Материалы доступны только для специалистов сферы здравоохранения. Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь.
Интеллектуальный анализ данных о взаимосвязях между микроэлементным составом крови и состоянием пациентов с боковым амиотрофическим склерозом указал на сниженные уровни лития и селена
________________________________________________
Torshin I.Yu., Gromova O.A., Kovrazhkina E.A. et al. Data mining of the interactions between the trace element composition of the blood and the state of the patients with the lateral amyotrophic sclerosis shown lowered levels of lithium and selenium. Consilium Medicum. 2017; 19 (9): 88–96. DOI: 10.26442/2075-1753_19.9.88-96
Материалы доступны только для специалистов сферы здравоохранения. Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь.
Ключевые слова: интеллектуальный анализ биомедицинских данных, боковой амиотрофический склероз, хроническая ишемия мозга, плазма крови, литий, селен, медь, хром, свинец.
________________________________________________
The data on patients with amyotrophic lateral sclerosis – ALS (n=25) were analyzed in comparison to the control groups of patients with chronic ischemia (n=45) and similar demographic indicators. In the blood plasma of ALS patients, as compared to the control group, lower levels of lithium (-1.7 mcg/kg, p=2×10-12) and selenium (at -37 mcg/kg, p=0.005) were found. With the help of the data mining techniques, we performed the analysis of the interactions between the trace elements in the plasma and the clinical state of the ALS patients. The results of this study indicated the necessity of the use of the lithium and selenium preparations in patients with ALS.
Key words: intelligent analysis of biomedical data, amyotrophic lateral sclerosis, chronic brain ischemia, blood plasma, lithium, selenium, copper, chromium, lead.
2. Курамшина Д.Б., Новикова Л.Б., Никонов А.А. и др. Нарушение баланса микроэлементов у пациентов с ишемическим инсультом на фоне артериальной гипертонии. Журн. неврологии и психиатрии им. C.C.Корсакова. 2012; 112 (3): 42–6. / Kuramshina D.B., Novikova L.B., Nikonov A.A. i dr. Narushenie balansa mikroelementov u patsientov s ishemicheskim insul'tom na fone arterial'noi gipertonii. Zhurn. nevrologii i psikhiatrii im. C.C.Korsakova. 2012; 112 (3): 42–6. [in Russian]
3. Зангиева З.К., Гусев Е.И., Громова О.А. и др. Сравнительный анализ микроэлементных профилей 10 отделов головного мозга при ишемическом инсульте и без ишемических повреждений. Земский врач. 2013; 4: 21–30. / Zangieva Z.K., Gusev E.I., Gromova O.A. i dr. Sravnitel'nyi analiz mikroelementnykh profilei 10 otdelov golovnogo mozga pri ishemicheskom insul'te i bez ishemicheskikh povrezhdenii. Zemskii vrach. 2013; 4: 21–30. [in Russian]
4. Зангиева З.К., Торшин И.Ю., Громова О.А., Никонов А.А. Содержание микроэлементов в нервной ткани и ишемический инсульт. Журн. неврологии и психиатрии им. C.C.Корсакова. 2013; 113 (3): 30–6. / Zangieva Z.K., Torshin I.Iu., Gromova O.A., Nikonov A.A. Soderzhanie mikroelementov v nervnoi tkani i ishemicheskii insul't. Zhurn. nevrologii i psikhiatrii im. C.C.Korsakova. 2013; 113 (3): 30–6. [in Russian]
5. Прокопович О., Торшин И., Громова О., Гусев Е. Коморбидность дисциркуляторной энцефалопатии с диабетической полинейропатией, лобной атаксией и уровнями микроэлементов в крови. Врач. 2016; 3: 6–11. / Prokopovich O., Torshin I., Gromova O., Gusev E. Komorbidnost' distsirkuliatornoi entsefalopatii s diabeticheskoi polineiropatiei, lobnoi ataksiei i urovniami mikroelementov v krovi. Vrach. 2016; 3: 6–11. [in Russian]
6. Прокопович О.А., Волков А.Ю., Торшин И.Ю. и др. Микроэлементный состав крови пациентов с дисциркуляторной энцефалопатией. Мед. алфавит. 2016; 1 (3): 42–8. / Prokopovich O.A., Volkov A.Iu., Torshin I.Iu. i dr. Mikroelementnyi sostav krovi patsientov s distsirkuliatornoi entsefalopatiei. Med. alfavit. 2016; 1 (3): 42–8. [in Russian]
