Швейцарские ученые разработали портативный детектор дыхания с химическим сенсором, который по одному выдоху определяет, когда организм сжигает жир. Технология, которая поможет людям следить за своим метаболизмом, а врачам — подбирать индивидуальное лечение ожирения, диабета, эпилепсии и т.д., описана в статье, опубликованной в журнале Cell Press Device.
Ацетон в выдыхаемом воздухе давно используется для изучения метаболизма, поскольку его концентрация повышается, когда организм переключается с углеводов на жиры. Но такие измерения обычно требуют сложных лабораторных приборов, а существующие бытовые устройства надежно работают только при очень высоком уровне ацетона.
Авторы новой разработки предложили портативный высокочувствительный детектор ацетона в выдыхаемом воздухе для повседневного использования. Его работу протестировали на 12 здоровых взрослых людях в реальных условиях. Прибор измерял концентрацию ацетона в диапазоне от 0,2 до 45 частей на миллион в 312 образцах выдыхаемого воздуха. Результаты практически совпали с результатами масс-спектрометрии —золотого стандарта лабораторного анализа ацетона в выдыхаемом воздухе.
Затем уровень ацетона в выдыхаемом воздухе отслеживался при четырех метаболических сценариях: легкие физические нагрузки после приема пищи с высоким содержанием углеводов, интенсивные физические нагрузки после приема пищи с высоким содержанием углеводов, кетогенная диета с высоким содержанием жиров и голодание. Сравнив показатели в выдыхаемом воздухе с метаболическими маркерами, в том числе кетонами и глюкозой в крови, ученые определили, что детектор хорошо отслеживает изменения.
Авторы разработки отмечают, что в реальных условиях приоритетами являются простота использования и контролируемый отбор проб выдыхаемого воздуха. Во время каждого измерения приложение для смартфона подсказывает пользователям, как выдыхать с нужной силой и продолжительностью, а встроенные средства контроля качества могут даже отклонять некорректные выдохи или пробы загрязненного воздуха, чтобы обеспечить достоверность данных.
Технология уже вышла за пределы лабораторий: компания, созданная на базе Высшей технической школы Цюриха, выпустила на рынок анализатор ацетона в выдыхаемом воздухе — устройство используется в клинических исследованиях эпилепсии, а также людьми, которые хотят отслеживать этот показатель для снижения веса и улучшения спортивных результатов.
