови с изотермическим дыханием. J Stud Alc 1990; 51: 6–13. [PubMed] [Google Scholar] 79. Американское торакальное общество. Стандартизация спирометрии, обновление 1994 г. Am J Respir Crit Care Med 1995; 152: 1107–11136. [PubMed] [Google Scholar] 80. Американское торакальное общество . Рекомендации ATS / ERS по стандартизированным процедурам онлайн и офлайн измерения оксида азота в выдыхаемых нижних дыхательных путях и назального оксида азота, 2005 г. Am J Respir Crit Care Med 2005; 171: 912–930.[PubMed] [Google Scholar]

Измерение ацетона в выдыхаемом воздухе для мониторинга потери жира: Обзор

Ожирение (Silver Spring). 2015 Dec; 23 (12): 2327–2334.

Джозеф К. Андерсон

¹ Департамент биоинженерии, Вашингтонский университет, Сиэтл, Вашингтон, США

Автор, отвечающий за переписку.

Поступило 28 апреля 2015 г .; Пересмотрено 6 июля 2015 г .; Принята в печать 7 июля 2015 г.

Реферат

Цель

Результаты

Выводы

Введение

Breath Acetone Spectrum

Таблица 1

Описание сокращений и переменных

Переменная	Единица	Описание
BOHB	мМ	β-гидроксибутират
BrAce	ppm, нМ	Концентрация ацетона в выдыхаемом воздухе
С _а	частей на миллион	Концентрация ацетона в воздухе
С _b	мкг л ⁻¹	Концентрация ацетона в крови
λ _{б: а}		Коэффициент распределения между кровью и воздухом для ацетона безразмерный (= 341, ссылка 11
МВт	г моль ⁻¹	Молекулярная масса ацетона (= 58.08)
В _М	л моль ^-1	Молярный объем воздуха при 37 ° C и 1 атм (= 25,4)

Ацетон для дыхания и BOHB

Дыхание Ацетон и потеря жира

Факторы, влияющие на BrAce

На

Пошаговое изменение диеты и временной ход BrAce

Часовые изменения BrAce

Ожирение

Exercise

Дополнительные факторы

Образец дыхания

Обсуждение

Заключение

Банкноты

Финансирующие агентства : Эта работа была поддержана Medamonitor Corp, Сиэтл, Вашингтон.

Раскрытие информации : Автор консультируется с Medamonitor Corp.

Ссылки

27. Кунду СК, Джордж Р.В., Марч СК, Рутнарак С.Метод и устройство для измерения кетонов. Патент США № 5071769, 1991 г.

Измерение ацетона в выдыхаемом воздухе для мониторинга потери жира: Обзор

Ожирение (Silver Spring). 2015 Dec; 23 (12): 2327–2334.

Джозеф К. Андерсон

¹ Департамент биоинженерии, Вашингтонский университет, Сиэтл, Вашингтон, США

Автор, отвечающий за переписку.

Поступило 28 апреля 2015 г .; Пересмотрено 6 июля 2015 г .; Принята в печать 7 июля 2015 г.

Реферат

Цель

Результаты

Выводы

Введение

Breath Acetone Spectrum

Таблица 1

Описание сокращений и переменных

Переменная	Единица	Описание
BOHB	мМ	β-гидроксибутират
BrAce	ppm, нМ	Концентрация ацетона в выдыхаемом воздухе
С _а	частей на миллион	Концентрация ацетона в воздухе
С _b	мкг л ⁻¹	Концентрация ацетона в крови
λ _{б: а}		Коэффициент распределения между кровью и воздухом для ацетона безразмерный (= 341, ссылка 11
МВт	г моль ⁻¹	Молекулярная масса ацетона (= 58.08)
В _М	л моль ^-1	Молярный объем воздуха при 37 ° C и 1 атм (= 25,4)

Ацетон для дыхания и BOHB

Дыхание Ацетон и потеря жира

Факторы, влияющие на BrAce

На

Пошаговое изменение диеты и временной ход BrAce

Часовые изменения BrAce

Ожирение

Exercise

Дополнительные факторы

Образец дыхания

Обсуждение

Заключение

Банкноты

Финансирующие агентства : Эта работа была поддержана Medamonitor Corp, Сиэтл, Вашингтон.

Раскрытие информации : Автор консультируется с Medamonitor Corp.

Ссылки

27. Кунду СК, Джордж Р.В., Марч СК, Рутнарак С.Метод и устройство для измерения кетонов. Патент США № 5071769, 1991 г.

Измерение ацетона в выдыхаемом воздухе для мониторинга потери жира: Обзор

Ожирение (Silver Spring). 2015 Dec; 23 (12): 2327–2334.

Джозеф К. Андерсон

¹ Департамент биоинженерии, Вашингтонский университет, Сиэтл, Вашингтон, США

Автор, отвечающий за переписку.

Поступило 28 апреля 2015 г .; Пересмотрено 6 июля 2015 г .; Принята в печать 7 июля 2015 г.

Реферат

Цель

Результаты

Выводы

Введение

Breath Acetone Spectrum

Таблица 1

Описание сокращений и переменных

Переменная	Единица	Описание
BOHB	мМ	β-гидроксибутират
BrAce	ppm, нМ	Концентрация ацетона в выдыхаемом воздухе
С _а	частей на миллион	Концентрация ацетона в воздухе
С _b	мкг л ⁻¹	Концентрация ацетона в крови
λ _{б: а}		Коэффициент распределения между кровью и воздухом для ацетона безразмерный (= 341, ссылка 11
МВт	г моль ⁻¹	Молекулярная масса ацетона (= 58.08)
В _М	л моль ^-1	Молярный объем воздуха при 37 ° C и 1 атм (= 25,4)

Ацетон для дыхания и BOHB

Дыхание Ацетон и потеря жира

Факторы, влияющие на BrAce

На

Пошаговое изменение диеты и временной ход BrAce

Часовые изменения BrAce

Ожирение

Exercise

Дополнительные факторы

Образец дыхания

Обсуждение

Заключение

Банкноты

Финансирующие агентства : Эта работа была поддержана Medamonitor Corp, Сиэтл, Вашингтон.

Раскрытие информации : Автор консультируется с Medamonitor Corp.

Ссылки

27. Кунду СК, Джордж Р.В., Марч СК, Рутнарак С.Метод и устройство для измерения кетонов. Патент США № 5071769, 1991 г.

Что такое ацетон и что он означает для тех, кто придерживается кетогенной диеты?

Что такое ацетон? На этот вопрос может быть сложно ответить. Он может производиться естественным путем в организме человека или химическим путем на фабриках.

