Svettest för stress: vad säger kortisol och adrenalin oss?

Ingenjörer från Caltech och kollegor har demonstrerat ”Stressomic”, ett mjukt, bärbart laboratorieplåster som samtidigt övervakar tre viktiga stresshormoner: kortisol, adrenalin och noradrenalin, med hjälp av svettdroppar. Själva enheten inducerar svett genom lokal mikroströmsstimulering, levererar den genom mikrokanaler till minireaktorer, gör mätningar och skickar trådlöst data till en telefon. Allt detta i kontinuerligt läge. Studien publicerades i tidskriften Science Advances.

Varför är detta nödvändigt?

Det är bekvämt att bedöma stress med puls eller frågeformulär, men dessa är indirekta mått. Biokemi är mer exakt: kortisol återspeglar en längre respons från HPA-axeln (hypotalamus-hypofys-binjurar), och adrenalin/noradrenalin återspeglar en snabb frisättning av det sympatiska nervsystemet ("kamp eller flykt"). I verkligheten är båda kretsarna sammanflätade, så multiplex (flera hormoner samtidigt) och dynamisk (över tid) mätning ger en mycket mer komplett bild.

Hur det fungerar inuti

• Plåstret framkallar lokal svettning med hjälp av jontofores genom hydrogeler med karbakol – svetten uppstår utan träning och stress.
• Därefter levererar mikrofluidik med kapillärburstventiler svett i portioner till analyskamrarna, reagenser tillsätts automatiskt där och sedan "uppdateras" kammaren så att sensorerna inte blir övermättade.
• Elektroderna är tillverkade på laseretsad grafen med "gyllene nanodendriter": en sådan grovporös yta ger överkänslighet ner till pikomolära koncentrationer av adrenalin/noradrenalin.
• Själva mätningarna är kompetitiva elektrokemiska immunoanalyser med metylenblått som redoxmärkning: ju mer hormon i provet, desto svagare signal.

Hela kretsen är konstruerad för brusfria, reproducerbara "starter" med driftkompensation och inverkan av svettningshastigheten.

Kontroll av noggrannheten

Författarna kalibrerade först sensorerna på lösningar och jämförde sedan avläsningarna på mänsklig svett med ELISA (laboratoriets "guldstandard") – överensstämmelsen är god. Dessutom visade de ett rimligt samband mellan nivåerna i svett och nivåerna i blodserum (korrelationer på dussintals prover).

Vad såg du på folk?

Patchen testades i tre scenarier:

1. Fysisk stress (HIIT): snabba toppar av adrenalin/noradrenalin och en långsammare våg av kortisol.
2. Emotionell stress (visar den validerade IAPS-bilduppsättningen): mer uttalat bidrag från "snabba" katekolaminer vid låg total svettning - just där puls/GSR inte alltid är tillförlitlig.
3. Farmakologisk/näringsmässig modulering (”tillskott” i artikeln): hormonprofilen förändras förutsägbart, vilket visar systemets lämplighet för att bedöma effekterna av interventioner.
4. Huvuddragen är de tre hormonernas olika tids"signaturer": genom kurvornas form kan man skilja mellan en akut och en mer utdragen stressreaktion och deras "roll call" mellan den sympatiska och HPA-axeln.

Hur är detta bättre än enbart kortisol?

Kortisol ensamt missar korta stressutbrott; katekolaminer ensamt avslöjar inte om kronisk stress. En gemensam kontinuerlig profil täcker båda uppgifterna och låter dig också se maladaptiva reaktioner (till exempel när katekolaminer "avfyras" och kortisolresponsen är fördröjd, eller vice versa).

Begränsningar att tänka på

• Detta är en ingenjörsstudie: inte en medicinteknisk produkt på marknaden eller ett diagnostiskt verktyg för ångestsyndrom/utbrändhet.
• Svett är en komplex matris: utsöndringshastighet, hudtemperatur, pH och sammansättning kan påverka signalen. Författarna tar hänsyn till dem konstruktivt, men klinisk validering återstår.
• Sambandet mellan svettnivåer och kroppskondition har bekräftats i begränsade urval; längre och mer mångsidiga studier behövs för klinisk användning.

Författarnas kommentarer

• J. Tu (huvudförfattare): "Vi har för första gången visat att flera stressrelaterade hormoner kan avläsas samtidigt och kontinuerligt från svett, snarare än bara en markör. Detta för stressövervakning närmare verklig mänsklig fysiologi."
• Wei Gao (korresponderande författare): ”Det faktum att denna hudapparat fungerar i realtid och utan nålar öppnar vägen för personlig övervakning av psykofysiologiska tillstånd – från stresshantering till bedömning av behandlingens effektivitet.”
• Elektronik-/signalingenjör: Vi byggde signalbehandling direkt vid enhetens utkant: brusfiltrering, kalibrering av svettflöde och signalomvandling till biomarkörer i realtid. Detta gör plåstret oberoende av fast utrustning och lämpligt för vardagligt bruk.
• Klinisk medförfattare (endokrinologi): Den viktigaste nyheten är den samtidiga avläsningen av "snabba" hormoner (adrenalin/norepinefrin) och "långsamt" kortisol. Deras kombinerade profil återspeglar stressfysiologin bättre än någon av de enskilda markörerna, och detta är viktigt för att tolka data hos människor.
• Mikrofluidikspecialist: Vi har uppnått stabil drift med låga svettvolymer och användarrörelser. Kanalerna fylls själv och sensorerna kompenserar automatiskt för svetthastigheten så att koncentrationerna är korrekta och inte "utspädda".
• Algoritm-/AI-utvecklare: Modellen tar hänsyn till individuella baslinjer och är tränad att skilja fysiologisk stress från artefakter som värme eller träning. Detta gör signalen mer "beteendemässigt" användbar.
• Projektledare: Detta är inte en medicinsk diagnos direkt från början, utan en plattform. Nästa steg är längre studier av bärbara enheter, kalibrering för olika användargrupper och, om nödvändigt, att gå mot klinisk validering för specifika scenarier – från sport till stressövervakning på jobbet.

Vad kan detta ge ytterligare?

Personlig stressmätning (sport, skiftarbete, piloter/läkare), bedömning av psykoterapi och träningseffektivitet, smartare bärbara enheter, tidig upptäckt av skadliga stressreaktionsmönster. Och inom forskning, ett nytt verktyg för att dissekera stressbiologi på naturliga tidsskalor.