Artificial Neural Networks (ANNs) as a tool of estimating relation between parameters of anti-oxidative ability and nutritional ingredients in the diet of pregnant women

• Autorzy: Kolarzyk E. , Mendyk A. , Stępniewski M. , Łyszczarz J. , Pietrzycka A. , Ostachowska-Gąsior A.

Warianty tytułu

PL

Sztuczne sieci neuronowe (ANNS) jako narzędzie do określania relacji między parametrami wydolności antyoksydacyjnej i składnikami diety kobiet ciężarnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of this study was to evaluate if there is a relation between superoxide dismutase (SOD) activity and total anti-oxidative status measured as Ferric Reducing Abil-ity of Plasma (FRAP) concentration in saliva and intake of macro- and micro- nutritients in daily nutritional rations (DNR) in the first, second and third trimester of singleton uncompli-cated pregnancy by using artificial neural networks (ANNs). Materiał and methods: Eighty women: 40 pregnant women aged 27.1+5.4 years (examined group) and 40 healthy women (the control group) were subjects of this study. Artificial neural networks (ANN) and clustering analysis with Ward's group-ing method were used for evaluation of the relationship be¬tween FRAP and SOD in saliva and intake of macronutrients, minerals (Na, K, Ca, P, Mg, Fe, Zn, Cu, Mn), and vitamins (A, C, E, B1.B2, B6, PP)inDNR. Results: During pregnancy FRAP and SOD values were Iower than in the controls, but only for FRAP the differences were highly statistically significant (p<0.001). No functional relation-ships between FRAP and SOD and macro- and micronutrients were identified by ANN model. For whole pregnancy period cluster analysis identified 2 major clusters for which differenti-ating variables were SOD and retinoids intake but different patterns for each trimester of pregnancy were revealed. Conclusion: ANNs and cluster analysis showed that there were no statistical relationships between the intake of micro-and macronutrients in DNR and SOD or FRAP level in saliva of pregnant women.

PL

Celem pracy było określenie czy istnieje zależność między aktywnością dysmutazy ponadtlenkowej (SOD) i całkowitą wydolnością antyoksydacyjną (mierzoną wartością FRAP) w ślinie kobiet ciężarnych oraz podażą makro-i mikroelementów w diecie (w pierwszym, drugim i trzecim trymestrze ciąży). Materiał i metodyka: Badaniami objęto 80 kobiet, w tym 40 ciężarnych w wieku 27.1 +5.4 lat (grupa badana) oraz 40 zdrowych kobiet (grupa kontrolna). Sztuczne sieci neuronowe i analiza skupień (metodą Warda) były zastosowane dla oce¬ny związku między wartościami FRAP i SOD w ślinie i poda¬żą makroskładników, składników mineralnych (Na, K, Ca, P, Mg, Fe, Zn, Cu, Mn) i witamin (A, C, E, B1, B2, B6, PP) w diecie kobiet ciężarnych. Wyniki: Podczas ciąży stwierdzono niższe wartości FRAP i SOD niż w grupie kontrolnej, ale tylko wartości FRAP różniły się w sposób statystycznie znamienny (p<0.001). Przy użyciu ANNs nie wykazano istotnych zależności między FRAP oraz SOD i składnikami diety. Dla całego okresu ciąży uzyskano metodą Warda 2 główne skupienia, w których zmiennymi różnicującymi było SOD i retinoidy, nie mniej jednak dla każdego trymestru ciąży uzyskano różne wzorce. Wniosek: Zarówno metodą sztucznych sieci neuronowych jak i metodą analizy skupień wykazano, że nie ma statystycznie istotnego związku między podażą mikro- i makroelementów w diecie oraz stężeniem SOD i wartością FRAP w ślinie kobiet ciężarnych.

