Специалисты из МГУ разработали сенсоры для ношения на теле, измеряющие одновременно концентрацию соли молочной кислоты в поте человека и скорость потоотделения. Оказывается, данные параметры независимы друг от друга. Соль молочной кислоты или лактат показывает уровень гипоксии, возникающей при интенсивных тренировках. Гипоксия сопровождается усталостью в мышцах, а при слишком изнурительных и долгих занятиях снижает продуктивность упражнений, в некоторых случае может привести к проблемам со здоровьем.
Было проведено исследование, подтверждающее ценность пота для неинвазивной диагностики по уровню лактата в поте спортсменов. Данное исследование поддержано грантом Президентской программы Российского научного фонда (РНФ). С его результатами можно ознакомиться в журнале Biosensors and Bioelectronics. Хочется отметить, что анализ крови остается самым надежным подходом для оценки состояния организма, в частности — исследования продуктов обмена веществ или метаболитов.
Диагностика с помощью носимых приборов для измерения содержания в организме веществ типа глюкозы, соли молочной кислоты (лактаты) и других подобных вещей, для которых достаточно пота, серьезный шаг к медицине будущего.
Мария Комкова
Руководитель проекта по гранту РНФ, кандидат химических наук, старший научный сотрудник кафедры аналитической химии химического факультета МГУ
«Разработчики подобных гаджетов уделяют мало внимания физиологическим аспектам. В ряде исследований помимо концентраций метаболитов проводится параллельное измерение температуры тела и электролитного состава, однако такой важный аспект, как скорость выделения пота (а значит, и скорость потока на поверхности сенсора) до сих пор оставался вне поля зрения исследователей. В своей новой работе мы решили заполнить этот пробел».
Группа профессора Аркадия Карякина почти десять лет занимается разработкой биосенсоров и устройств для неинвазивной диагностики на химическом факультете Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова.
Как утверждают авторы сенсоров, лактат является, помимо прочего, продуктом метаболизма потовых желез. Поэтому вполне логично было бы предположить, что скорость потоотделения и скорость выделения лактата связаны. По крайней мере, для солей калия и натрия такая зависимость уже установлена.
Разработанные биосенсоры представляют собой композитную мембрану с прикрепленным к ней ферментом лактатоксидазой. Как говорит руководитель проекта по гранту РНФ, кандидат химических наук, старший научный сотрудник кафедры аналитической химии химического факультета МГУ Мария Комкова, в зависимости от используемой мембраны устройства могут применяться для измерения концентрации лактата или скорости выделения пота. Одновременный контроль in situ (на месте) обоих параметров стал возможен благодаря созданным совместно с сотрудниками факультета наук о материалах МГУ нательным электроанализаторам со встроенными биосенсорами.
Данные устройства апробировали в экспериментах с тренирующимися добровольцами. Опыты показали, что изменение концентраций лактата является индикатором состояний гипоксии, а не функция скорости потения. Поэтому пот действительно имеет 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.
