Connect with us

Medicina

Flaster za stres

Kada hodam, a hodam svako jutro pet-šest kilometara – i to žustro, psi na me laju, bježe, i na mene reže. Naviknut za takvo (nepristojno) ponašanje četveronožaca stanem i pustim da me onjuše. Uz psa je obično i njegov vlasnik, koji se počne na sve načine ispričavati (ili bar grditi psa), a ja – koji se ne volim svađati ni s ljudima a kamoli sa psima – samo odmahnem rukom i kažem: „To je zato što sam se oznojio.“

Objasniti reakciju pasa na moje brzo hodanje, da ne kažem tjelesnu aktivnost, je jednostavno. Kada se čovjek brzo giba znojem se izlučuju hormoni nadbubrežne žlijezde, od kojih je najpoznatiji adrenalin, a za ovaj pak članak najvažniji kortizol, hormon koji regulira metabolizam glukoze. Kad pas nanjuši hormone, javi mu se lovački instinkt – ta to je miris plijena koji bježi! (Može biti i miris psa ili druge životinje koja ga hoće napasti, no toliko baš nisam ušao u pseću psihologiju, točnije etologiju.)

Na te me je jade sa psima i njihovim vlasnicima podsjetio znanstveni rad što je nedavno, baš na dan 1. travnja, izišao u časopisu Matter pod naslovom „Investigation of cortisol dynamics in human sweat using graphene-based wireless mHealth system“ iz američkih laboratorija u Kaliforniji (no svi su autori strani znanstvenici: deset Kineza i jedna Meksikanka). Napravili su dakle uređaj na temelju grafena (graphene-based) koji u realnom vremenu mjeri razinu kortizola (cortisol dynamics) u ljudskom znoju (in human sweat) i sve to bežično (wireless) dojavljuje – na mobitel.

Srce uređaja je pet elektroda grafenskog senzora na polimernoj, poliimidnoj podlozi koja služi kao izolator. Tri grafenske elektrode su radne elektrode. Na njih su vezane molekule antitijela specifičnih na kortizol, a za njih molekule kortizola kemijski (kovalentno) povezanih s molekulama enzima HRP. Taj enzim, peroksidaza HRP (= horseradish peroxidase) katalizira razgradnju vodikova peroksida, H2O2 (to što je enzim izoliran iz hrena, horseradish, manje je važno). Tu je još neozaobilazni hidrokinon (HQ) koji prelazeći iz reduciranog (red) u oksidirano (ox) stanje, tj. primanjem ili otpuštanjem elektrona, služi za regeneriranje enzima. No što je s druge dvije elektrode? Prva elektroda je referentna elektroda (Ag/AgCl), elektroda koja uvijek ima isti potencijal, s kojom je vezana druga elektroda, protuelektroda. Razlika potencijala te dvije elektrode prema radnim elektrodama ovisi, kada se sve elektrode povežu u strujni krug, o koncentraciji kortizola u otopini, točnije u znoju. Zašto? Zato što kortizol iz znoja istiskuje za radne elektrode vezani kompleks kortizola s enzimom (kortizol-HRP), čime se smanjuje razgradnja vodikova peroksida a s njome i protok elektrona.

To što sam sada rekao nije ništa novo. Za takve elektrode i takve sustave, za detekciju kortizola (i drugih biološki aktivnih spojeva), zna se odavno. Nova je međutim minijaturizacija (mHealth system). Zahvaljujući sićušnosti, a još više tankosti elektroda (jer molekula grafena je samo jedan sloj ugljikovih atoma), čitav uređaj – koji osim pet elektroda ima još čip i litij-ionsku bateriju s kapacitetom dovoljnim za pet sati rada – velik je samo 35 × 20 × 7,3 mm. A to znači da se može bez neugodnosti zalijepiti flasterom za bilo koji dio kože.

Što još reći? Naljepnica za detekciju kortizola pokazala se i osjetljivom i pouzdanom: njome dobivene vrijednosti dobro se slažu s vrijednostima izmjerenima u krvnom serumu (r = 0,87) i slini (r = 0,78). Usto je reakcija elektroda na kortizol u znoju tako brza da ne samo da je moguće pratiti varijacije razine hormona tijekom dana nego i u ovisnosti o tjelesnom naporu: pokusi na sobnom biciklu su pokazali da razina kortizola raste dok ne postigne maksimum nakon 40 minuta pedaliranja.

Nova je kemijska naljepnica najmanje namijenjena sportašima. Sportski napor je zdrav, razina se kortizola u krvi (a potom u znoju) povisuje jer mišići trebaju više energije, pa stoga i više šećera (glukoze). Problem je s kortizolom što se luči i kada ne treba, u stanju stresa. Kronični stres pak dovodi do anksioznosti i depresije, a ima i psihosomatske posljedice poput slabljenja imunološkog sustava i razvoja kardiovaskularnih bolesti. „You must relax“, glasi naslov jedne stare knjige koja se našla na mojoj polici – no mikroelektronički uređaj sa pet grafenskih elektroda može onome tko ga nosi odmah reći kada to treba učiniti, opustiti se.

Izvor

Continue Reading
Advertisement

Trending