Имитационное моделирование взаимосвязи компонентов метаболического синдрома

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В исследовании анализировалась система метаболических нарушений, включенных в группу метаболического синдрома: уровень глюкозы в крови натощак и после углеводной нагрузки, концентрация общего холестерина (ОХС) в крови, индекс массы тела (ИМТ) пациента.

Цель – изучить взаимосвязь между системами и компонентами метаболического синдрома методом имитационного моделирования для воспроизведения системы на основе результатов анализа наиболее значимых взаимосвязей между ее элементами.

Материал и методы. Были использованы результаты обследования пациентов, у которых регистрировались сахарный диабет 2-го типа (n = 70), артериальная гипертензия 1–2-й стадии (n = 70), сахарный диабет 2-го типа с сопутствующей артериальной гипертензией 1–2-й стадии (n = 50). Для сравнительной оценки была обследована группа из 30 здоровых лиц в возрасте до 40 лет. Измерялось артериальное давление (АД) на обеих руках натощак и после углеводной нагрузки, рассчитывался индивидуальный индекс массы тела (кг/м2). С помощью биохимического анализатора VitaLine-150 (Россия) был выполнен биохимический анализ крови для определения концентрации глюкозы и ОХС (точность ±0,05 ммоль/л). Результаты обработки данных методами имитационного моделирования представлены с использованием компьютерной программы STATISTICA-13.

Результаты. Выполнен корреляционный анализ взаимосвязи показателей АД с концентрацией глюкозы и ОХС в крови. Установлены оптимальные критерии согласия с высокими линейными коэффициентами корреляции АД с глюкозой (r = 0,842) и ОХС (r = 9,96) в крови. Построены модели зависимости уровня глюкозы и ОХС от АД и ИМТ.

Заключение. Функциональные аналитические модели в виде систем уравнений применены в процессе создания инновационного неинвазивного анализатора для определения уровня гликемии и ОХС в крови. Относительная погрешность расчетных значений по сравнению с лабораторными показателями составляет ±10%, что подтверждают патенты РФ на изобретения. Имитационное моделирование позволяет изучить взаимодействие составляющих метаболического синдрома, способствуя внедрению технологий цифрового моделирования реальных устройств и систем.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Хусейн Абукаевич Курданов

Центр медико-экологических исследований ФГБУН «Государственный научный центр Российской Федерации – Институт медико-биологических проблем Российской академии наук»

Email: kurdanov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9240-0292
SPIN-код: 1414-4661

д. м. н., профессор, директор, заслуженный деятель науки РФ

Россия, г. Нальчик

Алина Джагафаровна Эльбаева

ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова»

Автор, ответственный за переписку.
Email: ajqueen24@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0002-6408-6264
SPIN-код: 9699-8625

к. м. н., доцент кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии

Россия, г. Нальчик

Артур Джагафарович Эльбаев

Медицинская фирма ООО «Альбина»

Email: omelon124@mail.ru
ORCID iD: 0009-0007-0608-1074

д. м. н., заведующий отделением восстановительного лечения

Россия, г. Курск

Марьям Хусейновна Курданова

Центр медико-экологических исследований ФГБУН «Государственный научный центр Российской Федерации – Институт медико-биологических проблем Российской академии наук»

Email: maryam.kurdanowa@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6966-8522