Ацетон — это самое маленькое кетоновое тело, которое естественным образом (и безопасно) содержится в организме человека. Он вырабатывается в процессе кетоза, который имеет много преимуществ для здоровья.

Однако, поскольку это соединение может быть получено синтетически в лабораториях, вы увидите, что оно указано в качестве активных ингредиентов в продуктах для дома, в жидкости для снятия лака и даже в очистителе для посуды.Поэтому существует широко распространенное заблуждение относительно этого вещества и его безопасности.

Что такое ацетон?

Ацетон — органическое соединение. Он имеет химическую формулу C3H6, а также имеет химические названия диметилкетон, пропанон и 2-пропанон [*]. Он естественным образом встречается в окружающей среде, но также используется в лабораториях для создания промышленных продуктов.

Ацетон промышленный

Ацетон — легковоспламеняющаяся жидкость, обычно используется во всем, от разбавителя для краски и пластмасс до моющих средств и резинового клея [*].В Соединенных Штатах FDA даже одобрило его в качестве пищевой добавки для клеев [*].

Ацетон — это органический растворитель — он растворяет другие жидкости (вы, возможно, видели, что он рекламируется как «зеленый растворитель» или более естественный очиститель), и обычно производится из изопропилового спирта [*].

Вы можете использовать его для чистки стеклянной посуды или в качестве жидкости для снятия лака, смывая маникюр на прошлой неделе сразу с ногтей. И хотя эта бесцветная жидкость может выглядеть в вашем салоне безвредной, ацетон довольно тяжелый.Он может смыть краску прямо со стен и прорезать лаки, воски, лаки и клеи.

Воздействие этого химического вещества через воздух или при контакте с кожей или глазами может вызвать неблагоприятные последствия для здоровья. Высокие концентрации могут вызвать отравление ацетоном, то есть ваше тело потребляет больше ацетона, чем ваша печень может разрушить [*].

Как ацетон обнаружен в организме человека?

Хотя все это рисует картину ацетон как вредного химического вещества, помните: ацетон естественным образом вырабатывается в окружающей среде.Ацетон содержится в деревьях, лесных пожарах, вулканических газах и в организме при расщеплении жировых запасов [*].

Ацетон — это естественный продукт метаболизма как растений, так и животных, в том числе и человека [*]. В организме каждого человека содержится небольшое количество ацетона.

Пройдите кето-викторину

Найдите подходящие кето-закуски и добавки
для ваших уникальных целей

Пройти тест

Ацетон является разновидностью кетона

Когда вы соблюдаете кетогенную диету, вы будете производить большое количество ацетона по сравнению с теми, кто придерживается высокоуглеводной диеты.

Когда кто-то придерживается диеты с высоким содержанием жиров и низким содержанием углеводов или придерживается длительного голодания, в организме не хватает глюкозы в качестве топлива. Таким образом, печень начинает расщеплять жирные кислоты, чтобы получить энергию для питания тела и мозга. Это процесс, известный как кетоз, основная функция и цель кетогенной диеты.

Как ацетон попадает в кровоток

Когда происходит кетоз, высвобождаются водорастворимые молекулы, называемые кетоновыми телами или просто «кетонами».Эти три кетона:

Сначала создается ацетоацетат, затем бета-гидроксибутират и ацетон. Ацетон создается самопроизвольно в результате разложения ацетоацетата и является самым простым и наиболее летучим кетоном. Он проникает в легкие и покидает тело при выдохе.

Безопасность ацетона в организме человека

Поскольку ацетон содержится в естественных условиях (в организме человека) и синтетически (при производстве промышленных товаров и средств личной гигиены), существует немало сомнений в отношении его безопасности.

Помните: в вашем теле есть ацетон из-за расщепления жировых отложений. Это соединение является лишь одним из побочных продуктов достижения кетоза, и его присутствие может быть полезно для отслеживания прогресса и улучшения здоровья тех, кто соблюдает кето-диету.

Кетонов, образующихся при низкоуглеводной диете с высоким содержанием жиров (например, кетогенной диеты), приводит организм к питательному кетозу. Это не то же самое, что пагубное состояние диабетического кетоацидоза (ДКА), которое может возникать у людей с неконтролируемым или неконтролируемым диабетом 1 типа [*].Полное объяснение см. В публикации «Опасен ли кетоз?»

Кетоз — это безопасное метаболическое состояние для людей, соблюдающих здоровую кето-диету из цельных продуктов, и его не следует путать с DKA. Если у вас есть какие-либо затруднения или опасения по поводу того, в каком состоянии вы находитесь, немедленно обратитесь к врачу.

Безопасность ацетона в окружающей среде

Что такое ацетон? Что ж, если он не вырабатывается вашим собственным телом, он считается токсичным веществом. Национальный институт безопасности и гигиены труда классифицирует ацетон как летучие органические соединения.Поэтому при работе с ним важно соблюдать химическую безопасность.

Риск рака

Программа интегрированной системы информации о рисках (IRIS) Агентства по охране окружающей среды предназначена для выявления любых опасностей для здоровья, исходящих от химических веществ, обнаруженных в окружающей среде. Пока что EPA не показало, что ацетон вызывает рак. В одном тесте было показано, что ацетон не вызывает рак кожи у животных [*].

Симптомы воздействия

Воздействие чистого ацетона на здоровье мягкое.Если вы соприкоснетесь с ним, ваши симптомы будут варьироваться в зависимости от вашего уровня воздействия. Небольшие количества вызовут только раздражение кожи и глаз, в то время как повторное воздействие может вызвать дерматит [*].

Меры профилактики включают использование защитных перчаток и одежды и поддержание вентиляции в помещении. Если ацетон попал на вашу кожу или глаза, меры первой помощи включают снятие любой загрязненной одежды и промывание пораженного участка водой [*].

Воздействие на промышленных рабочих

Ацетон опасен тем, что он легко воспламеняется.Он имеет температуру вспышки -20 ° C (-4 ° F) и точку кипения 56,05 ° C (132,89 ° F). Во время производства важно держать его подальше от открытого огня или других источников возгорания, так как он может вызвать возгорание в любом месте, температура которого выше его точки воспламенения [*]. Поскольку это жидкость, из нее может образовываться пар, который направляется к удаленному источнику воспламенения.

Для защиты рабочих, работающих с ацетоном, Управление по охране труда (OSHA) США и Канады установило «пороговые значения» для вещества.По сути, это «предел воздействия» того, сколько работник может контактировать с ним в течение своей жизни без неблагоприятных последствий для здоровья.

Преимущества ацетона при кето-диете

Один из способов, с помощью которого люди, сидящие на кето-диете, могут поддерживать кетоз и получать преимущества от кетоза, — это измерение количества ацетона в дыхании. Как правило, чем выше количество ацетона, тем дальше вы впадаете в состояние кетоза.

