לעתים קרובות אנו מזכירים חומצה לקטית במהלך פעילות גופנית, וכולנו יודעים כי הייצור של חומצה לקטית מזיק לגוף. אז מה הקשר בין פעילות גופנית לחומצה לקטית?
חומצה לקטית (תרכובת הנמצאת בזיעה) היא סמן ביולוגי חשוב המכונה במהלך פעילות גופנית. הוא תופס עמדה חשובה מאוד במערכות פונקציונליות והוא תוצר לוואי נורמלי בגוף האדם. לאחר פעילות גופנית מאומצת, אנשים מייצרים יותר בדם. חומצה לקטית.
לדוגמה: לקטט, המיוצר במהלך פירוק גלוקוז בהיעדר חמצן ברקמות, הוא סמן ביולוגי חשוב הנמצא הן בדם והן בזיעה, המשקף את עוצמת הפעילות הגופנית ואת מצב החמצון של השרירים.
במהלך פעילות גופנית, השרירים הדורשים אנרגיה נגמר במהירות של חמצן ליפול בחזרה על מסלול מטבולי חלופי כדי לספק אנרגיה על "עלות" של הצטברות לקטט, אשר יכול לגרום לכאב ועייפות.
הלקטאט משתחרר לאחר מכן למחזור הדם ומודח חלקית באמצעות זיעה, כלומר חיישנים כימיים לבישים יכולים למדוד את הריכוז של לקטט בזיעה כדי להראות עוצמת פעילות גופנית או מצב שרירים בזמן אמת.
במהלך האימון, תחושת הצריבה הלא נוחה בשרירים אינה נגרמת על ידי חומצה לקטית, אלא על ידי יוני מימן המיוצרים על ידי טיפת ה- pH בגוף. העייפות של כוח השריר קשורה חומצה לקטית, אבל הגורם לאי נוחות וכאב שיורית לאחר מכן זה קשור יותר לחומצה בדם, כאשר עייפות שרירים בדרך כלל פירושו חמצת או עלייה בהצטברות של חומצה לקטית בדם.
חומצה לקטית אינה הגורם לעייפות, אך היא מתואמת עם ירידה באימון, כך שניתן לחשוב עליה כחלק ממחזור ביוכימי כדי לסייע בעייפות.
לאחרונה, חוקרים רבים חקרו ברציפות את הקשר בין פעילות גופנית לחומצה לקטית לבין יישום חומצה לקטית באימון ספורט, והשיגו תוצאות נהדרות. מצב פונקציונלי וכו '.
עם התפתחות נוספת של חיישנים לבישים, האפשרות של יישום לא פולשני של מדידת לקטט זיעה ומעקב רציף אחר התפתחותה במהלך פעילות גופנית, בנוסף לצבעים כימיים מסורתיים, נראית קרובה אלינו מבחינת זיהוי תוכן לקטט.
לאחרונה, ACS (האגודה האמריקנית לכימיה) פרסמה מאמר - האם חיישני לקטט זיעה לבישים יכולים לתרום לפיזיולוגיית הספורט? זה לא שלם, אבל פיזיולוגים של פעילות גופנית חוקרים אם הטכנולוגיה יכולה לשפר את הביצועים הספורטיביים תוך מניעת פציעות.
החוקרים אמרו כי המטרה של טכנולוגיית חיישן לקטט היא לפקח על התוכן חומצה לקטית בגוף האדם בזמן אמת ולחבר אותו למצב של פעילות גופנית אנושית, כדי לאשר בזמן אמת אם הכוח המופעל על ידי הספורטאי הוא גדול מדי או קטן מדי, ולשפר את יעילות האימון. נכון לעכשיו, המטרה עדיין רחוקה. יש גם חוסר הבנה של הקשר בין זיעה ודם לקטט וסמנים ביולוגיים אחרים, שכן אין מספיק ראיות לקשר בין ביצועים אתלטיים וריכוזי לקטט.
חומצה לקטית היא תוצר לוואי הנמדד על ידי מדען ספורט או מאמן כדי להעריך את רמת הביצועים הספורטיביים של ספורטאי במהלך בדיקות כושר, ומדידת לקטט זיעה בזמן אמת, יחד עם סמנים ביולוגיים אחרים, מאפשרת אימונים להיות במעקב יסודי והתאמה, אשר מבטיח כי ספורטאים לא להתאמן קשה מדי או מעט מדי, ובכך לספק את משטר האימונים הנכון המאפשר לספורטאי לבצע טוב יותר בטווח הארוך.
