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Diagnóstico del sudor

El diagnóstico del sudor es una técnica no invasiva emergente que se utiliza para obtener información sobre la salud del cuerpo humano. Las pruebas de diagnóstico del sudor más comunes incluyen pruebas de fibrosis quística [1] y drogas ilegales . [2] La mayoría de las pruebas del sudor humano se realizan en referencia a la glándula sudorípara ecrina que, a diferencia de la glándula sudorípara apocrina , tiene una composición de aceites menor. [3]

Aunque el sudor es principalmente agua, [3] hay muchos solutos que se encuentran en el sudor que tienen al menos alguna relación con los biomarcadores encontrados en la sangre. Estos incluyen: sodio (Na + ), cloruro (Cl − ), potasio (K + ), amonio (NH+
4), alcoholes , lactato , péptidos y proteínas . [4] [5] El desarrollo de dispositivos, técnicas de detección e identificación de biomarcadores en el sudor continúa siendo un campo en expansión para el diagnóstico médico y las aplicaciones deportivas.

Brasier et al. han descrito el uso de biosensores inteligentes para el análisis del sudor en la piel como Sudorología habilitada para Internet (iSudorology) en 2019. Describe la detección independiente del laboratorio de biomarcadores digitales moleculares de próxima generación en el sudor. [6]

Historia

Algunos de los primeros estudios publicados [7] sobre la composición del sudor datan del siglo XIX. Estudios posteriores [8] [9] [10] en el siglo XX comenzaron a consolidar la comprensión de la fisiología y farmacología de la glándula sudorípara ecrina. Estudios in vivo e in vitro de este período de tiempo, e incluso los que continúan hoy, han identificado numerosos matices estructurales y nuevas moléculas presentes en el sudor. El primer uso comercialmente adoptado para el diagnóstico del sudor incluyó la prueba de los niveles de sodio y cloruro en niños para el diagnóstico de fibrosis quística. Hoy en día, uno de los dispositivos más populares para esta prueba es el sistema de recolección de sudor Macroduct de ELITechGroup. [11]

Evidencia general

Más recientemente, numerosos estudios han identificado la plausibilidad del sudor como una alternativa al análisis de sangre. [12] [13] La posible sustitución del sudor por el análisis de sangre tiene muchos beneficios potenciales. Por ejemplo, el sudor puede: extraerse de manera no invasiva mediante iontoforesis ; extraerse con poco o ningún dolor; y monitorearse de forma continua. [14] Sin embargo, la tecnología tiene desventajas. Por ejemplo, aún debe demostrarse la extracción y el análisis exitosos y confiables del sudor en un dispositivo cohesivo. Además, aunque algunos mecanismos de partición de biomarcadores se entienden bien y se estudian bien, la partición de otros biomarcadores útiles ( citocinas , péptidos , etc.) se entiende menos. [4]

Investigación actual

Dispositivos portátiles

Parches

Se ha demostrado que los parches son una plataforma de detección prometedora para el diagnóstico del sudor. [15] [16] [17] Ya existen en el mercado dispositivos de recolección de sudor simples y a largo plazo que detectan drogas de abuso o alcohol y funcionan según el siguiente principio: un usuario aplica el parche que luego recolecta sudor durante un período de horas o días, luego el parche se analiza utilizando técnicas como GC-MS que son precisas pero tienen el inconveniente de la falta de mediciones continuas y altos costos. Por ejemplo, los productos de diagnóstico de sudor para drogas ilícitas y alcohol son fabricados y suministrados por PharmChek y AlcoPro, respectivamente. Recientemente se han realizado varios esfuerzos [18] para desarrollar dispositivos de monitoreo continuo de la transpiración basados ​​en polímeros de bajo costo y están en las primeras etapas de comercialización. [19]

Más recientemente, empresas emergentes como Xsensio han comenzado a desarrollar productos destinados al mercado de consumo, atención médica y atletismo para el diagnóstico del sudor. En última instancia, se espera que estos dispositivos tengan la capacidad de detectar cambios en la fisiología humana en cuestión de minutos sin necesidad de recolectar y analizar muestras repetidamente. [20]

Tatuajes temporales

El grupo del Dr. Joseph Wang de la Universidad de California en San Diego ha demostrado que existen herramientas de diagnóstico del sudor basadas en tatuajes temporales [21] . Su trabajo incluye el diagnóstico del sudor para detectar sodio, lactato, amonio, pH y oportunidades de biocombustibles . [22]

