Sistema de informação de risco de insolação usando medidor de taxa de transpiração vestível em usuários submetidos a exercício físico

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 416 (2023) Citar este artigo

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Detalhes das métricas

Construímos um sistema de informação aos usuários sobre o risco de insolação usando um medidor de taxa de transpiração vestível e as respostas de sede dos usuários. O medidor de sudorese foi construído com um sensor capacitivo de umidade na cápsula ventilada. O ponto de tempo para informar o risco de insolação foi decidido mudar de positivo para negativo na segunda derivada da curva de sudorese. Além disso, um sistema vestível de autoidentificação e informação de resposta à sede foi construído com um smartphone. Para avaliar a validade do aparato vestível, objetivamos realizar experimentos humanos de 16 indivíduos saudáveis ​​com os exercícios físicos de subida e descida. As amostras de sangue e urina dos sujeitos foram coletadas antes e após os 30 minutos de exercício físico. As concentrações de TP, Alb e RBC aumentaram ligeiramente com o exercício. Em contraste, as concentrações de vasopressina em todos os indivíduos aumentaram notavelmente com o exercício. Na maioria dos indivíduos, eles identificaram sua resposta à sede até vários minutos após a notificação do risco de insolação. Em conclusão, o medidor de frequência vestível e o sistema de autoinformação de resposta à sede foram adequados para informar o sistema de risco de insolação. A validade do ponto de tempo para informar o risco de insolação foi confirmada com mudanças na resposta à sede e nas concentrações de vasopressina no sangue.

A insolação tornou-se uma preocupação social crítica no mundo, especialmente no Japão devido ao clima úmido e quente no verão. É categorizada como passiva ou de esforço, dependendo de suas causas1. A primeira é relatada principalmente entre idosos cuja capacidade de se ajustar fisiologicamente ao estresse térmico está comprometida2. Além disso, as crianças também são consideradas uma população de risco. A suscetibilidade das crianças à insolação passiva é atribuída a uma alta proporção de área de superfície para massa, um sistema termorregulador subdesenvolvido, pequeno volume de sangue em relação ao tamanho do corpo e uma baixa taxa de sudorese3.

Em contrapartida, esta última está diretamente relacionada à atividade física. Geralmente, atletas, bombeiros e trabalhadores agrícolas são os mais preocupados4. Uma quantidade substancial de suor e pele úmida são sinais típicos de insolação por esforço, enquanto que, na insolação passiva, a pele geralmente está seca, refletindo uma diminuição característica na resposta e produção das glândulas sudoríparas em idosos sob estresse térmico. A pele pode estar ruborizada, refletindo vasodilatação periférica excessiva, ou pálida, indicando colapso vascular1. No entanto, a fisiopatologia da insolação e as abordagens de tratamento baseadas em mecanismos ainda não foram elucidadas. Em particular, estudos sobre novos biomarcadores que podem prever significativamente os resultados da insolação ainda não foram relatados.

As atividades sudomotoras em seres humanos envolvem o opérculo frontal, hipotálamo, tronco encefálico, medula espinhal, gânglios da cadeia simpática, nervos periféricos e glândulas sudoríparas écrinas5,6,7. Portanto, os pacientes com doenças cardiovasculares com problemas como sistema nervoso central ou periférico geralmente apresentam sinais de hiperidrose ou hipoidrose6. Especialmente no paciente com infarto agudo do miocárdio ocorre hiperidrose palmar, resultando em mão fria8,9.

Por outro lado, foi confirmado que a sudorese palmar ativa em seres humanos colabora com atividades neurais dos centros límbico-corticais, incluindo a amígdala, hipocampo e córtex pré-frontal8,9. As vias sudomotoras desses centros seguem pelo tronco encefálico, medula espinhal e fibras nervosas simpáticas colinérgicas periféricas até as glândulas écrinas na pele palmar8,9. De fato, a encefalite viral não seletiva na amígdala em pacientes jovens não induziu sudorese palmar ativa, embora a sudorese palmar fisiológica tenha sido detectada aproximadamente 2 semanas após o tratamento medicamentoso10. Atualmente, demonstramos que o pico mais rápido na resposta galvânica da pele (GSR) concordou completamente com o ponto de partida da sudorese palmar ativa. O fechamento e a abertura dos olhos ou a autoconsciência da sonolência produziram alterações significativas no GSR basal e na sudorese palmar ativa, que podem se tornar ferramentas úteis para avaliar a clareza ou sonolência em seres humanos11.