Химики Санкт-Петербургского государственного университета и Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им. И.П. Павлова предложили новый подход к оценке концентрации кальция в слюне. Этот метод может значительно повысить точность диагностики ряда заболеваний, включая остеопороз и патологии слюнных желез. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, опубликованы в Sensors and Actuators B: Chemical.
Кальций, содержащийся в секрете слюнных желез, является важным маркером состояния организма. Он поступает туда напрямую из плазмы крови. Его нормальный уровень необходим для формирования зубной эмали, поддержания минерального баланса и защитных функций в полости рта.
При этом дефицит данного вещества может сигнализировать о серьезных системных сбоях. Снижение концентрации его свободной формы связывают с процессами деминерализации костной ткани, что служит прямым признаком развития остеопороза. Кроме того, отклонения от нормы являются важным диагностическим критерием при выявлении злокачественных новообразований и других патологических состояний.
В настоящее время основным способом определения общего содержания кальция в слюне является атомно-эмиссионная спектроскопия (АЭС). Однако ключевое ограничение метода в том, что он не различает свободные и связанные в химические комплексы формы, тогда как медикам нужны сведения об обеих.
«Для клинической диагностики критически важна информация не только об общем содержании, но и о концентрации именно свободной формы, которая недоступна для прямого измерения стандартными методами», — отметил руководитель проекта, профессор кафедры физической химии СПбГУ Константин Михельсон.
Данные о ней получают с помощью электрохимических сенсоров — ионоселективных электродов, которые активно применяют в анализаторах при исследовании крови. Для адаптации этой технологии к изучению ротовой жидкости ученым потребовалось доказать корректность работы электродов в данной среде, а также создать алгоритм пересчета активности в концентрацию при варьирующемся составе проб. Эти задачи удалось решить, сочетая эксперименты с расчетами по специально разработанной математической модели.
Как отмечают авторы работы, разработка имеет важное практическое значение, поскольку биологически активной является именно свободная форма элемента, напрямую участвующая в процессах организма. Например, изменение ее уровня в секрете может служить ранним маркером деминерализации костей при остеопорозе, а также помочь в дифференциальной диагностике новообразований. Таким образом, новый метод открывает путь к созданию неинвазивных и высокоточных средств для ранней диагностики. Эффективность методики подтверждена в серии экспериментов на реальных пробах.
