Инженеры Массачусетского технологического института разрабатывают проглатываемую капсулу, которая вибрирует внутри желудка и создаёт ощущение сытости.
Исследователи обнаружили, что животные, проглотившие капсулу за 20 минут до еды, снижали потребление пищи примерно на 40%. Процесс сопровождался высвобождением гормонов. Дальнейшие исследования должны показать безопасность использования технологии на людях в качестве способа лечения ожирения.
Те, кто захотят похудеть или контролировать свой аппетит, смогут принимать капсулы перед каждым приёмом пищи, объясняет доцент кафедры биоинженерии Гарвардского университета и ведущий автор исследования Шрия Сринивасан. По её словам, технология позволит минимизировать побочные эффекты, которые учёные наблюдают при использовании других фармакологических методов лечения.
Механорецепторы чувствуют увеличение желудка и посылают сигнал в мозг через блуждающий нерв. В результате чего мозг стимулирует выработку инсулина, а также гормонов C-пептид, пептид YY и ГПП-1. Вкупе эти гормоны помогают людям переваривать пищу, чувствовать себя сытыми и перестать есть. В то же время в организме снижается уровень гормона грелин, который вызывает чувство голода.
Предыдущие исследования показали, что вибрация воздействует на мышцу желудка, вызывая ощущение более широкого увеличения, чем присутствовало на самом деле. Исследователи МТИ решили воспользоваться этой наработкой, чтобы имитировать чувство насыщения.
Учёные разработали капсулу размером с поливитамин, которая включает вибрирующий элемент. Питание решения обеспечивает небольшая батарейка из оксида серебра. Желудочный сок растворяет желатиновую мембрану, которая покрывает капсулу, замыкая электронную цепь и активируя вибрирующий элемент.
Научная группа отслеживала уровни выработки гормонов в те периоды, когда устройство работало. Учёные обнаружили закономерности высвобождения гормонов, наблюдаемых после приёма пищи, даже когда животные голодали. Когда капсула находилась в организме, животные медленнее набирали вес.
Изменения в поведении связано с использованием эндогенной системы, а не экзогенной терапии, поделился доцент кафедры машиностроения МТИ и соавтор работы Джованни Траверсо. Исследователи намерены решить проблемы, связанные с доставкой биологических препаратов, путём модуляции кишечной системы.
Текущая версия капсулы способна вибрировать в течение 30 минут после попадания в желудок. Однако учёные планируют изучить возможность адаптировать устройство для более длительного пребывания в организме, а также опции включения и выключения вибрации по беспроводному подключению.
В исследованиях на животных капсулы проходили через пищеварительный тракт в течение 4-5 дней. Научная группа не зарегистрировала никаких признаков обструкции, перфорации и других негативных воздействий, пока капсула находилась в пищеварительном тракте.
Учёные полагают, что капсула может стать альтернативой текущим подходам к лечению ожирения. Сринивасана полагает, что устройства можно производить по доступным ценам. Исследователи намерены изучить способы расширения производства капсул, что позволит провести клинические испытания на людях. Это поможет больше узнать о безопасности устройства, а также определить наилучшее время для проглатывания капсулы перед едой и частоту её приёма.
Научная работа «A vibrating ingestible bioelectronic stimulator modulates gastric stretch receptors for illusory satiety» опубликована 22 декабря 2023 года в журнале Science Advances (DOI: 10.1126/sciadv.adj3003).