7. Torshin IY, Rudakov KV. On metric spaces arising during formalization of problems of recognition and classification. Part 2: density properties. Pattern Recognition Image Analysis 2016; 26 (3): 483–96. DOI: 10.1134/S1054661816030202
8. Torshin IY, Rudakov KV. Combinatorial analysis of the solvability properties of the problems of recognition and completeness of algorithmic models. Part 1: Factorization approach. Pattern Recognition Image Analysis 2017; 27 (1): 16–28. DOI: 10.1134/S1054661817010151
9. Torshin IY, Rudakov KV. Combinatorial analysis of the solvability properties of the problems of recognition and completeness of algorithmic models. Part 2: Metric approach within the framework of the theory of classification of feature values. Pattern Recognition Image Analysis 2017; 27 (2): 184–99. DOI: 10.1134/S1054661817020110
10. Громова О.А., Калачева А.Г., Торшин И.Ю. и др. Недостаточность магния – достоверный фактор риска коморбидных состояний: результаты крупномасштабного скрининга магниевого статуса в регионах России. Фарматека. 2013; 6 (259): 116–29. / Gromova O.A., Kalacheva A.G., Torshin I.Iu. i dr. Nedostatochnost' magniia – dostovernyi faktor riska komorbidnykh sostoianii: rezul'taty krupnomasshtabnogo skrininga magnievogo statusa v regionakh Rossii. Farmateka. 2013; 6 (259): 116–29. [in Russian]
11. Керимкулова Н.В., Никифорова Н.В., Владимирова И.С. и др. Влияние недифференцированной дисплазии соединительной ткани на исходы беременности и родов. Комплексное обследование беременных с дисплазией соединительной ткани с использованием методов интеллектуального анализа данных. Земский врач. 2013; 2 (19): 34–8. / Kerimkulova N.V., Nikiforova N.V., Vladimirova I.S. i dr. Vliianie nedifferentsirovannoi displazii soedinitel'noi tkani na iskhody beremennosti i rodov. Kompleksnoe obsledovanie beremennykh s displaziei soedinitel'noi tkani s ispol'zovaniem metodov intellektual'nogo analiza dannykh. Zemskii vrach. 2013; 2 (19): 34–8. [in Russian]
12. Колмогоров А.Н. Избранные труды. Теория вероятностей и математическая статистика. M., 1986. / Kolmogorov A.N. Izbrannye trudy. Teoriia veroiatnostei i matematicheskaia statistika. M., 1986. [in Russian]
13. Смирнов Н.В. Приближение законов распределения случайных величин по эмпирическим данным. Успехи математических наук. 1944; 10: 179–206. / Smirnov N.V. Priblizhenie zakonov raspredeleniia sluchainykh velichin po empiricheskim dannym. Uspekhi matematicheskikh nauk. 1944; 10: 179–206. [in Russian]
14. Klaassen CD, Watkins JB. Casarett and Doull's Essentials of Toxicology. MCGraw-Hill, 2004.
15. Klotz K, Göen T. Chapter 6. Human Biomonitoring of Lead Exposure. In: Astrid S, Helmut S, Sigel RKO. Lead: Its Effects on Environment and Health. Metal Ions in Life Sciences, 17. De Gruyter, 2017; p. 99–122. DOI: 10.1515/9783110434330-006
16. Carmona-Fonseca J. Selenium in serum and plasma: epidemiology and reference values. Rev Panam Salud Publica 2010; 28 (5): 388–98.
17. Mehta SL, Kumari S, Mendelev N, Li PA. Selenium preserves mitochondrial function, stimulates mitochondrial biogenesis, and reduces infarct volume after focal cerebral ischemia. BMC Neurosci 2012; 13: 79. DOI: 10.1186/1471-2202-13-79
18. Savaskan NE, Bräuer AU, Kühbacher M et al. Selenium deficiency increases susceptibility to glutamate-induced excitotoxicity. FASEB J 2003; 17 (1): 112–4.
19. Zimmermann C, Winnefeld K, Streck S et al. Antioxidant status in acute stroke patients and patients at stroke risk. Eur Neurol 2004; 51 (3): 157–61.
20. Reeves PG, DeMars LC. Copper deficiency reduces iron absorption and biological half-life in male rats. J Nutr 2004; 134 (8): 1953–7.