Słowa kluczowe

EN

pregnancy; total antioxidant status; FRAP; superoxide dismutase; SOD; daily nutritional rations; DNR; cluster analysis; artificial neural networks; ANNs

PL

ciąża; całkowita wydolność antyoksydacyjna; FRAP; dysmutaza ponadtlenkowa; SOD; dieta; analiza skupień; sztuczne sieci neuronowe; ANN

• Wydawca: Uniwersytet Jagielloński - Collegium Medicum ; Index Copernicus Sp. z o.o.
• Czasopismo: Bio-Algorithms and Med-Systems
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 2, no. 4
• Strony: 5--12
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kolarzyk E.

• Department of Hygiene and Ecology, Medical College Jagiellonian University, 7 Kopernika str., 31-034 Kraków, Poland

autor

Mendyk A.

• Department of Pharmaceutical Technology and Biopharmaceutics, Medical College Jagiellonian University 9 Medyczna str., 30-688 Kraków, Poland

autor

Stępniewski M.

• Radioligand Laboratory, Pharmacy Faculty, Medical College Jagiellonian University, 9 Medyczna str, 30-688 Kraków, Poland

autor

Łyszczarz J.

• Chair of Orthodontia, Medical College Jagiellonian University 4 Montelupich str., 31-155 Kraków, Poland

autor

Pietrzycka A.

• Radioligand Laboratory, Pharmacy Faculty, Medical College Jagiellonian University, 9 Medyczna str, 30-688 Kraków, Poland

autor

Ostachowska-Gąsior A.

• Department of Hygiene and Ecology, Medical College Jagiellonian University, 7 Kopernika str., 31-034 Kraków, Poland

Bibliografia

• 1. C. Biondi, B. Pavan, L. Lunghi, S. Florini, F. Vesce. The role and modulation of the oxidative balance in pregnancy. Curr. Pharmac. Design, 2005,11, 2075-2089.
• 2. J.M. Roberts, G. Pearson, J. Cutler, et al. Summary of the NHLBl Working Group on research on hypertension during pregnancy. Hypertension, 2003, 41, 437-445.
• 3. J. Villar, J.M. Belizan. Same nutrients, different hypotheses: disparities in trials of calcium supplementation during pregnancy. Am. J. Clin. Nutr., 2000, 71,1375S-1379S.
• 4. l.R. Record, I.E. Dreosti, J.. Mc Inemey. Changes in plasma antioxidant status following consumption of diets high or low in fruit and vegetables or following dietary supplementation with an antioxidant mixture. Brit. J. Nutr., 2001, 85, 459-464.
• 5. S. Bolissety, et al. Antenatal supplementation of antioxidant vitamins to reduced the oxidative stress at delivery - a pilot study. Early. Hum. Dev., 2002, 67, 91-92.
• 6. L. Benzie, J. Strain. The Ferric Reducing Ability of Plasma (FRAP) as a measure of "Antioxidant power": the FRAP as-say. Annal. Biochem., 1996, 239, 70.
• 7. H.P. Misra, I. Fridovich. The role of superoxide anion in the autooxidation of epinephrine and a simple assay for superoxide dismutase. J. Biol. Chem., 1972,247,3170-3175.
• 8. Ś. Ziemiański, B. Bułhak-Jachymczyk, J. Budzyńska-Topolowska, et al. Recommended dietary intake for Polish population (energy, protein, FAT, vitamins and minerals). New Med., 1995, 2,1-27.
• 9. J.M. Żurada. Introduction to Artificial Neural Systems. West Publishing Company USA 1992.
• 10. R.R. Yager, D.P. Filev. Essentials of fuzzy modeling and control. John Wiley & Sons, Inc. 1994.
• 11. J.M. Żurada, A. Malinowski, S. Usui. Perturbation Method for Deleting Redundant Inputs of Perceptron Networks, Neurocomputing, 1997,14, 177-193.
• 12. A. Mendyk, R. Jachowicz. Neural network as a decision support system in the development of pharmaceutical formulation - focus on solid dispersions. Expert Syst. Appl. 28:285-294, 2005.
• 13. S. Polak and A. Mendyk, Artificial Intelligence Technology as a tool for initial GDM screening. Expert Syst. Appl., 2004,26, 455-460.