汗液是健康监测的未来吗？

娜塔莉-萨宾报道

2022年9月13日 - 即使在你阅读这篇文章时，你的身体也在努力维持平衡--而且不仅仅是 "不要摔倒 "的意思。大量的化学反应正在你体内发生，产生能量，处理废物，并保持你的健康。在这一过程中，你的身体正在释放有关你健康的信号。

可穿戴技术可以揭示其中一些信号，如心率或睡眠周期。关于你的健康的许多更重要的线索在血液中是显而易见的。问题是：大多数人不喜欢被针扎。(只要问问那些每天要扎十几次手指的糖尿病患者就知道了）。

但是可能有一个替代方法。汗水源于我们血液中的水分，这意味着汗水 "就像一扇窗户，可以看到血液"，科学记者兼《汗水的乐趣：奇怪的科学》一书的作者萨拉-埃弗茨说。

由于汗液比血液更容易接触到，研究人员正在研究它是否可以成为一种无痛的方式，让我们更好地了解我们的健康。

我们的汗水中到底有什么？

几个世纪以来，汗水一直吸引着科学家。埃弗茨说，早在公元二世纪，盖伦--罗马帝国的一位杰出的希腊医生--就探讨了人们是否能从毛孔中排出身体脂肪或通过出汗来排毒。

虽然脂肪组织不会从你的毛孔中渗出，但其他物质会。汗液中99%是水，但含有少量的钠、氯、乳酸、葡萄糖、皮质醇、氨、尿素、乙醇和少量蛋白质。

汗水也可能含有微量的化学品和毒素，如重金属和双酚A（BPA），但只有在血液中存在这些物质的情况下。(Everts曾经报道过一个罕见的案例，一名护士因为吃了大量带有红色染料的薯片，汗水变成了红色。)

对于正常的、健康的人来说，肝脏和肾脏可以处理你身体摆脱毒素的大部分努力--而且不需要桑拿就可以做到这一点。

今天如何使用汗液监测？

医学--和执法部门--已经通过一些方式使用汗液监测。

囊性纤维化

汗液中高浓度的氯化物是囊性纤维化的症状，这是一种遗传性疾病，通过破坏肺部细胞的正常功能使孩子们生病。在20世纪50年代末，汗液氯化物测试成为诊断患有CF的婴儿的一部分，并被认为是今天的黄金标准。

但这涉及到将探针粘在婴儿的皮肤上，并通过发送温和的电脉冲来触发病人出汗。汗液被收集到一个盘绕的塑料管中，并评估其氯化物含量。

西北大学麦考密克工程学院教授约翰-罗杰斯博士说："汗液氯化物测试是常规做法，但它很笨拙。这就是为什么他和他的团队开发了汗水贴纸。这种变色贴纸有微小的通道、阀门和水库，当贴在皮肤表面时，可以在汗液出现时捕捉和储存，使其更容易被收集和分析。在最近的一项研究中，罗杰斯和他的团队展示了这种设备在诊断儿童CF方面的效果。

"罗杰斯说："我们的愿景是一种可以邮寄给人们并在家庭环境中进行的汗液测试，使那些可能没有机会使用这类设施的人可以进行这种筛选测试。"你将不需要训练有素的人员或昂贵的实验室桌面仪器。"

酒精监测

血液中的酒精含量与汗液中的酒精含量之间存在着密切的联系。

从2003年开始，所谓的SCRAM CAMs（SCRAM连续酒精监测的缩写）被创建，以帮助警察和法院对高风险的酒驾罪犯和家庭暴力案件进行连续酒精监测。

这就像在你的脚踝上安装了一个呼吸分析器，一直在寻找你汗液中的酒精。

汗液监测还能做什么？

在一个拥有更先进的汗液监测可穿戴设备的世界里，理论上一个人可以。

• 通过皮质醇的产生来测量压力。一项研究表明，通过可穿戴贴片检测皮质醇是可能的。但这项工作在很大程度上处于早期阶段，还没有被用于任何有意义的临床评估。

• 让饮酒者知道是时候搭车回家了。研究表明，柔性贴片（可能比SCRAM CAM舒适得多）可以检测血液中的乙醇。因此，想象一下，如果你在欢乐时光喝多了，戴上一个小贴片，向你的手机发送推送通知。

