В МГУ разработан новый сенсор, определяющий уровень физической нагрузки

Датчики, позволяющие дистанционно контролировать уровень физической нагрузки спортсмена по концентрации лактата (соли молочной кислоты) в его поте и одновременно скорость потоотделения, разработали химики и материаловеды МГУ, 11 мая сообщает пресс-служба университета. Потовые сенсоры, разработанные в МГУ, интегрированы с высокоточными носимыми электронными устройствами, позволяющими осуществлять в режиме реального времени дистанционный мониторинг дистанционный мониторинг лактата и скорости потоотделения. Эти два параметра, вопреки существовавшим ранее предположениям, независимо друг от друга могут характеризовать уровень физической нагрузки. Концентрация лактата в поте определяет уровень гипоксии, которая возникает при интенсивных тренировках, сопровождающихся усталостью в мышцах. Изнурительные, длительные физические упражнения, сопровождающиеся гипоксией, могут привести к проблемам со здоровьем. Проведенное учеными исследование подтвердило диагностическую ценность пота для неинвазивной диагностики гипоксии по уровню лактата в поте спортсменов. Результаты работы ученые опубликовали в журнале Biosensors and Bioelectronics в статье «Одновременный мониторинг содержания лактата пота и скорости выделения пота с помощью носимых дистанционных биосенсоров». Биосенсоры, разработанные группой профессора Аркадия Карякина химфака МГУ, содержат композитную мембрану с прикрепленным к ней ферментом лактатоксидазой, который окисляет лактат, содержащийся в поте, с образованием пероксида водорода. При этом концентрация последнего пропорциональна концентрации остатка молочной кислоты. Мембраны нанесены поверх катализатора на основе берлинской лазури, наночастицы которой обладают ферментативной активностью (нанозимы) и способны селективно и с рекордной точностью регистрировать пероксид водорода. Мария Комкова, руководитель проекта по гранту РНФ, кандидат химических наук, старший научный сотрудник кафедры аналитической химии химфака МГУ пояснила: «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». Созданные биосенсоры разработчики экспериментально проверили с помощью тренирующихся добровольцев. Опыты доказали эффективность работы электроанализаторов в реальных условиях спортивных тренировок, а также показали, что концентрация лактата в поте человека и скорость выделения пота являются независимыми друг от друга параметрами. «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», — резюмировала Мария Комкова.