Czy pot jest przyszłością monitorowania zdrowia?

Natalie Sabin

13 września 2022 - Nawet w chwili, gdy to czytasz, Twoje ciało pracuje nad utrzymaniem równowagi - i to nie tylko w sensie "nie przewróć się". Wewnątrz Ciebie zachodzą hordy reakcji chemicznych, które wytwarzają energię, przetwarzają odpady i utrzymują Cię w zdrowiu. Po drodze Twój organizm wysyła sygnały dotyczące Twojego samopoczucia.

Technologia nadająca się do noszenia może ujawnić niektóre z tych sygnałów, takie jak tętno czy cykl snu. Wiele innych ważnych wskazówek dotyczących Twojego zdrowia jest widocznych we krwi. Problem: Większość ludzi nie lubi, gdy wbija się im igłę. (Wystarczy zapytać każdego z cukrzycą, kto musiał nakłuwać swój palec kilkanaście razy dziennie).

Ale może być alternatywa. Pot pochodzi z wody zawartej w naszej krwi, co oznacza, że pot "jest jak okno do krwi" - mówi Sarah Everts, dziennikarka naukowa i autorka książki "The Joy of Sweat: The Strange Science of Perspiration".

Ponieważ pot jest łatwiej dostępny niż krew, naukowcy sprawdzają, czy może być bezbolesnym sposobem na uzyskanie lepszego wglądu w nasze zdrowie.

Co naprawdę jest w naszym pocie?

Pocenie się intrygowało naukowców od wieków. Już w drugim wieku naszej ery Galen - wybitny grecki lekarz w Imperium Rzymskim - badał, czy ludzie mogą wypacać tkankę tłuszczową z porów lub detoksykować swoją krew poprzez pocenie się, mówi Everts.

Podczas gdy tkanka tłuszczowa nie wypłynie z twoich porów, inne substancje tak. Pot to w 99% woda, ale zawiera niewielkie ilości sodu, chlorku, mleczanu, glukozy, kortyzolu, amoniaku, mocznika, etanolu i małych białek.

Pot może również zawierać śladowe ilości substancji chemicznych i toksyn, takich jak metale ciężkie i bisfenol A (BPA), ale tylko wtedy, gdy były one obecne we krwi. (Everts opisał kiedyś rzadki przypadek, kiedy pot pielęgniarki zmienił kolor na czerwony po zjedzeniu ogromnych ilości chipsów z czerwonym barwnikiem).

W przypadku normalnych, zdrowych ludzi, wątroba i nerki obsługują większość wysiłków organizmu w celu pozbycia się toksyn - i robią to dobrze bez potrzeby korzystania z sauny.

Jak dziś wykorzystuje się monitorowanie potu?

Istnieje kilka sposobów, w jaki medycyna i organy ścigania już wykorzystują monitorowanie potu.

Mukowiscydoza

Wysoki poziom chlorku w pocie jest objawem mukowiscydozy, dziedzicznego zaburzenia, które powoduje, że dzieci chorują poprzez zakłócanie normalnej funkcji komórek w płucach. W późnych latach 50-tych, badanie chlorku potu stał się częścią diagnozowania niemowląt z CF i jest uważany za złoty standard dzisiaj.

Ale to obejmuje przyklejanie sond na skórze niemowlęcia i wyzwalanie pacjenta do potu przez wysyłanie łagodnego impulsu elektrycznego. Pot jest zbierany do zwiniętej plastikowej rurki i oceniane na chlorki.

Badanie zawartości chlorku w pocie "jest wykonywane rutynowo, ale jest niezgrabne", mówi dr John Rogers, profesor w McCormick School of Engineering na Uniwersytecie Northwestern. Dlatego on i jego zespół opracowali naklejki na pot. Zmieniające kolor naklejki mają maleńkie kanaliki, zawory i zbiorniki, które po przyklejeniu do powierzchni skóry mogą przechwytywać i magazynować pot w trakcie jego powstawania, co ułatwia jego zbieranie i analizowanie. W ostatnim badaniu Rogers i jego zespół wykazali, jak dobrze urządzenie to sprawdza się w diagnozowaniu mukowiscydozy u dzieci.

