Voor training of gewichtsverlies Nieuwe sensor registreert vetverlies via ademlucht

Nieuwe sensor ontwikkeld: meet vetverlies via de ademlucht

Onderzoekers uit Zwitserland hebben een sensor ontwikkeld waarmee het gemakkelijk te meten is met behulp van de ademanalyse wanneer het lichaam vet begint te verbranden. Volgens de wetenschappers is de techniek "voor dagelijks gebruik, voor training in een fitnesscentrum of tijdens een dieet."

Uithoudingssporten helpen bij gewichtsverlies

Volgens onderzoek wonen steeds meer zwaarlijvige mensen in Duitsland. Velen proberen van hun dikke maag af te komen door bepaalde voedingsmiddelen of een dieet te vermijden. Maar dat alleen is meestal niet genoeg. Om buikvet te verminderen, is het meestal noodzakelijk om regelmatig te bewegen. Duursporten zijn hier bijzonder goed geschikt. Met een nieuw ontwikkelde sensor zal het in de toekomst gemakkelijker zijn om te meten met ademanalyse wanneer het lichaam vet begint te verbranden.

Onderzoekers hebben een sensor ontwikkeld waarmee vetverlies via de lucht kan worden gemeten. De techniek is geschikt voor sporten of een dieet volgen. (Afbeelding: Bedrijf V / fotolia.com)

Vetverlies gemakkelijk detecteerbaar in de adem

Ons lichaam verbrandt duurtraining niet alleen koolhydraten zoals suiker, maar ook vetten. Wanneer het lichaam begint te verbranden, kan vet worden bepaald, bijvoorbeeld door biomarkers in het bloed of de urine te analyseren.

Wetenschappers van het Federale Instituut voor Technologie (ETH) in Zürich en het Universitair Ziekenhuis van Zürich (USZ) hebben nu een methode ontwikkeld waarmee het vet verlies gemakkelijk en in real-time in de adem van sporters kunnen worden gedetecteerd.

"Toen verlies van vet in het lichaam vormt bijproducten die in de bloedbaan," aldus Andreas Güntner, postdoctoraal onderzoeker in de groep van ETH Professor Sotiris Pratsinis volgens het "ETH News".

In longblaasjes kunnen deze moleculen in geïnhaleerde lucht terechtkomen, vooral vluchtig tussen hen. De meest vluchtige van deze vetverbrandingsproducten is aceton.

De Zwitserse onderzoekers hebben een kleine gassensor ontwikkeld die deze stof meet. Je sensor is veel gevoeliger dan eerdere sensoren: hij kan afzonderlijke acetonmoleculen detecteren in honderden miljoenen andere moleculen.

Bovendien meet de sensor alleen aceton en niets anders; de andere meer dan 800 bekende vluchtige componenten in de lucht hebben geen invloed op de meting.

De experts rapporteren over hun nieuwe ontwikkeling in het tijdschrift "Analytical Chemistry".

Functie van de sensor gecontroleerd door sportmensen

In samenwerking met longspecialisten van het Universitair Ziekenhuis Zurich testten de wetenschappers de functie van de sensor bij sportvrijwilligers. Ze voltooiden anderhalf uur training op een hometrainer met twee korte pauzes.

Op gezette tijden lieten de onderzoekers de onderwerpen in een buis blazen die was verbonden met de sensor van aceton.

"We konden aantonen dat de acetonemissie in de lucht sterk verschilt van persoon tot persoon," legde Güntner uit.

De vroegere en nu achterhaalde mening was dat sporters pas na een bepaalde periode van beweging en hartslag vet beginnen te verbranden.

In de metingen van de wetenschappers gebruikte het vetverbranding in sommige onderwerpen eigenlijk alleen tegen het einde van de anderhalf uur durende trainingssessie. Voor andere vrijwilligers toonden de metingen aan dat haar lichaam veel eerder vet verbrandt.

Controlemetingen toonden aan dat de nieuwe meetmethode in goede overeenstemming is met de concentratie van de biomerker beta-hydroxybutyraat in het bloed van de studiedeelnemers. Deze bloedanalyse is een van de standaardmethoden van vandaag om vetverlies te volgen.

Chip moest oorspronkelijk worden gebruikt voor de diagnose van diabetes

De sensor ontwikkeld door de wetenschappers is een chip bekleed met een poreuze film van speciale halfgeleidende nanodeeltjes. De deeltjes bestaan ​​uit wolfraamtrioxide, dat de onderzoekers hadden gemengd met individuele siliciumatomen.

De ontwikkeling van deze chip begon zeven jaar geleden. In die tijd ontdekten onderzoekers van ETH Zurich dat nanodeeltjes van wolfraamtrioxide interageren met aceton, op voorwaarde dat de atomen van de nanodeeltjes in een specifieke kristalstructuur zijn gerangschikt.

De interactie vermindert de elektrische weerstand van de nanodeeltje gecoate chip, die meetbaar is.

Oorspronkelijk was het idee om de chip te gebruiken om diabetes te diagnosticeren. In de lucht van patiënten met onbehandelde type 1-diabetes kunnen hoge concentraties aceton worden gedetecteerd.

Wetenschappers hebben nu echter aangetoond dat de sensor gevoelig genoeg is om de zeer lage concentraties aceton in de adem van atleten te detecteren.

De onderzoekers zijn bezig met het verfijnen van de meettechnologie tot nu toe, dat het mogelijk zou moeten zijn met aanzienlijk kleinere chips dan die gebruikt in het onderzoek. Ze moeten in een handig apparaat passen.

"Hierdoor kunnen atleten en afvallen individuen individueel controleren wanneer hun lichaam vet begint te verbranden, om hun training te optimaliseren," aldus Güntner.

Technologie voor dagelijks gebruik

Zeer gevoelige acetonmetingen konden al met andere meetinstrumenten worden uitgevoerd - zogenaamde massaspectrometers. Dit zijn echter grote en zeer dure laboratoriumapparatuur.

Onderzoekers in het huidige onderzoek gebruiken deze informatie om hun metingen te controleren. Er zijn ook draagbare apparaten voor de acetonmeting in de adem. Deze kunnen echter maar één keer worden gebruikt en geven het resultaat pas na enkele minuten weer.

"Onze technologie heeft echter de grote voordelen dat ze goedkoop, handzaam en toch uiterst gevoelig zijn, en ook real-time metingen mogelijk maken," zegt Güntner. "Het is daarom geschikt voor dagelijks gebruik, voor training in een fitnesscentrum of tijdens een dieet."

De wetenschappers zijn nu van plan hun meetmethode te ontwikkelen voor volwassenheid. Er is al een proef-prototype.

Op hetzelfde moment, zijn wetenschappers bezig om gas sensoren voor andere medisch interessante moleculen in de adem, waaronder die voor ammoniak, dat de nierfunctie te controleren, isopreen kan ontwikkelen, de cholesterol metabolisme, en diverse aldehyden voor de vroege opsporing van longkanker te onderzoeken. (Ad)