Od sledování glukózy po detekci expozice toxinům vědci ukazují, jak by pot mohl konkurovat krvi jako diagnostickému zdroji, pokud technologie a standardizace postupují dostatečně rychle.
Studie: Pot jako diagnostická biotekutina: analytické pokroky a budoucí směry. Obrazový kredit: PeopleImages/Shutterstock.com
Nedávná recenze publikovaná v Journal of Pharmaceutical Analysis nastiňuje, jak lze pot shromažďovat a analyzovat pro zdravotní postřehy, mapuje zařízení, pracovní postupy, aplikace a mezery, které je ještě třeba vyřešit.
Pozadí
Pot, produkovaný 2 až 4 miliony potních žláz, je čirá, mírně kyselá tekutina, která nese elektrolyty, metabolity, bílkoviny a dokonce i xenobiotika. Na rozdíl od krevních testů je odběr potu bezbolestný, nízkorizikový postup vhodný pro opakované nebo terénní testování.
Nedávné pokroky spojily mikrofluidní náplasti a bezdrátové biosenzory s laboratorními metodami, což umožňuje detekci interleukinů (IL), glukózy, β-hydroxybutyrátu a léků ve stopových hladinách. Mimo kliniky, i když pot pomáhá při forenzní analýze a monitorování, koncentrace jsou nízké, objemy se liší a kontaminace je skutečným problémem.
Je zapotřebí další výzkum ke standardizaci sběru, normalizaci výstupů a validaci biomarkerů, protože mnoho markerů založených na potu postrádá jasnost ve vztazích mezi dávkou a odezvou a klinické validaci.
Proč na potu záleží: Praktická biotekutina
Pot jedinečně kombinuje pohodlí pacienta se silným analytickým potenciálem. Je snadno přístupný, nevyžaduje jehly a lze jej opakovaně sbírat během práce, školení nebo každodenního života. Chemicky pot nese elektrolyty, jako je sodík (Na⁺), draslík (K⁺) a chlorid (Cl⁻), stejně jako malé metabolity včetně laktátu, glukózy a β-hydroxybutyrátu a proteiny a lipidy v menším množství.
Může také nést xenobiotika, což umožňuje dohled nad drogami, alkoholovými náhražkami a toxickými látkami v životním prostředí. Vzhledem k tomu, že skvrny mohou zůstat na kůži celé dny, pot poskytuje širší detekční okno než skvrnová moč nebo krev z prstů, což je užitečné zejména pro podélné trendy, kontroly přilnavosti a terénní studie. Změny v aktivitě žlázy, kontaminantech na povrchu kůže a středních výsledcích pocení však musí být interpretovány opatrně a často vyžadují normalizaci.
Jak se látky dostávají k potu: Fyziologie a transport
Ekrinní žlázy, rozmístěné po většině kůže, a apokrinní žlázy, koncentrované v podpaží a dalších oblastech, vylučují mírně kyselý a převážně vodnatý pot. Molekuly se dostávají potu pasivní difúzí z krevního intersticia, aktivním transportem přes pumpy, jako je P-glykoprotein (P-gp), procesy zprostředkované receptory nebo po lokálním metabolismu v buňkách žlázy.
Mazové sekrety se mísí s potem na kůži a přidávají lipidy, které mohou nést hydrofobní sloučeniny. Důležité jsou fyzikálně-chemické vlastnosti: malé, méně vázané na proteiny a více lipofilní báze mají tendenci se lépe rozdělovat. To pomáhá vysvětlit, proč se některé psychoaktivní drogy, zbytky pesticidů a metabolity alkoholu objevují v potu, i když se neobjevují v krvi nebo moči. Cesty za sekrecí potu však nejsou plně pochopeny a jak snadno různé sloučeniny vstupují do potu, se může hodně lišit.
Od náplastí k tetování: odběr vzorků a zařízení
Kolekce se vyvinula od tamponů a kapilárních spirálek k integrovaným systémům. Systém Macroduct využívá pilokarpinovou iontoforézu k vyvolání lokálního pocení a shromažďuje mikrolitrové objemy pomocí hadiček. Adhezivní náplasti PharmChek v průběhu času akumulují netěkavé analyty a obsahují funkce proti neoprávněné manipulaci, aby se zachoval spotřebitelský řetězec. DrugWipe poskytuje rychlý imunochromatografický screening na místě.
Sportovní mikrofluidní náplasti, jako je Gx Sweat Patch, odvádějí pot přes kanály měnící barvu a spárují se s aplikacemi pro chytré telefony pro odhad rychlosti pocení a ztráty sodíku. Novější rozpustné mikrojehličkové náplasti dodávají pilokarpin bez potřeby vnějšího napájení, čímž zlepšují pohodlí a použitelnost u kojenců.
Každá metoda obchoduje s pohodlím, objemem a rizikem kontaminace odlišně, takže protokoly musí odpovídat případu použití, protože žádná metoda sběru není univerzálně vhodná pro různá nastavení.