д. м. н., старший научный сотрудник

Россия, г. Нальчик

Список литературы

  1. Беленков Ю.Н., Привалова Е.В., Каплунова В.Ю., Зекцер В.Ю., Виноградова Н.Н., Ильгисонис И.С. с соавт. Метаболический синдром: история развития, основные критерии диагностики. Рациональная фармакотерапия в кардиологии. 2018;14(5):757– 764. [Belenkov YuN, Privalova EV, Kaplunova VYu, Zektser VYu, Vinogradova NN, Ilgisonis IS et al. Metabolic syndrome: Development of the issue, main diagnostic criteria. Ratsional’naya farmakoterapiya v kardiologii = Rational Pharmacotherapy in Cardiology. 2018;14(5):757–764 (In Russ.)]. EDN: YPESEX. https://doi.org/10.20996/1819-6446
  2. Mahbuba S, Mohsin F, Rahat F, Nahar J, Begum T, Nahar N. Descriptive epidemiology of metabolic syndrome among obese adolescent population. Diabetes Metab Syndr. 2018;12(3):369–74. PMID: 29358036. https://doi.org/10.1016/j.dsx.2017.12.026
  3. Токарева З.Н., Евдокимова А.А., Деев А.Д., Мамедов М.Н. Динамика клинико-биохимических показателей метаболического синдрома: данные 6-летнего проспективного популяционного исследования. Профилактическая медицина. 2014;17(2 -1):25– 29. [Tokareva ZN, Evdokimova AA, Deev AD, Mamedov MN. Time course of changes in the clinical and biochemical parameters of metabolic syndrome: The data of a 6-year prospective population-based study. Profilakticheskaya meditsina = Russian Journal of Preventive Medicine. 2014;17(2-1):25–29 (In Russ.)]. EDN: SEHEWT.
  4. Аметов А.С. Гусенбекова Д.Г., Камынина Л.Л., Литвиненко В.М., Пашкова Е.Ю., Плотникова О.А. с соавт. Ожирение. Современный взгляд на патогенез и терапию: учебное пособие. М.: ГЭОТАР-Медиа. 2019. Т. 1. 384 с. [Ametov AS, Gusenbekova DG, Kamynina LL, Litvinenko VM, Pashkova EYu, Plotnikova OA et al. Obesity. A modern view of pathogenesis and therapy: A tutorial. Moscow: GEOTAR-Media. 2021. Volume 1. 384 pp. (In Russ.)]. ISBN: 978-5-9704-6269-0. EDN: DLXIWB.
  5. Ройтберг Г.Е. Метаболический синдром. М.: МЕДпресс-информ. 2021; 120 с. [Roytberg GE. Metabolic syndrome. Moscow: MEDpress-inform. 2021; 120 pp. (In Russ.)]. ISBN: 978-5-00030-832-5.
  6. Лемоль Д. Лимфа и долголетие. Путь к укреплению иммунитета и предупреждению болезней. М.: Альпина Паблишер. 2022; 214 с. [Lemole G. Lymph & Longevity: The untapped secret to health. Moscow: Alpina Publisher. 2022. 214 pp. (In Russ.)]. ISBN: 978-5-96148-242-3.
  7. Кобелев Н.Б., Половников В.А., Девятков В.В. Имитационное моделирование: учебник. 2-е изд. М.: КУРС. 2021; 228 с. [Kobelev NB, Polovnikov VA, Devyatkov VV. Simulation modeling: Textbook. 2nd edition. Moscow: KURS. 2021; 228 pp. (In Russ.)]. ISBN: 978-5-907228-65-8.
  8. Худякова Е.В., Липатов А.А. Имитационное моделирование процессов и систем в АПК: учебник. М.: ИКЦ «Колосс». 2021; 256 с. [Khudyakova EV, Lipatov AA. Simulation modeling of processes and systems in the agro-industrial complex: Textbook. Moscow: Colossus. 2021; 256 pp. (In Russ.)]. ISBN: 978-5-00129-054-4.
  9. Древс Ю.Г., Золотарев В.В. Имитационное моделирование: учебное пособие для вузов. 2-е изд. М.: Юрайт. 2022; 142 с. [Drews YuG, Zolotarev VV. Simulation modeling: Textbook for universities. 2nd edition. Moscow: Yurait. 2022; 142 pp. (In Russ.)]. ISBN: 978-5-534-11385-3.
  10. Боев В.Д. Имитационное моделирование систем: учебное пособие для вузов. М.: Юрайт. 2023; 253 с. [Boev VD. Simulation modeling of systems: Textbook. Moscow: Yurait. 2023; 253 pp. (In Russ.)]. ISBN: 978-5-534-04734-9.
