Il sudore è il futuro del monitoraggio della salute?

Di Natalie Sabin

13 settembre 2022 - Anche mentre leggete queste righe, il vostro corpo sta lavorando per mantenere l'equilibrio, e non solo nel senso di "non cadere". Al suo interno avvengono numerose reazioni chimiche che producono energia, elaborano le scorie e vi mantengono in salute. Durante questo processo, il vostro corpo rilascia segnali sul vostro benessere.

La tecnologia indossabile può rivelare alcuni di questi segnali, come la frequenza cardiaca o i cicli del sonno. Molti altri indizi importanti sulla vostra salute sono evidenti nel sangue. Il problema: la maggior parte delle persone non ama essere infilzata da un ago. (Chiedete a chi ha il diabete e deve pungersi il dito una dozzina di volte al giorno).

Ma potrebbe esserci un'alternativa. Il sudore deriva dall'acqua presente nel sangue, il che significa che il sudore "è come una finestra sul sangue", afferma Sarah Everts, giornalista scientifica e autrice di The Joy of Sweat: The Strange Science of Perspiration.

Poiché il sudore è più facile da raggiungere rispetto al sangue, i ricercatori stanno valutando se possa essere un modo indolore per ottenere una migliore comprensione della nostra salute.

Cosa c'è davvero nel nostro sudore?

Il sudore ha incuriosito gli scienziati per secoli. Già nel II secolo d.C. Galeno, un importante medico greco dell'Impero Romano, studiò se le persone potessero sudare il grasso corporeo dai pori o disintossicarsi dal sangue attraverso il sudore, spiega Everts.

Mentre il tessuto adiposo non fuoriesce dai pori, altre sostanze lo fanno. Il sudore è costituito per il 99% da acqua, ma contiene piccole quantità di sodio, cloruro, lattato, glucosio, cortisolo, ammoniaca, urea, etanolo e piccole proteine.

Il sudore può contenere anche tracce di sostanze chimiche e tossiche, come metalli pesanti e bisfenolo A (BPA), ma solo se presenti nel sangue. (Everts ha riportato un raro caso in cui il sudore di un'infermiera è diventato rosso per aver mangiato enormi quantità di patatine con colorante rosso).

Nelle persone normali e sane, il fegato e i reni gestiscono la maggior parte degli sforzi dell'organismo per eliminare le tossine, e lo fanno benissimo senza bisogno di una sauna.

Come viene utilizzato oggi il monitoraggio del sudore?

Ci sono alcuni modi in cui la medicina e le forze dell'ordine utilizzano già il monitoraggio del sudore.

Fibrosi cistica

Un livello elevato di cloruro nel sudore è un sintomo della fibrosi cistica, una malattia ereditaria che fa ammalare i bambini alterando il normale funzionamento delle cellule dei polmoni. Alla fine degli anni Cinquanta, il test del cloruro di sudore è diventato parte integrante della diagnosi di fibrosi cistica nei neonati e oggi è considerato il gold standard.

Il test consiste nell'applicare delle sonde sulla pelle del neonato e nel far sudare il paziente inviandogli un leggero impulso elettrico. Il sudore viene raccolto in un tubo di plastica arrotolato e valutato per il cloruro.

L'analisi del cloruro di sudore "viene effettuata di routine, ma è un'operazione goffa", afferma John Rogers, PhD, professore presso la McCormick School of Engineering della Northwestern University. Per questo motivo lui e il suo team hanno sviluppato degli adesivi per il sudore. Gli adesivi che cambiano colore sono dotati di piccoli canali, valvole e serbatoi che, una volta attaccati alla superficie della pelle, possono catturare e immagazzinare il sudore quando emerge, rendendolo più facile da raccogliere e analizzare. In uno studio recente, Rogers e il suo team hanno dimostrato l'efficacia di questo dispositivo per la diagnosi di FC nei bambini.

"La visione è quella di un test del sudore che possa essere spedito alle persone ed eseguito a domicilio, per rendere questo test di screening disponibile alle persone che potrebbero non avere accesso a questo tipo di strutture", spiega Rogers. "Non ci sarebbe bisogno di personale addestrato o di costosi strumenti da laboratorio".

Monitoraggio dell'alcol

Esiste un forte legame tra il livello di alcol nel sangue e la quantità trovata nel sudore.

A partire dal 2003 sono stati creati i cosiddetti CAM SCRAM (acronimo di SCRAM Continuous Alcohol Monitoring) per aiutare la polizia e i tribunali a monitorare costantemente l'alcol nei casi di guida in stato di ebbrezza ad alto rischio e nei casi di violenza domestica.

È come avere un etilometro attaccato alla caviglia, sempre alla ricerca di alcol nel sudore.

Cos'altro potrebbe fare il monitoraggio del sudore?

In un mondo con dispositivi indossabili di monitoraggio del sudore più avanzati, una persona potrebbe teoricamente:

• Misurare lo stress attraverso la produzione di cortisolo. Uno studio ha dimostrato che è possibile rilevare il cortisolo attraverso un cerotto indossabile. Ma il lavoro è ancora in fase iniziale e non è stato utilizzato per una valutazione clinica significativa.

• Far sapere a chi beve che è ora di farsi accompagnare a casa. La ricerca ha dimostrato che i cerotti flessibili (probabilmente molto più comodi di una CAM SCRAM) possono rilevare l'etanolo nel sangue. Immaginate quindi di indossare un piccolo cerotto che invia notifiche al vostro telefono se avete bevuto un po' troppo all'happy hour.

