Инженеры разработали носимую систему, которая непрерывно измеряет концентрацию кортизола – гормона стресса – в поте. Устройство крепится прямо к коже и помогает лучше диагностировать и лечить такие связанные со стрессом заболевания, как выгорание и ожирение.
Кортизол – это стероидный гормон, вырабатываемый надпочечниками под воздействием адренокортикотропного гормона. В организме он выполняет ряд важных функций – регулирует обмен веществ, уровень сахара в крови и кровяное давление, а также влияет на работу иммунной и сердечно-сосудистой систем. В стрессовой ситуации – угрожающей жизни или бытовой – именно кортизол выходит на первый план, «заставляя» организм направлять необходимую энергию в мозг, мышцы или сердце.
«Кортизол может вырабатываться спонтанно – вот вроде бы все хорошо, но вдруг что-то случается, и вы оказываетесь в ситуации стресса. В одно мгновение ваш организм начинает вырабатывать максимальное количество этого гормона», – говорит Адриан Ионеску, глава лаборатории наноэлектронных устройств (Nanolab) Федеральной политехнической школы Лозанны (Швейцария).Обычно кортизол секретируется в соответствии с циркадными ритмами организма, пик его выработки приходится на период с 6 до 8 утра, после чего его концентрация начинает постепенно понижаться. Однако у людей, страдающих от обусловленных стрессом болезней, циркадные ритмы полностью сбиты, а если в организме вырабатывается слишком много или слишком мало кортизола, это может привести к серьезным проблемам со здоровьем, включая развитие ожирения, сердечно-сосудистых заболеваний, депрессии и выгорания.
Для измерения уровня кортизола традиционно используется анализ крови, хотя концентрацию гормона можно также определить в слюне, моче и поте. Ионеску и его команда решили сосредоточиться на последней жидкости, для чего разработали носимый смарт-пластырь с миниатюризованными датчиками. Пластырь состоит из полупроводника и электрода, сделанного из высокочувствительного графена. Последний приводится в действие аптамерами – короткими фрагментами одноцепочечной ДНК или РНК, которые связываются с определенными веществами. Вступая в контакт с кортизолом, аптамер передает сигнал электроду, что позволяет измерять концентрацию гормона в поте в режиме реального времени.
Система, созданная специалистами Nanolab, стала первой в мире, позволяющей следить за уровнем кортизола в соответствии с циркадными ритмами организма. Вывод устройства на рынок и его внедрение позволит врачам объективно оценивать, страдает ли пациент от депрессии или выгорания, а также определять эффективность терапии.
Фото: Pixabay
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.