CZ2003258A3

CZ2003258A3 - Způsob stanovení fermentace vlákniny a zařízení k provádění tohoto způsobu

Info

Publication number: CZ2003258A3
Application number: CZ2003258A
Authority: CZ
Inventors: Zdeněk Prof. Mudr. Csc. Zadák; Miloš Ing. Csc. Jelínek; Miroslav Ing. Buriánek; Radomír Mudr. Hyšpler Ph. D.; Alena Rndr. Tichá; Jaroslav Valenta
Original assignee: Amr Amaranth A. S.
Priority date: 2003-01-27
Filing date: 2003-01-27
Publication date: 2004-09-15
Also published as: CZ300243B6

Description

* Způsob stanovení fermentace vlákniny a zařízení k provedení tohoto způsobu.

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu stanovení fermentace vlákniny in vivo jako diagnostický test v klinické výživě a jako test na kvalitu vlákniny.

Dosavadní stav techniky

Doposud bylo možno kvalitu vlákniny stanovovat prakticky jen její chemickou analýzou, případně fermentací in vitro. Tyto způsoby nebyly schopny spolehlivě zjistit její skutečné účinky u člověka ve smyslu fermentace vlákniny určitého typu v tlustém střevě. Cílem vynálezu je proto určení takového způsobu,který umožní zhodnotit kvantitativně a komplexně určitý druh vlákniny a zejména zachytit i schopnost její fermentace v tlustém střevě člověka při velké variabilitě mikroorganizmů, které jsou za fermentací vlákniny v tlustém střevě zodpovědné. Cílem vynálezu je zároveň také vytvoření zařízení, jehož pomocí bude možno nový způsob uskutečnit.

Podstata vynálezu

Vytyčeného cíle je dosaženo způsobem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se provádí měření obsahu metanu v dechu jedince, kterému byla předtím vláknina aplikována ústy a provádí se hodnocení naměřených hodnot. Způsob je postaven na té skutečnosti, že metanogenní flórou lidského střeva jsou tvořeny jako konečné produkty bakteriálního metabolizmu sacharidů a glykoproteinů plynné produkty metan, vodík a oxid uhličitý. Množství metanu v dechu je závislé na množství metanogenních bakterií Methanobrevibacter Smithii přítomných v tlustém střevě a velikosti podílu fermentovatelné vlákniny. Rozpustná vláknina je částečně štěpena trávícími enzymy již v horní části zažívacího traktu. Nerozpustná vláknina je u člověka částečně metabolizována pouze mikroorganizmy tlustého střeva.

Zařízení k provedení způsobu je tvořeno odběrovým zařízením na odběr vzorku vydechovaného vzduchu, napojeným na měřící zařízení obsahu metanu. Jako měřící zařízení obsahu metanu je zpravidla použito plynového chromatografu. Za účelem přesného stanovení produkce metanu ve stejném množství vzorku vydechovaného vzduchu je odběrové zařízení na odběr vzorku vydechovaného vzduchu opatřeno • · • · · • · ·«

-2• · • 4 • · ···· · ’· · : *:

i ·. •« · ·« měřícím zařízením objemu vzorku vydechovaného vzduchu. Toto měřící zařízení je tvořeno nádobou, opatřenou utěsněným zvedacím pístem s otevřeným vnitřním prostorem, do kterého je přivedena odběrová trubice , která je v tomto prostoru přerušena, přičemž odběrová trubice je opatřena ventilem přívodu k měřidlu objemu vzorku a ventilem přívodu k měřícímu zařízení obsahu metanu. Odběrová trubice je zpravidla opatřena náustkem a nádoba je opatřena měřidlem výšky zdvihu zvedacího pístu, přičemž podle výšky zdvihu zvedacího pístu lze stanovit objem vzorku vydechnutého vzduchu zkoušeného jedince. Pří měření obsahu metanu ve vydechnutém vzorku, sledovaný jedinec, kterému byla předtím ústy aplikována vláknina, vydechuje vzduch do odběrové trubice, přičemž je otevřen ventil přívodu k měřidlu objemu vzorku a uzavřen ventil přívodu k měřícímu zařízení obsahu metanu. Přitom se odečte pomocí měřidla výšky zdvihu zvedacího pístu objem vydýchaného vzduchu do vnitrního prostoru zvedacího pístu. Následně se ventil přívodu k měřidlu objemu vzorku uzavře a otevře se ventil přívodu k měřícímu zařízení obsahu metanu, přičemž vzorek vzduchu proudí do tohoto měřidla, kterým je zjišťován obsah metanu v přivedeném vzorku vzduchu. Na základě množství metanu v přivedeném objemu vzorku vzduchu je možno stanovit fermentaci ústy aplikované vlákniny. Zařízení je zpravidla také opatřeno nádechovou trubicí, napojenou na tlakovou láhev vzduchu, přičemž do této nádechové trubice vzduchu je vložen zásobní vak s ventilem. Zkoušený jedinec tak vdechuje vzduch ze zásobního vaku. Odběrová trubice i nádechová trubice jsou opatřeny zpětnými ventily a napojeny přes společný nátrubek na náustek. Nádoba je opatřena ve spodní Části zarážkou zvedacího pístu a za účelem zabránění úniku metanu ze vnitřního prostoru zdvihacího pístu je nádoba zalita nasyceným okyseleným roztokem. Za účelem snadnějšího zvedání je zvedací píst uchycen na závěsu, vedeném přes kladky, přičemž na opačném konci tohoto závěsu je upevněno závaží.

