Diagnostika potu - Sweat diagnostics

Diagnostika potu
Účeltest na potní žlázu Eccrine (většinou)

Diagnostika potu se objevuje neinvazivní technika slouží k poskytování poznatků o zdraví lidského těla. Běžný potit se diagnostické testy zahrnují testování na cystická fibróza[1] a nelegální drogy.[2] Většina testování lidského potu je v odkazu na ekrinní potní žláza který na rozdíl od apokrinní potní žláza, má nižší složení olejů.[3]

Přestože pot je většinou voda,[3] existuje mnoho rozpuštěných látek, které se nacházejí v potu a které mají alespoň nějaký vztah k biomarkery nalezený v krvi. Tyto zahrnují: sodík (Na+), chlorid (Cl−), draslík (K.+), amonný (NH+
4), alkoholy, laktát, peptidy & bílkoviny.[4][5] Vývoj zařízení, snímacích technik a identifikace biomarkerů v potu zůstává stále rozšiřující pole pro lékařskou diagnostiku a atletické aplikace.

Použití inteligentních biosenzorů pro analýzu potu na pokožce popsali Brasier et al. Jako internetovou sudorologii (iSudorology). v roce 2019. Popisuje laboratorně nezávislou detekci molekulárních digitálních biomarkerů nové generace v potu.[6]

Dějiny

Některé z prvních publikovaných studií[7] o složení potu sahají do 19. století. Další studie[8][9][10] ve 20. století začal upevňovat porozumění fyziologii a farmakologii potní žlázy ekrinní. In-vivo a in-vitro studie z tohoto časového období, a dokonce i ty, které pokračují dnes, identifikovaly četné strukturní nuance a nové molekuly přítomné v potu. První komerčně přijaté použití pro diagnostiku potu zahrnovalo testování hladin sodíku a chloridů u dětí pro diagnostiku cystické fibrózy. Dnes je jedním z nejpopulárnějších zařízení pro toto testování systém Macroduct Sweat Collection System od ELITechGroup.[11]

Obecné důkazy

V poslední době řada studií identifikovala věrohodnost potu jako alternativu k analýze krve.[12][13] Potenciální náhrada za analýzu potu versus krev má mnoho potenciálních výhod. Například pot může být: extrahován neinvazivním způsobem pomocí iontoforéza; extrahován s malou bolestí; a průběžně sledovány.[14] Tato technologie však má své pády. Například je třeba demonstrovat úspěšnou a spolehlivou extrakci a analýzu potu na soudržném zařízení. Ačkoliv jsou některé mechanismy rozdělení biomarkerů dobře pochopeny a dobře prostudovány, rozdělení jiných užitečných biomarkerů (cytokiny, peptidy atd.) jsou méně srozumitelné.[4]

Aktuální výzkum

Přenosná zařízení

Záplaty

Ukázalo se, že opravy jsou slibnou detekční platformou pro diagnostiku potu.[15][16][17] Jednoduchá, dlouhodobá sběrná zařízení, která kontrolují zneužívání drog nebo alkohol, jsou již na trhu a fungují na následujícím principu: uživatel aplikuje náplast, která poté sbírá pot po dobu několika hodin nebo dnů, poté je náplast analyzována s využitím techniky jako GC-MS které jsou přesné, ale mají nevýhodu v nedostatku kontinuálního měření a vysokých nákladech. Například produkty pro diagnostiku potu pro nedovolené drogy a alkohol vyrábějí a dodávají společnosti PharmChem a AlcoPro. V poslední době několik úsilí[18] byly vyvinuty pro vývoj levných monitorovacích zařízení na bázi polymeru založených na polymeru a jsou v raných fázích komercializace[19].

Více nedávno, několik začínajících společností, jako je Xsensio nebo Eccrine Systems začali vyvíjet produkty zaměřené na spotřebitelský, zdravotní a atletický trh diagnostiky potu. Nakonec existuje naděje, že tato zařízení budou mít schopnost detekovat změny ve fyziologii člověka během několika minut bez nutnosti opakovaného odběru a analýzy vzorků.[20]

Dočasné tetování

Dočasné diagnostické nástroje potu na bázi potu[21] byly prokázány Dr. Joseph Wang skupina z University of California, San Diego. Jejich práce zahrnuje diagnostiku potu pro sodík, laktát, amonium, pH a biopalivo příležitosti.[22]