• 告诉教练，运动员需要休息了。想象一下，皮肤上的吸收贴片可以收集乳酸水平的信息，然后立即将结果发送到教练在边线上的电脑屏幕上，让他们知道是时候更换球员了。

• 让患有糖尿病的人免于那么多的手指刺伤。其他早期研究表明，无创的、类似于绷带的可穿戴技术有可能通过汗液测量葡萄糖。最近，俄亥俄州立大学的研究人员创造了一条 "智能项链"，可以监测佩戴者的葡萄糖水平。根据一份新闻稿，结果表明该传感器 "将用于监测汗液中的其他重要化学物质"。

但是做这些事情的科学和技术还不存在。也有相互矛盾的证据来证明汗液是否是追踪所有我们可能好奇的东西的可靠方式。

另一个问题。虽然汗水可能提供了身体内部可能发生的情况的一瞥，但它并不总是完美地反映现实。例如，在谈到运动员和运动时，血液中的乳酸水平显示了肌肉的工作强度。但出汗的行为本身也会产生乳酸。

这意味着正在努力工作的人可能会出更多的汗，并在他们的汗液中产生更高的乳酸盐水平。但额外的乳酸可能不能准确地显示肌肉的疲劳或劳累。

虽然在锻炼过程中得到关于汗液化学成分的反馈会很酷，但如果你的出汗率很高，这些数据可能就没有那么大的帮助。

是什么阻碍了汗液监测？

从汗液化学中学习有两个主要障碍--直到最近，它们一直陷于 "鸡或蛋 "的僵局。

首先，是捕捉数据的行为。生物监测贴片的进步，如罗杰斯的汗水贴和其他可穿戴设备，正在使汗水数据采集更加可行。

但是，第二项挑战是了解捕获的数据是否有意义。

"罗杰斯解释说："汗液中有许多不同的生物标志物，过去没有进行过非常仔细的研究，因为还没有一种干净的、可重复的方法来收集汗液。

这就是罗杰斯认为微流控设备，如汗液贴纸，将变得更有价值的地方--通过帮助研究人员获得更多更好的汗液数据。

什么可能比汗液监测更有用？

辛辛那提大学的教授Jason Heikenfeld博士说："尽管汗液中含有可能有用的信息，但 "身体已经进化到保持内部信息和外部信息，所以通过在皮肤上拍打东西来获取[生物标志物]并不容易--这就是为什么我们要抽血，他们把身体的一部分抽出来。

Heikenfeld是一名可穿戴和柔性电子产品的研究者和开发者。他也理解为什么许多人看到了汗液监测的潜力，但他不太确定这是否实用。

他说："我们在汗液上花了很多时间，因为它是圣杯，[提供]非侵入性的连续访问身体内的东西，"他说。但 "你能测量的东西是有限的。而且我们发现汗液更难[准确监测]。全血有很好的缓冲作用；其pH值不会改变。汗液的盐度和pH值会随着出汗率的变化而发生变化，这使传感器的诊断方法变得非常混乱。

这就是为什么Heikenfeld认为对于大多数措施来说，化学监测可穿戴设备的未来不是在汗液监测方面，而是在间质液（ISF）感应方面。

间质液存在于皮肤下，每个细胞之间。它含有从血液中渗出的东西，这意味着它甚至比汗水更像血液。

ISF传感只需要微针状的贴片或基于导线的传感器。这种技术已经可以用于一些生物标志物，如穿在手臂后面的连续葡萄糖监测，传感器可以穿透皮肤。

"Heikenfeld说："大的未来，也是我们这些天100%活跃的地方，是间质液感应。"大多数你想在血液中测量的东西，你都能在间质中做到。

他说他的团队几乎已经准备好发布一份支持这一说法的评论。

尽管如此，这并不意味着汗水不会有一席之地，Heikenfeld说。他认为有机会利用汗液来跟踪激素水平（比如那些调节压力、性和睡眠的激素），以及监测体内的药物水平并跟踪它的分解速度。

但就目前而言，在任何大规模市场使用之前，间质液和汗液监测都需要更多的研究。