  11. Акопов А.С. Имитационное моделирование: учебник и практикум для вузов. 2-е изд. Москва: Юрайт. 2024; 26 с. [Akopov AS. Simulation modeling: Textbook and practical training for universities. 2nd edition. Moscow: Yurait. 2024; 26 pp. (In Russ.)]. ISBN: 978-5-534-18379-5.
  12. Эльбаева А.Д. Динамика изменения артериального давления у больных сахарным диабетом. Перспектива-2008: материалы Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Нальчик: Кабардино-Балкарский университет. 2008; Том 3: 328–331. [Elbaeva AD. Dynamics of changes in blood pressure in patients with diabetes mellitus. Perspektiva-2008: Proceedings of the International Scientific Conference of Students, Postgraduates and Young Scientists. Nalchik: Kabardino-Balkarian University. 2008; Volume 3: 328–331 (In Russ.)].
  13. Эльбаев А.Д., Эльбаева А.Д. Неинвазивный способ диагностики гликемии на основе взаимосвязи параметров гемодинамики и уровня глюкозы в крови. Известия Кабардино-Балкарского государственного университета. 2015;5(3):56–61. [Elbaev AD, Elbaeva AD. Noninvasive diagnostic method on the base of interaction of hemodynamic parameters and blood glucose level. Izvestiya Kabardino-Balkarskogo gosudarstvennogo universiteta = Proceedings of the Kabardino-Balkarian State University. 2015;5(3):56–61 (In Russ.)]. EDN: UDUZCJ.
  14. Курданов Х.А., Эльбаев А.Д., Эльбаева А.Д., Эльбаева Р.И. Новые подходы к неинвазивному определению уровня глюкозы в крови. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2017;16(2):59–64. [Kurdanov KhA, Elbaev AD, Elbaeva AD, Elbaeva RI. New approaches to non-invasive determination of blood glucose levels. Kardiovaskulyarnaya terapiya i profilaktika = Cardiovascular Therapy and Prevention. 2017;16(2):59–64 (In Russ.)]. EDN: YMXQTZ. https://doi.org/10.15829/1728-8800-2017-2-59-64
  15. Ивченко Г.И., Медведев Ю.И. Математическая статистика: учебник. М.: Ленанд. 2023; 352 с. [Ivchenko GI, Medvedev YuI. Mathematical statistics: Textbook. Moscow: Lenand. 2023; 352 pp. (In Russ.)]. ISBN: 978-5-9710-2723-2.
  16. Боровиков В.П., Ивченко Г.И. Прогнозирование в системе STATISTICA в среде Windows. Основы теории и интенсивная практика на компьютере. М.: Финансы и статистика. 2008; 384 с. [Borovikov VP, Ivchenko GI. Forecasting in the STATISTIСA system in the Windows environment: Fundamentals of theory and intensive practice on a computer. M.: Finance and Statistics. 2008; 384 pp. (In Russ.)]. ISBN: 5-279-03059-7.
  17. Боровиков В.П. Популярное введение в современный анализ данных в системе STATISTICA. Методология и технология современного анализа данных. М.: Горячая линия – Телеком. 2018; 288 с. [Borovikov VP. Popular introduction to modern data analysis in the STATISTICA system. Methodology and technology of modern data analysis. Moscow: Goryachaya Liniya – Telecom. 2018; 288 pp. (In Russ.)]. ISBN: 978-5-9912-0326-5.
  18. Эльбаев А.Д., Курданов Х.А., Эльбаева А.Д. Патент RU № 2368303 «Способ неинвазивного определения концентрации глюкозы в крови». Опубл. 27.09.2009. [Elbaev AD, Kurdanov KhA, Elbaeva AD. Patent RU No. 2368303 “Method for non-invasive determination of glucose concentration in blood”. Published 09/27/2009 (In Russ.)].
  19. Ламес. Биохимические анализаторы крови – обзор. Доступ: https://www.lames-ltd.ru/article/biohimicheskie-analizatori-krovi-obzor?ysclid=m4eayznji0125536236 (дата обращения – 23.06.2025). [Lames. Biochemical blood analyzers – an overview. URL: https://www.lames-ltd.ru/article/biohimicheskie-analizatori-krovi-obzor?ysclid=m4eayznji0125536236 (date of access – 23.06.2025) (In Russ.)].