"Wizja to test potu, który można wysłać do ludzi i zrobić w warunkach domowych, aby ten test przesiewowy był dostępny dla ludzi, którzy mogą nie mieć dostępu do tego rodzaju obiektów" - mówi Rogers. "Nie potrzebowałbyś przeszkolonego personelu ani drogich instrumentów pulpitu laboratoryjnego".

Monitorowanie alkoholu

Istnieje silny związek między poziomem alkoholu we krwi a ilością znalezioną w pocie.

Począwszy od 2003 roku, to co jest znane jako SCRAM CAMs (co oznacza SCRAM Continuous Alcohol Monitoring) zostały stworzone, aby pomóc policji i sądom w ciągłym monitorowaniu alkoholu u przestępców DUI wysokiego ryzyka i przypadków przemocy domowej.

To tak jakbyś miał alkomat przymocowany do kostki, zawsze szukający alkoholu w twoim pocie.

Do czego jeszcze może służyć monitorowanie potu?

W świecie, w którym istnieją bardziej zaawansowane urządzenia do monitorowania potu, człowiek teoretycznie mógłby:

• Mierzyć stres poprzez produkcję kortyzolu. Pewne badanie wykazało, że możliwe jest wykrywanie kortyzolu poprzez łatkę do noszenia. Ale praca jest w bardzo wczesnym stadium i nie została wykorzystana do żadnej znaczącej oceny klinicznej.

• Informuj osoby pijące o tym, że czas wracać do domu. Badania wykazały, że elastyczne plastry (które prawdopodobnie są o wiele wygodniejsze niż SCRAM CAM) mogą wykryć etanol w krwiobiegu. Wyobraź sobie więc, że nosisz małą łatkę, która wysyła powiadomienia na twój telefon, jeśli wypiłeś o kilka za dużo na happy hour.

• Powiedz trenerowi, że sportowiec potrzebuje przerwy. Wyobraź sobie plaster na skórę, który zbiera informacje o poziomie mleczanu, a następnie natychmiast przesyła wyniki na ekran komputera trenera przy linii bocznej, dając mu znać, że nadszedł czas na zmianę zawodnika.

• Oszczędźcie ludziom z cukrzycą tyle nakłuwania palców. Inne wczesne badania pokazują, że nieinwazyjne, przypominające bandaże technologie do noszenia mogą potencjalnie mierzyć poziom glukozy poprzez pot. Ostatnio badacze z Ohio State University stworzyli "inteligentny naszyjnik", który może monitorować poziom glukozy u noszącej go osoby. Wyniki sugerują, że czujnik "będzie działał w celu monitorowania innych ważnych substancji chemicznych w pocie", zgodnie z komunikatem prasowym.

Ale nauka i technologia, które pozwoliłyby zrobić te rzeczy, jeszcze nie istnieją. Istnieją również sprzeczne dowody na to, czy pot jest niezawodnym sposobem na śledzenie wszystkich rzeczy, które mogą nas zaciekawić.

Kolejna kwestia: Podczas gdy pot może oferować wgląd w to, co może się dziać wewnątrz ciała, nie zawsze idealnie odzwierciedla rzeczywistość. Na przykład, mówiąc o sportowcach i ćwiczeniach, poziom mleczanu we krwi pokazuje, jak ciężko pracują mięśnie. Ale sam akt pocenia się również powoduje wytwarzanie mleczanu.

Oznacza to, że ktoś, kto ciężko ćwiczy, może pocić się bardziej i wytwarzać wyższy poziom mleczanu w swoim pocie. Ale ten dodatkowy mleczan może niedokładnie pokazać zmęczenie mięśni lub wysiłek.

Chociaż fajnie byłoby otrzymać informację zwrotną na temat składu chemicznego twojego potu podczas treningu, dane te mogą nie być zbyt pomocne, jeśli masz wysokie tempo pocenia się.

Co powstrzymuje monitorowanie potu?