21. Sakata H, Niizuma K, Wakai T et al. Neural stem cells genetically modified to overexpress cu/zn-superoxide dismutase enhance amelioration of ischemic stroke in mice. Stroke 2012; 43 (9): 2423–9. DOI: 10.1161/STROKEAHA.112.656900
22. Торшин И.Ю., Громова О.А., Майорова Л.А., Волков А.Ю. О таргетных белках, участвующих в осуществлении нейропротекторных эффектов цитрата лития. Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика. 2017; 9 (1): 78–83. / Torshin I.Iu., Gromova O.A., Maiorova L.A., Volkov A.Iu. O targetnykh belkakh, uchastvuiushchikh v osushchestvlenii neiroprotektornykh effektov tsitrata litiia. Nevrologiia, neiropsikhiatriia, psikhosomatika. 2017; 9 (1): 78–83. [in Russian]
23. Остренко К.В., Громова О.А., Сардарян И.С. и др. Эффективность аскорбата лития на модели хронической алкогольной интоксикации. Фармакокинетика и фармакодинамика. 2016; 4: 32–41. / Ostrenko K.V., Gromova O.A., Sardarian I.S. i dr. Effektivnost' askorbata litiia na modeli khronicheskoi alkogol'noi intoksikatsii. Farmakokinetika i farmakodinamika. 2016; 4: 32–41. [in Russian]
24. Гоголева И.В. Влияние органических солей лития, магния, селена на элементный гомеостаз головного мозга на фоне экспериментальной хронической двусторонней окклюзии общих сонных артерий. Автореф. дис. ... канд. мед. наук. М., 2009. / Gogoleva I.V. Vliianie organicheskikh solei litiia, magniia, selena na elementnyi gomeostaz golovnogo mozga na fone eksperimental'noi khronicheskoi dvustoronnei okkliuzii obshchikh sonnykh arterii. Avtoref. dis. ... kand. med. nauk. M., 2009. [in Russian]
25. Пронин А.В., Громова О.А., Сардарян И.С. и др. Адаптогенные и нейропротективные свойства аскорбата лития. Журн. неврологии и психиатрии им. С.С.Корсакова. 2016; 12: 86–91. DOI: 10.17116/jnevro201611612186-91 / Pronin A.V., Gromova O.A., Sardarian I.S. i dr. Adaptogennye i neiroprotektivnye svoistva askorbata litiia. Zhurn. nevrologii i psikhiatrii im. S.S.Korsakova. 2016; 12: 86–91. DOI: 10.17116/jnevro201611612186-91 [in Russian]
26. Громова О.А., Торшин И.Ю., Гоголева И.В. и др. Фармакокинетический и фармакодинамический синергизм между нейропептидами и литием в реализации нейротрофического и нейропротективного действия церебролизина. Журн. неврологии и психиатрии им. С.С.Корсакова. 2015; 3: 65–72. / Gromova O.A., Torshin I.Iu., Gogoleva I.V. i dr. Farmakokineticheskii i farmakodinamicheskii sinergizm mezhdu neiropeptidami i litiem v realizatsii neirotroficheskogo i neiroprotektivnogo deistviia tserebrolizina. Zhurn. nevrologii i psikhiatrii im. S.S.Korsakova. 2015; 3: 65–72. [in Russian]
27. Пронин А.В., Гоголева И.В., Торшин И.Ю., Громова О.А. Нейротрофические эффекты лития при ишемических и нейродегенеративных поражениях мозга. Журн. неврологии и психиатрии им. С.С.Корсакова. 2016; 2: 99–108. / Pronin A.V., Gogoleva I.V., Torshin I.Iu., Gromova O.A. Neirotroficheskie effekty litiia pri ishemicheskikh i neirodegenerativnykh porazheniiakh mozga. Zhurn. nevrologii i psikhiatrii im. S.S.Korsakova. 2016; 2: 99–108. [in Russian]
28. Скворцова В.И., Бачурин С.О., Разинская О.Д. и др. Новые аспекты патогенеза бокового амиотрофического склероза. Журн. неврологии и психиатрии им. С.С.Корсакова. 2011; 2: 4–9. / Skvortsova V.I., Bachurin S.O., Razinskaia O.D. i dr. Novye aspekty patogeneza bokovogo amiotroficheskogo skleroza. Zhurn. nevrologii i psikhiatrii im. S.S.Korsakova. 2011; 2: 4–9. [in Russian]
