Svettetest for stress: hva forteller kortisol og adrenalin oss?

Ingeniører fra Caltech og kolleger har demonstrert «Stressomic», en myk, bærbar laboratorielapp som samtidig overvåker tre viktige stresshormoner: kortisol, adrenalin og noradrenalin, ved hjelp av svettedråper. Selve enheten induserer svette ved lokal mikrostrømstimulering, leverer den gjennom mikrokanaler til minireaktorer, tar målinger og sender dataene trådløst til en telefon. Alt dette i kontinuerlig modus. Studien ble publisert i tidsskriftet Science Advances.

Hvorfor er dette nødvendig?

Det er praktisk å vurdere stress ved hjelp av puls eller spørreskjemaer, men disse er indirekte målinger. Biokjemi er mer nøyaktig: kortisol reflekterer en lengre respons fra HPA-aksen (hypothalamus-hypofyse-binyrer), og adrenalin/noradrenalin reflekterer en rask frigjøring av det sympatiske nervesystemet ("fight or flight"). I virkeligheten er begge kretsene sammenvevd, så multipleks (flere hormoner samtidig) og dynamisk (over tid) måling gir et mye mer komplett bilde.

Hvordan det fungerer inni

• Plasteret induserer lokal svetting ved hjelp av iontoforese gjennom hydrogeler med karbakol – svette oppstår uten trening og stress.
• Deretter leverer mikrofluidikk med kapillærsprengventiler svette i porsjoner inn i analysekamrene, reagenser tilsettes automatisk der, og deretter «oppdateres» kammeret slik at sensorene ikke blir overmettet.
• Elektrodene er laget på laseretset grafen med «gyldne nanodendritter»: en slik ru-porøs overflate gir hypersensitivitet ned til pikomolare konsentrasjoner av adrenalin/noradrenalin.
• Selve målingene er konkurrerende elektrokjemiske immunoanalyser med metylenblått som redoksmarkør: jo mer hormon i prøven, desto svakere signal.

Hele kretsen er designet for støysvake, reproduserbare «starter» med driftkompensasjon og påvirkning av svettehastighet.

Kontrollerer nøyaktigheten

Forfatterne kalibrerte først sensorene på løsninger, og sammenlignet deretter avlesningene på menneskelig svette med ELISA (laboratoriets "gullstandard") – samsvaret er godt. I tillegg viste de en rimelig sammenheng mellom nivåene i svette og nivåene i blodserum (korrelasjoner på dusinvis av prøver).

Hva så du på folk?

Patchen ble testet i tre scenarier:

1. Fysisk stress (HIIT): raske topper av adrenalin/noradrenalin og en langsommere bølge av kortisol.
2. Emosjonelt stress (visning av det validerte IAPS-bildesettet): mer uttalt bidrag fra "raske" katekolaminer ved lav total svetting – nettopp der puls/GSR ikke alltid er pålitelig.
3. Farmakologisk/ernæringsmessig modulering («tilskudd» i artikkelen): hormonprofilen endres forutsigbart, noe som viser systemets egnethet for å vurdere effekten av intervensjoner.
4. Hovedtrekket er de forskjellige tids-"signaturene" til de tre hormonene: ut fra kurvenes form kan man skille mellom en akutt og en mer langvarig stressrespons og deres "rollcall" mellom den sympatiske og HPA-aksen.

Hvordan er dette bedre enn kortisol alene?

Kortisol alene vil overse korte stressutbrudd; katekolaminer alene vil ikke fortelle deg om kronisk stress. En felles kontinuerlig profil dekker begge oppgavene, og lar deg også se maladaptive responser (for eksempel når katekolaminer "fyres" og kortisolresponsen er forsinket, eller omvendt).

Begrensninger å huske på

• Dette er en ingeniørstudie: ikke et medisinsk utstyr på markedet eller et diagnostisk verktøy for angstlidelser/utbrenthet.
• Svette er en kompleks matrise: sekresjonshastighet, hudtemperatur, pH og sammensetning kan påvirke signalet. Forfatterne tar disse konstruktivt i betraktning, men klinisk validering gjenstår.
• Forholdet mellom svettenivåer og kroppstilstand er bekreftet i begrensede utvalg; lengre og mer mangfoldige studier er nødvendige for klinisk bruk.

Forfatternes kommentarer

• J. Tu (hovedforfatter): «Vi har for første gang vist at flere stressrelaterte hormoner kan leses samtidig og kontinuerlig fra svette, i stedet for bare én markør. Dette bringer stressovervåking nærmere den virkelige menneskelige fysiologien.»
• Wei Gao (korresponderende forfatter): «Det faktum at denne hudapparaten fungerer i sanntid og uten nåler, åpner veien for personlig overvåking av psykofysiologiske tilstander – fra stressmestring til vurdering av effektiviteten av terapien.»
• Elektronikk-/signalingeniør: Vi bygde signalbehandling rett i utkanten av enheten: støyfiltrering, kalibrering av svettestrøm og signalkonvertering til biomarkører i sanntid. Dette gjør plasteret uavhengig av fastmontert utstyr og egnet for daglig bruk.
• Klinisk medforfatter (endokrinologi): Den viktigste nyheten er samtidig avlesning av «raske» hormoner (adrenalin/norepinefrin) og «langsomt» kortisol. Deres kombinerte profil gjenspeiler stressfysiologi bedre enn noen av de enkelte markørene, og dette er viktig for å tolke data hos mennesker.
• Mikrofluidikkspesialist: Vi har oppnådd stabil drift med lave svettevolumer og brukerbevegelser. Kanalene fyller seg selv, og sensorene kompenserer automatisk for svettehastigheten slik at konsentrasjonene er riktige og ikke "fortynnede".
• Algoritme-/AI-utvikler: Modellen tar hensyn til individuelle grunnlinjer og er trent til å skille fysiologisk stress fra artefakter som varme eller trening. Dette gjør signalet mer «atferdsmessig» nyttig.
• Prosjektleder: Dette er ikke en medisinsk diagnose som er ferdig utformet, men en plattform. De neste stegene er lengre studier av bærbare enheter, kalibrering for ulike brukergrupper og, om nødvendig, å gå over til klinisk validering for spesifikke scenarier – fra sport til stressovervåking på jobb.

Hva kan dette gi videre?

Personlig stressmåling (sport, skiftarbeid, piloter/leger), vurdering av psykoterapi og treningseffektivitet, smartere kroppsnære enheter, tidlig oppdagelse av skadelige stressresponsmønstre. Og i forskning, et nytt verktøy for å dissekere stressbiologi på naturlige tidsskalaer.