Sensor del sudor detecta los niveles de estrés

Si alguien te preguntara ahora mismo lo estresado que estás, ¿qué le dirías? ¿Un poco? ¿Mucho? ¿No lo sabes?

Todas esas respuestas son válidas, pero no son especialmente útiles para los investigadores y los profesionales de la medicina porque son subjetivas y no se pueden cuantificar fácilmente. No obstante, a falta de un método mejor para medir el estrés, el método común desde hace años consiste en un cuestionario sobre él. La principal alternativa al cuestionario, un análisis de sangre, puede proporcionar datos cuantitativos, pero requiere que un profesional capacitado la extraiga, y el mismo estrés del procedimiento -ser pinchado con una aguja grande- puede sesgar los resultados de muchas personas.

Pero algo mejor podría estar a la vuelta de la esquina.

Wei Gao, profesor asistente de ingeniería médica en Caltech, ha producido un sensor de sudor inalámbrico que puede detectar con precisión los niveles de cortisol, un compuesto natural que comúnmente se considera la hormona del estrés del cuerpo. En un nuevo artículo que aparece en la revista Matter, Gao y sus compañeros de investigación muestran cómo diseñaron y fabricaron el dispositivo, que podría producirse masivamente, y cómo funciona, además de demostrar que es efectivo para detectar los niveles de cortisol casi en tiempo real.

El desarrollo de un dispositivo económico y preciso para medir el cortisol podría permitir una vigilancia más amplia y fácil del estrés, pero también de otras condiciones como la ansiedad, el trastorno de estrés postraumático y la depresión, todas las cuales están correlacionadas con los cambios en los niveles de cortisol.

Un sensor de sudor inalámbrico que puede detectar una hormona relacionada con el estrés. (Foto: Caltech)

El sensor que Gao desarrolló está preparado usando un enfoque similar a otro sensor de sudor que creó recientemente y que puede medir el nivel de ácido úrico en el torrente sanguíneo, lo cual es útil para monitorear condiciones como enfermedades cardiovasculares, diabetes o enfermedades renales. Ese sensor de sudor, y el nuevo que Gao y su equipo han creado, están ambos hechos de grafeno (carbono en forma bidimensional). Una lámina de plástico se graba con un láser para generar una estructura de grafeno tridimensional con pequeños poros en los que se puede analizar el sudor. Esos poros crean una gran cantidad de superficie en el sensor, lo que lo hace lo suficientemente sensible como para detectar compuestos que solo están presentes en cantidades muy pequeñas en el sudor. En el nuevo sensor, esos minúsculos poros están acoplados a un anticuerpo, un tipo de molécula del sistema inmunológico, específicamente sensible al cortisol, lo que le permite detectar el compuesto.

El sensor fue probado de dos maneras diferentes. En una prueba, se analizó el sudor de un voluntario durante un período de seis días, y se recogieron datos que representaban los niveles de cortisol. En un individuo sano, los niveles de cortisol suben y bajan en un ciclo diario. Los niveles alcanzan su punto máximo justo después de que el individuo se despierta cada mañana y disminuyen a lo largo del día, y eso es exactamente lo que el sensor detectó.

Gao dice que esta es la primera demostración de un sensor que puede monitorizar de forma no invasiva la fluctuación diaria de cortisol, añadiendo que monitorizar el ciclo diario de cortisol de un paciente podría revelar la presencia de problemas de salud mental.

«Los pacientes con depresión tienen un patrón circadiano de cortisol diferente al de los individuos sanos», dice. «Con los pacientes de TEPT, es otro diferente».

En la otra prueba se registraron los cambios en los niveles de cortisol que se produjeron en respuesta a un factor estresante agudo. Esto se hizo a través de dos experimentos. En el primero, se pidió a los sujetos de la prueba que realizaran ejercicios aeróbicos, porque se sabe que el ejercicio intenso causa un fuerte aumento del cortisol. En el segundo experimento, se pidió a los sujetos de prueba que sumergieran sus manos en agua helada, un factor estresante suficiente para provocar la liberación de cortisol. En ambos experimentos, los sensores detectaron inmediatamente un aumento de los niveles de cortisol.

«Nuestro tiempo de análisis podría ser de solo unos minutos», dice Gao. «Típicamente, un análisis de sangre toma al menos una o dos horas y requiere una extracción de sangre que induce al estrés. Para el control del estrés, el tiempo es muy importante».

Aunque el sensor de Gao puede encontrar muchos usos en las típicas aplicaciones médicas aquí en la Tierra, también está siendo investigado para posibles aplicaciones fuera del mundo. En octubre pasado, la NASA anunció que Gao es uno de los seis investigadores seleccionados para participar en estudios sobre la salud de los humanos en misiones al espacio profundo. Gao recibirá financiación para desarrollar la tecnología de sensores en un sistema de vigilancia del estrés y la ansiedad de los astronautas como parte del programa, que está siendo administrado por el Instituto de Investigación Traslacional para la Salud Espacial (TRISH).

«Nuestro objetivo es desarrollar un sistema que se pueda llevar puesto y que pueda recoger datos multimodales, incluyendo tanto información de signos vitales como de biomarcadores moleculares, para obtener una clasificación precisa del estrés y la ansiedad en el espacio profundo», dice Gao. (Fuente: NCYT Amazings)