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Wie gestresst ist der Körper? Neues Gerät kann Schweiß analysieren

Forscher haben ein Gerät entwickelt, das von dem Schweiß eines Menschen auf seinen körperlichen Zustand schließen kann. Es könnte Sportlern und auch Medizinern nutzen.

Wer beim Ausdauersport nichts trinkt, bringt sich in Gefahr. Der Anteil der Natriumionen im Blut steigt, wenn der Körper austrocknet. Die Folge kann zum Beispiel Kreislaufversagen sein. Ein neues Gerät soll Sportler frühzeitig warnen – indem es die Zusammensetzung des Schweißes in Echtzeit misst.

Forscher von mehreren kalifornischen Universitäten haben es entwickelt und schreiben im Fachmagazin "Nature", dass das Gerät in der Lage ist, von den Schweißdaten auf den körperlichen Zustand zum Beispiel eines Sporttreibenden zu schließen. "Menschlicher Schweiß enthält physiologisch reiche Informationen, was ihn zu einer attraktiven Körperflüssigkeit für nicht invasive, tragbare Sensoren macht", erklärt Hauptautor Ali Javey von der University of California in Berkeley. Für die Auswertung der Daten wird das Gerät mit einem Smartphone verbunden.

Die Forscher konzentrierten sich bei der Entwicklung erst einmal auf die Stoffwechselprodukte Glukose und Laktat sowie auf Natrium- und Kaliumionen. Da die Messwerte temperaturabhängig sind, wird auch die Hauttemperatur gemessen. Die integrierten Schaltkreise können die Verzerrungen bei höheren Temperaturen herausrechnen. Überhaupt werden die Messdaten gefiltert, verstärkt und aufbereitet, bevor sie drahtlos übertragen werden.

Je mehr Glukose, desto mehr Strom

In Testreihen trugen die Probanden das Gerät, dessen Sensoren direkt auf der Haut aufliegen, am Armgelenk oder als Stirnband. Bei einigen von ihnen, die bei einem Dauerlauf nichts tranken, stieg nach etwa 80 Minuten der Anteil der Natriumionen deutlich an – Anzeichen einer beginnenden Dehydratation (Austrocknung) des Körpers. Auch vor einer Überhitzung des Körpers oder plötzlicher Ermüdung könne das Gerät warnen.

Gemessen werden die physiologischen Werte über ihre elektrischen Signale: "Je mehr Glukose oder Laktat im Schweiß ist, desto mehr elektrischer Strom wird an der Sensoroberfläche generiert", sagt Sam Emaminejad, ein weiterer Hauptautor der Studie, in einer Mitteilung der Stanford University (Kalifornien). "Und je mehr Natrium- und Kaliumionen, desto größer die Spannung."

Die Forscher sind zuversichtlich, dass sie künftig noch mehr Inhaltsstoffe des Schweißes erfassen können. Dann könnten im Sinne personalisierter Medizin Profile über den Körperzustand erstellt werden, schreiben sie. Auch für die medizinische Forschung sei das Gerät interessant.

In einem Kommentar in "Nature" nennt Jason Heikenfeld von der University of Cincinnati (Ohio) das entwickelte Gerät einen "technologischen Sprung". Er schlägt vor, das Hormon Cortisol zu messen, einen Indikator für Stress. Cortisol liege im Schweiß in ähnlicher Konzentration vor wie im Blut.

Außerdem macht Heikenfeld darauf aufmerksam, dass die Schweißproduktion an einer lokalen Hautstelle angeregt werden kann. Allerdings müssten die Methoden dafür verbessert werden. Dann könnte es möglich sein, auch im privaten Umfeld zu messen, wie hoch der Spiegel eines eingenommenen Medikaments im Körper noch ist.

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