Come gli scienziati misurano i gas intestinali
Misurare i gas intestinali non è un compito banale — si formano in profondità nel corpo, variano di minuto in minuto e la loro composizione è complessa. Tuttavia la scienza ha sviluppato metodi notevoli per fare esattamente questo. Dalla classica raccolta di gas flatulento con catetere rettale ai sensori in capsule elettroniche che nuotano attraverso l'intestino: la tecnologia per la misurazione intestinale è affascinante — e ha importanti applicazioni mediche.
Metodi classici: catetere rettale e sacchetti di gas
Il metodo classico della ricerca sui gas flatulenti è tanto scomodo quanto clinico: i soggetti ricevono un catetere rettale collegato all'altra estremità a un sacchetto per la raccolta del gas. Tutti i gas emessi vengono raccolti, misurati e poi analizzati per gascromatografia. Questo metodo fornisce dati molto precisi sulla composizione dei gas — ma è ovviamente impraticabile nella vita quotidiana e difficilmente fattibile per studi epidemiologici su larga scala. Tuttavia gran parte delle conoscenze di base scientifiche sui gas intestinali deriva esattamente da tali studi, in particolare dal lavoro di Michael Levitt, che condusse decine di tali esperimenti presso l'Università del Minnesota dagli anni '70 ai '90.
Test del respiro: misurazione indiretta del gas
Un metodo più elegante è il test del respiro. L'idrogeno e il metano prodotti nel colon dai batteri vengono parzialmente assorbiti nel sangue ed espirati attraverso i polmoni. Un semplice test del respiro — il paziente soffia in un tubicino — può quindi misurare indirettamente la produzione di gas nell'intestino. Il test del respiro alla lattulosio e il test del respiro al lattosio sono usati clinicamente per diagnosticare l'intolleranza al lattosio, la sovracrescita batterica dell'intestino tenue (SIBO) e il malassorbimento del fruttosio. Il test del respiro non misura tutti i gas, ma è non invasivo e ben consolidato clinicamente.
Il futuro: la capsula endoscopica intelligente
L'area di ricerca attuale più entusiasmante è la pillola elettronica: una capsula ingeribile con un sensore di gas integrato che percorre l'intero tratto digestivo e trasmette misurazioni di gas in tempo reale. Ricercatori della RMIT University di Melbourne hanno sviluppato tale capsula con sensori per idrogeno, CO₂ e ossigeno, nonché sensori di pressione e temperatura. La capsula trasmette i suoi dati via Bluetooth a un ricevitore esterno. In studi clinici la capsula ha mostrato che la composizione dei gas differisce notevolmente tra stomaco, intestino tenue e colon — intuizioni che non potevano essere ottenute con nessun altro metodo.
Perché la misurazione del gas è importante dal punto di vista medico
Comprendere la produzione di gas intestinale è rilevante dal punto di vista medico per: diagnosticare i disturbi da malassorbimento; monitorare la salute intestinale nei pazienti dopo chemioterapia o terapia antibiotica; sviluppare nuovi probiotici (la cui efficacia si manifesta in profili di gas alterati); ricercare il legame tra microbioma e condizioni come diabete di tipo 2, obesità e cancro del colon-retto. Nella ricerca nutrizionale le misurazioni del gas vengono utilizzate per confrontare la fermentabilità di diverse fibre alimentari.
Lo sapevi?
- Michael Levitt all'Università del Minnesota è considerato il pioniere della flatologia moderna — ha trascorso decenni ad analizzare scientificamente i gas intestinali.
- La capsula intestinale intelligente della RMIT University è più piccola di una normale capsula medica e invia dati in tempo reale dall'interno dell'intestino.
- I test del respiro per diagnosticare l'intolleranza al lattosio sfruttano il principio per cui il gas intestinale viene assorbito nel sangue ed espirato attraverso i polmoni.
- I gas intestinali sono composti per oltre il 99% da gas inodori — l'odore proviene esclusivamente da tracce di composti solforati.
Curiosità
Il gastroenterologo australiano Peter Gibson — lo stesso ricercatore che ha sviluppato la dieta Low-FODMAP — ha trascorso la sua carriera a nutrire persone con determinati alimenti in studi controllati per poi raccogliere e analizzare i loro gas flatulenti. Il suo laboratorio è considerato uno dei più produttivi al mondo in questo campo — e il suo team prende il suo lavoro con una notevole serietà scientifica.
Fonti
- 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.