Пособие по снижению веса

Есть много причин, по которым кто-то может выбрать кето-диету и ввести свое тело в состояние кетоза.Преимущества кетоза включают (но не ограничиваются ими) [*]:

Значительная потеря веса без голода
Сжигание большего количества жира, так как тело превращается в запасы жира вместо углеводов для получения энергии
Стабилизированный уровень сахара в крови от небольшого потребления углеводов до полного отказа и медленное сжигание жира
Повышение уровня холестерина и триглицеридов
Меньше шансов на воспаление в организме, связанное с прыщами и другими заболеваниями
Регулирование гормонов

Исследования также показали сильную корреляцию между скоростью потери жира и концентрацией ацетона в выдыхаемом воздухе (количество ацетона в выдыхаемом воздухе).

Неврологическая помощь

Одна хорошо известная связь в медицинском сообществе между кетогенной диетой и пользой для здоровья — это способность успокаивать неврологические состояния, такие как эпилепсия.

В исследовании 2003 года на крысах исследователи обнаружили, что ацетон подавляет судороги в четырех типах экспериментальных моделей животных
Помимо преимуществ самой кето-диеты, текущие данные также показывают, что кетоновые тела, включая ацетон, могут представлять их собственные отличительные терапевтические качества у людей с эпилепсией и, возможно, другими неврологическими расстройствами

Учитывая эти преимущества, важность контроля уровня кетонов при соблюдении кето-диеты имеет смысл.К счастью, мониторинг довольно прост.

Как тестировать на ацетон

Существует несколько различных способов измерения кетонов в организме, но чаще всего концентрация ацетона контролируется при дыхании.

Когда кетоны образуются в процессе жирового обмена, они высвобождаются из организма по-разному, то есть их можно измерить в трех разных областях тела.

Как упоминалось выше, ацетон лучше всего обнаруживается на дыхании и часто производит то, что многие называют фруктовым, если не запахом лака для ногтей.Это называется кето-дыханием.

Можно проверить наличие ацетона в выдыхаемом воздухе с помощью кетонового монитора дыхания, такого как измеритель Ketonix, который измеряет, сколько кетонов выдыхается при дыхании. Как правило, показания монитора дыхания от 40 до 80 указывают на пищевой кетоз.

Может показаться, что купить измеритель дыхания дорого, но преимущество в том, что вы можете использовать его вечно. Для сравнения: повторная покупка полосок для анализа мочи или крови может сделать анализ дыхания более экономичным методом.

Обратной стороной измерения уровня кетонов через ацетон в выдыхаемом воздухе является то, что это не всегда самый надежный метод тестирования. Таким образом, вы можете иногда комбинировать его с другими методами тестирования. Тем не менее, это простой и неинвазивный способ контролировать уровень кетонов, особенно при первом переходе на кето-диету.

Ацетон естественным образом содержится в организме и синтетически — на фабриках

Так что же такое ацетон? Это точно сбивает с толку.С одной стороны, он естественным образом находится в организме человека. С другой стороны, он производится на заводах и используется в таких промышленных продуктах, как разбавитель для краски, средство для чистки стекла и жидкость для снятия лака.

Хотя ацетон является важным растворителем, присутствующим во многих бытовых товарах, это не тот ацетон, который вызывает кетоз. Ацетон — один из трех кетонов, содержащихся в вашем организме. Это не вредит вашему здоровью — на самом деле, в организме каждого человека есть ацетон.

Чтобы узнать о двух других кетоновых телах, прочтите об ацетоацетате и бетагидроксибутирате.Кроме того, бета-гидроксибутират — это кетон, который даст вам наибольший успех при попытке войти в кетоз, и его можно найти в базе экзогенных кетонов Perfect Keto. Используйте его, чтобы повысить уровень кетонов, сначала войти в состояние кетоза или вернуться в состояние кетоза после приема одного слишком большого количества углеводов.

Дыхательный ацетон как маркер энергетического баланса: исследовательское исследование на здоровых людях

Восемь здоровых добровольцев (4 мужчины и 4 женщины, средний возраст ± SEM: 26 ± 2 года; вес: 67,3 ± 4,0 кг; индекс массы тела: 22 .5 ± 0,6 кг · м ^-2). Все субъекты имели стабильный вес, не курили и не страдали диабетом в личном или семейном анамнезе. Протокол был одобрен Комитетом по исследованиям на людях кантона Во и зарегистрирован на сайте Clinicals.gov (NCT033

), и участники предоставили информированное письменное согласие.

Участники были изучены в трех разных случаях в рандомизированном открытом перекрестном дизайне. За два дня до каждого теста участники придерживались своей обычной диеты и выполняли минимальную физическую активность.Накануне в 20:00 они получили стандартную еду, покрывающую 30% расчетной потребности в энергии (55% углеводов, 30% липидов и 15% белков).

В день тестирования испытуемые приходили в лабораторию в 07:00 натощак. Субъекты оставались голодными, лежа в постели в течение начального двухчасового периода, и для определения базальных значений были получены три измерения ацетона в выдыхаемом воздухе и BHOB крови. После этого и в течение следующих 6 часов (от T120 до T480) они либо оставались голодными (F), либо получали каждый час жидкую пищу, обеспечивающую 150% их потребности в энергии за 1 час отдыха (1.В 5 раз больше их RMR на 60 мин) либо 70% углеводов (30% сахарозы (Hänseler Swiss Pharma) и 40% мальтодекстрина (Sponser, Швейцария)), 15% липидов и 15% белка (с высоким содержанием углеводов; HC) или 70%. липид, 15% белка и 15% сахарозы (низкоуглеводный; LC). Они оставались в состоянии покоя с T120 до T360, затем ехали на велосипеде с T360 до T480 с мощностью 25 Вт. Образцы дыхания и крови брали каждый час, в то время как газообмен в дыхательных путях контролировали с помощью непрямой калориметрии (Cosmed Quark RMR, Cosmed, Roma, Италия).

Образцы дыхания собирали в подушки безопасности (мешки Cali-5-Bond ^TM, Calibrated Instruments Inc., Garrett Highway, США) после 5-секундного апноэ и после удаления мертвого пространства дыхательных путей ³. Ацетон в выдыхаемом воздухе измеряли в течение 12–24 часов с помощью специально разработанного лазерного спектрометра (VECSEL, Camlin Technologies, Цюрих, Швейцария), как описано ¹⁰. Поскольку базальные значения показали значительные различия между индивидуумами [коэффициент вариации между объектами (CV) = 36%] и внутри индивидуума (между тестовым CV у одного и того же объекта = 32%), концентрация ацетона в выдыхаемом воздухе на уровне T120 использовалась в качестве эталона. по каждому предмету.Неэтерифицированные жирные кислоты в плазме (NEFA), БОГВ и глюкозу измеряли с использованием ферментативных методов (Randox Laboratories, Крамлин, Великобритания), а инсулин в плазме — с помощью радиоиммуноанализа (Millipore Corporation, Биллерика, Массачусетс, США).

