Cercetătorii elvețieni au dezvoltat un senzor de respirație care determină exact dacă arzi grăsimi sau doar zaharuri în timpul exercițiului.

Una dintre cele mai cunoscute utilizări ale analizei moleculelor de respirație este testul de alcool în respirație. Este o metodă neinvazivă și foarte rapidă, care nu trebuie să se limiteze la controlul sobrietății la volan și poate fi folosită și în medicină sau sport.

Un grup de oameni de știință de la prestigiosul Institut Federal Elvețian de Tehnologie din Zurich (ETH) a extins utilizarea unei metode de monitorizare a prezenței moleculelor în respirație și a dezvoltat un senzor pentru arderea grăsimilor în organism.

Dispozitivul se bazează pe o combinație de nanoparticule de siliciu și oxid de tungsten, care împreună pot determina nivelul de acetonă din respirație.

Excreția acestei molecule în organism indică lipoliza în curs, adică arderea grăsimilor. Modificările respirației pot fi măsurate în timp real.

Monitor de scădere în greutate

Analiza respirației umane nu este o sarcină ușoară. Pe lângă dioxidul de carbon și vaporii de apă, fiecare dintre expirațiile noastre conține aproximativ 900 de alte substanțe. Pentru a putea identifica acetonă în acest cocktail complex de compuși, oamenii de știință s-au orientat către nanoparticulele de oxid de tungsten (WO3) îmbogățite în siliciu.

Respectivele nanoparticule semiconductoare sunt depuse pe un cip pe care formează un film uniform poros. Acest material poate detecta selectiv prezența unei molecule de acetonă printre alte sute de milioane de alte substanțe, chiar și la umiditate ridicată.

Procesul funcționează pe baza interacțiunii dintre nanoparticule și molecule de acetonă, ceea ce reduce rezistența electrică a cipului. Această modificare poate fi măsurată cu precizie.

Senzorul rezultat, care conținea un material inovator pe bază de tungsten și siliciu, a fost testat pe 20 de voluntari care au circulat intens în timpul testului. Au fost postite pentru a elimina efectele alimentelor în timpul testului.

Rezultatele senzorului au fost comparate cu teste de respirație paralele folosind cromatografie de gaze și teste de sânge. S-a dovedit că noul senzor este suficient de sensibil pentru a măsura acetonă rapid, fiabil și eficient.

Experimentele de control au arătat că valorile măsurate ale acetonelor s-au corelat cu valorile beta-hidroxibutiratului din sânge. Este o moleculă care este metoda standard pentru determinarea lipolizei în organism.

dezvoltat
Nu suntem cu toții egali în exercițiu. Cercetările arată că timpul în care începem să ardem grăsimi în timpul exercițiilor fizice variază de la o persoană la alta. Foto - Fotolia

Toată lumea pierde altfel

În timpul testelor, cercetătorii au descoperit că valorile măsurate variază între voluntari. „În timpul arderii grăsimilor, corpul produce substanțe care intră în sânge și ies din acesta în respirație. Am arătat că concentrația de acetonă în respirație variază de la o persoană la alta ", a explicat Andreas Güntner, autorul principal al unui studiu publicat în revista Analytical Chemistry în septembrie.

Rezultatele măsurate au arătat că unele persoane nu au început lipoliza decât după ce au petrecut 1,5 ore pe o bicicletă staționară. În schimb, alți voluntari au început să ardă grăsimi mult mai devreme.

Cipul este în prezent la fel de mare ca o monedă de un euro, dar autorii intenționează să lucreze la miniaturizarea acestuia, astfel încât senzorul rezultat să poată avea o formă de buzunar. „Ar permite sportivilor și persoanelor care doresc să slăbească să afle exact când corpul lor va începe să ardă grăsimi. Datorită acestui fapt, ei și-ar putea optimiza antrenamentul ", a spus Güntner.

„Tehnologia noastră are un mare avantaj, deoarece este ieftină, ușor de utilizat și încă suficient de sensibilă. În plus, poate monitoriza respirația în timp real, datorită căreia poate fi utilizat zilnic, de exemplu într-un centru de fitness sau în timpul pierderii în greutate ", a adăugat omul de știință.

O gamă largă de aplicații

Inițial, acest sistem urma să fie utilizat pentru diagnosticarea diabetului. Acești pacienți produc mai multă acetonă decât oamenii sănătoși. Cu toate acestea, senzorul este atât de sensibil încât poate fi folosit și pentru măsurarea valorilor scăzute care sunt eliberate în timpul exercițiului.

Cercetătorii vor mai târziu să folosească măsurarea diferitelor substanțe din respirație pentru a diagnostica diferite boli, de exemplu amoniacul poate fi folosit ca test pentru funcționarea corectă a rinichilor, diferite aldehide ca detecție a cancerului pulmonar sau izopren pentru a detecta metabolismul colesterolului.

[Alăturați-vă unui grup de Facebook unde puteți dezbate sporturi profesionale, puteți aduce sugestii editoriale sau puteți adresa întrebări editorului. Veți găsi un rezumat al știrilor în fiecare seară.]