Přehled obrázkůna výkrese

Zařízení podle vynálezu je schematicky znázorněno na přiloženém výkrese.

-3Přiklady provedení vynálezu

Příklad č.1

Způsob byl využit v pilotní studii sledující změny koncentrace metanu ve vydechovaném vzduchu dobrovolníků po aplikaci 20 g lékopisné vlákniny laktufózy. Laktulóza byla podána v čase 0 minut a byla stanovena bazální koncentrace metanu. Vydechovaný vzduch byl vzorkován v intervalu po 30 minutách od podání laktulózy. Byla sledována koncentrace vydechovaného metanu po dobu 3 hodin. U všech dobrovolníků došlo po 100 až 200 minutách k nárůstu koncentračního píku metanu na chromatografu. Plocha pod pikem je využita ke kvantifikaci fermentačního procesu.

Příklad č.2

Jedinci, jehož prevence před onemocněním tlustého střeva nebo jehož onemocnění vyžaduje podání dietní vlákniny, je aplikována ústy definovaná dávka vlákniny a stanovuje se koncentrace metanu v dechu chromatografem. Z plochy pod křivkou získanou v určeném časovém intervalu a stanovením množství metanu je určena intenzita fermentace.

Příklad č.3

Je třeba zjistit u jakého procenta jedinců je komerčně připravená dietní vláknina skutečně fermentována a zda má dietní efekt. Podáním dietního přípravku a následným měřením obsahu metanu ve výdechu zkoušených jedinců je určeno, zda distribuovaná dietní vláknina je z hlediska schopnosti fermentace hodnotná a účinná u populace, která ji používá.

Pacient, který má poruchy transportních schopností trávícího traktu, požije standartní množství tekuté vlákniny a zjišťuje se čas, kdy se objeví nárůst koncentrace metanu v dechu. Doba od požití vlákniny po zaznamenání vrcholu koncentrace metanu v dechu určuje časový úsek, který potřebuje vláknina na průchod trávícím traktem z dutiny ústní do tlustého střeva. Při následné medikamentózní nebo dietní léčbě se opakováním těchto zkoušek srovnává relativní fc fc • · · • · · fc fc fc · fc fcfc · ·· fcfc fc • fcfc

-4zkrácení nebo prodloužení této doby a tak se zjišťuje účinnost této medikamentózní nebo dietní léčby.

Zařízení podle vynálezu je tvořeno odběrovou trubicí 1, opatřenou zpětným ventilem 16 a ventilem i přívodu k měřícímu zařízení 26 objemu vzorku, kde je tato odběrová trubice 1 přerušena a přes ventil & je přivedena k měřícímu zařízení 2 obsahu metanu. Odběrová trubice 1 je tvořena ohebnou vrapovanou hadicí z umělé hmoty, může být však použito také pryžové vrapované hadice. Měřící zařízení 26 objemu vzorku je tvořeno nerezovou nádobou 4 , uvnitř opatřenou zarážkou 6, na kterou dosedá spodní hrana zvedacího pístu 2, který je zespod otevřen a do jeho vnitřního prostoru je přivedena vertikálně zahnutá odběrová trubice 1, která je přerušena nad hladinou roztoku chloridu sodného, okyseleného kyselinou chlorovodíkovou na pH 4. Od místa přerušení je odběrová trubice 1 odvedena z nerezové nádoby 4 k měřícímu zařízení 2 obsahu metanu, před kterým je v odběrové trubici 1 zařazen ventil fi. Za účelem snadného zvedání je zvedací píst 2 ve vrchní části uchycen na závěsné prostředky 16, vedené přes kladky 17 a opatřené závažím

16. Nádoba 4 je opatřena měřidlem 6 zdvihu zvedacího pístu 6 K náústku 11 je přivedena také nádechová trubice 16, rovněž ve vrapovaném ohebném provedení a tato nádechová trubice 16 je napojena přes ventil 16 na zásobní vak 6, napojený přes redukční ventil 16 na tlakovou láhev 12 vzduchu. Odběrová trubice 1 je opatřena zpětným ventilem 16, otevírajícím se ve směru výdechu a nádechová trubice 16 je opatřena zpětným ventilem 14, otevírajícím se ve směru nádechu vzduchu ze zásobního vaku 6

