Наблюдение за работой кишечника может вскоре стать таким же простым и незаметным, как ношение обычного нижнего белья. Ученые создали миниатюрный носимый датчик, который крепится к одежде и в режиме реального времени отслеживает активность кишечной микрофлоры. Способ его работы одновременно прост и гениален. Устройство анализирует состав кишечных газов.
Это изобретение призвано решить одну из главных проблем в изучении микробиома. Традиционные методы, такие как анализ кала, дают лишь моментальный снимок ситуации. Сложные дыхательные тесты требуют пребывания в лаборатории. Новый датчик позволяет впервые наблюдать за жизнью бактерий в естественных условиях, круглосуточно и в течение нескольких дней.
Как это работает
Принцип действия основан на детектировании газообразного водорода. Этот газ является уникальным маркером. Его вырабатывают исключительно кишечные бактерии в процессе ферментации непереваренных углеводов, например клетчатки. Чем активнее микробы, тем больше водорода выделяется. Устройство, размером примерно с квадратный дюйм, фиксирует эти выбросы с высокой точностью и передает данные для анализа.
Неожиданные открытия исследования
В исследовании с участием 38 добровольцев технология подтвердила свою эффективность и принесла сенсационные результаты. Оказалось, что частота метеоризма в среднем составляет около 32 эпизодов в день. Это значительно больше, чем считалось ранее. Субъективные отчеты людей обычно называли цифры от 10 до 20 раз.
Еще более поразительным стал разброс индивидуальных показателей. Количество эпизодов у разных участников варьировалось от 4 до 59 в сутки. Эта огромная разница в 14 раз указывает на то, что понятие «нормы» для активности кишечника может быть сугубо индивидуальным.
Диета, бактерии и сила убеждения
Чтобы проверить точность датчика, ученые провели контролируемый эксперимент. После короткой диеты участники съедали сначала обычные мармеладки с сахаром, а затем такие же, но с добавлением инулина. Это пребиотическая клетчатка. Датчик с точностью 94,7% зафиксировал резкий всплеск бактериальной активности после приема клетчатки. Это совпало по времени с попаданием пищи в толстый кишечник.
Однако самый интересный вывод был связан не с технологией, а с психологией. Около трети участников сообщили о дискомфорте и вздутии после употребления обычных мармеладок. При этом датчик не зафиксировал значимой активности бактерий. Это ярко продемонстрировало, как ожидания и убеждения могут формировать реальные физические симптомы. Результат указал на возможный эффект плацебо при некоторых диетических изменениях.
Будущее персональной гастроэнтерологии
Уже основанная для коммерциализации технологии компания Ventoscity видит ее будущее в персонализированной медицине. Устройство может стать объективным инструментом для выявления истинных пищевых непереносимостей. Оно избавит пациентов от длительного ведения дневников питания и догадок.
Но амбиции ученых простираются дальше. Они запустили масштабный проект «Атлас метеоризма человека». Его цель - установить научно обоснованные нормы кишечной активности. Для этого данные с датчиков сопоставят с рационом и составом микробиома сотен людей по всей стране.
Этот проект представляет собой принципиально новый подход в науке о микробиоме. Он позволяет наблюдать за работой кишечных бактерий в реальном времени, а не делать выводы по косвенным измерениям. Иногда самые важные научные открытия начинаются с измерения того, что все остальные считают слишком деликатным для изучения.
