Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Μέριλαντ ανέπτυξαν το Smart Underwear, μια φορητή συσκευή που καταγράφει τον μετεωρισμό μετρώντας το υδρογόνο στα εντερικά αέρια.
Σύμφωνα με τη μελέτη, οι υγιείς ενήλικες έχουν κατά μέσο όρο 32 εκδηλώσεις αερίων την ημέρα, αριθμός σχεδόν διπλάσιος από ό,τι υπολόγιζαν παλαιότερα οι επιστήμονες.
Η συσκευή δίνει αντικειμενικά στοιχεία για την έρευνα του μικροβιακού μεταβολισμού στο έντερο. Θα αξιοποιηθεί επίσης σε νέο ερευνητικό πρόγραμμα, τον Άτλαντα Ανθρώπινων Αερίων, με σκοπό τον καθορισμό του φυσιολογικού εύρους παραγωγής αερίων και τη διερεύνηση των επιδράσεων της διατροφής στο μικροβίωμα.
Μια πρωτοποριακή φορητή συσκευή για την καταγραφή του ανθρώπινου μετεωρισμού δημιούργησαν ερευνητές του Πανεπιστημίου του Μέριλαντ: το Smart Underwear (Έξυπνο Εσώρουχο). Μικρός αισθητήρας μετρά το υδρογόνο στα εντερικά αέρια, δίνοντας στους επιστήμονες τη δυνατότητα να επανεκτιμήσουν παλαιότερες παραδοχές για τη συχνότητα με την οποία οι άνθρωποι αποβάλλουν αέρια. Παράλληλα, η τεχνολογία επιτρέπει να παρατηρείται ο μικροβιακός μεταβολισμός του εντέρου στην καθημερινότητα.
Για χρόνια, οι γιατροί διέθεταν ελάχιστα μέσα για την αξιολόγηση ασθενών που ανέφεραν προβλήματα με τα εντερικά αέρια. Το 2000, ο γαστρεντερολόγος Michael Levitt, γνωστός στον χώρο ως ο «Βασιλιάς των Πορδών» (King of Farts), περιέγραψε τη δυσκολία γράφοντας: «Είναι σχεδόν αδύνατο για τον γιατρό να τεκμηριώσει αντικειμενικά την ύπαρξη υπερβολικών αερίων χρησιμοποιώντας τις επί του παρόντος διαθέσιμες εξετάσεις».
Μια ομάδα υπό τον Brantley Hall, επίκουρο καθηγητή στο Τμήμα Κυτταρικής Βιολογίας και Μοριακής Γενετικής του UMD, επιχείρησε να δώσει λύση στο πρόβλημα. Δημιούργησε το Smart Underwear, μια μικρή συσκευή που στερεώνεται διακριτικά σε ένα συνηθισμένο εσώρουχο. Οι ηλεκτροχημικοί αισθητήρες της παρακολουθούν αδιάκοπα την παραγωγή εντερικών αερίων στη διάρκεια της ημέρας και της νύχτας.
Με επικεφαλής τον ερευνητή Santiago Botasini, η μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Biosensors and Bioelectronics: X χρησιμοποίησε τη συσκευή σε υγιείς ενήλικες για την καταγραφή του μετεωρισμού. Κατά μέσο όρο, οι συμμετέχοντες παρήγαγαν αέρια 32 φορές ημερησίως, περίπου διπλάσια από τις 14 (±6) φορές που αναφέρει συχνά η παλαιότερη ιατρική βιβλιογραφία. Η συχνότητα, ωστόσο, παρουσίαζε μεγάλες διαφορές: οι ημερήσιες καταγραφές κυμαίνονταν από τέσσερις έως και 59.
Οι προηγούμενες μετρήσεις ενδέχεται να ήταν χαμηλότερες, καθώς βασίζονταν είτε σε επεμβατικές μεθόδους με μικρές ομάδες συμμετεχόντων είτε σε αυτοαναφορές. Αυτές οι προσεγγίσεις μπορεί να μην καταγράφουν όλα τα συμβάντα, στηρίζονται σε ατελή μνήμη και δεν εντοπίζουν αέρια που παράγονται κατά τον ύπνο. Επίσης, η σπλαχνική ευαισθησία διαφέρει αισθητά από άνθρωπο σε άνθρωπο· έτσι, δύο άτομα μπορεί να παράγουν παρόμοιες ποσότητες, αλλά να τις αντιλαμβάνονται με διαφορετικό τρόπο.
«Η αντικειμενική μέτρηση μας δίνει την ευκαιρία να αυξήσουμε την επιστημονική αυστηρότητα σε έναν τομέα που ήταν δύσκολο να μελετηθεί», δήλωσε ο Hall, ανώτερος συγγραφέας της μελέτης.
Τα εντερικά αέρια αποτελούνται κυρίως από υδρογόνο, διοξείδιο του άνθρακα και άζωτο στους περισσότερους ανθρώπους, ενώ ορισμένοι παράγουν και μεθάνιο. Μόνο τα μικρόβια που κατοικούν στο έντερο παράγουν υδρογόνο. Επομένως, η διαρκής μέτρησή του στα αέρια αποτελεί άμεση ένδειξη της μικροβιακής ζύμωσης, καθώς τα εντερικά βακτήρια διασπούν συστατικά των τροφών.
«Σκεφτείτε το σαν ένα συνεχόμενο όργανο μέτρησης γλυκόζης, αλλά για τα εντερικά αέρια», είπε ο Hall. Όπως εξήγησε, μετά την κατανάλωση ινουλίνης, μιας πρεβιοτικής ίνας, η συσκευή κατέγραψε αυξημένη παραγωγή υδρογόνου. Η ευαισθησία του αισθητήρα στην ανίχνευση αυτών των αυξήσεων έφτασε το 94,7%.
