Tweets by mederaby

О чем может рассказать пот?

Пот содержит множество медицинской информации.  Исследователи поняли это давно, но они не смогли воспользоваться этими данными из-за сложности их сбора, транспортировки и анализа образцов.

Для большинства пот оставляет неприглядные пятна на нашей одежде, капает вниз застилая наши лица, заставляет нас вонять, а чрезмерное выделение пота - гипергидроз даже купируется с помощью специальных инъекций. Это охлаждает нас, когда ученые перегреваемся, но большую часть времени ученые думаем об этом чисто как о неудобстве. Но, скоро ученые можем научиться любить наш пот намного больше, или, по крайней мере, то, что он может показать о нашем здоровье.

 Мы, конечно, предпочли бы дать врачу немного пота, вместо укола для взятия анализа крови-или даже предоставить образец мочи. Но это только до тех пор, пока нам не придется пробежать несколько километров или сидеть в сауне, чтобы появился пот.

Но если пот может обеспечить постоянный поток данных о реакции нашего тела на лекарства, или отслеживать травмы головы у спортсменов, ученые могли бы начать использовать его.

Пот содержит множество медицинской информации и может обеспечить его почти в реальном времени. И теперь люди могут контролировать себя через пот с носимым гаджетом, который стимулирует и собирает его с помощью небольшого устройства и анализирует его с помощью смартфона.

Использование пота для диагностики болезни не ново. В течение десятилетий врачи проводили скрининг на муковисцидоз у новорожденных путем тестирования их пота. И в 1970-х несколько исследований пытались использовать пот, чтобы контролировать уровень наркотиков внутри тела. Но в первые дни диагностики пота процесс его сбора, транспортировки и измерения был значительно сложнее, чем обычный анализ крови, поэтому технология не развивалась.

Но все это скоро изменится. Исследователи обнаружили, что пот может нести гораздо больше информации, его выделение можно легко стимулировать, собирать и анализировать, чем думали ранее.

Группа в университете Цинциннати, работая с Джошуа Хагеном и другими учеными в научно-исследовательской лаборатории ВВС США, на базе ВВС Райт-Паттерсон, штат Огайо, начала пять лет назад искать удобный способ мониторинга реакции летчика на болезни, лекарства, диету, травмы, стресс и другие физические изменения во время тренировок и миссий. В этом поиске они разработали устройства, которые стимулируют и измеряют пот, а затем с помощью беспроводной технологии передают полученные данные на смартфон.

В 2013 году военно-воздушные силы расширили работу группе ученых, спонсируя консорциум Нано-Био-производства в Сан-Хосе, Калифорния. , созданный для ускорения коммерциализации биомониторинговых устройств, таких как датчики пота.

И ученые начали с того, что искали что-то, что могло бы показать, что было бы полезно для большого количества людей. Они остановились на мониторинге физической усталости. В частности, предупреждая спортсменов, если те находились на «грани» из-за перенапряжения или обезвоживания. Эта проблема может показаться простой, но ее трудно предсказать. Даже спортсмены - миллионеры регулярно покидают соревнования из-за судорог, и предупреждение о приближающемся дисбалансе в электролитах может побудить спортсмена принимать жидкости, чтобы избежать такой неудачи.

Приступив к испытанию на спортсменах, ученые начали измерять вещества, растворенные в поте. Все конечно в курсе, благодаря десятилетиям рекламных роликов для Gatorade, что пот богат электролитами, электрически заряженными ионами таких элементов, как натрий, хлор и калий, с концентрациями от одного до десятков миллимолов на литр. (С биологической точки зрения, это на самом деле много: обычно, кровь имеет 3,5-5,2 миллимолярную концентрацию калия. То есть содержит от 3,5 до 5,2 миллимоля калия на литр. ) В идеале, ученые хотели выяснить баланс электролитов в поте и как он коррелирует с балансом электролитов в крови, потому что это дисбаланс электролитов в крови, который вызывает серьезные симптомы обезвоживания, такие как мышечные судороги.

Измерение солености пота не особенно полезно для наблюдения за спортсменами, потому что уровни хлорида натрия в поте не коррелируют с какими-либо конкретными изменениями в уровнях крови. Это потому что мембраны клеток выравнивая железу пота действуют как " насосы соли. "Когда сообщения от центральной нервной системы запускают Мембраны для выталкивания отрицательно заряженных ионов хлорида, они перетаскивают положительно заряженные ионы натрия с ними, поддерживая нейтральный заряд в потовом канале. Внутренности клеток становятся менее солеными, чем их наружная часть. Эта разница и выталкивает воду через мембраны клетки в трубопроводы пота, до тех пор, пока концентрация хлорида натрия снова не будет соответствовать норме. В результате, клетки сжимаются до тех пор пока они способны пополнить запасы воды, вытягивая ее из смежных клеток. И процесс повторяется, чтобы создать все больше и больше пота.

С другой стороны, измеряя уровни хлорида натрия в поте можно диагностировать кистозный фиброз. Клетки, выстилающие верхнюю часть потовых протоков, обычно выдавливают большую часть соли, которая выводится для создания пота. (Тело умное; нам нужно сохранить эти электролиты. ) Но для пациентов с муковисцидозом клетки, которые отвечают за процесс реабсорбции, не работают должным образом. Простое оборудование врача может обнаружить присутствие повышенного количества соли в поте.

С хлоридом натрия, ученые нашли и другие вещества в крови, уровни которых увеличиваются, когда тело обезвожено. А это значит, что, когда эти вещества появляются в высокой концентрации в поте, их концентрация повышена и в крови.

Также было обнаружено, что скорость потоотделения влияет на уровень солей в поте и чем быстрее пот выделяется, тем больше в нем соли (потому что меньше времени у тела, для реабсорбции хлорида натрия). Корреляция уровней электролитов в поте с их уровнями в крови не совсем проста. Это потому, что их диффузия из крови в пот медленная. Так как скорость потоотделения увеличилась, контрольные вещества, которые ученые отслеживали в поте, стали более разбавленными. Но эти данные можно коррелировать с уровнем хлорида натрия

Обнаружение ионов хлорида натрия требует двух вещей: электрода, покрытого ионоселективной мембраной, и электрода сравнения, обычно изготовленного из хлорида серебра. Покрытие для ионоселективной мембраны представляет собой стандартный полимер, используемый для изготовления труб для водопровода-через которые ионы не могут проникнуть. Наряду со специальной молекулой ионофора, которая позволяет прохождение только одного типа Иона. Вот как ученые могут узнавать, сколько содержится соли в поте.

Для измерения пота был созданы натриевый датчик, измеритель напряжения, антенна связи, микрофлюидика и чип контроллера устройства, который передает данные на смартфон.

Сейчас планируется произвести порядка нескольких сотен приборов, для проведения более масштабных испытаний на людях. В приборе будет еще около полутора десятков других датчиков, которые будут обнаруживать дополнительные ионы, кроме хлорида натрия, и использовать их для предсказания таких вещей, как уровень нагрузки и мышечных травм или повреждений.

Первые результаты выглядят многообещающе, и, если предстоящие испытания на людях будут успешными, можно будет сказать, что человечество получит в руки новый инструмент для контроля здоровья, а о таком заболевании как гипергидроз можно будет позабыть. Приборы, контролирующие пот, получат массовое применение и помогут эффективней контролировать симптомы заболеваний.


Комментировать

Оставлять комментарии могут только авторизованные пользователи ... Авторизуйтесь, через вашу любимую социальную сеть!