Reference

  1. ^ Mishra A, Greaves R, Massie J (listopad 2005). „Význam testování potu pro diagnostiku cystické fibrózy v genomové éře“. Klinický biochemik. Recenze. 26 (4): 135–53. PMC  1320177. PMID  16648884.
  2. ^ De Giovanni N, Fucci N (2013). „Současný stav testování potu na návykové látky: přezkum“. Současná léčivá chemie. 20 (4): 545–61. doi:10.2174/0929867311320040006. PMID  23244520.
  3. ^ A b Wilke K, Martin A, Terstegen L, Biel SS (červen 2007). "Krátká historie biologie potních žláz". International Journal of Cosmetic Science. 29 (3): 169–79. doi:10.1111 / j.1467-2494.2007.00387.x. PMID  18489347.
  4. ^ A b Sonner Z, Wilder E, Heikenfeld J, Kasting G, Beyette F, Swaile D, Sherman F, Joyce J, Hagen J, Kelley-Loughnane N, Naik R (květen 2015). „Mikrofluidika potní žlázy ekrin, včetně rozdělení biomarkerů, transportu a biologického snímání“. Biomikrofluidika. 9 (3): 031301. doi:10.1063/1.4921039. PMC  4433483. PMID  26045728.
  5. ^ Sato K, Kang WH, Saga K, Sato KT (duben 1989). "Biologie potních žláz a jejich poruch. I. Normální funkce potních žláz". Journal of the American Academy of Dermatology. 20 (4): 537–63. doi:10.1016 / s0190-9622 (89) 70063-3. PMID  2654204.
  6. ^ Brasier N, Eckstein J (2019). „Pot jako zdroj digitálních biomarkerů nové generace“. Digitální biomarkery. 3 (3): 155–165. doi:10.1159/000504387. PMC  7011725. PMID  32095774.
  7. ^ Hoelscher JH (1899). „Studie s potěšením: Původní výzkum u sta a třinácti případů“. Journal of the American Medical Association. 32: 1352–1360. doi:10.1001 / jama.1899.92450510001003.
  8. ^ Nyman E, Palmlöv A (1936). "Vyloučení ethylalkoholu v potu". Skandinávský archiv pro fyziologii. 74 (2): 155–159. doi:10.1111 / j.1748-1716.1936.tb01150.x.
  9. ^ Schwartz IL, Thaysen JH (leden 1956). "Vylučování sodíku a draslíku v lidském potu". The Journal of Clinical Investigation. 35 (1): 114–20. doi:10,1172 / JCI103245. PMC  438784. PMID  13278407.
  10. ^ Sato K (1977). "Fyziologie, farmakologie a biochemie ekrinní potní žlázy". Recenze fyziologie, biochemie a farmakologie. 79: 51–131. doi:10.1007 / BFb0037089. ISBN  978-3-540-08326-9. PMID  21440.
  11. ^ Pullan NJ, Thurston V, Barber S (květen 2013). „Hodnocení metody hmotnostní spektrometrie s indukčně vázanou plazmou pro analýzu chloridu potu a sodíku pro použití při diagnostice cystické fibrózy“. Annals of Clinical Biochemistry. 50 (Pt 3): 267–70. doi:10.1177/0004563212474565. PMID  23605131.
  12. ^ Czarnowski D, Górski J, Jóźwiuk J, Boroń-Kaczmarska A (1992). "Plazmový amoniak je hlavním zdrojem amoniaku v potu". Evropský žurnál aplikované fyziologie a fyziologie práce. 65 (2): 135–7. doi:10.1007 / bf00705070. PMID  1396636.
  13. ^ Cizza G, Marques AH, Eskandari F, Christie IC, Torvik S, Silverman MN, Phillips TM, Sternberg EM (listopad 2008). „Zvýšené neuroimunní biomarkery v potních skvrnách a plazmě premenopauzálních žen s depresivní poruchou v remisi: studie POWER“. Biologická psychiatrie. 64 (10): 907–11. doi:10.1016 / j.biopsych.2008.05.035. PMC  2610843. PMID  18657799.
  14. ^ Banga AK, Chien YW (1988). „Iontoforetické dodávání léků: základy, vývoj a biomedicínské aplikace“. Journal of Controlled Release. 7: 1–24. doi:10.1016/0168-3659(88)90075-2.
  15. ^ Scutti S. (29. října 2014). „Měření potu, monitor zdraví a diagnostické zařízení je budoucnost nositelné technologie“. Lékařské denně.
  16. ^ Fenner R (8. května 2015). „Společnost CoreSyte byla vybrána jako celosvětový atletický partner společnosti Eccrine Systems“. Obchodní drát.
  17. ^ Begonia R (5. prosince 2014). „Kenzen Wearable optimalizuje sportovní výkon pomocí hydratace v reálném čase, analýzy kyseliny mléčné a glukózy“. PR Newswire.
  18. ^ Jain V, Ochoa M, Jiang H, Rahimi R, Ziaie B (2019-06-17). „Masově přizpůsobitelná dermální náplast s diskrétními kolorimetrickými indikátory pro osobní kvantifikaci rychlosti potu“. Mikrosystémy a nanoinženýrství. 5 (1): 29. Bibcode:2019MicNa ... 5 ... 29J. doi:10.1038 / s41378-019-0067-0. PMC  6572848. PMID  31240108.
  19. ^ [1], „Senzor a systém pro správu hydratace namontovaný na pokožce“, vydáno 10. 10. 2017 
  20. ^ Heikenfeld J (22. října 2014). „Senzory potu změní, jak nositelná zařízení sledují vaše zdraví“. IEEE Spectrum.
  21. ^ Zdarma K (13. srpna 2014). „Dočasné tetování pro sledování tréninku a nabíjení telefonu“. Populární mechanika.
  22. ^ Bandodkar AJ, Jia W, Wang J (2015). „Nositelná elektrochemická zařízení na bázi tetování: recenze“. Elektroanalýza. 27 (3): 562–572. doi:10.1002 / elan.201400537.