Příprava a kvantifikace drobných signálů
Protože objemy potu jsou malé a koncentrace jsou nízké, předanalytické kroky jsou kritické. Extrakce kapalina–kapalina obohacuje analyty; derivatizace zlepšuje výkonnost plynové chromatografie pro netěkavé metabolity. Extrakce na pevné fázi izoluje cíle na stopových úrovních, zatímco disperzní extrakce na špičce pipety (DPX) urychluje pracovní tok a zvyšuje citlivost psychoaktivních panelů.
Normalizace je stejně důležitá: použití endogenního sodíku jako vnitřní reference může korigovat proměnný objem zachycený v polích a zlepšit srovnatelnost mezi vzorky. Jasné pokyny k čištění pokožky, vyhýbání se topickým přípravkům, odstraňování chloupků a manipulaci jsou zásadní pro snížení kontaminace. Společně tyto kroky promění mikrolitry zředěného potu na data připravená k rozhodování.
Analytické motory a Omics pro Discovery
Stolní platformy rozšiřují možnosti toho, co nositelná zařízení ještě neumí. Nukleární magnetická rezonance (NMR) umožňuje rychlé, nedestruktivní snímky metabolomu potu.
Plynová chromatografie-hmotnostní spektrometrie (GC-MS) zůstává zlatým standardem pro těkavé organické sloučeniny; kapalinová chromatografie-tandemová hmotnostní spektrometrie (LC-MS/MS) a hmotnostní spektrometrie s vysokým rozlišením kvantifikují léčiva, cytokiny, lipidy a malé metabolity s vysokou specificitou. Kapilární elektroforéza-hmotnostní spektrometrie (CE-MS) vyniká pro analýzu polárních metabolitů.
Na straně objevů metabolomika a proteomika odhalují signatury související s onemocněním. Studie uvádějí rozdíly v potu u atopické dermatitidy, cystické fibrózy (CF), tuberkulózy a možných markerů rakoviny plic. Tyto omické údaje informují o tom, které biomarkery jsou dostatečně robustní, aby mohly migrovat do senzorů nové generace.
Klinické a reálné aplikace
Diagnostika CF se stále opírá o zvýšené hladiny chloridů v potu, přičemž hodnoty nad 60 mmol/l jsou silně podpůrné.
U diabetu jsou nositelné elektrochemické senzory stále více schopné sledovat hladiny glukózy v potu v synchronizaci s krevními trendy, když je odběr vzorků dobře kontrolován. Některé náplasti nyní integrují snímání s mikrojehlovým podáváním léčiva pro podporu uzavřené smyčky.
Panely zánětlivých cytokinů, včetně interleukinu-6 (IL-6), interleukinu-8 (IL-8), interleukinu-10 (IL-10) a tumor nekrotizujícího faktoru alfa (TNF-α), jsou měřitelné v rozsahu pikogramů na mililitr, což otevírá dveře pro monitorování vzplanutí. Užívání alkoholu lze odvodit z potu etanolu nebo ethylglukuronidu.
Využití v oblasti veřejného zdraví zahrnuje hydratační pokyny pro sportovce a pracovníky vystavené teplu, a to screeningem toxických látek na místě.
Forenzní, pracoviště a dopad na komunitu
Diskrétní, neinvazivní vzorkování potu s dlouhým oknem podporuje probační monitorování, léčebné programy a antidoping, doplňuje moč tam, kde je falšování běžné. Náplasti PharmChek plus GC-MS nebo LC-MS/MS potvrzují stimulanty a opioidy, zatímco rychlé testy umožňují screening na silnicích a na pracovišti. Kromě spravedlnosti, pot sleduje pracovní pesticidy a komunitní znečišťující látky a pomáhá při reakci na katastrofy.
Výzvy a cesta vpřed
Překlad čelí variabilitě toku a složení, což vyžaduje kontext, kalibraci a normalizaci. Kontaminace kůže, kožního mazu a životního prostředí může zmást stopové cíle, což vyžaduje přísné materiály a protokoly.
Mnoho biomarkerů postrádá validaci a jasnou reakci na dávku. Mezi možnosti patří vzorování umělé inteligence, flexibilní elektronika, roztažitelné baterie a nízkoenergetická rádia pro pohodlné nepřetržité sledování kdekoli. Integrace AI však zůstává spíše prospektivní než zavedená, což naznačuje, že diagnostika potu postupuje, ale zatím není klinicky rutinní.
Závěry
Tento přehled ukazuje, že pot slouží jako věrohodná diagnostická a monitorovací matrice, když se zkombinuje pečlivé odběry vzorků, robustní příprava a ověřené analýzy. Autoři vysvětlují, že moderní náplasti, mikrofluidika a elektrochemické senzory mohou měřit elektrolyty, glukózu, zánětlivé IL, alkoholové markery a léky, zatímco laboratorní platformy a omiky rozšiřují objev a specifičnost.
Zdůrazňují výhody testování CF, podpory diabetu, forenzní analýzy a veřejného zdraví, ale uznávají problémy variability, kontaminace a neúplné validace. Docházejí k závěru, že standardizované pracovní postupy, normalizace objemu a prospektivní studie v kombinaci s interpretací pomocí umělé inteligence jsou nezbytné k přechodu testování potu ze slibného na rutinní klinické a komunitní použití.
