Разработка экспресс-метода количественного определения жирных кислот в моче на основе хромато-масс-спектрометрического анализа

Введение. Количественное определение в биологических средах организма жирных кислот (ЖК) позволяет оценить их поступление с пищей, участие в биохимических процессах и роль в физиологических функциях, таких как нормальная работа мозга, сердца, а также здоровье кожи и волос.

Цель исследования – разработка экспресс-метода количественного определения жирных кислот в моче на основе хромато-масс-спектрометрического анализа для оценки пищевого статуса.

Материалы и методы. При подготовке проб мочи к химическому анализу жирных кислот проводили щелочное метилирование, обрабатывая биопробы метилатом калия, что позволило быстро и количественно метилировать как свободные жирные кислоты, так и триглицериды. Для разделения эфиров жирных кислот применяли капиллярную колонку с неподвижной жидкой фазой FFAP с программируемым режимом нагрева до температуры плюс 70–245 °С. Масс-спектрометр – квадрупольный, с ионизацией электронами (70 эв).

Результаты. Разработанный экспресс-метод на основе ХМС позволяет изучать состав ЖК в моче, идентифицируя 34 их производных в диапазоне концентраций от 0,004 до 9,975 мкг/см³. Экспресс-метод характеризуется высоким пределом количественного определения (0,01 мкг/см³) с требуемой точностью. В процессе исследований обнаружены максимальные концентрации жирных кислот – эйкозатриеновой (у 100% здоровых лиц, 3,608 мкг/см³, диапазон концентраций: min 1,716 мкг/см³, max 9,975 мкг/см³) и трикозановой (у 91,2% здоровых лиц, 0,351 мкг/см³, диапазон концентраций: min 0,004 мкг/см³, max 2,531 мкг/см³).

Ограничения исследования могут быть связаны с необходимостью исключения определения неполного спектра жирных кислот, таких как оксикислоты.

Заключение. Метаболомный анализ мочи по жирнокислотному составу для оценки пищевого статуса и определения биомаркёров, характеризующих изменения алиментарного фактора, может стать перспективным направлением исследований.

Соблюдение этических стандартов. Исследование одобрено локальным этическим комитетом ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Роспотребнадзора (протокол заседания № 1 от 21.04.2025 г.). Все участники дали информированное добровольное письменное согласие на участие в исследовании.

Участие авторов:
Нурисламова Т.В., Лир Д.Н. – концепция и дизайн исследования, редактирование;
Терентьев Г.И. – сбор и обработка материала, анализ полученных данных, написание текста;
Субботина Д.Ю., Якушева Е.А. – сбор и обработка материала, анализ полученных данных;
Суворов Д.В. – сбор и обработка материала.
Все соавторы – утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех её частей.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование. Исследование не имело финансовой поддержки.

Поступила: 30.09.2025 / Поступила после доработки: 24.10.2025 / Принята к печати: 03.11.2025 / Опубликована: 19.12.2025

1. Титов В.Н. Среднецепочечные жирные кислоты: содержание в пище, физиология, особенности метаболизма и применение в клинике. Вопросы питания. 2012; 81(6): 27–36. https://elibrary.ru/putcvh

2. Khamis M.M., Adamko D.J., El-Aneed A. Mass spectrometric based approaches in urine metabolomics and biomarker discovery. Mass Spectrom. Rev. 2017; 36(2): 115–34. https://doi.org/10.1002/mas.21455

3. Платонова А.Г., Осипов Г.А., Бойко Н.Б., Кириллова Н.В., Родионов Г.Г. Хромато-масс-спектрометрическое исследование микробных жирных кислот в биологических жидкостях человека и их клиническая значимость. Клиническая лабораторная диагностика. 2015; 60(12): 46–55. https://elibrary.ru/vhthwn

