Когда организм сжигает жир вместо сахара, в крови и затем в выдыхаемом воздухе появляется ацетон. Его концентрация — точный индикатор того, насколько активно идет липолиз (расщепление жиров). Но измерять его до сих пор можно было только через анализ крови или сложное лабораторное оборудование.
Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) под руководством профессора Андреаса Гюнтнера и дочерняя ETH Zurich компания Alivion разработали портативный прибор, который измеряет ацетон в выдохе с высокой точностью — подобно тому, как алкотестер измеряет содержание алкоголя в воздухе. Устройство дополняется смартфон-приложением, которое в реальном времени направляет пользователя, чтобы проба бралась именно из глубоких отделов легких.
Технология основана на сверхчувствительном газовом сенсоре, который ETH разрабатывает более 10 лет. В 2017 году та же группа показала, что датчик способен «почувствовать» одну молекулу ацетона среди ста миллионов других молекул. Но предыдущие версии анализаторов давали неточные результаты — они реагировали на другие компоненты выдыхаемого воздуха и зависели от того, что человек недавно съел или выпил. Исследователи добавили в прибор фильтр, блокирующий мешающие молекулы, и алгоритм, который отбирает пробу в правильный момент.
Валидационное исследование, проведенное совместно с Университетской больницей Цюриха, включало 12 взрослых добровольцев. За время эксперимента ученые собрали 312 проб выдыхаемого воздуха в разных условиях: при легкой и интенсивной физической нагрузке и на разных диетах. Результаты портативного прибора сравнивали с анализами крови и с измерениями на высокоточном масс-спектрометре — «золотом стандарте» лабораторной диагностики. Совпадение оказалось почти идеальным.
При диетах нет универсального правила, которое подходило бы всем. В идеале люди должны самостоятельно отслеживать, как реагирует их собственный метаболизм. Нужны методы, которые можно применять самостоятельно и которые дают надежные результаты, подобно измерению сахара крови у диабетиков.
Прибор, получивший название Nutrion, уже используется в международных исследованиях и в клиниках. Среди возможных применений — мониторинг кетогенной диеты у детей с эпилепсией (исследование уже идет совместно с Университетской детской больницей Цюриха), контроль лечебных диет и сопровождение терапии препаратами GLP-1 (так называемые «уколы для похудения»), а также контроль жиросжигания у спортсменов.
Исследование опубликовано в научном журнале Sensors & Actuators: B. Chemical.
Ранее Наука Mail рассказывала о находке клеточного переключателя, отвечающего за сжигание жира в клетках.