Comment les scientifiques mesurent les gaz intestinaux
Mesurer les gaz intestinaux n'est pas une tâche triviale — ils se forment profondément dans le corps, varient de minute en minute et leur composition est complexe. Néanmoins, la science a développé des méthodes remarquables pour faire exactement cela. Des classiques cathéters rectaux et sacs de collecte de gaz aux capsules électroniques sensorielles qui nagent dans l'intestin : la technologie de mesure intestinale est fascinante — et a d'importantes applications médicales.
Méthodes classiques : cathéters rectaux et sacs de gaz
La méthode classique de la recherche sur les gaz de flatus est aussi inconfortable que clinique : les sujets reçoivent un cathéter rectal relié à l'autre extrémité à un sac de collecte de gaz. Tous les gaz qui passent sont capturés, mesurés, puis analysés par chromatographie gazeuse. Cette méthode fournit des données très précises sur la composition des gaz — mais est évidemment impraticable pour un usage quotidien et difficilement réalisable pour des études épidémiologiques avec un grand nombre de participants. Néanmoins, une grande partie des connaissances scientifiques fondamentales sur les gaz intestinaux provient exactement de telles études, en particulier des travaux de Michael Levitt, qui a mené des dizaines de telles expériences à l'Université du Minnesota tout au long des années 1970 à 1990.
Tests respiratoires : mesure indirecte des gaz
Une méthode plus élégante est le test respiratoire. L'hydrogène et le méthane produits dans le côlon par les bactéries sont partiellement absorbés dans le sang et exhalés par les poumons. Un simple test respiratoire — le patient souffle dans un tube — peut ainsi mesurer indirectement la production de gaz dans l'intestin. Le test respiratoire au lactulose et le test respiratoire au lactose sont utilisés cliniquement pour diagnostiquer l'intolérance au lactose, la prolifération bactérienne de l'intestin grêle (SIBO) et la malabsorption du fructose. Le test respiratoire ne mesure pas tous les gaz (l'azote, le CO₂ et les composés soufrés ne peuvent pas être capturés de cette façon), mais il est non invasif et cliniquement bien établi.
L'avenir : capsule endoscopique intelligente
Le domaine de recherche actuel le plus passionnant est la pilule électronique : une capsule ingérable avec un capteur de gaz intégré qui parcourt tout le tractus digestif et transmet des mesures de gaz en temps réel. Des chercheurs de l'Université RMIT de Melbourne ont développé une telle capsule avec des capteurs d'hydrogène, de CO₂ et d'oxygène ainsi que des capteurs de pression et de température. La capsule transmet ses données via Bluetooth à un récepteur externe. Dans des études cliniques, la capsule a montré que la composition des gaz diffère considérablement entre l'estomac, l'intestin grêle et le côlon — des informations qui ne pouvaient être obtenues par aucune autre méthode. Les développements futurs prévus incluent des capteurs de sulfure d'hydrogène et une libération automatique de médicaments qui répond aux conditions gazières locales.
Pourquoi la mesure des gaz est médicalement importante
Comprendre la production de gaz intestinaux est médicalement pertinent pour : diagnostiquer les troubles de malabsorption ; surveiller la santé intestinale chez les patients après une chimiothérapie ou une antibiothérapie ; développer de nouveaux probiotiques (dont l'efficacité se reflète dans des profils gaziers altérés) ; rechercher le lien entre le microbiome et des affections telles que le diabète de type 2, l'obésité et le cancer colorectal. Dans la recherche nutritionnelle, les mesures de gaz sont utilisées pour comparer la fermentabilité de différentes fibres alimentaires — et ainsi comprendre comment les aliments influencent le microbiome.
Le saviez-vous ?
- Michael Levitt à l'Université du Minnesota est considéré comme le pionnier de la flatologie moderne — il a passé des décennies à analyser scientifiquement les gaz intestinaux.
- La capsule intelligente pour l'intestin de l'Université RMIT est plus petite qu'une capsule médicale standard et envoie des données en temps réel de l'intérieur de l'intestin.
- Les tests respiratoires pour diagnostiquer l'intolérance au lactose utilisent le principe que le gaz intestinal est absorbé dans le sang et exhalé par les poumons.
- Les gaz intestinaux sont composés de plus de 99 % de gaz inodores (N₂, H₂, CO₂, CH₄) — l'odeur provient exclusivement de traces de composés soufrés.
Le saviez-vous
Le gastroentérologue australien Peter Gibson — le même chercheur qui a développé le régime Low-FODMAP — a passé sa carrière à nourrir des personnes avec des repas contrôlés dans des études de recherche, puis à collecter et analyser leurs gaz de flatus. Son laboratoire est considéré comme l'un des plus productifs au monde dans ce domaine — et son équipe prend son travail avec un sérieux scientifique remarquable.
Sources
- Levitt, M.D. (1969). Production and excretion of hydrogen gas in man. New England Journal of Medicine, 281(3), 122–127.
- Kalantar-Zadeh, K. et al. (2018). A human pilot trial of ingestible electronic capsules capable of sensing different gases in the gut. Nature Electronics, 1(1), 79–87.
- Pimentel, M. et al. (2020). ACG Clinical Guideline: Small Intestinal Bacterial Overgrowth. American Journal of Gastroenterology, 115(2), 165–178.