Von der Haut ausgeschiedene Gase könnten eines Tages helfen, unsere Gesundheit zu überwachen, wie erste Laborexperimente zeigen.
Die Haut spuckt verräterische Gase aus, auf die Gesundheits-Tracker anspringen können
Von Lisa Rapaport
6. Mai 2022 -- Wir haben bereits Smartwatches und Fitness-Tracker, die uns Dinge über unseren Körper verraten können, z. B. wie viele Schritte wir pro Tag machen, wie gut wir nachts schlafen und ob unser Blutdruck in einem gesunden Bereich liegt.
Jetzt experimentieren Wissenschaftler, um herauszufinden, ob Wearables mit Sensoren ausgestattet werden können, die uns anhand der von unserer Haut abgegebenen Gase noch mehr über unsere Gesundheit verraten.
Im Rahmen der Entwicklung solcher Sensoren haben die Wissenschaftler erste Labortests mit einer Folie durchgeführt, die aus Derivaten von Pflanzengewebe und elektroaktiven Kunststoffverbindungen hergestellt wurde. Diese Folie kann sich biegen, wenn sie Aceton ausgesetzt wird, einem Gas, das von der Haut ausgeschieden wird, berichten die Forscher in der Zeitschrift PLOS One.
Als die Wissenschaftler die Folie Lösungen aussetzten, die Wasser, Ethanol und Aceton enthielten, stellten sie fest, dass sich die Folie als Reaktion auf die Chemikalien verbog, nicht aber auf das Wasser.
Aceton ist eine Chemikalie, die natürlicherweise in Pflanzen und Bäumen vorkommt und laut der US-Behörde für Toxische Substanzen und Krankheitsregistrierung auch im menschlichen Körper durch den Abbau von Fett entsteht.
Menschen bilden mehr Aceton, wenn sie sich fettarm ernähren, wenn sie schwanger sind oder an Diabetes leiden. Auch Sport, starker Alkoholkonsum und körperliche Traumata können zu erhöhten Acetonwerten im Körper führen.
"Es hat sich gezeigt, dass Aceton nicht nur mit der Atemluft ausgeatmet wird, sondern auch über Hautgase von zugänglichen Hautbereichen wie Händen, Armen und Fingern abgegeben wird, was eine einfache, nicht-invasive und kontinuierliche Sammlung von Acetonproben ermöglicht", sagt die Hauptautorin der Studie, Dr. Perena Gouma, Professorin für Ingenieurwissenschaften an der Ohio State University in Columbus.
Wissenschaftler haben bereits bestätigt, dass Menschen, die höhere Acetonwerte ausatmen oder höhere Acetonwerte in ihrer Haut freisetzen, auch höhere Acetonwerte in ihrem Blut haben, sagt Gouma.
Einige Forschungsarbeiten haben zwar gezeigt, dass es möglich ist, Aceton im menschlichen Schweiß zu messen, aber diese Sensoren benötigen große Mengen an Schweiß, um genaue Messwerte zu erhalten, und können nicht als kontinuierliche Überwachungsgeräte eingesetzt werden, so die Forscher.
Der Unterschied bei der Messung von Aceton aus Hautgasen besteht darin, dass nur sehr wenig Gas benötigt wird, um einen Messwert zu erhalten, und dass dieser möglicherweise rund um die Uhr überwacht werden kann, um Veränderungen im Laufe der Zeit besser zu erkennen.
"Die Erkennung von Gesundheitsproblemen über die Haut ist wirklich die ultimative Grenze", sagt Gouma. "Das Projekt hat noch einige Jahre vor sich. Aber in sechs Monaten sollten wir den Nachweis des Konzepts erbringen, und in einem Jahr würden wir es gerne an Menschen testen."
Wenn alles gut geht, wäre es das Ziel, aus diesem Film Sensoren herzustellen, die in tragbare Geräte eingebaut werden können, so das Studienteam. Sie könnten in Smartwatches oder Fitness-Trackern eingesetzt werden oder in speziellen Geräten, die an schweißarmen Körperstellen wie hinter dem Ohr oder auf den Fingernägeln getragen werden.
Diese Idee hat zwar ein gewisses Potenzial, aber ein Gerät, das Menschen außerhalb von klinischen Studien tragen können, ist wahrscheinlich noch weit entfernt, sagt Dr. Shalini Prasad, Professorin und Leiterin der Abteilung für Bioengineering an der University of Texas, Dallas, die nicht an der neuen Studie beteiligt war.
Wenn in Studien am Menschen eine Verbindung zwischen den von der Haut freigesetzten chemischen Stoffen und den im Körper zirkulierenden chemischen Stoffen nachgewiesen wird, könnte es eines Tages möglich sein, Hautgase zu testen, um Biomarker für bestimmte Krankheiten zu ermitteln, sagt Prasad.
