21:29 2023-03-22
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Cercetătorii creează enzime artificiale pentru detectarea rapidă a hormonului asociat bolii în transpirație
_ Cercetătorii creează enzime artificiale pentru detectarea rapidă a hormonului asociat bolii în transpirație
Cercetătorii de la Colegiul de Inginerie al Universității de Stat din Oregon au dezvoltat un senzor portabil care testează transpirația pentru cortizol și oferă rezultate în opt minute, un progres cheie în monitorizarea unui hormon ale căror niveluri sunt un marker pentru multe boli, inclusiv diferite tipuri de cancer.
Descoperirile au fost publicate în revista ACS Applied Materials & Interfaces. Materialul și mecanismul de detectare din noul dispozitiv ar putea fi ușor concepute pentru a detecta alți hormoni specifici, spun cercetătorii, de exemplu, progesteronul, un marker cheie pentru sănătatea reproductivă a femeilor și rezultatele sarcinii.
„Ne-am inspirat. din enzimele naturale folosite în contoarele de glucoză din sânge vândute în farmacii”, a spus Larry Cheng, profesor asociat de inginerie electrică și informatică. „În contoarele de glucoză, enzime specifice sunt aplicate unui electrod, unde pot capta și reacționa cu moleculele de glucoză pentru a genera un semnal electric pentru detectare. Cu toate acestea, găsirea enzimelor naturale pentru detectarea cortizolului nu este simplă, iar enzimele naturale sunt predispuse la instabilitate și au o durată de viață scurtă.”
Enzimele sunt substanțe produse de organismele vii care acționează ca catalizatori pentru reacțiile biochimice. Pentru a depăși provocările prezentate de enzimele naturale, Cheng și Sanjida Yeasmin, un doctorand care a condus studiul, au creat o enzimă artificială stabilă, robustă, capabilă să detecteze cortizolul sensibil și selectiv.
Cortizolul este un hormon produs în glandele suprarenale. Hormonii sunt mesagerii chimici ai organismului, iar cortizolul este unul dintre hormonii steroizi, alături de androgeni, estrogeni și progestative. Hormonii steroizi joacă un rol în mai multe procese fiziologice, inclusiv dezvoltarea sexuală.
Printre sarcinile sale, cortizolul ajută la combaterea infecțiilor, la menținerea tensiunii arteriale și la reglarea zahărului din sânge și a metabolismului și este supranumit „hormonul stresului” deoarece este eliberat atunci când oamenii se află sub presiune.
Cortizolul este benefic pentru a face față stresului pe termen scurt, dar perioadele prelungite de niveluri ridicate de cortizol pot avea efecte dăunătoare asupra organismului, cum ar fi un risc crescut de apariție. anxietate, depresie și boli de inimă.
„La un individ sănătos, nivelurile de cortizol cresc și scad în funcție de timp pe parcursul zilei”, a spus Yeasmin. „De obicei sunt mai mari dimineața și mai scăzute seara – asta înseamnă că, dacă vei monitoriza eficient cortizolul, este nevoie de măsurare rapidă și frecventă.”
Nivelurile de cortizol sunt cel mai frecvent detectate prin sânge sau urină. testarea într-o clinică, „care necesită echipament de laborator și personal instruit și durează peste 30 de minute pentru a finaliza măsurarea”, a spus ea. „În plus, pacienții trebuie de obicei să aștepte mai mult de două zile pentru a primi rezultatele.”
Pentru a rezolva aceste probleme, Yeasmin și Cheng au creat un „senzor imitativ al enzimelor” care evită elementele cele mai scumpe și consumatoare de timp. de testare convențională a cortizolului.
„Acest senzor nu conține enzime naturale, nu are etichete și nu are sonde de semnalizare redox”, a spus Yeasmin. „Este un senzor robust și integrat care poate fi aplicat pentru aplicații la punctul de îngrijire — cum ar fi lângă patul cuiva, în afara unui laborator — și chiar și pentru aplicații portabile. Noul nostru senzor este mai sensibil și mai selectiv decât majoritatea senzorilor raportați și, prin urmare, mai fiabilă pentru monitorizarea hormonului de stres.”
Enzima artificială este un polimer special cu spații minuscule, modelate astfel încât să se potrivească doar cu moleculele de cortizol. Aceste spații sunt înconjurate de catalizatori care fac cortizolul să reacționeze, producând semnale electrice. Măsurând semnalele, se poate determina cantitatea de cortizol prezentă, un instrument de diagnostic important.
Nivelurile de cortizol prea mari sau scăzute pot indica o tulburare suprarenală, cum ar fi boala Addison, caracterizată prin dureri abdominale, perioade menstruale anormale, deshidratare, greață și iritabilitate sau sindromul Cushing, care poate determina creșterea în greutate, schimbări de dispoziție, slăbiciune musculară și diabet.
„Senzorul poate detecta nivelurile de cortizol din transpirație în câteva minute, chiar și atunci când acestea sunt de obicei de 10.000 de ori mai puțin concentrate decât nivelurile de glucoză din sânge”, a spus Cheng. „Enzima artificială folosită în această tehnologie deschide noi căi pentru dezvoltarea viitorilor senzori portabili pentru monitorizarea sănătății.”
Comentarii:
Adauga Comentariu