  20. Медтовары. Обзор неинвазивных (бесконтактных) глюкометров. Доступ: https://diabetsahar.ru/diagnostika/obzor-neinvazivnyh-beskontaktnyh-glyukometrov.html (дата обращения – 23.06.2025). [Medical supplies. Review of non-invasive (non-contact) glucose meters. URL: https://diabetsahar.ru/diagnostika/obzor-neinvazivnyh-beskontaktnyh-glyukometrov.html (date of access – 23.06.2025) (In Russ.)].
  21. Эльбаев А.Д., Эльбаева Р.И., Курданов Х.А., Перковский Р.А. Патент RU № 2317008 «Устройство для неинвазивного определения концентрации глюкозы в крови». Опубл. 20.02.2008. [Elbaev AD, Elbaeva RI, Kurdanov KhA, Perkovsky RA. Patent RU No. 2317008 “Device for non-invasive determination of glucose concentration in blood”. Published 02/20/2008 (In Russ.)].
  22. Медтовары. Тонометр-глюкометр Омелон В-2. Доступ: https://med-tovary.ru/tonometr-glyukometr-omelon-v-2 (дата обращения – 23.06.2025). [Medical supplies. Blood pressure monitor-glucose meter Omelon V-2. URL: https://med-tovary.ru/tonometr-glyukometr-omelon-v-2 (date of access – 23.06.2025) (In Russ.)].
  23. Медтовары. Анализаторы холестерина и сахара. Доступ: https://medmart.pro/catalog/analizatory-holesterina-i-sahara (дата обращения – 23.06.2025). [Medical supplies. Cholesterol and sugar analyzers. URL: https://medmart.pro/catalog/analizatory-holesterina-i-sahara (date of access – 23.06.2025) (In Russ.)].
  24. Всемирная организация здравоохранения. Ожирение и избыточная масса тела. Доступ: https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/obesity-and-overweight (дата обращения – 23.06.2025). [World Health Organization. Obesity and overweight. URL: https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/obesity-and-overweight (date of access – 23.06.2025) (In Russ.)].
  25. Эльбаев А.Д., Перковский Р.А., Эльбаева Р.И. Патент RU № 2465817 С1 «Способ неинвазивного определения концентрации холестерина в крови». Опубл. 10.11.2012 [Elbaev AD, Perkovsky RA, Elbaeva RI. Patent RU No. 2465817 С1“Method for non-invasive determination of cholesterol concentration in blood”. Published 11/10/2012 (In Russ.)].
  26. Эльбаев А.Д., Перковский Р.А., Эльбаева А.Д., Эльбаева Р.И. Патент РФ № 2473307 С1. «Устройство для неинвазивного определения концентрации холестерина и глюкозы в крови». Опубл. 27.01.2013. Бюл. № 3. [Elbaev AD, Perkovsky RA, Elbaeva AD, Elbaeva RI. Patent of the Russian Federation No. 2473307 C1 “Device for non-invasive determination of cholesterol and glucose concentration in the blood”. Published 01/27/2013. Bulletin No. 3 (In Russ.)].
  27. Эльбаева А.Д., Сенов Х.М., Эльбаев А.Д. Разработка биохимического экспресс-анализатора крови на основе компьютерного моделирования. Качество. Инновации. Образование. 2017;5(2):366–369. [Elbaeva AD, Senov KhM, Elbaev AD. Development of a biochemical express blood analyzer based on computer modeling. Kachestvo. Innovatsii. Obrazovanie = Quality. Innovations. Education. 2017;5(2):366–369 (In Russ.)].

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Статистические распределения уровня глюкозы и параметров артериального давления

Скачать (216KB)
3. Рис. 2. Зависимость уровня глюкозы крови от коэффициента артериального давления

Скачать (80KB)
4. Рис. 3. Статистические распределения уровня холестерина и коэффициентов взаимосвязи (Bl, В2, В = В1 х В2) у пациентов, включенных в исследование

Скачать (134KB)
5. Рис. 4. Гиперплоскость взаимосвязи уровня глюкозы и холестерина в крови у пациентов, включенных в исследование

Скачать (167KB)
6. Рис. 5. Взаимосвязь уровня глюкозы и холестерина в крови с коэффициентом корреляции (В = В1 х В2) у пациентов, включенных в исследование

Скачать (79KB)

© ООО «Бионика Медиа», 2025