טמפרטורה ו- pH משפיעים לעתים קרובות על קריאות אלקטרוכימיות של חומצה לקטית, וכתוצאה מכך מדידות נמוכות בהרבה מהצפוי, ולכן החוקרים פיתחו שיטה המשתמשת בשכבת פולימר שתוכננה במיוחד מחוץ לחיישן כדי להפריד חומצה לקטית מזיעה.
הפולימר מגן על האנזימים הריאקטיביים בחיישן מפני תגובה עם כל דבר אחר מלבד חומצה לקטית ומאפשר לחיישן לקרוא ריכוזים גבוהים יותר של חומצה לקטית ממה שנקרא בדרך כלל על ידי חיישנים אלקטרוכימיים.
החוקרים משתמשים כעת בטכנולוגיה לבדיקות גופניות, שבהן מדידות דם וזיעה מתואמות עם ביצועים אתלטיים אצל ספורטאים, ודגימות זיעה נלקחות כדי לאמת את ביצועי החיישן במעבדה.
במחקר שנערך לאחרונה, אוניברסיטת טוקיו למדע וטכנולוגיה פיתחה חיישן מיקרופלואידי רך ולא מעצבן כדי למדוד את הריכוז של חומצה לקטית בזיעה בזמן אמת, מכשיר לביש שיעזור במהלך פעילות גופנית אינטנסיבית או לפקח על מצב הגוף שלך במהלך העבודה.
החוקרים השתמשו בשיטה שנקראת "פילמור שתל המושרה על ידי קרן אלקטרונים", שבה מולקולות פונקציונליות קשורות לחומרים מבוססי פחמן שיכולים לקשור אנזימים באופן ספונטני.
החוקרים הפכו את החומר לדיו נוזלי שיכול לשמש להדפסת אלקטרודות. החלק האחרון היה להשתמש בחיישן אלקטרודה גמיש כדי להפוך אותו תואם להדפסת מסך, תהליך קל משקל שניתן להגדיל. לאחר השלמת מנגנון החישה, החוקרים חקרו את אנשי הצוות פיתחו מערכת מתאימה לאיסוף זיעה ולהעברתה לחיישנים.
זה מושג על ידי מערכת איסוף מיקרו זיעה עשוי חומר polydimethylsiloxane (PDMS), הכולל מפרצונים קטנים מרובים, שקע, ותא בין החיישנים, אשר יכול מגע ישיר עם העור.
איתור החיישן וטווח ההפעלה שלו לריכוזי לקטט נקבעו כמתאימים לחקר "סף הלקטאט", נקודת הזמן שבה חילוף החומרים האירובי משתנה לחילוף החומרים האנאירובי במהלך פעילות גופנית.
ניטור בזמן אמת של תופעות פיזיות חשוב עבור יישומים קשורים כגון בריאות האדם וטיפול רפואי, וניטור סף לקטט יסייע לייעל את האימונים של ספורטאים ושגרת פעילות גופנית לשיקום חולים וקשישים, ולשלוט בהתקדמות התנועה.
החוקרים כבר בוחנים את יישום החיישן בתרחישים בעולם האמיתי, וההתקדמות במחקר זה תסייע לפתח את תחום החיישנים הכימיים הלבישים המסייעים לנו לעקוב טוב יותר אחר תהליכים גופניים ולהישאר בריאים.
מחקרים רבים הראו כי בדיקות לקטט יכול לעזור לנו להבהיר ולהבין את העיקרון של אימון, לווסת ולשלוט בעוצמת האימון, להעריך ולחזות את רמת האימון, ולכן לקטט נקרא לעתים קרובות "שליט אימון".
חיישן הטיעה לקטט אושר כפתרון מבטיח להתגבר על החסרונות האופייניים של רוב בדיקות הדם.
נכון לעכשיו, עם השיפור המתמשך של שיטות בדיקת חומצה לקטית ומגמת ההתפתחות המקצועית של אימון כושר המוני, בדיקות חומצה לקטית והערכה יהיו יותר ויותר בשימוש נרחב במדעי הספורט.
שתי אלקטרודות בין-ממדיות גמישות שפותחו על ידי חברת חישה מבוססות על PI ו- PET בהתאמה. באמצעות PI / PET כדי להיות גמיש ומתוח, האלקטרודות יכולות להתאים באופן הדוק לעור האדם ונמצאות כעת בשימוש נרחב במכשירים לבישים. חיישנים כגון זיהוי חישת לקטט זיעה.
אלקטרודה בין-ממדית גמישה PI היא סרט פולימרי אורגני, אשר לא רק עמיד בפני הידרוליזה, טמפרטורה גבוהה וקורוזיה, אלא גם יש תאימות ביולוגית טובה ובידוד מועיל.
