Российские ученые разработали носимые сенсоры, позволяющие одновременно измерять концентрацию лактата (соли молочной кислоты) в поте человека и скорость потоотделения — два параметра, которые оказались независимыми друг от друга. Исследование подтверждает диагностическую ценность пота для неинвазивной диагностики гипоксии по уровню лактата в поте спортсменов. Статья опубликована в журнале Biosensors and Bioelectronics.
Анализ крови остается надежным подходом для оценки состояния организма. Однако сейчас идут активные разработки менее травматичных и более комфортных для человека технологий. Так, неинвазивная диагностика метаболитов с помощью носимых устройств — одна из ключевых концепций медицины будущего. С их помощью можно измерять содержание в организме таких веществ, как глюкоза, соли молочной кислоты (лактаты) и прочие, и для этого достаточно пота.
В ряде исследований помимо концентраций метаболитов измеряются температура тела и электролитный состав. Однако такой важный аспект, как скорость выделения пота, до сих пор оставался вне поля зрения исследователей. Ученые из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова решили восполнить этот пробел. Исследователи создали новые устройства, позволяющие одновременно измерять скорость потоотделения и концентрацию лактата в поте. Это соединение — маркер гипоксии, которая возникает при значительной физической активности и может привести к ухудшению здоровья.
Разработанные исследователями биосенсоры представляют собой композитную мембрану с прикрепленным к ней ферментом лактатоксидазой. Последний окисляет лактат. При этом образуется пероксид водорода в концентрациях, пропорциональных концентрации остатка молочной кислоты. Мембраны авторы нанесли поверх катализатора на основе берлинской лазури: ее наночастицы с ферментативной активностью (нанозимы) способны селективно и с рекордной для аналогичных сенсоров точностью регистрировать пероксид водорода.
«В зависимости от используемой мембраны устройства могут применяться для измерения концентрации лактата или скорости выделения пота. Одновременный in situ контроль обоих параметров стал возможен благодаря созданным совместно с сотрудниками факультета наук о материалах МГУ нательным электроанализаторам со встроенными биосенсорами», — говорит руководитель проекта по гранту РНФ Мария Комкова.
Новые устройства авторы апробировали в экспериментах с тренирующимися добровольцами. Опыты показали эффективность работы электроанализаторов в физиологических условиях, а также продемонстрировали: концентрация лактата в поте человека и скорость выделения пота — независимые параметры.
«Это значит, что изменение концентраций лактата — индикатор именно состояний гипоксии, а не функция скорости потения, и пот действительно имеет диагностическую ценность для неинвазивной диагностики в ходе физических нагрузок. Также разработка впервые позволила приблизиться к пониманию того, как влияет интенсивность потоотделения на характеристики нательных устройств в условиях переменного потока», — подводит итог Мария Комкова.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
