Pesquisadores da Universidade de Maryland desenvolveram roupas íntimas inteligentes, o primeiro dispositivo vestível projetado especificamente para medir a flatulência em humanos. Um pequeno sensor rastreia o hidrogênio no gás, permitindo que os cientistas revisem as suposições sobre a frequência com que as pessoas liberam o gás. A tecnologia também oferece uma nova maneira de observar o metabolismo dos micróbios intestinais na vida cotidiana.
Durante anos, os médicos tiveram ferramentas limitadas para avaliar pacientes que relataram problemas com gases intestinais. O gastroenterologista Michael Levitt, amplamente conhecido na área como o “rei dos peidos”, destacou o problema em 2000 quando escreveu: “É virtualmente impossível para um médico documentar objetivamente a presença de produção excessiva de gases usando os testes atualmente disponíveis”.
Um sensor vestível que rastreia gases nos intestinos
Para resolver este problema, uma equipe de pesquisa liderada por Brantley Hall, professor associado de biologia celular e genética molecular na UMD, criou o Smart Underwear, um dispositivo compacto e vestível que fecha discretamente sobre roupas íntimas normais. O dispositivo contém sensores eletroquímicos que monitoram continuamente a formação de gases nos intestinos durante o dia e a noite.
Num estudo publicado em Biossensores e bioeletrônica: Xo estudo, liderado pelo assistente de pesquisa da UMD, Santiago Batasini, usou um dispositivo para medir a flatulência em adultos saudáveis. Os participantes experimentaram flatulência em média 32 vezes por dia, aproximadamente o dobro dos 14 (±6) eventos diários frequentemente citados na literatura médica anterior. No entanto, os resultados variaram amplamente entre os indivíduos, com totais variando de apenas quatro gases por dia a até 59.
As estimativas anteriores foram provavelmente mais baixas porque os estudos anteriores se basearam em técnicas de medição invasivas realizadas em pequenos grupos ou em auto-relatos. Ambas as abordagens podem perder eventos, depender de memória imperfeita e não conseguir capturar a produção de gases quando alguém está dormindo. Além disso, as pessoas diferem significativamente na sensibilidade visceral, o que significa que duas pessoas podem produzir a mesma quantidade de gás, mas percebê-la de forma muito diferente.
“Uma medição objetiva permite-nos aumentar o rigor científico numa área que tem sido difícil de estudar”, disse Hall, autor sénior do estudo.
Rastreando a atividade de microrganismos no intestino através do hidrogênio
Na maioria das pessoas, os gases são compostos principalmente de hidrogênio, dióxido de carbono e nitrogênio. Alguns indivíduos também produzem metano. O hidrogénio é produzido exclusivamente por micróbios que vivem no intestino, pelo que a medição contínua do hidrogénio gasoso dá um sinal direto da atividade de fermentação microbiana à medida que as bactérias intestinais decompõem os componentes dos alimentos.
“Pense nisso como um monitoramento contínuo da glicose, mas para gases intestinais”, disse Hall, explicando que o dispositivo encontrou um aumento na produção de hidrogênio depois que os participantes consumiram inulina, uma fibra prebiótica. O sensor detectou esses aumentos com uma sensibilidade de 94,7%.
Atlas de meteorologia humana visa determinar a norma
Os cientistas estabeleceram limites normais para muitos indicadores de saúde, como glicemia e colesterol. Para a flatulência, entretanto, não existe um nível de base universalmente aceito.
“Não sabemos realmente como é a formação normal de gás”, disse Hall. “Sem essa linha de base, é difícil saber quando a produção de gás de alguém é realmente excessiva”.
Para resolver esta lacuna, o laboratório de Hall está lançando um grande projeto chamado Human Flatus Atlas. O estudo usará roupas íntimas inteligentes para medir continuamente a flatulência em centenas de participantes enquanto analisa sua dieta e a composição do microbioma intestinal. Os dispositivos serão entregues diretamente aos voluntários, permitindo que adultos de todos os Estados Unidos participem de casa. O objetivo é determinar a faixa normal de produção de gás entre pessoas nos Estados Unidos com mais de 18 anos.
Estudando os diferentes tipos de produtores de gases intestinais
Para captar todo o espectro de variação, os investigadores estão a recrutar voluntários que se enquadram em diversas categorias identificadas em estudos iniciais.
Os digestores Zen são pessoas que comem uma dieta rica em fibras (25-38 gramas de fibra por dia), mas produzem muito poucos gases. O estudo deles pode ajudar os pesquisadores a entender como o microbioma se adapta a dietas ricas em fibras.
Hiperprodutores de hidrogênio são pessoas que liberam gases com frequência. O estudo desse grupo pode revelar fatores biológicos que causam alta produção de gases.
Pessoas normais são aquelas que ficam entre esses dois extremos.
Para compreender melhor os micróbios responsáveis por estas diferenças, a equipa irá recolher amostras de fezes de digestores Zen e hiperprodutores de hidrogénio para análise do microbioma.
“Aprendemos muito sobre o que os micróbios vivem no intestino, mas pouco sobre o que eles realmente fazem em um determinado momento”, disse Hall. “O Atlas de Meteorologia Humana estabelecerá uma linha de base objetiva para a fermentação microbiana intestinal, que é uma base importante para avaliar como a dieta, os probióticos ou os prebióticos alteram a atividade do microbioma”.
Como participar do estudo do atlas humano
Pessoas interessadas em participar podem saber mais em flatus.info. A entrada está aberta a adultos com 18 anos ou mais nos Estados Unidos. Os participantes receberão um dispositivo Smart Underwear e o usarão dia e noite durante o período do estudo. O número de inscrições é limitado.
Foram depositados pedidos de patente para esta tecnologia, nomeando Brantley Hall e Santiago Batasini como inventores. Ambos também são cofundadores da Ventoscity LLC, que licenciou o dispositivo.
Esta pesquisa foi apoiada pela Universidade de Maryland, pela Maryland Innovation Initiative Fase I e pelo UM Ventures Medical Device Development Fund.
