Сотрудниками физического факультета и МНОЦ МГУ – участниками Научно-образовательной школы «Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина» – разработан оптический метод для оценки уровня гидратации организма. Используя пространственно-разрешенную спектроскопию диффузного отражения, исследователи провели мониторинг процессов дегидратации и регидратации кожи при термических и физических нагрузках у здоровых добровольцев, а также во время диуретической терапии у пациентов с отечным синдромом. Данная работа способствует созданию портативных устройств для мониторинга гидратации кожи, которые найдут применение в клинической практике и спортивной медицине. Результаты опубликованы в Journal of Biophotonics.
Работа была выполнена в рамках Междисциплинарной научно-образовательной школы МГУ «Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина».
Уровень гидратации организма человека является ключевым фактором, определяющим его здоровье и функционирование. Вода выполняет множество жизненно важных функций: от регуляции температуры тела и транспорта питательных веществ до поддержания метаболических процессов в клетках. Недостаточное потребление жидкости может привести к обезвоживанию, что негативно сказывается на работе всех систем организма, а одним из последствий может явиться летальный исход. Существующие методы определения содержания воды в организме, такие как взвешивание и анализ биожидкостей (кровь, слюна и др.), не подходят для быстрого и точного анализа состояния гидратации.
Ученые с физического факультета в сотрудничестве с коллегами из Университетской клиники (МНОЦ МГУ) провели исследование, направленное на изучение процесса дегидратации организма человека с использованием пространственно-разрешенной спектроскопии диффузного отражения. В рамках этого исследования были проведены эксперименты, включающие тепловые и физические нагрузки, а также диуретическую терапию. Используя разработанный оптический метод, ученые смогли измерить изменения в уровне гидратации до и во время данных воздействий.
Оценка уровня гидратации велась в основном по величине оптического поглощения воды в коже. Была обнаружена корреляция между уменьшением массы тела и уровнем гидратации кожи: потеря массы тела на 1% соответствует снижению гидратации кожи на 10%. Тепловые нагрузки влекут за собой монотонное снижение относительной концентрации воды без восстановления, что указывает на продолжительное обезвоживание кожи после прекращения воздействия высоких температур. Физическая активность приводит к более заметным изменениям содержания воды: после первых 20 минут бега уровень содержания воды понижается на 10%, после чего фиксируется его восстановление до контрольного уровня. Таким образом, организм способен компенсировать потерю жидкости во время кратковременных физических нагрузок. Наиболее существенное снижение уровня гидратации (до 30%) наблюдалось при диуретической терапии добровольцев с диагностированным отечным синдромом.
Полученные результаты доказывают, что оптическая спектроскопия является удобным неинвазивным инструментом для оценки уровня гидратации организма. «В дальнейшем планируется разработка портативного устройства для диагностики отечного синдрома, – рассказал один из авторов работы, аспирант физического факультета МГУ Денис Давыдов. – Это позволит удаленно корректировать диуретическую терапию, что может снизить нагрузку на стационарное отделение медицинских учреждений».
Информация предоставлена пресс-службой МГУ
Источник фото: ru.123rf.com