Zkoušený jedinec přiloží ústa k náústku 11 a nádechovou trubicí 16 a přes zpětný ventil 14 a otevřený ventil 16 nadechuje vzduch ze zásobního vaku 6, do kterého je tento vzduch přiveden přes redukční ventil 16 z tlakové nádoby 12 vzduchu. Po tomto nádechu se zpětný ventil 14 nádechové trubice 16 uzavře a nastává výdech zkoušeného jedince, při kterém se v odběrové trubici 1 otevře zpětný ventil 16 a vydechovaný vzduch proudí odběrovou trubicí 1 přes otevřený ventil 7 do měřícího zařízení 26 objemu vzorku, tudíž do nerezové nádoby 4, do vnitřního • ♦ · • * ··

* • · 44 prostoru zvedacího pístu 3, nad hladinu nasyceného vodného roztoku chloridu sodného, okyseleného kyselinou chlorovodíkovou na pH 4. Přitom je uzavřen ventil 8 přívodu k měřícímu zařízení 2 obsahu metanu. Vydechovaný vzduch působí na spodní plochu zvedacího pístu 2, který tak stoupá, přičemž je odlehčován závažími 18, zavěšenými na závěsech 16, tvořenými v tomto případě článkovými řetězy, vedenými přes řetězová kola, tvořícími kladky 17. Zvednutí pístu 2 je měřeno na stupnici měřidla 6 zdvihu pístu, přičemž podle zde naměřené hodnoty výšky zdvihu zvedacího pístu 2 se odvozuje množství vydechnutého vzduchu, který zůstává soustředěn uvnitř zvedacího pístu 2 nad hladinou nasyceného roztoku, který je navíc okyselen pro zabránění rozpouštění metanu v roztoku. Kromě toho tento roztok slouží k zabránění úniku vydechnutého vzduchu mezi vnitřní stěnou nerezové nádoby 4 a vnější stěnou zvedacího pístu 2. Následně se uzavře ventil 7 přívodu k měřícímu zařízení 22 objemu vzorku a otevře se ventil 2 přívodu k měřícímu zařízení 2 obsahu metanu. Vzorek vydechnutého vzduchu, stlačovaný zvedacím pístem 2 proudí do měřícího zařízení 2 obsahu metanu, kterým bývá zpravidla plynový chromatograf. Na základě změření obsahu metanu ve vydechnutém vzorku vzduchu je pak možno porovnávací metodou stanovit kvalitu fermentace vlákniny požité zkoušeným jedincem.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob stanovení fermentace vlákniny, vyznačující se tím, že se provádí měření obsahu metanu v dechu jedince, kterému byla předtím ústy aplikována vláknina a provádí se hodnoceni naměřených hodnot.
2. Zařízení k provedení způsobu podle nároku 1, vyznačující se tím, že je tvořeno odběrovým zařízením na odběr vzorku vydechovaného vzduchu, opatřeným měřícím zařízením (20)objemu vzorku, napojeným na měřící zařízení (2) obsahu metanu.
3. Zařízení podfe nároku 2, vyznačující se tím, že měřící zařízení (20) objemu vzorku je tvořeno nádobou (4), opatřenou utěsněným zvedacím pístem (3) s otevřeným vnitřním prostorem, do kterého je přivedena odběrová trubice (1), která je v tomto prostoru přerušena, přičemž odběrová trubice (1) je opatřena ventilem (7) přívodu k měřícímu zařízení (20) objemu vzorku a ventilem (8) přívodu k měřícímu zařízení (2) obsahu metanu.
4. Zařízení podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že odběrová trubice (1) je opatřena náústkem (11).
5. Zařízení podle nároku 3 až 4, vyznačující se tím, že nádoba (4) je opatřena měřidlem (6) výšky zdvihu zvedacího pístu (3).
6. Zařízení podle nároku 2 až 5, vyznačující se tím, že je opatřeno nádechovou trubicí (13), napojenou na tlakovou láhev (12).
7. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že nádechová trubice (13) je napojena na zásobní vak (9) s ventilem (19).
8. Zařízení podle nároku 2 až 7, vyznačující se tím, že odběrová trubice (1) je opatřena zpětným ventilem (10) a nádechová trubice (13) je také opatřena zpětným ventilem (14).
9. Zařízení podle nároku 3 až 8, vyznačující se tím, že nádoba (4) je opatřena ve spodní části zarážkou (5) zvedacího pístu (3) a vnitřek nádoby (4) je zalit alespoň do výše této zarážky (5) okyseleným nasyceným roztokem.

• «

-7• · ···· 0 *··* «·· *··**·«*
10. Zařízení podle nároku 3 až 9, vyznačující se tím, že zvedací píst (3) je uchycen na závěsu (16), vedeném přes kladky (17), přičemž na konci tohoto závěsu (16) je upevněno závaží (18).