________________________________________________
1. Gromova O.A., Kudrin A.V. Mikroelementy v nevrologii. Obuchaiushchie programmy IuNESKO. M.: GEOTAR-Media, 2006. [in Russian]
2. Kuramshina D.B., Novikova L.B., Nikonov A.A. i dr. Narushenie balansa mikroelementov u patsientov s ishemicheskim insul'tom na fone arterial'noi gipertonii. Zhurn. nevrologii i psikhiatrii im. C.C.Korsakova. 2012; 112 (3): 42–6. [in Russian]
3. Zangieva Z.K., Gusev E.I., Gromova O.A. i dr. Sravnitel'nyi analiz mikroelementnykh profilei 10 otdelov golovnogo mozga pri ishemicheskom insul'te i bez ishemicheskikh povrezhdenii. Zemskii vrach. 2013; 4: 21–30. [in Russian]
4. Zangieva Z.K., Torshin I.Iu., Gromova O.A., Nikonov A.A. Soderzhanie mikroelementov v nervnoi tkani i ishemicheskii insul't. Zhurn. nevrologii i psikhiatrii im. C.C.Korsakova. 2013; 113 (3): 30–6. [in Russian]
5. Prokopovich O., Torshin I., Gromova O., Gusev E. Komorbidnost' distsirkuliatornoi entsefalopatii s diabeticheskoi polineiropatiei, lobnoi ataksiei i urovniami mikroelementov v krovi. Vrach. 2016; 3: 6–11. [in Russian]
6. Prokopovich O.A., Volkov A.Iu., Torshin I.Iu. i dr. Mikroelementnyi sostav krovi patsientov s distsirkuliatornoi entsefalopatiei. Med. alfavit. 2016; 1 (3): 42–8. [in Russian]
7. Torshin IY, Rudakov KV. On metric spaces arising during formalization of problems of recognition and classification. Part 2: density properties. Pattern Recognition Image Analysis 2016; 26 (3): 483–96. DOI: 10.1134/S1054661816030202
8. Torshin IY, Rudakov KV. Combinatorial analysis of the solvability properties of the problems of recognition and completeness of algorithmic models. Part 1: Factorization approach. Pattern Recognition Image Analysis 2017; 27 (1): 16–28. DOI: 10.1134/S1054661817010151
9. Torshin IY, Rudakov KV. Combinatorial analysis of the solvability properties of the problems of recognition and completeness of algorithmic models. Part 2: Metric approach within the framework of the theory of classification of feature values. Pattern Recognition Image Analysis 2017; 27 (2): 184–99. DOI: 10.1134/S1054661817020110
10. Gromova O.A., Kalacheva A.G., Torshin I.Iu. i dr. Nedostatochnost' magniia – dostovernyi faktor riska komorbidnykh sostoianii: rezul'taty krupnomasshtabnogo skrininga magnievogo statusa v regionakh Rossii. Farmateka. 2013; 6 (259): 116–29. [in Russian]
11. Kerimkulova N.V., Nikiforova N.V., Vladimirova I.S. i dr. Vliianie nedifferentsirovannoi displazii soedinitel'noi tkani na iskhody beremennosti i rodov. Kompleksnoe obsledovanie beremennykh s displaziei soedinitel'noi tkani s ispol'zovaniem metodov intellektual'nogo analiza dannykh. Zemskii vrach. 2013; 2 (19): 34–8. [in Russian]
12. Kolmogorov A.N. Izbrannye trudy. Teoriia veroiatnostei i matematicheskaia statistika. M., 1986. [in Russian]
13. Smirnov N.V. Priblizhenie zakonov raspredeleniia sluchainykh velichin po empiricheskim dannym. Uspekhi matematicheskikh nauk. 1944; 10: 179–206. [in Russian]
14. Klaassen CD, Watkins JB. Casarett and Doull's Essentials of Toxicology. MCGraw-Hill, 2004.
15. Klotz K, Göen T. Chapter 6. Human Biomonitoring of Lead Exposure. In: Astrid S, Helmut S, Sigel RKO. Lead: Its Effects on Environment and Health. Metal Ions in Life Sciences, 17. De Gruyter, 2017; p. 99–122. DOI: 10.1515/9783110434330-006
16. Carmona-Fonseca J. Selenium in serum and plasma: epidemiology and reference values. Rev Panam Salud Publica 2010; 28 (5): 388–98.
