Un alcooltest portabil permite monitorizarea precisă a metabolismului grăsimilor
Cercetători de la ETH Zurich au dezvoltat un dispozitiv de măsurare portabil care detectează markerul metabolic acetona în respirație aproape cu aceeași precizie ca un spectrometru de masă.
Acesta poate fi folosit de către persoane neexperimentate și detectează momentul în care organismul începe să ardă grăsimi, fie în timpul unei diete, fie în timpul exercițiilor fizice.
Acetona este un produs secundar al metabolismului grăsimilor, care este exhalat prin plămâni. Aceasta se formează atunci când organismul arde grăsimi în loc de carbohidrați, cum ar fi zahărul. Dispozitivul de testare a respirației a fost dezvoltat de cercetătorii de la ETH Zurich, care pot detecta acetona în aerul expirat cu o precizie ridicată.
Dispozitivul seamănă foarte mult cu alcooltestele folosite de poliție în verificările de trafic și poate fi operat de utilizatori neexperimentați, în combinație cu o aplicație pentru smartphone. Astfel, utilizatorii pot monitoriza metabolismul grăsimilor fără asistență profesională sau teste de sânge.
Aceasta ar putea permite, în cele din urmă, monitorizarea mai atentă a dietelor, tratamentelor pentru tulburări metabolice, cum ar fi diabetul, și terapiilor ketogenice utilizate, de exemplu, pentru epilepsie, adaptate individual pacienților.
„Când vine vorba de diete, nu există o regulă generală care să funcționeze pentru toată lumea. Ideal, oamenii ar trebui să se autoevalueze pentru a vedea cum răspunde propriul metabolism”, explică Andreas Güntner, Profesor de Senzori Moleculare la Departamentul de Inginerie Mecanică și Procesare de la ETH Zurich. „Sunt necesare metode care pot fi realizate independent și care oferă rezultate fiabile, similare cu măsurătorile de glucoză din sânge pentru diabetici.”
Grupul de cercetare al lui Güntner a dezvoltat dispozitivul de măsurare în colaborare cu start-up-ul Alivion de la ETH și a testat fiabilitatea acestuia împreună cu Spitalul Universitar Zurich.
Într-un studiu de validare care a implicat 12 adulți, cercetătorii au comparat 312 citiri ale respirației obținute cu noul dispozitiv de măsurare cu rezultatele testelor de sânge și măsurătorile unui spectrometru de masă de mare precizie – standardul analitic de aur. Măsurătorile au fost efectuate în diferite scenarii metabolice: cu activitate fizică ușoară și intensă și diverse diete.
Acest lucru a arătat că rezultatele obținute cu dispozitivul portabil erau practic identice cu cele din laborator. În plus, noul dispozitiv a oferit rezultate fiabile pe o perioadă de luni.
În esență, dispozitivul testat recent se bazează pe o tehnologie de senzor care a fost dezvoltată la ETH Zurich timp de peste 10 ani și a fost prezentată pentru prima dată în 2017. Atunci, Güntner și coautoritățile sale au demonstrat că senzorii de gaz pe care i-au dezvoltat erau atât de sensibili încât puteau detecta o singură moleculă de acetona în o sută de milioane de alte molecule.
Conform cercetătorilor, citirile din alcooltestele de acetona disponibile în prezent au o reproducibilitate limitată și pot detecta doar schimbări metabolice pronunțate. Acestea răspund nu doar la acetona, ci și la alte componente ale aerului expirat, de exemplu, dacă subiecții au mâncat sau au băut ceva anterior.
Astfel, cercetătorii au dezvoltat un filtru care blochează moleculele interferente și o aplicație pentru smartphone care ghidează subiecții în timp real în timpul expirației. „Dispozitivul măsoară volumul de aer expirat și ia o mostră care provine din adâncul plămânilor după un anumit timp”, spune autoarea principală Simone Hersberger, adăugând: „altfel, fiecare citire ar fi ușor diferită.”
Pentru a funcționa corect, dispozitivele sunt inițial calibrate și ajustate în funcție de volumul pulmonar al pacientului.
Studiul de validare de succes reprezintă un pas important pentru cercetători. „Am reușit să demonstrăm că dispozitivul nostru poate detecta diferențe subtile în metabolismul grăsimilor cu precizie și fiabilitate”, afirmă Hersberger. Alte studii sunt acum planificate pentru a arăta dacă noul dispozitiv de măsurare poate fi folosit cu adevărat pentru personalizarea terapiilor pentru tulburări metabolice.
În parteneriat cu Spitalul Universitar de copii din Zurich, cercetătorii studiază în prezent dacă dispozitivul portabil poate ajuta copiii cu epilepsie să-și monitorizeze mai bine dieta ketogenică. Alte domenii de aplicare includ monitorizarea și optimizarea dietelor medicale sau a terapiilor GLP-1 cu injecții pentru pierderea în greutate. De asemenea, se iau în considerare aplicații în sportul amator.
Dispozitivul a fost lansat de start-up-ul Alivion AG sub numele „Nutrion”. Acesta este în prezent utilizat în studii internaționale de cercetare și în instituții medicale. Pentru a se extinde și a deschide noi domenii de aplicare, Alivion caută parteneri industriali suplimentari și investitori strategici. „Acest exemplu arată cum rezultatele cercetării fundamentale pot fi puse în practică și, în cele din urmă, pot ajuta societatea”, afirmă Andreas Güntner.