4. Писанов Р.В., Шипко Е.С., Дуванова О.В., Симакова Д.И. Идентификация микроорганизмов с применением газовой хромато-масс-спектрометрии. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2020; (4): 356–62. https://doi.org/10.36233/0372-9311-2020-97-4-8 https://elibrary.ru/yzazdi

5. Петров С.М., Филатов С.Л., Михайличенко М.С., Подгорнова Н.М. Современное состояние микробиологического производства некоторых пищевых органических кислот. Актуальная биотехнология. 2024; (3): 31–5. https://doi.org/10.20914/2304-4691-2024-3-31-35 https://elibrary.ru/lzghym

6. Di Lorenzo R.D., Serra I., Porro D., Branduardi P. State of the art on the microbial production of industrially relevant organic acids. Catalysts. 2022; 12(2): 234. https://doi.org/10.3390/catal12020234

7. Culver S.A., Hargett S.R., Balugo J.L.L.Q., Gildea J.J., Harris T.E., Siragy H.M. Nephron specific ATP6AP2 knockout increases urinary excretion of fatty acids and decreases renal cortical megalin expression. Sci. Rep. 2024; 14(1): 18724. https://doi.org/10.1038/s41598-024-69749-x

8. Wang R., Zhang J., Ren H., Qi S., Xie L., Xie H., et al. Dysregulated palmitic acid metabolism promotes the formation of renal calcium-oxalate stones through ferroptosis induced by polyunsaturated fatty acids/phosphatidic acid. Cell Mol. Life Sci. 2024; 81(1): 85. https://doi.org/10.1007/s00018-024-05145-y

9. Dittharot K., Jittorntam P., Wilairat P., Sobhonslidsuk A. Urinary metabolomic profiling in chronic hepatitis B viral infection using gas chromatography/mass spectrometry. Asian Pac. J. Cancer Prev. 2018; 19(3): 741–8. https://doi.org/10.22034/apjcp.2018.19.3.741

10. Course C.W., Lewis P.A., Kotecha S.J., Cousins M., Hart K., Heesom K.J., et al. Similarities of metabolomic disturbances in prematurity-associated obstructive lung disease to chronic obstructive pulmonary disease. Sci. Rep. 2024; 14(1): 23294. https://doi.org/10.1038/s41598-024-73704-1

11. Jiang S., Zhou Y., Gao J., Jin S., Pan G., Jiang Y. Urinary metabolomic profiles uncover metabolic pathways in children with asthma. J. Asthma. 2024; 61(10): 1306–15. https://doi.org/10.1080/02770903.2024.2338865

12. Dasí-Navarro N., Lombardi S., Vila-Donat P., Llop S., Vioque J., Soler-Blasco R., et al. Metabolomic profiling of human urine related to mycotoxin exposure. Toxins (Basel). 2025; 17(2): 75. https://doi.org/10.3390/toxins17020075

13. Kar A., Ghosh P., Parta P., Chini D.S, Nath A.K., Saha J.K., et al. Omega-3 fatty acids mediated Cellular signaling and its regulation in Human Health. Clin. Nutr. Open Sci. 2023; 52: 72–86. https://doi.org/10.1016/j.nutos.2023.10.004

14. Chen J., Liu H. Nutritional indices for assessing fatty acids: a mini-review. Int. J. Mol. Sci. 2020; 21(16): 5695. https://doi.org/10.3390/ijms21165695

15. Harwood J.L. Polyunsaturated fatty acids: conversion to lipid mediators, roles in inflammatory diseases and dietary sources. Int. J. Mol. Sci. 2023; 24(10): 8838. https://doi.org/10.3390/ijms24108838

16. Zhou X., Zhu X., Zeng H. Fatty acid metabolism in adaptive immunity. FEBS J. 2023; 290(3): 584–99. https://doi.org/10.1111/febs.16296

17. Rosa F., Mercer K.E., Lin H., Sims C.R., Pack L.M., Goode G., et al. Early infant formula feeding impacts urinary metabolite profile at 3 months of age. Nutrients. 2020; 12(11): 3552. https://doi.org/10.3390/nu12113552

