Изотопный состав человека

На приведенном графике по оси ординат отложен изотопный состав кислорода в вина (в единицах d 18О), а по оси абсцисс – район виноделия (в порядке убывания d 18О). Пользуясь этим банком данных идентифицируют место происхождения вина или проверяют его маркировку. Более сложная ситуация имеет место в случае нефти: здесь изотопный состав – одна из составляющих банка данных, который содержит кроме этого сведения о биомаркерах и микроэлементах нефти из каждой скважены.

С изотопным составом человека связано широкое распространение в последние три-четыре года в развитых странах нового неинвазивного метода диагностики ряда заболеваний. Удобно проиллюстрировать это на примере болезней желудочно-кишечного тракта. В 1994 году Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) официально признала факт инфекционного происхождения колита, гастрита, язвы двенадцатиперстной кишки и язвы желудка. Причиной перечисленных заболеваний является открытая в 1983 году бактерия Helicobacter pylori (H. pylori). Эта бактерия благодаря тому, что она окружена энзимом уреаза, может существовать в кислой среде желудка. Уреаза разлагает мочевину на аммиак и углекислый газ.

Это свойство уреазы положено в основу диагностики инфицирования пациента: если H. pylori присутствуют, мочевина разлагается, если бактерий нет, то проходит желудочно-кишечный тракт без разложения. Пациент через узкую трубку, доходящую до дна пробирки, делает выдох. Пробирка закрывается и маркируется. Пациенту дают выпить сок (или воду), в котором растворено около 70 мг мочевины, обогащенной стабильным изотопом углерода 13С. Через полчаса проводят повторный отбор пробы выдыхаемого воздуха в другую маркированную пробирку. Если пациент инфицирован, то углекислый газ в выдыхаемом им после приема мочевины воздухе будет обогащен изотопом 13С. При этом, чем больше в желудке бактерий H. pylori, тем больше это обогащение. Описанная процедура носит название “Уреазный дыхательный тест”.

Наши знания о протекании биохимических процессов в организме здорового человека и об их нарушениях при тех или иных заболеваниях открывают широкие возможности применения дыхательного теста для диагностики. При этом в качестве изотопно меченного маркера выбирается такое соединение, одним из продуктов метаболизма которого выступает углекислый газ. В настоящее время разработаны неинвазивные методики диагностики экзокринной недостаточности поджелудочной железы, нарушений кинетики аминокислотного метаболизма и формирования белков. Также с помощью дыхательного теста контролируют энзимную функцию печени, активность окисления жирных кислот, время прохождения пищи через желудочно-кишечный тракт. Идеальным прибором для изотопной диагностики оказался масс-спектрометр BreathMATplus. Уникальная точность, высокая производительность, простота эксплуатации сделали этот прибор незаменимым во врачебной практике развитых стран, предоставив возможность не только устанавливать факт заболевания, но и отслеживать результаты лечения. По европейской статистике достаточно одного такого прибора на миллион жителей.