Все значения были выражены как среднее ± SEM. Размер выборки был произвольно установлен равным 8. Нормальность и гомоскедастичность распределений проверяли с помощью тестов Шапиро-Уилка и Бартлетта. При необходимости переменные нормализовали с помощью преобразования Бокса-Кокса. Изменения переменных оценивались с помощью однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA).Затем были выполнены множественные сравнения с помощью парных тестов Стьюдента t . Линейные связи между изменениями содержания ацетона в выдыхаемом воздухе и BOHB плазмы были протестированы с использованием корреляции Спирмена. Данные были проанализированы с использованием «R» версии 3.3.1 (www.cran.R-project.org).

Характеристика ацетонемера высокого разрешения для мониторинга кетоза

РЕЗЮМЕ

Предпосылки Кетоновые тела бета-гидроксибутират (BHB) и ацетон являются эндогенными продуктами метаболизма жирных кислот.Хотя уровни кетонов можно контролировать путем измерения либо BHB в крови, либо ацетона в выдыхаемом воздухе, определение точной корреляции между этими двумя методами измерения было сложной задачей. Цель этого исследования — охарактеризовать производительность нового портативного измерителя ацетона в выдыхаемом воздухе (PBAM), разработанного Readout, Inc., для сравнения однократных и многократных ежедневных измерений кетонов, а также для сравнения измерений ацетона в выдыхаемом воздухе (BrAce) и измерения BHB в крови.

Методы Мы провели 14-дневное проспективное наблюдательное когортное исследование с участием 21 субъекта, пытавшегося соблюдать либо низкоуглеводную / кетогенную, либо стандартную диету.Испытуемых просили одновременно измерять BHB и BrAce в крови пять раз в день и сообщать результаты, используя онлайн-систему ввода данных. Мы оценили полезность нескольких ежедневных измерений, вычислив коэффициент вариации (CV) для каждой дневной группы измерений. Мы рассчитали корреляцию между совпадающими измерениями BrAce и BHB в крови с использованием линейного регрессионного анализа методом наименьших квадратов. Мы оценили способность измерения BrAce точно предсказать состояния BHB в крови, используя анализ рабочих характеристик приемника (ROC).Наконец, мы рассчитали дневную экспозицию кетонов (DKE), используя площадь под кривой (AUC) графика зависимости концентрации кетонов от времени, и сравнили DKE BrAce и BHB в крови с использованием линейной обычной регрессии наименьших квадратов.

Результаты BrAce и BHB крови менялись в течение дня в среднем на 44% и 46% соответственно. Измерение BrAce точно предсказало, будет ли BHB в крови больше или меньше следующих пороговых значений: 0,3 мМ (AUC = 0,898), 0,5 мМ (AUC = 0.854), 1,0 мМ (AUC = 0,887) и 1,5 мМ (AUC = 0,935). Совпадающие измерения BrAce и BHB в крови умеренно коррелировали с R ² = 0,57 ( P <0,0001), что аналогично значениям, указанным в литературе. Однако ежедневные экспозиции кетонов или площади под кривой для BrAce и BHB в крови сильно коррелировали с R ² = 0,83 ( P <0,0001).

Выводы Результаты подтвердили производительность PBAM.Корреляция BrAce / BHB была аналогична литературным значениям, где BrAce измеряли с помощью высокоточных лабораторных инструментов. Кроме того, измерения BrAce с использованием PBAM можно использовать для прогнозирования состояний BHB в крови. Относительно высокая суточная изменчивость уровней кетонов указывает на то, что отдельных измерений кетонов в крови или выдыхаемом воздухе часто недостаточно для оценки ежедневного воздействия кетонов на большинство пользователей. Наконец, хотя единичные совпадающие измерения кетонов в крови и дыхании показывают только умеренную корреляцию, возможно, из-за временной задержки между BrAce и BHB в крови, суточные воздействия кетонов для крови и дыхания сильно коррелированы.

ВВЕДЕНИЕ

Кетоновые тела («кетоны») являются эндогенными продуктами метаболизма жирных кислот в печени. У людей кетоны повышаются с низких базальных уровней во время состояний длительного голодания или ограничения углеводов, когда низкие уровни инсулина и повышенные концентрации свободных жирных кислот (FFA) приводят к усилению регуляции кетогенеза. Кетоны вместе с СЖК попадают в кровь и попадают в клетки, выступая в качестве альтернативных энергетических субстратов для глюкозы. Хотя все непеченочные клетки могут метаболизировать кетоны, они особенно используются сердцем и мозгом.Кетоны также обладают сигнальными свойствами, включая ингибирование путей воспаления (Youm et al., 2015) и окислительного стресса (Shimazu et al., 2013).

Состояние, в котором организм получает большую часть своей энергии за счет метаболизма кетонов и свободных жирных кислот, называется кетозом. Кетоз питания и натощак, при котором уровни кетонов повышены, но умеренно, физиологически отличается от диабетического кетоацидоза (ДКА), острого патологического состояния, характеризующегося безудержным кетогенезом и метаболическим ацидозом.Хотя ДКА представляет собой риск для инсулинозависимого диабетика, нет никакого риска, связанного с пищевым кетозом и кетозом натощак.

На протяжении десятилетий клиницисты и исследователи сознательно вызывали состояние кетоза для лечения различных патологических состояний. В 1920-е годы впервые в клинических условиях кетогенная диета использовалась для лечения тяжелой эпилепсии (Paoli et al., 2013). Совсем недавно пищевой кетоз стал использоваться в качестве успешного метода лечения диабета 2 типа (McKenzie et al., 2017; Hallberg et al., 2018), метаболический синдром (Hyde et al., 2019) и ожирение (Brehm et al., 2003; Shai et al., 2008). Появляются доказательства того, что кетогенная диета может быть эффективной в качестве первичной или дополнительной терапии синдрома поликистозных яичников (Alwahab et al., 2018), рака (Hopkins et al., 2018), мигреней (Di Lorenzo et al., 2019). ) и другие неврологические заболевания (Taylor et al., 2019). Хотя механизмы, лежащие в основе этих преимуществ, недостаточно изучены, исследователи начали изучать гипотезы (Elamin et al., 2017).