18. Баранов В.М., Осипов Г.А., Мухамедиева Л.Н., Белобородова Н.В., Пахомова А.А., Ильин В.К. и др. Оценка микроэкологического статуса человека методом хромато-масс-спектрометрии; 2009. Доступно: https://propionix.ru/f/otsenka_mikroekologicheskogo_statusa_cheloveka_metodom_khromato-mass-spektrometrii.pdf

19. Айгумов М.Ш., Савчук С.А. Подход к оптимизации параметров масс-спектрометрического детектирования при идентификации сверхмалых количеств высокотоксичных веществ. Журнал аналитической химии. 2025; 80(2): 149–60. https://elibrary.ru/adwual

20. Меринов А.В., Журба О.М., Алексеенко А.Н., Кудаева И.В. Содержание жирных кислот в плазме крови работников с вибрационной болезнью. Гигиена и санитария. 2023; 102(9): 928–33. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2023-102-9-928-933 https://elibrary.ru/zlmtry

21. Ciucanu C.I., Vlad D.C., Ciucanu I., Dumitraşcu V. Selective and fast methylation of free fatty acids directly in plasma for their individual analysis by gas chromatography-mass spectrometry. J. Chromatogr. A. 2020; 1624: 461259. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2020.461259

22. Engler M.M., Engler M.B. Omega-3 fatty acids: role in cardiovascular health and disease. J. Cardiovasc. Nurs. 2006; 21(1): 17–24, quiz 25-6. https://doi.org/10.1097/00005082-200601000-00005

23. Kapoor B., Kapoor D., Gautam S., Singh R., Bhardwaj S. Dietary Polyunsaturated Fatty Acids (PUFAs): uses and potential health benefits. Curr. Nutr. Rep. 2021; 10(3): 232–42. https://doi.org/10.1007/s13668-021-00363-3

24. Воловик В.Т., Леонидова Т.В., Коровина Л.М., Блохина Н.А., Касарина Н.П. Сравнение жирнокислотного состава различных пищевых масел. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2019; (5): 147–52. https://elibrary.ru/jukllq

25. de Carvalho C.C.C.R., Caramujo M.J. The various roles of fatty acids. Molecules. 2018; 23(10): 2583. https://doi.org/10.3390/molecules23102583

26. Мухутдинов Р.Р. Изучение функциональных свойств новых видов растительных масел. Международная научно-практическая конференция, посвященная памяти Василия Матвеевича Горбатова. 2018; (1): 173–6. https://elibrary.ru/yozatb

27. Nagy K., Tiuca I.D. Importance of fatty acids in physiopathology of human body. In: Catala A., ed. Fatty Acids. IntechOpen; 2017. https://doi.org/10.5772/67407

28. Савельева Е.И. Сферы применения биоаналитической хромато-масс-спектрометрии. Журнал аналитической химии. 2021; 76(10): 937–51. https://doi.org/10.31857/S0044450221080132 https://elibrary.ru/wqydkg

29. ГНЦ РФ ИМБП РАН «Оценка микроэкологического статуса человека методом хромато-масс-спектрометрии». М.; 2008.

30. Мамедов И.С., Сухоруков В.С., Золкина И.В., Савина М.И., Николаева Е.А. Оценка масс-спектрометрических показателей для дифференциальной диагностики наследственных нарушений обмена органических кислот у детей. Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2019; 64(1): 61–7. https://doi.org/10.21508/1027-4065-2019-64-1-61-67 https://elibrary.ru/yzdvsp

31. Alex A., Abbott K.A., McEvoy M., Schofield P.W., Garg M.L. Long-chain omega-3 polyunsaturated fatty acids and cognitive decline in non-demented adults: a systematic review and meta-analysis. Nutr. Rev. 2020; 78(7): 563–78. https://doi.org/10.1093/nutrit/nuz073