Referencias

  1. ^ Mishra A, Greaves R, Massie J (noviembre de 2005). "La relevancia de las pruebas de sudor para el diagnóstico de la fibrosis quística en la era genómica". The Clinical Biochemist. Reseñas . 26 (4): 135–53. PMC  1320177. PMID  16648884 .
  2. ^ De Giovanni N, Fucci N (2013). "El estado actual de las pruebas de sudor para drogas de abuso: una revisión". Química medicinal actual . 20 (4): 545–61. doi :10.2174/0929867311320040006. PMID  23244520.
  3. ^ ab Wilke K, Martin A, Terstegen L, Biel SS (junio de 2007). "Una breve historia de la biología de las glándulas sudoríparas". Revista internacional de ciencia cosmética . 29 (3): 169–79. doi : 10.1111/j.1467-2494.2007.00387.x . PMID  18489347.
  4. ^ ab Sonner Z, Wilder E, Heikenfeld J, Kasting G, Beyette F, Swaile D, Sherman F, Joyce J, Hagen J, Kelley-Loughnane N, Naik R (mayo de 2015). "La microfluídica de la glándula sudorípara ecrina, incluidas las implicaciones de la partición, el transporte y la biodetección de biomarcadores". Biomicrofluídica . 9 (3): 031301. doi :10.1063/1.4921039. PMC 4433483 . PMID  26045728. 
  5. ^ Sato K, Kang WH, Saga K, Sato KT (abril de 1989). "Biología de las glándulas sudoríparas y sus trastornos. I. Función normal de las glándulas sudoríparas". Revista de la Academia Estadounidense de Dermatología . 20 (4): 537–63. doi :10.1016/s0190-9622(89)70063-3. PMID  2654204.
  6. ^ Brasier N, Eckstein J (2019). "El sudor como fuente de biomarcadores digitales de próxima generación". Biomarcadores digitales . 3 (3): 155–165. doi :10.1159/000504387. PMC 7011725 . PMID  32095774. 
  7. ^ Hoelscher JH (1899). "Un estudio sobre la transpiración: investigación original en ciento trece casos". Revista de la Asociación Médica Estadounidense . 32 : 1352–1360. doi :10.1001/jama.1899.92450510001003.
  8. ^ Nyman E, Palmlöv A (1936). "La eliminación del alcohol etílico en el sudor". Skandinavisches Archiv für Physiologie . 74 (2): 155-159. doi :10.1111/j.1748-1716.1936.tb01150.x.
  9. ^ Schwartz IL, Thaysen JH (enero de 1956). "Excreción de sodio y potasio en el sudor humano". The Journal of Clinical Investigation . 35 (1): 114–20. doi :10.1172/JCI103245. PMC 438784 . PMID  13278407. 
  10. ^ Sato K (1977). "Fisiología, farmacología y bioquímica de la glándula sudorípara ecrina". Reseñas de fisiología, bioquímica y farmacología . 79 : 51–131. doi :10.1007/BFb0037089. ISBN . 978-3-540-08326-9.PMID21440  .​
  11. ^ Pullan NJ, Thurston V, Barber S (mayo de 2013). "Evaluación de un método de espectrometría de masas de plasma acoplado inductivamente para el análisis de cloruro y sodio en el sudor para su uso en el diagnóstico de la fibrosis quística". Anales de bioquímica clínica . 50 (parte 3): 267–70. doi :10.1177/0004563212474565. PMID  23605131. S2CID  40347024.
  12. ^ Czarnowski D, Górski J, Jóźwiuk J, Boroń-Kaczmarska A (1992). "El amoníaco plasmático es la principal fuente de amoníaco en el sudor". Revista Europea de Fisiología Aplicada y Fisiología Ocupacional . 65 (2): 135–7. doi :10.1007/bf00705070. PMID  1396636. S2CID  7994016.
  13. ^ Cizza G, Marques AH, Eskandari F, Christie IC, Torvik S, Silverman MN, Phillips TM, Sternberg EM (noviembre de 2008). "Biomarcadores neuroinmunes elevados en parches de sudor y plasma de mujeres premenopáusicas con trastorno depresivo mayor en remisión: el estudio POWER". Psiquiatría biológica . 64 (10): 907–11. doi :10.1016/j.biopsych.2008.05.035. PMC 2610843 . PMID  18657799. 
  14. ^ Banga AK, Chien YW (1988). "Administración ionoforética de fármacos: fundamentos, desarrollos y aplicaciones biomédicas". Journal of Controlled Release . 7 : 1–24. doi :10.1016/0168-3659(88)90075-2.
  15. ^ Scutti S (29 de octubre de 2014). "La medición del sudor, un dispositivo de diagnóstico y monitorización de la salud, es el futuro de la tecnología portátil". Medical Daily .
  16. ^ Fenner R (8 de mayo de 2015). "CoreSyte seleccionado como socio deportivo mundial por Eccrine Systems". Business Wire .
  17. ^ Begonia R (5 de diciembre de 2014). "El dispositivo portátil Kenzen optimiza el rendimiento atlético con análisis de hidratación, ácido láctico y glucosa en tiempo real". PR Newswire .
  18. ^ Jain V, Ochoa M, Jiang H, Rahimi R, Ziaie B (17 de junio de 2019). "Un parche dérmico personalizable en masa con indicadores colorimétricos discretos para la cuantificación personalizada de la tasa de sudor". Microsystems & Nanoengineering . 5 (1): 29. Bibcode :2019MicNa...5...29J. doi :10.1038/s41378-019-0067-0. PMC 6572848 . PMID  31240108. 
  19. ^ US 10772560, Ziaie, Babak; Ochoa, Manuel P. y Jain, Vaibhav et al., "Sensor de hidratación montado en la piel y sistema de gestión", publicado el 15 de septiembre de 2020, emitido el 2 de octubre de 2017, asignado a Purdue Research Foundation 
  20. ^ Heikenfeld J (22 de octubre de 2014). "Los sensores de sudor cambiarán la forma en que los wearables rastrean su salud". IEEE Spectrum .
  21. ^ Free K (13 de agosto de 2014). "Un tatuaje temporal para registrar tu entrenamiento y cargar tu teléfono". Popular Mechanics .
  22. ^ Bandodkar AJ, Jia W, Wang J (2015). "Dispositivos electroquímicos portátiles basados ​​en tatuajes: una revisión". Electroanálisis . 27 (3): 562–572. doi :10.1002/elan.201400537.