Во всех этих клинических применениях регулярный мониторинг уровней кетонов помогает оценить соблюдение пациентом предписанных диетических протоколов. Кроме того, при фиксированном диетическом протоколе различия в основной скорости метаболизма, запасах гликогена в печени и других факторах приводят к различиям в скорости производства кетонов у разных людей (Mitchell et al., 1995). Таким образом, мониторинг уровня кетонов помогает людям и лицам, ухаживающим за ними, понять личную склонность к выработке кетонов, особенно в ответ на изменения в питании и образе жизни.

Существует три основных метода измерения кетонов, каждый из которых чувствителен к одному из трех основных кетоновых тел: ацетоацетат (AcAc), бета-гидроксибутират (BHB) и ацетон. Рисунок 1 суммирует производство, метаболизм и экскрецию трех кетоновых тел и их взаимосвязь. В периоды ограничения углеводов ацетил-КоА, полученный из свободных жирных кислот в печени, направляется на производство AcAc. Часть AcAc превращается в BHB, при этом конкретное соотношение определяется окислительно-восстановительным потенциалом (т.е.е. NADH / NAD ⁺) митохондрий печени и доступный запас катализирующего фермента D-бета-гидроксибутиратдегидрогеназы (3-HBDH) (Laffel, 1999).

Рисунок 1.

Сводная информация о производстве, метаболизме и экскреции кетоновых тел.

AcAc и BHB попадают в кровоток, где они могут перемещаться к периферическим клеткам и служить метаболическими субстратами. Попав внутрь митохондрий периферических клеток, AcAc и BHB могут взаимно преобразовываться под действием 3-HBDH. Затем внутриклеточный AcAc может быть преобразован в ацетил-КоА и использован для метаболизма.Избыток AcAc выводится с мочой, где его можно измерить с помощью тест-полосок для определения мочи с помощью нитропруссидной реакции. BHB измеряется в крови с помощью системы уколов из пальца и тест-полосок. Циркулирующий AcAc самопроизвольно разлагается декарбоксилированием до ацетона. Из-за своего небольшого размера и летучести ацетон свободно диффундирует в дыхательные пути и выдыхается при вдохе. Поскольку ацетон является прямым производным AcAc, точное определение концентрации ацетона в выдыхаемом воздухе (BrAce) обеспечивает надежную индикацию глубины кетоза (Musa-Veloso et al., 2002).

Исследования показали, что BrAce повышается во время состояний ограничения углеводов, калорийности и голодания у пациентов с диабетом и ожирением (Freund, 1965; Tassopoulos et al., 1969). Поскольку BrAce повышается каждый раз, когда жирные кислоты метаболизируются для удовлетворения энергетических потребностей, в нескольких исследованиях была обнаружена сильная корреляция между конкретной концентрацией BrAce и скоростью потери жира в организме (Kundu, 1990; Kundu et al., 1993; Landini et al., 2007). В других исследованиях одновременно измерялись как BrAce, так и BHB в крови, и были обнаружены коэффициенты корреляции ( R ²) в диапазоне от 0.54−0,94 со средневзвешенным значением R ² = 0,64 (n = 506) (Anderson, 2015; Musa-Veloso et al., 2006; Tassopoulos et al., 1969; Rooth and Carlström, 1970; Musa- Veloso et al., 2002; Prabhakar et al., 2014; Qiao et al., 2014; Güntner et al., 2018). В большинстве этих исследований BrAce измеряли с использованием лабораторных методов, включая газовую хроматографию (GC-MS / FID) и масс-спектрометрию с проточной трубкой с отобранными ионами (SIFT-MS). Хотя эти диагностические инструменты очень чувствительны и избирательны, их размер, стоимость и требования к обучению не позволяют использовать их в качестве устройств личного мониторинга.

Альтернативное решение для портативного мониторинга BrAce основано на хеморезистивных металлооксидных полупроводниковых (MOS) датчиках. Хорошо спроектированная система датчиков MOS может обеспечить высокоточный мониторинг BrAce в портативном устройстве. Благодаря портативности и неинвазивной природе такого устройства становится возможным простой и удобный высокочастотный мониторинг кетонов. Однако до сих пор точность портативных мониторов BrAce была ограничена из-за чрезмерно упрощенной конструкции устройства и отсутствия подходящего метода взятия проб дыхания.

Компания Readout Health разработала портативный ацетонемер с высоким разрешением (PBAM) для мониторинга кетоза (рис. 2a). PBAM содержит датчик MOS, который обладает высокой избирательностью по отношению к ацетону по сравнению с наиболее распространенными аналитами, мешающими дыханию (например, водородом, спиртами). Кроме того, PBAM основан на модифицированном маневре жизненной емкости легких с использованием датчика давления и насоса для выборочного отбора проб только последней части выдоха (то есть альвеолярного газа), где концентрация ацетона самая высокая и наиболее воспроизводимая.Наконец, датчик PBAM размещен внутри герметичной проточной ячейки, что устраняет мешающий эффект смешивания окружающего воздуха с пробой выдыхаемого воздуха во время измерения.

Рисунок 2.

(a) PBAM, разработанный Readout Health (b) Характеристики трех откалиброванных PBAM по лабораторному стандарту газа. Показания PBAM и газового стандарта были линейно коррелированы с R ² 0,986. Оранжевая линия указывает медианное значение, а края прямоугольника представляют 25-й квартиль ( Q ₁) и 75-й квартиль ( Q ₃) для каждой концентрации газа.Ширина прямоугольника представляет собой межквартильный диапазон (IQR = Q ₃ — Q ₁). Верхние и нижние усы представляют последнюю точку отсчета меньше Q ₃ + 1,5 * IQR и первые данные больше Q ₁ — 1,5 * IQR соответственно. Наконец, белые кружки представляют данные за пределами Q ₃ + 1,5 * IQR и Q ₁ — 1.5 * IQR.

PBAM сообщает результаты BrAce в единицах, называемых ACE, которые предназначены для перевода частей на миллион (ppm) BrAce в эквивалент BHB в крови. Поскольку BHB и BrAce в крови ферментативно и неферментативно превращаются из AcAc, а BrAce дополнительно зависит от распределения газов в крови, соотношение между BrAce и BHB является нелинейным. На основании литературы и наших собственных данных (Musa-Veloso et al., 2002) взаимосвязь может быть описана функцией вида: где x — BrAce в ppm, а A, B и C — коэффициенты для конкретного устройства.

Каждый PBAM индивидуально калибруется с использованием лабораторного газового стандарта ацетона при трех различных концентрациях. После калибровки каждый PBAM второй раз подвергается воздействию лабораторных стандартов ацетона и проверяется на точность. На рисунке 2b показаны характеристики трех калиброванных PBAM при многократном воздействии лабораторных стандартов ацетона. Результаты демонстрируют высокую точность и повторяемость после индивидуальной калибровки.

