Is zweet de toekomst van gezondheidsmonitoring?

Door Natalie Sabin

13 september 2022 - Zelfs terwijl je dit leest, is je lichaam bezig om het evenwicht te bewaren - en niet alleen in de zin van "niet omvallen". Hordes chemische reacties vinden in je lichaam plaats, produceren energie, verwerken afval en houden je gezond. Daarbij geeft je lichaam signalen af over je welzijn.

Draagbare technologie kan sommige van die signalen onthullen, zoals hartslag of slaapcycli. Veel meer belangrijke aanwijzingen over uw gezondheid vindt u in het bloed. Het probleem: de meeste mensen houden er niet van om door een naald te worden geprikt. (Vraag maar aan iedereen met diabetes die tientallen keren per dag in zijn vinger moet prikken).

Maar er is misschien een alternatief. Zweet komt voort uit het water in ons bloed, wat betekent dat zweet "als een venster in het bloed is", zegt Sarah Everts, wetenschapsjournalist en auteur van The Joy of Sweat: The Strange Science of Perspiration.

Omdat zweet gemakkelijker te bereiken is dan bloed, onderzoeken onderzoekers of het een pijnloze manier kan zijn om meer inzicht te krijgen in onze gezondheid.

Wat zit er echt in ons zweet?

Transpiratie intrigeert wetenschappers al eeuwen. Al in de tweede eeuw na Christus onderzocht Galen - een vooraanstaande Griekse arts in het Romeinse Rijk - of mensen lichaamsvet uit hun poriën konden zweten of hun bloed konden ontgiften door te zweten, aldus Everts.

Vetweefsel sijpelt niet uit je poriën, maar andere stoffen wel. Zweet bestaat voor 99% uit water, maar bevat kleine hoeveelheden natrium, chloride, lactaat, glucose, cortisol, ammoniak, ureum, ethanol en kleine eiwitten.

Zweet kan ook sporen van chemicaliën en toxines bevatten, zoals zware metalen en bisfenol A (BPA), maar alleen als die in het bloed aanwezig waren. (Everts maakte ooit melding van een zeldzaam geval waarbij het zweet van een verpleegster rood werd door het eten van enorme hoeveelheden chips met rode kleurstof).

Bij normale, gezonde mensen doen de lever en de nieren het grootste deel van de inspanningen van het lichaam om zich te ontdoen van gifstoffen - en doen dat prima zonder sauna.

Hoe wordt zweetcontrole tegenwoordig gebruikt?

Er zijn een paar manieren waarop de geneeskunde - en de politie - al gebruik maken van zweetcontrole.

Taaislijmziekte

Een hoog chloridegehalte in het zweet is een symptoom van taaislijmziekte, een erfelijke aandoening die kinderen ziek maakt door de normale werking van cellen in de longen te verstoren. Eind jaren vijftig werden zweetchloridetests onderdeel van de diagnose van zuigelingen met CF en die worden tegenwoordig als de gouden standaard beschouwd.

Maar hierbij worden sondes op de huid van het kind geplakt en wordt de patiënt met een lichte elektrische puls aangezet tot zweten. Zweet wordt opgevangen in een opgerold plastic buisje en beoordeeld op chloride.

Zweetchloride testen "worden routinematig gedaan, maar het is onhandig," zegt John Rogers, PhD, een professor aan de McCormick School of Engineering van de Northwestern University. Daarom hebben hij en zijn team zweetstickers ontwikkeld. De van kleur veranderende stickers hebben kleine kanaaltjes, kleppen en reservoirs die, wanneer ze op het huidoppervlak worden geplakt, zweet kunnen opvangen en opslaan wanneer het verschijnt, zodat het gemakkelijker kan worden verzameld en geanalyseerd. In een recente studie toonden Rogers en zijn team aan hoe goed dit apparaat werkt voor de diagnose van CF bij kinderen.

"De visie is een zweettest die naar mensen kan worden gemaild en thuis kan worden gedaan, om deze screeningstest beschikbaar te maken voor mensen die misschien geen toegang hebben tot dat soort faciliteiten," zegt Rogers. "Je hebt dan geen getraind personeel of dure laboratoriuminstrumenten nodig."

Alcoholcontrole

Er is een sterk verband tussen de hoeveelheid alcohol in je bloed en de hoeveelheid in je zweet.

Vanaf 2003 werden zogenaamde SCRAM CAM's (wat staat voor SCRAM Continuous Alcohol Monitoring) in het leven geroepen om politie en rechtbanken te helpen bij de continue alcoholcontrole van risicovolle dronkaards en huiselijk geweld.

Het is alsof er een blaastest aan je enkel is bevestigd die altijd op zoek is naar alcohol in je zweet.

Wat kan zweetcontrole nog meer doen?

In een wereld met meer geavanceerde zweetmonitoring wearables, zou een persoon theoretisch kunnen:

• Stress meten via cortisolproductie. Een studie toonde aan dat het mogelijk is om cortisol te detecteren via een draagbare patch. Maar het werk is nog in een vroeg stadium en is nog niet gebruikt voor een zinvolle klinische beoordeling.

• Laat drinkers weten dat het tijd is voor een lift naar huis. Onderzoek heeft aangetoond dat flexibele patches (die waarschijnlijk veel comfortabeler zijn dan een SCRAM CAM) ethanol in de bloedbaan kunnen detecteren. Dus stel je voor dat je een kleine pleister draagt die een push-notificatie naar je telefoon stuurt als je te veel gedronken hebt.