Ο Άτλαντας Ανθρώπινων Αερίων
Για πολλές παραμέτρους υγείας, όπως η γλυκόζη αίματος και η χοληστερόλη, οι επιστήμονες έχουν ορίσει φυσιολογικές τιμές. Αντίθετα, δεν υπάρχει ευρέως αποδεκτό σημείο αναφοράς για τον μετεωρισμό.
«Στην πραγματικότητα δεν γνωρίζουμε πώς μοιάζει η φυσιολογική παραγωγή αερίων», είπε ο Hall. «Χωρίς αυτή τη βασική γραμμή, είναι δύσκολο να γνωρίζουμε πότε η παραγωγή αερίων κάποιου είναι πραγματικά υπερβολική».
Για να καλύψει την έλλειψη στοιχείων, το εργαστήριο του Hall ξεκινά ένα μεγάλης κλίμακας πρόγραμμα με την ονομασία Human Flatus Atlas (Άτλαντας Ανθρώπινων Αερίων). Με το Smart Underwear θα καταγραφούν συνεχώς τα πρότυπα μετεωρισμού εκατοντάδων συμμετεχόντων, ενώ παράλληλα θα εξεταστούν η διατροφή τους και η σύνθεση του εντερικού μικροβιώματος. Οι συσκευές θα σταλούν απευθείας στους εθελοντές, ώστε ενήλικες από κάθε περιοχή των Ηνωμένων Πολιτειών να λάβουν μέρος από το σπίτι τους. Στόχος είναι να προσδιοριστεί το φυσιολογικό εύρος παραγωγής αερίων για άτομα άνω των 18 ετών στις Ηνωμένες Πολιτείες.
Για να καταγράψουν ολόκληρο το εύρος των διαφορών, οι ερευνητές επιλέγουν εθελοντές από τις διαφορετικές κατηγορίες που ανέδειξε η αρχική έρευνα.
Οι Digesters Zen (Zen Digesters) είναι άνθρωποι που καταναλώνουν δίαιτα με πολλές φυτικές ίνες (25-38 γραμμάρια την ημέρα), χωρίς ωστόσο να παράγουν πολλά αέρια. Η μελέτη τους ενδέχεται να βοηθήσει στην κατανόηση του τρόπου με τον οποίο το μικροβίωμα προσαρμόζεται σε διατροφές πλούσιες σε φυτικές ίνες.
Στην κατηγορία των Υπερ-παραγωγών Υδρογόνου (Hydrogen Hyperproducers) ανήκουν όσοι αποβάλλουν συχνά αέρια. Η μελέτη τους μπορεί να αναδείξει τους βιολογικούς παράγοντες που σχετίζονται με την αυξημένη παραγωγή αερίων.
Οι Φυσιολογικοί Άνθρωποι (Normal People) βρίσκονται ανάμεσα στις δύο παραπάνω ακραίες κατηγορίες.
Η ερευνητική ομάδα θα πάρει δείγματα κοπράνων από Digesters Zen και Υπερ-παραγωγούς Υδρογόνου, ώστε να αναλύσει το μικροβίωμά τους και να μελετήσει καλύτερα τα μικρόβια που συνδέονται με αυτές τις διαφορές.
«Μάθαμε πολλά σχετικά με το ποια μικρόβια ζουν στο έντερο, αλλά λιγότερα για το τι πραγματικά κάνουν ανά πάσα στιγμή», είπε ο Hall. «Ο Άτλαντας Ανθρώπινων Αερίων θα καθιερώσει αντικειμενικές βασικές γραμμές για τη μικροβιακή ζύμωση του εντέρου, κάτι που είναι απαραίτητο θεμέλιο για την αξιολόγηση του πώς οι διατροφικές, προβιοτικές ή πρεβιοτικές παρεμβάσεις αλλάζουν τη δραστηριότητα του μικροβιώματος».
Περισσότερες πληροφορίες: Smart underwear: A novel wearable for long-term monitoring of gut microbial gas production via flatus. Biosensors and Bioelectronics: X, 2025; 27: 100699 DOI: 10.1016/j.biosx.2025.100699.
Σύνοψη
- Το Smart Underwear, μια φορητή συσκευή που καταγράφει τον μετεωρισμό μετρώντας το υδρογόνο στα εντερικά αέρια, αναπτύχθηκε από ερευνητές του Πανεπιστημίου του Μέριλαντ.
- Κατά μέσο όρο, υγιείς ενήλικες εμφανίζουν 32 εκδηλώσεις αερίων την ημέρα, αριθμός σχεδόν διπλάσιος από την προηγούμενη εκτίμηση των 14.
- Στο πλαίσιο του έργου Άτλαντας Ανθρώπινων Αερίων, η συσκευή θα συμβάλει στον προσδιορισμό του φυσιολογικού εύρους παραγωγής αερίων και στη μελέτη των διατροφικών επιδράσεων στο μικροβίωμα.
- Η μέτρηση του μετεωρισμού με αντικειμενικό τρόπο ενισχύει την επιστημονική αυστηρότητα σε έναν τομέα που ήταν δύσκολο να ερευνηθεί.
- Ο Άτλαντας Ανθρώπινων Αερίων θα εξετάσει τα πρότυπα μετεωρισμού εκατοντάδων συμμετεχόντων, με στόχο να καθορίσει τις βασικές γραμμές για την παραγωγή αερίων.
Το άρθρο στο ygeiax.gr: https://www.ygeiax.gr/health/poso-sychna-oi-anthropoi-afinoyn-aeria/23146