• Dite a un allenatore che un atleta ha bisogno di una pausa. Immaginate un cerotto assorbente sulla pelle che raccoglie informazioni sui livelli di lattato e poi invia istantaneamente i risultati allo schermo del computer dell'allenatore a bordo campo, facendogli sapere che è il momento di sostituire un giocatore.

• Evita alle persone affette da diabete di pungere le dita. Altri primi studi dimostrano che le tecnologie indossabili non invasive, simili a bende, potrebbero potenzialmente misurare il glucosio attraverso il sudore. Recentemente, i ricercatori della Ohio State University hanno creato una "collana intelligente" in grado di monitorare i livelli di glucosio della persona che la indossa. I risultati suggeriscono che il sensore "funzionerà per monitorare altre importanti sostanze chimiche presenti nel sudore", secondo un comunicato stampa.

Ma la scienza e la tecnologia per fare queste cose non ci sono ancora. Ci sono anche prove contrastanti che dimostrano se il sudore è un modo affidabile per tracciare tutte le cose di cui potremmo essere curiosi.

Un altro problema: Sebbene il sudore possa offrire un'idea di ciò che potrebbe accadere all'interno del corpo, non sempre riflette perfettamente la realtà. Per esempio, parlando di atleti e di esercizio fisico, i livelli di lattato nel sangue mostrano quanto duramente stanno lavorando i muscoli. Ma anche l'atto stesso di sudare produce lattato.

Ciò significa che una persona che si allena duramente può sudare di più e produrre livelli di lattato più elevati nel suo sudore. Ma il lattato in più potrebbe non indicare con precisione l'affaticamento muscolare o lo sforzo.

Anche se sarebbe bello avere un riscontro sulla composizione chimica del sudore durante l'allenamento, i dati potrebbero non essere molto utili se il tasso di sudorazione è elevato.

Cosa ostacola il monitoraggio del sudore?

Ci sono due ostacoli principali all'apprendimento dalla chimica del sudore e fino a poco tempo fa erano bloccati in un'impasse da "uovo o gallina".

In primo luogo, c'è l'atto di catturare i dati. I progressi dei cerotti per il biomonitoraggio, come gli adesivi per il sudore di Rogers e altri dispositivi indossabili, stanno rendendo più fattibile l'acquisizione dei dati sul sudore.

Ma la sfida numero due è capire se i dati acquisiti sono significativi.

"Ci sono molti biomarcatori diversi nel sudore e in passato non sono stati studiati con molta attenzione perché non c'era un modo pulito e riproducibile per raccogliere il sudore", spiega Rogers.

È qui che Rogers ritiene che i dispositivi microfluidici, come l'adesivo per il sudore, diventeranno ancora più preziosi, aiutando i ricercatori a ottenere più dati sul sudore.

Cosa potrebbe essere ancora più utile del monitoraggio del sudore?

Sebbene il sudore contenga informazioni che potrebbero essere utili, "il corpo si è evoluto in modo da mantenere le informazioni interne all'interno e quelle esterne all'esterno, per cui accedere [ai biomarcatori] schiaffando qualcosa sulla pelle non è facile: è per questo che facciamo i prelievi di sangue, che portano fuori una parte del corpo", afferma Jason Heikenfeld, PhD, professore all'Università di Cincinnati.

Heikenfeld è un ricercatore e sviluppatore di elettronica indossabile e flessibile. Capisce anche perché molti vedono un potenziale nel monitoraggio del sudore, ma non è così sicuro che sia pratico.

"Abbiamo dedicato molto tempo al sudore perché era il Santo Graal, [che offriva] un accesso continuo e non invasivo alle cose del corpo", dice. Ma "le cose che si possono misurare sono limitate. E abbiamo scoperto che il sudore era molto più difficile da monitorare. Il sangue intero è ben tamponato; il suo pH non cambia. La salinità e il pH del sudore cambiano in continuazione a seconda del tasso di sudorazione, e questo confonde in modo assurdo la diagnostica nei sensori".

Ecco perché Heikenfeld ritiene che, per la maggior parte delle misure, il futuro dei dispositivi indossabili per il monitoraggio della chimica non sia il monitoraggio del sudore, ma piuttosto il rilevamento del liquido interstiziale (ISF).

Il liquido interstiziale esiste sotto la pelle, tra ogni cellula. Contiene elementi che fuoriescono dal sangue, il che significa che è ancora più simile al sangue di quanto non lo sia il sudore.

Il rilevamento del fluido interstiziale richiede solo cerotti simili a micronuclei o sensori a filo. Questa tecnologia è già disponibile per alcuni biomarcatori, come il monitoraggio continuo del glucosio indossato sul retro del braccio con un sensore che penetra nella pelle.

"Il grande futuro, e dove siamo attivi al 100% in questi giorni, è il rilevamento del fluido interstiziale", dice Heikenfeld. "La maggior parte delle cose che si vorrebbero misurare nel sangue, si possono fare nel liquido interstiziale".

Afferma che il suo team è quasi pronto a pubblicare una revisione a sostegno di questa affermazione.

Tuttavia, questo non significa che il sudore non avrà un posto, dice Heikenfeld. Vede la possibilità di utilizzare il sudore per monitorare i livelli ormonali (come quelli che regolano lo stress, il sesso e il sonno) e per monitorare i livelli di un farmaco nel corpo e la velocità con cui viene scomposto.

Per il momento, però, sia il monitoraggio del liquido interstiziale che quello del sudore richiedono ulteriori ricerche prima di poter essere utilizzati sul mercato di massa.