• Vertel een coach dat een atleet een pauze nodig heeft. Stel je een absorberende pleister op de huid voor die informatie verzamelt over het lactaatgehalte en de resultaten onmiddellijk doorstuurt naar het computerscherm van de coach aan de zijlijn, zodat deze weet dat het tijd is voor een spelerswissel.

• Bespaart mensen met diabetes zoveel vingerprikken. Andere vroege studies tonen aan dat niet-invasieve, verbandachtige draagbare technologieën mogelijk glucose kunnen meten via zweet. Onlangs creëerden onderzoekers van de Ohio State University een "slimme halsketting" die de glucosespiegel van de drager kan controleren. De resultaten suggereren dat de sensor "zal werken om andere belangrijke chemicaliën in zweet te controleren", aldus een persbericht.

Maar de wetenschap en de technologie om deze dingen te doen zijn er nog niet. Er is ook tegenstrijdig bewijs om te bewijzen of zweet een betrouwbare manier is om alle dingen waar we nieuwsgierig naar zijn op te sporen.

Een ander probleem: Hoewel zweet een glimp kan opvangen van wat er in het lichaam zou kunnen gebeuren, weerspiegelt het niet altijd perfect de werkelijkheid. Als we het bijvoorbeeld hebben over atleten en lichaamsbeweging, laat het lactaatgehalte in het bloed zien hoe hard de spieren werken. Maar het zweten zelf produceert ook lactaat.

Dat betekent dat iemand die hard werkt meer zweet en meer lactaat in zijn zweet produceert. Maar dat extra lactaat geeft misschien geen nauwkeurig beeld van spiervermoeidheid of inspanning.

Hoewel het leuk zou zijn om feedback te krijgen over de chemische samenstelling van je zweet tijdens een training, zijn de gegevens misschien niet zo nuttig als je een hoge zweetfrequentie hebt.

Wat houdt de zweetcontrole tegen?

Er zijn twee belangrijke belemmeringen voor het leren van zweetchemie - en tot voor kort zaten ze een beetje vast in een "kip of ei" impasse.

Ten eerste is er het vastleggen van de gegevens. Vooruitgang op het gebied van biomonitoring patches, zoals de zweetstickers van Rogers en andere draagbare apparaten, maken het vastleggen van zweetgegevens haalbaarder.

Maar uitdaging nummer twee is begrijpen of de vastgelegde gegevens zinvol zijn.

"Er zitten veel verschillende biomarkers in zweet, en dat is in het verleden niet goed bestudeerd omdat er geen schone en reproduceerbare manier was om zweet te verzamelen", legt Rogers uit.

Dit is waar Rogers gelooft dat microfluïdische apparaten, zoals de zweetsticker, nog waardevoller zullen worden - door onderzoekers te helpen meer en betere gegevens over zweet te verkrijgen.

Wat kan nog nuttiger zijn dan zweetmonitoring?

Hoewel zweet informatie bevat die nuttig zou kunnen zijn, "heeft het lichaam zich ontwikkeld om informatie van binnen naar buiten en informatie van buiten naar binnen te houden, dus toegang tot [biomarkers] door iets op de huid te plakken is niet gemakkelijk - daarom nemen we bloed af, dat neemt een deel van het lichaam weg," zegt Jason Heikenfeld, PhD, een professor aan de Universiteit van Cincinnati.

Heikenfeld is onderzoeker en ontwikkelaar van draagbare en flexibele elektronica. Hij begrijpt ook waarom velen potentieel zien in zweetmonitoring, maar hij is er niet zo zeker van dat het praktisch is.

"We hebben veel tijd besteed aan zweet omdat het de heilige graal was, [die] niet-invasieve continue toegang biedt tot dingen in het lichaam," zegt hij. Maar "de dingen die je kunt meten zijn beperkt. En we ontdekten dat zweet veel moeilijker was [om nauwkeurig te meten]. Volbloed is goed gebufferd; de pH verandert niet. Het zoutgehalte en de pH van zweet verandert voortdurend, afhankelijk van de hoeveelheid zweet, en dat verstoort de diagnostiek van sensoren als een gek".

Daarom gelooft Heikenfeld dat voor de meeste maatregelen, de toekomst van chemie-monitoring wearables niet ligt in zweet monitoring, maar eerder in interstitiële vloeistof (ISF) detectie.

Interstitiële vloeistof bestaat onder de huid, tussen elke cel. Het bevat dingen die uit het bloed lekken, waardoor het nog meer op bloed lijkt dan zweet.

Voor ISF-detectie zijn alleen micronaaldachtige pleisters of draadvormige sensoren nodig. Deze technologie is al beschikbaar voor sommige biomarkers, zoals continue glucosecontrole die op de achterkant van de arm wordt gedragen met een sensor die in de huid dringt.

"De grote toekomst, en waar we tegenwoordig 100% actief zijn, is interstitiële vloeistofdetectie," zegt Heikenfeld. "De meeste dingen die je in bloed zou willen meten, kun je ook in interstitiële vloeistof doen."

Hij zegt dat zijn team bijna klaar is om een review uit te brengen die deze bewering ondersteunt.

Toch betekent dat niet dat zweet geen plaats heeft, zegt Heikenfeld. Hij ziet mogelijkheden om zweet te gebruiken voor het bijhouden van hormoonspiegels (zoals die welke stress, seks en slaap regelen) en voor het monitoren van de niveaus van een medicijn in het lichaam en het bijhouden hoe snel het wordt afgebroken.

Maar vooralsnog vergt zowel interstitiële vloeistof als zweetmonitoring veel meer onderzoek voordat er toepassingen voor de massamarkt beschikbaar komen.