Pusten statt bluten
Schweizer Gerät misst Fettverbrennung per Atemluft
Forschende der ETH Zürich haben ein tragbares Messgerät entwickelt, das den Fettstoffwechsel-Biomarker Aceton in der Atemluft fast so präzise nachweist wie ein Massenspektrometer. Es lässt sich von Laien bedienen und erkennt, wann der Körper während einer Diät oder beim Sport damit beginnt, Fett zu verbrennen.
Kronen Zeitung als bevorzugte Google-Quelle hinzufügen Aceton ist ein Nebenprodukt des Fettstoffwechsels, das über die Lunge ausgeatmet wird. Es entsteht, wenn der Körper Fett anstelle von Kohlenhydraten wie Zucker verbrennt. Forschende der ETH Zürich haben ein Atemtestgerät entwickelt, das Aceton in der Atemluft mit hoher Präzision messen kann. Das Gerät erinnert stark an die Alkoholtestgeräte, die von der Polizei bei Verkehrskontrollen eingesetzt werden und kann im Zusammenspiel mit einer Smartphone-App laut einer Mitteilung der Hochschule „von Laien zuverlässig bedient werden“.
Dies soll es Menschen erlauben, ihren Fettstoffwechsel ohne professionelle Unterstützung und ohne Bluttests zu überwachen, was in Zukunft die Möglichkeit eröffnen könnte, Diäten oder Behandlungen bei Stoffwechselerkrankungen wie Diabetes sowie bei ketogenen Therapien, die beispielsweise zur Behandlung von Epilepsie eingesetzt werden, genauer zu überwachen und auf einzelne Patienten abzustimmen.
„Bei Diäten gibt es keine Faustregel, die für alle Menschen funktioniert. Idealerweise sollte man sich individuell überwachen, um zu sehen, wie der eigene Stoffwechsel reagiert», erklärt Andreas Güntner, Professor für Sensorik am Department für Maschinenbau und Verfahrenstechnik. „Dazu braucht es Methoden, die ähnlich wie die Blutzuckermessungen für Diabetiker selbständig durchgeführt werden können und zuverlässige Resultate liefern.“
Präzise Messresultate außerhalb des Labors
Güntners Forschungsgruppe hat das Messgerät zusammen mit dem ETH-Spin-off Alivion entwickelt und mit dem Universitätsspital Zürich auf seine Zuverlässigkeit überprüft. In einer Studie mit zwölf erwachsenen Personen verglichen die Forschenden 312 Atemmessungen, die mit dem neuen Messgerät durchgeführt wurden, sowohl mit Bluttests als auch mit einem hochpräzisen Massenspektrometer – dem analytischen Goldstandard. Es zeigte sich, dass die Ergebnisse des Handgeräts praktisch deckungsgleich sind mit jenen aus dem Labor.
ank Filter und App reproduzierbar
Zwar seien bereits heute Atem-Aceton-Geräte verfügbar, räumen die Forschenden ein, aber deren Messungen seien nur begrenzt reproduzierbar und könnten nur ausgeprägte Stoffwechselveränderungen nachweisen. Sie reagieren demnach nicht nur auf Aceton, sondern auch auf andere Komponenten in der Atemluft, beispielsweise wenn Probanden zuvor etwas gegessen oder getrunken haben.
Die Wissenschaftler haben deshalb einen Filter entwickelt, der störende Moleküle blockiert und eine Smartphone-App, welche die Probanden während des Ausatmens in Echtzeit anleitet. „Das Gerät misst das Ausatemvolumen und nimmt erst nach einer gewissen Zeit eine Probe, die tief aus der Lunge kommt“, erläutert Erstautorin Simone Hersberger und ergänzt: „Ansonsten würde jede Messung etwas anders ausfallen“. Damit das klappt, werden die Geräte in einem ersten Schritt kalibriert und auf das jeweilige Lungenvolumen eingestellt.
Weitere Studien sollen nun zeigen, ob das neue Messgerät wirklich dazu genutzt werden kann, um Therapien bei Stoffwechselerkrankungen zu personalisieren. Zusammen mit dem Kinderspital Zürich prüfen die Forschenden derzeit, ob das Handgerät Kindern mit Epilepsie dabei helfen kann, ihre ketogene Diät besser zu überwachen. Andere Anwendungsfelder sind die Überwachung und Optimierung von medizinischen Diäten oder von sogenannten GLP-1-Therapien mit einer „Abnehmspritze“. Auch Anwendungen im Breitensport stehen zur Diskussion.
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