Tes keringat untuk stres: apa yang dikatakan kortisol dan adrenalin kepada kita?

Para insinyur dari Caltech dan rekan-rekannya telah mendemonstrasikan "Stressomic", sebuah plester laboratorium yang lembut dan dapat dikenakan yang secara bersamaan memantau tiga hormon stres utama: kortisol, adrenalin, dan noradrenalin, menggunakan tetesan keringat. Perangkat ini sendiri memicu keringat melalui stimulasi arus mikro lokal, menyalurkannya melalui mikrokanal ke reaktor mini, melakukan pengukuran, dan mengirimkan data secara nirkabel ke ponsel. Semua ini dilakukan dalam mode kontinu. Studi ini dipublikasikan di jurnal Science Advances.

Mengapa hal ini perlu?

Menilai stres melalui denyut nadi atau kuesioner memang mudah, tetapi keduanya merupakan pengukuran tidak langsung. Biokimia lebih akurat: kortisol mencerminkan respons aksis HPA (hipotalamus-hipofisis-adrenal) yang lebih lama, sementara adrenalin/noradrenalin mencerminkan pelepasan cepat sistem saraf simpatik ("lawan atau lari"). Kenyataannya, kedua sirkuit tersebut saling terkait, sehingga pengukuran multipleks (beberapa hormon sekaligus) dan dinamis (seiring waktu) memberikan gambaran yang jauh lebih lengkap.

Cara kerjanya di dalam

• Koyo tersebut menginduksi keringat lokal menggunakan iontophoresis melalui hidrogel dengan karbakol - keringat muncul tanpa latihan dan stres.
• Selanjutnya, mikrofluida dengan katup kapiler menyalurkan keringat dalam porsi kecil ke dalam ruang analisis, reagen secara otomatis ditambahkan di sana, dan kemudian ruang tersebut “disegarkan” sehingga sensor tidak menjadi terlalu jenuh.
• Elektroda dibuat pada grafen terukir laser dengan “nano-dendrit emas”: permukaan berpori kasar seperti itu memberikan hipersensitivitas hingga konsentrasi pikomolar adrenalin/noradrenalin.
• Pengukurannya sendiri adalah uji imunokimia elektrokimia kompetitif dengan metilen biru sebagai label redoks: semakin banyak hormon dalam sampel, semakin lemah sinyalnya.

Seluruh rangkaian dirancang untuk “lepas landas” yang rendah kebisingan dan dapat direproduksi dengan kompensasi penyimpangan dan pengaruh laju keringat.

Memeriksa keakuratan

Para penulis pertama-tama mengkalibrasi sensor pada larutan, kemudian membandingkan hasil pembacaan pada keringat manusia dengan ELISA ("standar emas" laboratorium)—kesepakatannya cukup baik. Selain itu, mereka menunjukkan hubungan yang cukup kuat antara kadar dalam keringat dan kadar dalam serum darah (korelasi pada puluhan sampel).

Apa yang Anda lihat pada orang-orang?

Patch ini diuji dalam tiga skenario:

1. Stres fisik (HIIT): puncak adrenalin/noradrenalin yang cepat dan gelombang kortisol yang lebih lambat.
2. Stres emosional (melihat set gambar IAPS yang tervalidasi): kontribusi katekolamin "cepat" yang lebih nyata pada keringat total yang rendah - tepat di mana denyut nadi/GSR tidak selalu dapat diandalkan.
3. Modulasi farmakologis/nutrisi (“suplementasi” dalam artikel): profil hormon berubah secara terprediksi, yang menunjukkan kesesuaian sistem untuk menilai efek intervensi.
4. Ciri utamanya adalah perbedaan “tanda waktu” dari ketiga hormon tersebut: dari bentuk kurvanya, kita dapat membedakan antara respons stres akut dan yang lebih berkepanjangan, serta “daftar panggilan” antara sumbu simpatik dan HPA.

Bagaimana ini lebih baik daripada kortisol saja?

Kortisol saja tidak akan mendeteksi stres jangka pendek; katekolamin saja tidak akan memberi tahu Anda tentang stres kronis. Profil berkelanjutan gabungan mencakup kedua tugas tersebut, dan juga memungkinkan Anda melihat respons maladaptif (misalnya, ketika katekolamin "aktif" dan respons kortisol tertunda, atau sebaliknya).

Batasan yang perlu diingat

• Ini adalah studi teknik: bukan perangkat medis yang beredar di pasaran atau alat diagnostik untuk gangguan kecemasan/kelelahan.
• Keringat adalah matriks yang kompleks: laju sekresi, suhu kulit, pH, dan komposisi dapat memengaruhi sinyal. Para penulis memperhitungkannya secara konstruktif, tetapi validasi klinis masih diperlukan.
• Hubungan antara tingkat keringat dan kondisi tubuh telah dikonfirmasi dalam sampel terbatas; penelitian yang lebih lama dan lebih beragam diperlukan untuk penggunaan klinis.

Komentar penulis

• J. Tu (penulis utama): "Untuk pertama kalinya, kami telah menunjukkan bahwa beberapa hormon yang berhubungan dengan stres dapat dibaca secara simultan dan terus-menerus dari keringat, alih-alih hanya satu penanda. Hal ini membawa pemantauan stres lebih dekat dengan fisiologi manusia yang sebenarnya."
• Wei Gao (penulis korespondensi): “Fakta bahwa perangkat kulit ini bekerja secara real-time dan tanpa jarum membuka jalan bagi pemantauan pribadi terhadap kondisi psikofisiologis - mulai dari manajemen stres hingga penilaian efektivitas terapi.”
• Teknisi Elektronik/Sinyal: Kami membangun pemrosesan sinyal tepat di tepi perangkat: penyaringan derau, kalibrasi aliran keringat, dan konversi sinyal menjadi biomarker waktu nyata. Hal ini membuat patch ini independen dari peralatan tetap dan cocok untuk penggunaan sehari-hari.
• Penulis klinis (endokrinologi): Kebaruan utamanya adalah pembacaan simultan hormon "cepat" (epinefrin/norepinefrin) dan kortisol "lambat". Profil gabungan keduanya lebih mencerminkan fisiologi stres daripada penanda tunggal, dan ini penting untuk menginterpretasikan data pada manusia.
• Spesialis Mikrofluida: Kami telah mencapai operasi yang stabil dengan volume keringat dan pergerakan pengguna yang rendah. Saluran-salurannya terisi sendiri, dan sensor secara otomatis mengkompensasi laju keringat sehingga konsentrasinya tepat dan tidak "encer".
• Pengembang Algoritma/AI: Model ini memperhitungkan baseline individual dan dilatih untuk membedakan stres fisiologis dari artefak seperti panas atau olahraga. Hal ini membuat sinyal lebih bermanfaat secara "perilaku".
• Manajer Proyek: Ini bukan diagnosis medis yang sudah jadi, melainkan sebuah platform. Langkah selanjutnya adalah studi yang dapat dikenakan (wearable) dalam jangka waktu yang lebih lama, kalibrasi untuk berbagai kelompok pengguna, dan, jika perlu, beralih ke validasi klinis untuk skenario spesifik—mulai dari olahraga hingga pemantauan stres di tempat kerja.

Apa lagi yang dapat diberikan hal ini?

Pemantauan stres pribadi (olahraga, kerja shift, pilot/dokter), penilaian efektivitas psikoterapi dan pelatihan, perangkat wearable yang lebih cerdas, deteksi dini pola respons stres yang merugikan. Dan dalam penelitian, sebuah alat baru untuk menganalisis biologi stres pada skala waktu alami.