Разработано умное нижнее белье для анализа выделяемых человеком газов
В Мэрилендском университете разработали Smart Underwear — первое носимое устройство для измерения метеоризма. Прибор призван внести ясность в вопрос о том, как часто люди выпускают газы.
Известные из медицинских исследований оценки этого жизненно важного физиологического показателя не отличаются достоверностью. Они основаны на инвазивных методах контроля в небольших выборках либо на данных самоотчетов, которые неизбежно страдают от пропусков событий, погрешностей памяти и невозможности регистрации газов во сне. Кроме того, висцеральная чувствительность у всех разная: два человека могут выделять сопоставимый объем газов, но субъективно воспринимать это совершенно по-разному.
Первые результаты
Smart Underwear незаметно крепится к любому нижнему белью на защелке и с помощью электрохимических сенсоров круглосуточно регистрирует образование газов в кишечнике. Испытания новинки, результаты которых опубликованы в журнале Biosensors and Bioelectronics: X, насчитали у здоровых взрослых людей в среднем 32 эпизода отхождения газов в сутки — это почти вдвое превышает фигурирующий в литературе показатель 14 ± 6 эпизодов. При этом индивидуальный разброс оказался крайне велик: от 4 до 59 эпизодов в день.
«Объективное измерение позволяет нам повысить научную строгость в области, которая долгое время оставалась труднодоступной для изучения», — доволен ведущий автор исследования Брантли Холл с кафедры клеточной биологии и молекулярной генетики.
У большинства людей кишечные газы состоят главным образом из водорода, углекислого газа и азота. У некоторых к ним добавляется метан. Поскольку водород вырабатывается исключительно кишечными микроорганизмами, именно его отслеживание дает прямую картину того, когда и насколько активно микробиота ферментирует компоненты пищи.
«Это как непрерывный монитор глюкозы, только для кишечных газов», — пояснил Холл.
Для своего чудо-прибора разработчики взяли серийно выпускаемый электрохимический сенсор сероводорода. Оказалось, водород он определяет так же хорошо, а к другим газам не чувствителен. Систему откалибровали, накормив испытуемых инулином — пребиотическим волокном, после чего она успешно зафиксировала усиление выработки водорода с чувствительностью 94,7%.
Общенациональный проект
Лаборатория Холла запускает проект «Атлас кишечных газов человека», в ходе которого у нескольких сотен участников будут собраны паттерны газообразования, эти данные сопоставят с рационом и составом микробиоты.
«Мы на самом деле не знаем, как выглядит нормальное газообразование, — посетовал Холл. — Без такого ориентира трудно определить, когда выделение газа действительно можно считать избыточным».
Устройства будут высылаться добровольцам напрямую, что позволяет участвовать удаленно из любой точки США. Результаты помогут установить диапазон нормального газообразования для американцев старше 18 лет.
«Мы накопили огромный объем знаний о том, какие микробы живут в кишечнике, но гораздо меньше знаем о том, чем именно они занимаются в каждый конкретный момент. „Атлас кишечных газов“ позволит установить объективные референсные значения для ферментативной активности микробиоты. Это необходимая основа для оценки того, как диетические вмешательства, пробиотики или пребиотики меняют работу микробиома», — заключил исследователь.
