Pesquisadores da Universidade de Maryland desenvolveram Smart Underwear, o primeiro dispositivo vestível projetado especificamente para medir a flatulência humana. O minúsculo sensor rastreia o hidrogênio nos flatos, permitindo aos cientistas reexaminar suposições de longa data sobre a frequência com que o gás passa. A tecnologia também oferece uma nova maneira de monitorar o metabolismo microbiano intestinal na vida cotidiana.
Durante muitos 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 do Forte”, destacou o desafio em 2000 quando escreveu: “É virtualmente impossível para o médico documentar objetivamente a existência de gases excessivos usando os testes atualmente disponíveis”.
Um sensor vestível que rastreia gases intestinais
Para resolver este problema, uma equipe de pesquisa liderada por Brantley Hall, professor assistente do Departamento de Biologia Celular e Genética Molecular da UMD, desenvolveu o Smart Underwear, um dispositivo compacto e vestível que se prende discretamente sobre roupas íntimas normais. O dispositivo contém sensores eletroquímicos que monitoram continuamente a produção de gases intestinais durante o dia e a noite.
Publicado em pesquisa Biossensores e Bioeletrônica: XUm estudo liderado pelo cientista assistente de pesquisa da UMD, Santiago Botticini, usou o dispositivo para medir a flatulência em adultos saudáveis. Os participantes produziram flatos em média 32 vezes por dia, o dobro dos 14 (±6) eventos diários frequentemente citados na literatura médica anterior. No entanto, os resultados variam amplamente entre os indivíduos, com totais variando de apenas quatro eventos de flatos por dia até 59.
As estimativas mais antigas foram provavelmente mais baixas porque estudos anteriores se basearam em técnicas de medição invasivas administradas em pequenos grupos ou em autorrelatos. Ambas as abordagens podem perder eventos, depender de memória imperfeita e não podem registrar a produção de gases enquanto a pessoa está dormindo. Além disso, as sensibilidades viscerais das pessoas variam significativamente, o que significa que duas pessoas podem produzir a mesma quantidade de flatos, mas percebê-los de forma muito diferente.
“A medição objetiva dá-nos a oportunidade de aumentar o rigor científico numa área que é difícil de estudar”, disse Hall, autor sénior do estudo.
Rastreamento da atividade microbiana intestinal por meio de gás hidrogênio
Na maioria das pessoas, os flatos 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 nos flatos fornece uma indicação directa da actividade de fermentação microbiana à medida que as bactérias intestinais decompõem o material alimentar.
“Pense nisso como um monitor contínuo de glicose, mas para gases intestinais”, disse Hall, acrescentando que o dispositivo detectou um aumento na produção de hidrogênio depois que os participantes consumiram inulina, uma fibra prebiótica. O sensor detectou esse crescimento com sensibilidade de 94,7%.
O atlas de flatos humanos define o que é normal
Os cientistas estabeleceram intervalos normais para muitas medidas de saúde, como glicemia e colesterol. Para a flatulência, entretanto, não existe uma linha de base amplamente aceita.
“Não sabemos realmente como é a produção normal de flatos”, 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 os padrões de flatulência em centenas de participantes e analisar sua dieta e composição do microbioma intestinal. Os dispositivos serão enviados diretamente aos voluntários, permitindo que adultos de todos os Estados Unidos participem de casa. O objetivo é determinar a faixa normal de produção de flatos nos EUA acima de 18 anos de idade.
Estude diferentes tipos de produtores de gases intestinais
Para captar todo o espectro da diversidade, os investigadores estão a recrutar voluntários que se enquadram em diversas categorias identificadas durante a investigação inicial.
Os digestores Zen são pessoas que comem uma dieta rica em fibras (25-38 gramas de fibra por dia), mas produzem muito poucos flatos. Estudá-los pode ajudar os pesquisadores a entender como o microbioma se adapta aos alimentos ricos em fibras.
Hiperprodutores de hidrogênio são pessoas que liberam gases com frequência. O exame desses grupos pode revelar os fatores biológicos que impulsionam a alta produção de gás.
As pessoas comuns representam aqueles que se enquadram 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 quais micróbios vivem no intestino, mas pouco sobre o que eles realmente estão fazendo em um determinado momento”, disse Hall. “O atlas de flatos humanos estabelecerá linhas de base objetivas para a fermentação microbiana intestinal, que é uma base essencial para avaliar como as intervenções dietéticas, probióticas ou prebióticas alteram a atividade do microbioma”.
Como participar do estudo Human Flatus Atlas
Os interessados em participar podem saber mais em flatus.info. As inscrições estão abertas a adultos com 18 anos ou mais nos EUA. As inscrições são limitadas.
Um pedido de patente foi apresentado para a tecnologia, listando Brantley Hall e Santiago Bottasini como inventores. Ambos são cofundadores da VentoCity LLC, que licenciou o dispositivo.
Esta pesquisa recebeu apoio da Universidade de Maryland, da Iniciativa de Inovação de Maryland Fase I e do Fundo de Desenvolvimento de Dispositivos Médicos da UM Ventures.