Цель этого клинического исследования — охарактеризовать PBAM и сравнить измерения BrAce из PBAM с BHB в крови.Кроме того, мы исследуем полезность одного ежедневного измерения кетонов по сравнению с несколькими ежедневными измерениями. Наконец, мы представляем концепцию ежедневного воздействия кетонов (DKE) и сравниваем DKE для BrAce и BHB в крови.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Дизайн и субъекты

Мы провели 14-дневное проспективное наблюдательное когортное исследование с участием 21 субъекта, пытающегося следовать низкоуглеводной / кетогенной или стандартной диете. В обе когорты исследования входили как мужчины, так и женщины старше 18 лет из всех этнических групп.Субъекты были отобраны на основе диеты, которой они придерживались до исследования. Поэтому никого не просили внести изменения в рацион. Испытуемые набирались с помощью печатной рекламы и из уст в уста и оценивались по электронной почте или телефону. Срок набора составлял 6 недель.

Исключались кандидаты с диабетом 1 типа, инсулинозависимым диабетом 2 типа или диабетическим кетоацидозом (DKA) в анамнезе, а также те, кто принимал варфарин (антикоагулянты), ингибиторы натрий-глюкозного котранспортера-2 (SGLT2) и дисульфирам.У одного пациента был диабет 2 типа, но он не был инсулинозависимым.

Испытуемых просили контролировать уровень кетонов в крови и дыхании пять раз в день. Целью двух когорт было получение самого широкого диапазона значений кетонов во всей группе. В дополнение к пациентам со стандартной диетой (с высоким содержанием углеводов) несколько субъектов в группе кетогенной / низкоуглеводной диеты не смогли достичь повышенных уровней кетонов и, таким образом, служили дополнительными источниками данных о низком кетоне. В таблице 1 описывается распределение участников исследования по полу и возрасту, а на рисунке 3 показана схема исследования.

Таблица 1.

Описательные данные 21 субъекта в группах кетогенной / низкоуглеводной и стандартной диеты.

Рисунок 3.

Блок-схема участников на каждом этапе исследования.

Процедура

Всем субъектам предоставили устройство PBAM (BIOSENSE, Readout, Inc.) и измеритель кетонов крови (Precision Xtra, Abbott Laboratories, Inc.) с тест-полосками и расходными материалами. BIOSENSE является зарегистрированным FDA медицинским устройством класса I. Precision Xtra — это коммерчески доступное устройство, одобренное FDA, а ланцеты и спиртовые тампоны — это коммерчески доступные медицинские принадлежности.Во время первого визита были предоставлены устные и письменные инструкции по изучению и личное обучение использованию обоих устройств. Субъекты были проинструктированы измерять свои кетоны пять раз в день каждый день в течение двух недель в следующее время:

Первым делом утром (5 — 9 утра)
Непосредственно перед обедом (11:00 — 12:00)
Примерно через 2 часа после обеда (14 — 16)
Вечером перед ужином (17 — 19)
Вечером после ужина (20 — 22)

В любое время по расписанию, Субъекты были проинструктированы делать параллельные измерения дыхания и кетонов в крови.Дополнительные измерения кетонов в выдыхаемом воздухе в другие моменты времени в течение дня были разрешены по усмотрению испытуемого. Субъектам была предоставлена онлайн-форма для ручного ввода значений кетонов в крови и дыхании после каждого сеанса измерения. Поскольку испытуемым было разрешено выбрать дату начала в пределах двухнедельного окна, продолжительность периода сбора данных составила 4 недели.

Субъекты были отобраны в соответствии с диетой, которой они следовали до периода исследования, и, следовательно, им не были предоставлены официальные диетические рекомендации.Субъектов в группе кетогенной диеты поощряли поддерживать уровни кетонов на уровне или выше 0,5 миллимолярного (мМ) BHB в крови, в то время как субъектов в стандартной смешанной когорте проинструктировали не корректировать свою диету на основе их показаний кетонов. Эта инструкция была направлена на предотвращение изменения поведения из-за того, что некетогенные субъекты стали мотивированы повышать уровень своих кетонов.

Этика

Это исследование было одобрено Western Institutional Review Board (номер исследования: 1265848) и зарегистрировано в клинических исследованиях.gov (NCT04130724).

Были включены только субъекты, способные дать информированное согласие. Цели исследования, все экспериментальные процедуры, все требования к участию, а также любые возможные неудобства, риски и преимущества участия были четко объяснены в письменной и устной форме каждому испытуемому. После того как были даны ответы на все вопросы и субъекты были проинформированы в устной и письменной форме о том, что они могут отказаться от участия в исследовании в любое время без предвзятости или предвзятости, было получено письменное информированное согласие.

Статистический анализ

Единичное ежедневное измерение кетонов сравнивалось с несколькими ежедневными измерениями путем вычисления коэффициента вариации (CV) для каждой дневной группы измерений для каждого субъекта. Величина CV представляет собой величину вариабельности уровней кетонов в течение одного дня и, в более широком смысле, полезность использования одного ежедневного измерения кетонов для характеристики уровней кетоза.

Связь между BrAce и BHB в крови оценивалась несколькими методами.Во-первых, был проведен линейный регрессионный анализ методом обычных наименьших квадратов для определения точечной корреляции между BrAce и BHB в крови. Односторонняя t-статистика использовалась для проверки нулевой гипотезы о том, что наклон линии регрессии равен нулю. Граница значимости p-значения составляла 0,05. Во-вторых, был проведен анализ рабочих характеристик приемника (ROC), чтобы определить способность BrAce предсказывать членство в группах, определяемых стандартными порогами BHB в крови. Примерными точками отсечения были значения BHB в крови, равные 0.3 мМ (слегка повышенный уровень кетонов), 0,5 мМ (начало пищевого кетоза), 1,0 и 1,5 мМ (более высокие уровни пищевого кетоза). Чувствительность и специфичность теста BrAce рассчитывались для каждого порогового значения BHB в крови. В-третьих, ежедневная экспозиция кетонов, представленная площадью под кривой (AUC) на графике зависимости концентрации кетонов от времени, была рассчитана для крови и дыхания, и взаимосвязь была охарактеризована с помощью линейной обычной регрессии наименьших квадратов. Для расчетов, включающих совокупные суточные показатели, такие как коэффициент вариации (CV) или суточное воздействие кетонов, учитывались только дни с 4 или 5 измерениями.Статистический анализ проводился с использованием стандартных библиотек Python (например, NumPy, Pandas).

РЕЗУЛЬТАТЫ

Субъекты соблюдали протокол измерений со скоростью 100%, 93% и 63% для 3, 4 и 5 измерений в день, соответственно. Данные от 2 из 21 субъекта были отклонены из-за неисправности устройства PBAM и неправильного использования устройства. Результаты, представленные в этом разделе, представляют собой данные по оставшимся 19 субъектам.