17. Mehta SL, Kumari S, Mendelev N, Li PA. Selenium preserves mitochondrial function, stimulates mitochondrial biogenesis, and reduces infarct volume after focal cerebral ischemia. BMC Neurosci 2012; 13: 79. DOI: 10.1186/1471-2202-13-79
18. Savaskan NE, Bräuer AU, Kühbacher M et al. Selenium deficiency increases susceptibility to glutamate-induced excitotoxicity. FASEB J 2003; 17 (1): 112–4.
19. Zimmermann C, Winnefeld K, Streck S et al. Antioxidant status in acute stroke patients and patients at stroke risk. Eur Neurol 2004; 51 (3): 157–61.
20. Reeves PG, DeMars LC. Copper deficiency reduces iron absorption and biological half-life in male rats. J Nutr 2004; 134 (8): 1953–7.
21. Sakata H, Niizuma K, Wakai T et al. Neural stem cells genetically modified to overexpress cu/zn-superoxide dismutase enhance amelioration of ischemic stroke in mice. Stroke 2012; 43 (9): 2423–9. DOI: 10.1161/STROKEAHA.112.656900
22. Torshin I.Iu., Gromova O.A., Maiorova L.A., Volkov A.Iu. O targetnykh belkakh, uchastvuiushchikh v osushchestvlenii neiroprotektornykh effektov tsitrata litiia. Nevrologiia, neiropsikhiatriia, psikhosomatika. 2017; 9 (1): 78–83. [in Russian]
23. Ostrenko K.V., Gromova O.A., Sardarian I.S. i dr. Effektivnost' askorbata litiia na modeli khronicheskoi alkogol'noi intoksikatsii. Farmakokinetika i farmakodinamika. 2016; 4: 32–41. [in Russian]
24. Gogoleva I.V. Vliianie organicheskikh solei litiia, magniia, selena na elementnyi gomeostaz golovnogo mozga na fone eksperimental'noi khronicheskoi dvustoronnei okkliuzii obshchikh sonnykh arterii. Avtoref. dis. ... kand. med. nauk. M., 2009. [in Russian]
25. Pronin A.V., Gromova O.A., Sardarian I.S. i dr. Adaptogennye i neiroprotektivnye svoistva askorbata litiia. Zhurn. nevrologii i psikhiatrii im. S.S.Korsakova. 2016; 12: 86–91. DOI: 10.17116/jnevro201611612186-91 [in Russian]
26. Gromova O.A., Torshin I.Iu., Gogoleva I.V. i dr. Farmakokineticheskii i farmakodinamicheskii sinergizm mezhdu neiropeptidami i litiem v realizatsii neirotroficheskogo i neiroprotektivnogo deistviia tserebrolizina. Zhurn. nevrologii i psikhiatrii im. S.S.Korsakova. 2015; 3: 65–72. [in Russian]
27. Pronin A.V., Gogoleva I.V., Torshin I.Iu., Gromova O.A. Neirotroficheskie effekty litiia pri ishemicheskikh i neirodegenerativnykh porazheniiakh mozga. Zhurn. nevrologii i psikhiatrii im. S.S.Korsakova. 2016; 2: 99–108. [in Russian]
28. Skvortsova V.I., Bachurin S.O., Razinskaia O.D. i dr. Novye aspekty patogeneza bokovogo amiotroficheskogo skleroza. Zhurn. nevrologii i psikhiatrii im. S.S.Korsakova. 2011; 2: 4–9. [in Russian]
1 ФГАОУ ВО «Московский физико-технический институт (государственный университет)» Минобороны России. 141700, Россия, Долгопрудный, Институтский пер., д. 9;
2 ФГБОУ ВО «Ивановская государственная медицинская академия» Минздрава России. 153000, Россия, Иваново, Шереметевский пр-т, д. 8;
3 ФГБОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И.Пирогова» Минздрава России. 117997, Россия, Москва, ул. Островитянова, д. 1
*lstakh@mail.ru
________________________________________________
I.Yu.Torshin1, O.A.Gromova2, E.A.Kovrazhkina3, O.D.Razinskaya3, O.A.Prokopovich3, L.V.Stakhovskaya*3
1 Moscow Institute of Physics and Technology of the Ministry of Defence of the Russian Federation. 141700, Russian Federation, Dolgoprudnyi, Institutskii per., d. 9;
2 Ivanovo State Medical Academy of the Ministry of Health of the Russian Federation. 153000, Russian Federation, Ivanovo, Sheremetevskii pr-t, d. 8;
3 N.I.Pirogov Russian National Research Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation. 117997, Russian Federation, Moscow, ul. Ostrovitianova, d. 1
*lstakh@mail.ru