Wednesday, March 3, 2021

ПОДПИСКА

Здоровье Ученые разработали датчик для непрерывного мониторинга кортизола

Ученые разработали датчик для непрерывного мониторинга кортизола

Все люди время от времени испытывают стресс. Но до сих пор не было возможности объективно отслеживать его уровень. Это может измениться благодаря небольшому носимому датчику, разработанному инженерами Nanolab.

Кортизол – это стероидный гормон, производимый надпочечниками из холестерина. Его секреция контролируется адренокортикотропным гормоном, который в свою очередь вырабатывается гипофизом. 

В стрессовой ситуации, кортизол начинает вырабатываться особенно активно. Он предписывает организму направлять необходимую энергию в мозг, мышцы и сердце, регулируя обмен веществ, уровень сахара в крови и артериальное давление, влияя на иммунную систему и сердечно-сосудистые функции.

Но хотя кортизол помогает нашему организму реагировать на стрессовые ситуации, у людей с хроническим стрессом организм вырабатывает слишком много кортизола, что серьезно вредит здоровью, приводя к ожирению, сердечно-сосудистым заболеваниям, депрессии или выгоранию.

Именно поэтому так важно следить за уровнем кортизола. При помощи анализа крови можно измерить его мгновенное значение, его содержание также можно установить в слюне, моче и в поту. Однако уровень кортизола зависит от циркадных ритмов и постоянно меняется, поэтому осуществлять его непрерывный мониторинг не просто.

Именно для решения этой задачи команда инженеров из Лаборатории наноэлектронных устройств EPFL (Nanolab) разработала умный пластырь с миниатюрным датчиком, который может контролировать уровень кортизола в поту в течение суток.

Пластырь содержит транзистор и электрод из графена, который благодаря своим уникальным свойствам обеспечивает высокую чувствительность. Графен функционализируется с помощью аптамеров, которые представляют собой короткие фрагменты одноцепочечной ДНК или РНК, способнын связываться с определенными соединениями. Аптамер в пластыре EPFL несет отрицательный заряд и, когда вступает в контакт с кортизолом, немедленно захватывает гормон, приближая заряд к поверхности электрода. Устройство измеряет заряд, определяя с его помощью концентрацию кортизола в поте владельца.

Это первое устройство для непрерывного мониторинга концентрации кортизола в течение циркадного цикла. С его помощью можно собирать количественные и объективные данные о некоторых заболеваниях, связанных со стрессом. Например, оно поможет врачам объективно оценить, страдает ли пациент от депрессии или эмоционального выгорания и насколько эффективно его лечение. Более того, врачи будут получать эту информацию в режиме реального времени, что станет важным шагом вперед в понимании этих болезней. 

Инженеры уже протестировали свое устройство на собственной платформе Xsensio Lab-on-SkinTM и готовятся передать его в руки медицинских работников. Команда сотрудников отделения эндокринологии, диабета и метаболизма Университетской больницы Лозанны подготовила план испытаний, в которых будут участвовать как здоровые люди, так и люди, страдающие синдромом Кушинга – состоянием, при котором организм производит слишком много кортизола, болезнью Аддисона, проявляющейся недостатком кортизола, и ожирением, связанном со стрессом. Инженеры считают, что их сенсор может внести важный вклад в изучение физиологических и патологических ритмов секреции кортизола.

Использованы фото Shutterstock/FOTODOM UKRAINE

  1. Shokoofeh Sheibani, Luca Capua, Sadegh Kamaei, Sayedeh Shirin Afyouni Akbari, Junrui Zhang, Hoel Guerin, Adrian M. Ionescu. Extended gate field-effect-transistor for sensing cortisol stress hormoneCommunications Materials, 2021; 2 (1) DOI: 10.1038/s43246-020-00114-x
Avatar
Лина СПИР
Журналист, журнал "Мистер Блистер"

ВЫБОР РЕДАКЦИИ

- Реклама -

НАПИШИТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here