Istnieją dwie główne przeszkody w zdobywaniu wiedzy na temat chemii potu - i do niedawna tkwiły one w impasie typu "kura czy jajko".

Po pierwsze, jest to akt zbierania danych. Postępy w dziedzinie plastrów do biomonitoringu, takich jak naklejki na pot Rogersa i inne urządzenia do noszenia, sprawiają, że zbieranie danych o pocie jest bardziej wykonalne.

Ale wyzwaniem numer dwa jest zrozumienie, czy przechwycone dane są znaczące.

"W pocie znajduje się wiele różnych biomarkerów, a w przeszłości nie badano ich zbyt dokładnie, ponieważ nie było czystego i powtarzalnego sposobu zbierania potu" - wyjaśnia Rogers.

To właśnie w tym miejscu Rogers uważa, że urządzenia mikroprzepływowe, takie jak naklejka na pot, staną się jeszcze bardziej wartościowe - pomagając naukowcom uzyskać więcej i lepsze dane na temat potu.

Co może być jeszcze bardziej użyteczne niż monitorowanie potu?

Mimo że pot zawiera informacje, które mogą być przydatne, "ciało ewoluowało w taki sposób, aby utrzymać informacje wewnętrzne w środku, a zewnętrzne na zewnątrz, więc dostęp do [biomarkerów] poprzez naklejenie czegoś na skórę nie jest łatwy - dlatego właśnie pobieramy krew, która zabiera część ciała", mówi dr Jason Heikenfeld, profesor na Uniwersytecie w Cincinnati.

Heikenfeld jest badaczem i twórcą elektroniki noszalnej i elastycznej. Rozumie też, dlaczego wielu widzi potencjał w monitorowaniu potu, ale nie jest pewien, czy jest to praktyczne.

"Spędziliśmy dużo czasu na pocie, ponieważ był to święty Graal, [oferujący] nieinwazyjny ciągły dostęp do rzeczy w ciele", mówi. Ale "zestaw rzeczy, które można zmierzyć jest ograniczony. Stwierdziliśmy, że pot jest dużo trudniejszy [do dokładnego monitorowania]. Pełna krew jest dobrze zbuforowana; jej pH nie zmienia się. Zasolenie i pH potu zmienia się wszędzie w zależności od szybkości pocenia się, a to powoduje, że diagnostyka w czujnikach jest bardzo skomplikowana."

Dlatego Heikenfeld uważa, że dla większości środków, przyszłość urządzeń wearables monitorujących chemię nie leży w monitorowaniu potu, ale raczej w wykrywaniu płynu śródmiąższowego (ISF).

Płyn śródmiąższowy istnieje pod skórą, pomiędzy każdą komórką. Zawiera rzeczy, które wyciekają z krwi, co oznacza, że jest jeszcze bardziej podobny do krwi niż pot.

Czujniki ISF wymagają jedynie plastrów przypominających mikroigły lub czujników opartych na przewodach. Ta technologia jest już dostępna dla niektórych biomarkerów, takich jak ciągłe monitorowanie glukozy noszone na tylnej części ramienia z czujnikiem, który przenika przez skórę.

"Wielką przyszłością i miejscem, w którym jesteśmy obecnie w 100% aktywni, jest wykrywanie płynu śródmiąższowego" - mówi Heikenfeld. "Większość rzeczy, które chciałbyś zmierzyć we krwi, jesteś w stanie zrobić w płynie śródmiąższowym".

Mówi, że jego zespół jest prawie gotowy do wydania recenzji, która potwierdza to twierdzenie.

To jednak nie oznacza, że pot nie będzie miał swojego miejsca, mówi Heikenfeld. Widzi on możliwości wykorzystania potu do śledzenia poziomu hormonów (takich jak te, które regulują stres, seks i sen) oraz do monitorowania poziomu leków w organizmie i śledzenia, jak szybko są one rozkładane.

Jednak na razie zarówno monitorowanie płynu śródmiąższowego, jak i potu wymaga jeszcze wielu badań, zanim będzie dostępne na rynku masowym.