Чтобы оценить суточную изменчивость концентрации кетонов на уровне группы, были рассчитаны коэффициенты вариации (CV) путем деления стандартного отклонения на среднее значение для каждого субъекта-дня.На рисунке 4 показаны функции распределения вероятностей (PDF) для суточных CV BrAce и BHB в крови. В среднем BrAce и BHB в крови колеблются на 43,8% и 45,9% соответственно. Другими словами, в любой день единичное измерение отличается от средневзвешенного по времени почти на 50%. Эта относительно большая вариабельность демонстрирует полезность проведения нескольких измерений кетонов в день с использованием либо BrAce, либо BHB в крови, чтобы получить полную картину ежедневной динамики кетонов.

Рисунок 4.

Коэффициенты вариации (CV) для каждой группы ежедневных измерений по всем предметным дням (n = 248). Среднее значение CV ( µ ) составляло 43,8% и 45,9% для BrAce и BHB в крови, соответственно. Подобные распределения также подразумевают, что измерения BrAce из PBAM точно отражают изменчивость BHB в крови.

Для определения корреляции между парами совпадающих измерений BrAce и BHB в крови использовалась линейная регрессия. На рисунке 5 показана корреляция между совпадающими измерениями BrAce и BHB в крови (n = 1214).Сила этой корреляции умеренная ( R ² = 0,57) и аналогична значениям, указанным в литературе. Распределение данных в виде сетки на рисунке 5 вызвано конечным размером шага измерения двух кетонометров (1 ACE для PBAM и 0,1 мМ для кетонометра в крови). В результате на Рисунке 5 имеется много перекрывающихся точек данных, особенно при низких уровнях кетонов.

Рис. 5.

Корреляция совпадающих измерений BrAce и BHB в крови (n = 1214). Серые и черные точки представляют собой отдельные и несколько перекрывающихся точек данных соответственно.BrAce и BHB в крови линейно коррелируют с R ² = 0,57 (P <0,0001). Этот коэффициент корреляции аналогичен значениям, опубликованным в литературе, средневзвешенное значение которых составляет 0,64.

Затем был проведен анализ рабочих характеристик приемника (ROC) для определения диагностической способности PBAM по сравнению с BHB крови, который считался золотым стандартом. Для заданного порогового значения BHB T измерение BrAce было оценено для правильного или неправильного прогнозирования принадлежности к классам BHB T и BHB > T .Правильный прогноз привел к истинно положительному результату (TP), в то время как неправильный прогноз привел к ложноположительному результату (FP). Выполнение этого анализа для различных уровней BrAce сгенерировало семейство упорядоченных пар (FP, TP), которые сформировали кривую ROC (рисунок 6).

Рисунок 6.

Кривые рабочих характеристик приемника (ROC), характеризующие классификационные характеристики измерения PBAM BrAce с использованием BHB в крови в качестве стандарта. Расчеты AUC показывают, что измерение PBAM является отличным классификатором (AUC ≥ 0.90) состояний BHB с порогами 0,3 мМ и 1,5 мМ и хорошим классификатором (AUC ≥ 0,80) для порогов 0,5 и 1,0 мМ.

Идеальные классификаторы имеют высокие показатели TP и низкие показатели FP, которые представляют данные в верхнем левом квадранте рисунка 6. Качество классификатора обычно количественно оценивается с использованием площади под кривой (AUC), где AUC, равные 1 и 0,5, представляют идеальный и случайный классификатор соответственно. AUC на рисунке 6 находится в диапазоне 0,85–0,94, что демонстрирует, что измерение PBAM является либо хорошим, либо отличным классификатором состояний BHB в крови в зависимости от конкретного порогового значения BHB.

Наконец, была рассчитана и сравнена суточная экспозиция кетонов (DKE) для BrAce и BHB в крови. Концепция DKE заимствована из фармакологии, где общее воздействие лекарственного средства определяется как площадь под кривой (AUC) на графике зависимости концентрации от времени (Saha, 2018). Аналогичным образом, DKE рассчитывается из AUC на графике зависимости концентрации кетона от времени. В то время как единичное измерение кетонов представляет собой мгновенную концентрацию кетонов в организме, DKE представляет совокупное воздействие кетонов на человека в течение одного дня.

На рис. 7 показана корреляция между DKE для BrAce и BHB в крови (n = 248). DKE в дыхании и крови сильно коррелировали с R ² = 0,83, что означает, что измерения PBAM и BHB крови дают аналогичные показания общего воздействия кетонов, если несколько измерений проводятся каждый день.

Рис. 7.

Корреляция между суточным воздействием кетонов (DKE), измеренным с помощью BrAce и BHB в крови. Каждая точка данных представляет один субъект-день во время испытания. Серые и черные точки представляют собой отдельные и несколько перекрывающихся точек данных соответственно.DKE крови и дыхания сильно коррелировали

ОБСУЖДЕНИЕ

Относительно большая вариабельность суточных уровней кетонов (рис. 4) могла быть вызвана множеством факторов. Во-первых, на уровни кетонов сильно влияет состав пищевых макроэлементов, при этом более низкое соотношение углеводов к жирам имеет тенденцию вызывать увеличение как BrAce, так и BHB в крови. Кроме того, уровни кетонов повышаются во время периодов ограничения калорийности (Kundu et al., 1993) или голодания (Freund, 1965). Напротив, было показано, что для субъектов, соблюдающих диету с ограничением калорий, перекус с высоким содержанием углеводов вызывает резкое падение BrAce через 1-3 часа после употребления закуски (Kundu, 1990).Хотя наше исследование не включало диетическое отслеживание, вполне вероятно, что суточная изменчивость кетонов была частично вызвана конкретным содержанием макроэлементов в каждом отдельном приеме пищи.

Во-вторых, интенсивные или продолжительные упражнения могут вызвать повышение уровня кетонов в часы после тренировки (Yamai et al., 2009). Быстрое истощение мышечного гликогена во время упражнений и связанная с этим активация кетогенеза для удовлетворения текущих энергетических потребностей может привести к двукратному увеличению уровня кетонов в течение нескольких часов (King et al., 2009). Несколько субъектов в кетогенной / низкоуглеводной группе нашего исследования были спортсменами на выносливость на длинные дистанции, которые сообщили об этой закономерности при сравнении своих упражнений и кетоновых журналов. В большинстве случаев одноразовое ежедневное измерение кетонов не могло зафиксировать это поведение.

