De sensor zegt: het is tijd om te drinken!

De mens is een waterig wezen, 40 tot 70 procent van het lichaamsgewicht bestaat uit vocht. Het is onmisbaar voor het transport van zuurstof en voedingsstoffen. Onderzoekers van de universiteit van Texas hebben een plakker voor de arm ontwikkeld die de vochtstatus in het lichaam monitort met kleine elektrische signaaltjes. Bij een dreigend tekort krijgt de drager per smartphone een seintje, schrijven ze in het wetenschappelijke blad PNAS.

Mensen die werken in warme omstandigheden en daarbij veel zweten, zoals wielrenners of brandweerlieden, lopen het risico uit te drogen. Ook bij ouderen die vaak een verminderde dorstprikkel hebben geeft vochttekort regelmatig problemen. De gevolgen kunnen serieus zijn. Al bij een vochtverlies van 1 tot 2 procent van het lichaamsgewicht zij de eerste tekenen merkbaar – droge mond, hoofdpijn – en vanaf zo’n 5 procent worden de gevolgen ernstiger, er kunnen dan onder meer problemen met temperatuurregulatie, ademhaling of hartfunctie optreden.

Donkere urine

Of er sprake is van vochttekort is te monitoren door de kleur van de urine in de gaten te houden – donkere urine duidt op uitdroging. Hoewel eenvoudig uit te voeren, is dit niet altijd haalbaar. Zeker voor sporters en brandweerlieden zou het beter zijn om continu te meten.

Bio-impedantie hier geschikt voor. Hierbij worden elektrische signaaltjes – zo zwak dat ze niet voelbaar zijn – door het lichaam gestuurd. Water is een goede geleider, uit hoe het signaaltje door het lichaam beweegt zijn veranderingen in de waterhuishouding af te leiden.

Draadloze hydratatiesensor op de arm van een proefpersoon. Foto Matija Jankovic/UT Austin

In de sport- en dieetwereld wordt bio-impedantie al veel gebruikt om na te gaan hoeveel (slecht geleidend) vetweefsel iemand heeft. Doorgaans wordt dit gedaan met elektroden op de handpalmen en onder de voeten. Eerder onderzoek liet al zien dat hiermee ook hydratatie betrouwbaar te meten is, maar plakkers op handen en voeten zijn niet handig in het dagelijks gebruik. Daarom gingen de onderzoekers uit Texas voor een aanpak met lokale metingen.

Als locatie kozen ze de bovenarm, vanwege het aanwezige spierweefsel. Als de elektroden dicht op elkaar zitten legt het stroompje maar een kleine afstand door het lichaam af. Om toch zinvolle conclusies te trekken is het belangrijk om voldoende spierweefstel te meten want daar zit relatief veel water in.

Vochthuishouding

Bij proefpersonen, die in het lab een vochtafdrijvend middel kregen, bleek dat de plakker veranderingen in vochthuishouding accuraat meet. Wie begint met meten krijgt dus geen indicatie of de hydratatie goed of niet goed is, al achten de onderzoekers dit wel haalbaar als er metingen over een grote populatie zijn.

De elektrodes zijn gemaakt van flexibel materiaal, de platte zwarte lijntjes hebben wel wat weg van een tatoeage. Hiernaast zijn ook twee hardplastic doosjes op de arm nodig, met een bluetoothzender en een batterijtje. Deze apparatuur kan bij verdere ontwikkeling wellicht toegankelijker worden. Maar integratie met een smartwatch rond de pols ligt niet direct voor de hand, omdat de elektroden enige afstand van elkaar nodig hebben en spierweefsel moeten meten.