Молекула ожирения: столичные ученые научились по дыханию диагностировать болезни, связанные с лишним весом

Специалисты Сеченовского университета работают над созданием уникальной методики, аналогов которой, к слову, в мире нет: по выдыхаемым газам они научились определять метаболические нарушения в организме человека при ожирении. Эта разработка в перспективе позволит проводить диагностику опасных заболеваний еще на начальных стадиях.

Идея разработки родилась из медицинской практики. Известно, что ожирение — это серьезная проблема. По данным Минздрава России, от ожирения сегодня страдают около 36–40 миллионов россиян (примерно 19–26 процентов взрослых). Избыточный вес разной степени наблюдается более чем у 60 процентов населения страны. Проблема затрагивает все возрастные группы, включая детей, и несет серьезные риски для здоровья. Но при этом примерно каждый третий человек с лишним весом чувствует себя хорошо: у него нормальные анализы крови и давление.

По словам Аиды Гаджиахмедовой, аспирантки Института персонализированной кардиологии Сеченовского университета, врачи называют таких людей «метаболически здоровыми». Однако это состояние обманчиво. Оно похоже на затишье перед бурей — в любой момент организм может дать сбой. Тогда появляется сахарный диабет, болезни сердца и сосудов. Важно заметить эти изменения как можно раньше, еще до появления выраженных симптомов.

Сегодня, чтобы «поймать» этот момент, нужно обратиться к целому ряду специалистов, сдавать анализы крови, делать глюкозотолерантный тест (это когда вы пьете сладкий раствор глюкозы, и после этого несколько раз берут кровь из вены). Это долго, неприятно и больно.

— Мы поставили перед собой задачу разработать способ, который позволит оценить скрытые риски быстрее и проще, — рассказывает Аида Гаджиахмедова. — Мы задумались: а что, если выдох человека, точнее, его состав, может быть таким же информативным, как и анализ крови, взятый из вены или из пальца?

Догадка оказалась верной. Но как же работает этот метод? Когда мы едим, наши клетки сжигают топливо (жиры, белки, углеводы) и выделяют в кровь газообразные «отходы» — летучие соединения. Эти вещества попадают в легкие, и мы их выдыхаем. Это уникальный «паспорт» нашего обмена веществ.

— Мы просим пациента просто подышать в специальную трубочку (мундштук) всего одну минуту — спокойно, как он обычно дышит. Этот воздух попадает в прибор — масс-спектрометр, — продолжает объяснять Аида Гаджиахмедова. — А дальше в дело вступает искусственный интеллект. Мы загружаем этот «коктейль» из сотен веществ в компьютер. Специальные алгоритмы, как опытные сыщики, ищут в этом облаке данных устойчивые закономерности — те самые паттерны, которые отличают здоровое ожирение от нездорового, опасного. При этом ученые смотрят не только на выдох, но и на параметры тела (мышцы, жир, воду), чтобы картина была максимально полной.

Работа началась в сентябре 2024 года. За это время исследователи получили первые результаты и зарегистрировали базы данных, содержащие результаты проведенных измерений, сделали первичный анализ данных, подготовили научную статью и подали заявку на регистрацию компьютерной программы, которая учится распознавать риски. Сейчас продолжается набор добровольцев. Чем больше и разнообразнее будет база данных, тем надежнее программа сможет находить закономерности.

Возникает вопрос: когда же разработка поступит в обычные поликлиники? Дело в том, что масс-спектрометр, который используется для этой работы, — это огромный и дорогой аппарат, он есть только в крупных научных центрах. Его можно сравнить с мощным профессиональным микроскопом: он позволяет увидеть очень много разных молекул, но для обычной поликлиники он слишком сложен и дорог. Поэтому главная цель разработчиков — понять, на какие именно молекулы обращать внимание.

Для этого ученым предстоит найти от пяти до десяти самых важных маркерных молекул, которые точно указывают на нездоровое ожирение. Когда их найдут и докажут эффективность, инженеры смогут создать портативный, размером со смартфон, доступный по цене дыхательный анализатор. Разработчики уверены: это время не за горами. Такие приборы для массового применения в поликлиниках и на дому появятся, по их оценкам, в ближайшие три года.

В мире анализ дыхания уже пробуют использовать. Ученые из других стран применяют эту технологию для диагностики сердечной недостаточности, болезней легких и даже рака. Кто-то изучал отдельные маркеры ожирения, к примеру, ацетон в дыхании, запах которого чувствуется при серьезных заболеваниях — например, при диабете.

— До нас никто в мире не ставил задачу комплексно отличить «хорошее» ожирение от «плохого» именно по дыханию, — подчеркивает Аида. — Таких системных и масштабных исследований нет ни в нашей стране, ни за рубежом, мы здесь первопроходцы.

По мнению разработчиков, эта методика имеет огромные перспективы.

Во-первых, это будет революция в профилактике самых распространенных заболеваний. Человек сможет подышать в трубочку на приеме у терапевта и за одну минуту узнать, переходит ли его состояние в опасную фазу. Врач сможет вовремя дать рекомендации по питанию и образу жизни, не дожидаясь, пока начнут страдать сосуды и сердце.

Во-вторых, это толчок для всей медицинской техники в России. Когда удастся дать инженерам точные «рецепты» нужных молекул, они смогут сделать диагностику доступной для самых отдаленных поликлиник. В идеале — даже для домашнего использования, как сейчас тонометры.

Так дорогостоящая наука сможет стать повседневным инструментом спасения здоровья.

КСТАТИ

Специалисты Медико-генетического научного центра имени академика Н. П. Бочкова обнаружили один новый генетический вариант гена BBS7, приводящий к развитию синдрома Барде — Бидля, связанного с ожирением. Нарушение в этом гене приводит к тому, что у человека отсутствует чувство насыщения.

ЦИФРА

27 процентов детей и подростков в возрасте от 2 лет до 18 лет имеют избыточный вес, страдают ожирением.