Наконец, гормоны играют роль в регулировании выработки кетонов, особенно инсулина, глюкагона и кортизола, которые влияют на высвобождение FFA из жировой ткани (Alberti et al., 1978). Как ни странно, участники испытаний часто наблюдали падение уровня BrAce после пробуждения, что может быть связано с повышенным уровнем кортизола по утрам и сопутствующим повышением уровня глюкозы в крови.

По пунктам корреляция между BrAce и BHB в крови умеренная ( R ² 0,6) как в этом исследовании, так и в ранее опубликованных исследованиях. Этот результат служит для подтверждения эффективности измерения PBAM, поскольку он дает результаты корреляции BrAce / BHB, которые сопоставимы с инструментами на основе лабораторного масс-спектрометра, используемыми в литературе. Кроме того, ROC-анализ показывает, что измерения BrAce из PBAM можно использовать для прогнозирования того, находится ли BHB в крови выше или ниже определенного порога (рис. 6).Показатели PBAM как классификатора BHB в крови являются хорошими или отличными в зависимости от порогового значения BHB.

Есть несколько факторов, которые могут повлиять на сравнение BrAce и BHB в крови, как в точной корреляции, так и в ROC-анализе. Во-первых, золотой стандарт измерения BHB в крови — это лабораторный анализ плазмы, а не анализ в месте оказания медицинской помощи. Фактически, недавнее исследование показало, что измерения кетонов с помощью глюкометров POC часто отличаются от лабораторных тестов BHB плазмы на 0.2 мМ (Norgren et al., 2020). Это же исследование также продемонстрировало, что результаты глюкометра POC зависели от того, был ли образец взят из капиллярной или венозной крови, при этом результаты венозной крови более точно соответствуют лабораторным тестам плазмы. Эти факторы могли повлиять на результаты нашего исследования, в котором для частых измерений использовался измеритель капиллярной крови POC.

Второй фактор, влияющий на сравнение BrAce / BHB, — это косвенная физиологическая связь между BrAce и BHB в крови.BrAce не является прямым доверенным лицом BHB. Скорее, поскольку BrAce продуцируется непосредственно из AcAc посредством спонтанного (т.е. нерегулируемого) декарбоксилирования, корреляция между BrAce и AcAc выше, чем у BrAce и BHB (Musa-Veloso et al., 2002; Rooth and Carlström, 1970). AcAc и BHB, с другой стороны, связаны посредством ферментативно контролируемой и обратимой окислительно-восстановительной реакции с их относительным соотношением, определяемым окислительно-восстановительным потенциалом митохондрий (то есть NADH / NAD ⁺). Поскольку на окислительно-восстановительное состояние митохондрий влияет потребность организма в энергии, то же самое происходит и на мгновенное соотношение AcAc к BHB и, соответственно, BrAce к BHB.Кроме того, есть свидетельства того, что соотношение AcAc / BHB зависит от общей глубины кетоза (Laffel, 1999). Следовательно, не всегда существует однозначная предсказуемая взаимосвязь между изменениями BrAce и изменениями BHB.

Непрямая физиологическая взаимосвязь между BrAce и BHB в крови также дает начало интересной временной динамике, которая, в свою очередь, влияет на корреляционный и ROC-анализ. Хотя BrAce и BHB в крови обычно менялись с одинаковой скоростью, экстремумы концентрации часто смещались во времени.На Фигуре 8 показаны примерные следы кетонов от двух разных испытуемых дней, которые демонстрируют пиковые концентрации BHB в крови, происходящие приблизительно за 4 часа до пиковых концентраций BrAce. Такое поведение было очевидным у 73% испытуемых с временным сдвигом от 1 до 5 часов. Остальные испытуемые показали в основном совпадающие изменения в BrAce и BHB. Это временное смещение вызывает уменьшение коэффициента корреляции по точкам и предсказательной способности классификатора PBAM.Хотя анализ со сдвигом во времени возможен, вариативность запаздывания требует, чтобы характерный сдвиг во времени был рассчитан для каждого предметного дня. Поскольку каждый предметный день содержит небольшое количество точек данных (4-5), точность и практическая полезность такого анализа ограничены.

Рисунок 8.

Примеры временного лага между BHB и BrAce в крови. Оба примера демонстрируют лаг примерно в 4 часа между пиковыми концентрациями BHB и BrAce в крови. Эта временная задержка эффективно снижает коэффициент двухточечной корреляции.

Физиологические и биохимические причины этого временного лага между BrAce и BHB в крови до конца не изучены. Однако процессы, изображенные на рисунке 1, могут помочь в гипотезе. Если AcAc превратится в BHB до того, как у него появится шанс разложиться в ацетон, BHB повысится до BrAce. По мере продолжения производства AcAc либо окислительно-восстановительный потенциал, и / или запас конвертирующего фермента могут упасть, что ограничит дополнительное преобразование AcAc в BHB. Затем концентрация AcAc возрастет, и часть его разложится на ацетон и вызовет увеличение BrAce.В этом случае разница во времени между BHB и BrAce может указывать на доступность конвертирующего фермента или окислительно-восстановительный потенциал митохондрий.

По пунктам сравнения крови и дыхания сильно влияет динамика взаимного превращения кетонов, описанная выше. Напротив, суточное воздействие кетонов (DKE) — это совокупный суточный показатель, который менее чувствителен к таким временным сдвигам. Высокая корреляция, показанная на рисунке 7, предполагает, что, хотя мгновенные изменения BrAce и BHB не всегда могут происходить одновременно, совокупное ежедневное воздействие ацетона можно использовать для прогнозирования ежедневного воздействия BHB и наоборот.Обратите внимание, что хотя сравнение DKE улучшает подавление корреляции из-за временных эффектов, переменное соотношение AcAc / BHB и ограничения анализа крови POC гарантируют, что корреляция DKE R ² будет меньше 1.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Эти результаты демонстрируют, что PBAM можно использовать для точного и неинвазивного определения уровней кетоза у людей. Относительно высокая вариабельность как BHB, так и BrAce предполагает, что однократных ежедневных измерений часто недостаточно, чтобы полностью охарактеризовать суточное воздействие кетонов.Корреляция однократного измерения времени между BHB и BrAce в крови умеренная и близка к литературным значениям. Кроме того, PBAM можно использовать в качестве диагностического инструмента для точной классификации состояний BHB в крови. PBAM также можно использовать в качестве инструмента для исследования временной динамики, которая управляет изменениями BrAce и BHB в крови. Эту динамику можно понять, рассматривая временные масштабы процессов взаимопревращения, которые происходят между тремя кетоновыми телами. Наконец, ежедневное воздействие BrAce и BHB в крови сильно коррелировано, что указывает на то, что кумулятивная доза кетона, измеренная ацетоном или BHB, аналогична.