Акустический анализ слюны человека

Автор: Гурбатов С.Н., Клемина А.В., Демин И.Ю.

Аннотация. Представлен акустический метод определения характеристик слюны человека. Введен новый интегральный акустический параметр слюны человека.

Ключевые слова: акустический анализатор, акустический параметр слюны, саливалогия.

В последние десятилетия внимание исследователей привлекают неинвазивные методы диагностики и прогнозирования течения различных заболеваний [1,2]. Функциональные и патологические изменения в тканях и жидкостях организма человека сопровождаются изменениями их биологического состава. Исследования слюны легко воспроизводимы, неинвазивны, не обременительны для пациента и персонала. Изучение слюны как биологической жидкости получило свое развитие во второй половине двадцатого века [3].

Акустические характеристики слюны ранее не исследовались, в то время как эти характеристики могут отражать свойства и состав слюны, которые изменяются при различных функциональных и патологических изменениях в организме человека. Слюна на 99,5 % состоит из воды и на 0,5 % из сухого остатка. Сухой остаток в норме содержит как неорганические (Na и K), так и органические низкомолекулярные и макромолекулярные компоненты (белок и глюкоза). Изменения в концентрации этих компонентов наблюдается при заболеваниях, например, желудочно-кишечного тракта [4].

В настоящее время не все возможности саливарных показателей исследованы. В частности, использовались, в основном, отдельные биохимические параметры слюны или их соотношения. В то же время, привлекательным является поиск интегрального саливарного показателя для прогнозирования течения ишемической болезни сердца (ИБС), который мог бы одновременно отражать несколько параметров изучаемого биологического субстрата. Таким параметром может быть относительное изменение скорости ультразвука в слюне.

Для выполнения исследования слюны забор проб проводился по общепринятой методике: натощак, после прополаскивания полости рта кипяченой водой. Затем 0,08 мл отцентрифугированной слюны помещали в акустическую ячейку. Измерения проводились в частотном диапазоне от 5 до 15 МГц при температурах (25-40) °С. Основные компоненты слюны, которые могут изменять акустические характеристики, это ионы К⁺ и Na⁺, а также белок и глюкоза. Концентрация К⁺ и Na⁺ в тех же образцах слюны определялась методом пламенной фотометрии, концентрация глюкозы в слюне измерялась ферментативно, концентрация общего белка — по Лоури [4].

На рис. 1 представлены концентрационные зависимости относительных изменений скорости ультразвука A_i=(v_i – v₀)*103/v₀ и поглощение ультразвука B_i=(α_i – α₀)/α₀ в водных растворах основных компонентов слюны, где v_i, v₀, α_i и α₀ — скорости ультразвука и коэффициенты поглощения в растворах отдельных компонентов и дистиллированной воде соответственно.

Рис. 1. Концентрационные зависимости A_i (сплошная линия) и B_i (пунктирная линия) в водных растворах K, Na, общего белка (1) и глюкозы (2)

При растворении в воде ион хлора не гидратируется, поэтому вклада в изменение скорости ультразвука не дает [5]. Можно сделать вывод, что относительное изменение скорости ультразвука в слюне зависит от концентрации компонентов, входящих в состав слюны. Именно этот показатель был назван акустическим показателем слюны (АПС):

где v_слюна — скорость ультразвуковых волн в слюне.

Проведены исследования слюны здоровых людей и определены средние нормальные величины АПС, равные 1,87±0,28 ‰. Величина АПС пациентов с заболеваниями печени достоверно отличалась от нормы. Измерены вклады отдельных компонентов слюны в суммарные акустические характеристики. Показано, что в пределах ошибок измерений сумма вкладов отдельных компонентов слюны совпадает с измеренной АПС.

Список литературы

Терехина Н.А., Петрович Ю.А., Майчук Н.В. Биохимический анализ слезы в диагностике заболеваний // Клин. лаб. диагностика. – 2005. – № 10. – С. 77-85.
Andrashko Iu.V., Koliadenko V.G., Briuzgina T.S., Reva S.N. The use of noninvasive study objects in the clinic // Lik. Sprava. – 1999. – № 1. – P. 90-92.
Тарасенко Л.М., Суханова Г.А., Мищенко В.П., Непорада К.С. Слюнные железы: биохимия, физиология, клинические аспекты. – Томск: НТЛ, 2002. – 124 с.
Комарова Л.Г., Алексеева О.П. Саливалогия. – Нижний Новгород: НГМА. 2006. – 177 с.