Стресс, как известно, крайне опасен для здоровья. Из-за него у человека изменяется кровяное давление, нарушается метаболизм, ухудшается работа мозга и иммунной системы. Более того, стресс связан и с развитием опасных хронических заболеваний, в том числе ожирения и диабета.
Главным биомаркером стресса является гормон кортизол. Его уровень изменяется естественным образом в течение дня и указывает, насколько сильный стресс испытывает человек.
Однако лабораторные тесты, выявляющие уровни кортизола, занимают до нескольких дней. В контексте лечения многих опасных состояний такое промедление может быть опасным, говорят медики.
Поэтому группа учёных под руководством Альберто Саллео (Alberto Salleo) из Стэнфордского университета решила создать девайс, который помогал бы отслеживать уровни кортизола и получать данные о стрессе в режиме реального времени.
В результате медицинские инженеры представили удобный пластырь, который определяет концентрацию кортизола, содержащегося в капельках человеческого пота.
Такой мониторинг является беспрерывным и неинвазивным, он позволят выявить опасные заболевания на ранних стадиях, отмечают авторы исследования.
По их словам, новый подход не уступает по точности лабораторным тестам. Он способен анализировать показатели как физического стресса (что важно, например, для спортсменов), так и эмоционального (это особенно полезно для родителей, которые смогут следить за состоянием ребёнка, который не способен сообщить о стрессе и недомогании).
Специалисты отмечают, что в ходе работы столкнулись с одной сложностью. Дело в том, что большинство носимых датчиков, анализируя тот или иной биомеркер, обнаруживают положительный или отрицательный заряд молекулы. Однако молекула кортизола вообще не имеет заряда.
Поэтому учёные сконструировали особую мембрану с порами, которые полностью соответствуют по форме молекулам кортизола.
Непосредственно к коже примыкает эластичный детектор, который втягивает пот в специальный «резервуар». Поверх него расположена та самая мембрана.
Заряженные ионы, например, ионы натрия и калия, содержащиеся в каплях пота, могут свободно проходить сквозь мембрану. Но если содержание кортизола повышено, то его молекулы блокируют поры, тем самым ограничивая проход ионов. Сигналы, которые отправляются с помощью электрического датчика, могут использоваться для обнаружения этих ионов и, соответственно, определения количества кортизола.
Специальный анализатор проверяет данные, собранные пластырем, и «выносит приговор». Причём этот процесс занимает несколько секунд.
Авторы разработки отмечают, что она уже прошла первые испытания. В них приняли участие двое добровольцев, которые бегали в течение 20 минут и, конечно, потели. Результаты, полученные благодаря новому пластырю, сравнили с лабораторными тестами, и оказалось, что девайс по точности не уступает золотому стандарту.
Однако на этом работа не окончена: команда планирует усовершенствовать прототип, ещё более повысив его точность. Также нужно убедиться, что пластырь подходит для многоразового применения.
Кроме того, исследователи планируют сконструировать датчик, который анализировал бы состав слюны.
Инженеры не исключают возможности создания устройства, которое использовало бы сразу несколько маркеров (например, о стрессе можно также судить по температуре тела и частоте сердечных сокращений).
