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肠道菌群和健康关系密切，越来越受到人们的重视。人们研究肠道菌群，是为了了解肠道菌群和人体生理功能和健康疾病发生的关系，也希望通过改变或影响菌群实现促进健康治疗疾病的目的。但研究肠道菌群需要研究方法，到现在最好的方式就是通过基因分析，了解菌群的种类和数量，但这种技术相对比较高大，不容易广泛采用。于是就有人希望寻找更多了解菌群的方法。菌群真正发挥生物功能，一般需要通过产生某种代谢产物影响身体，例如研究比较多的是发现多种短链脂肪酸乙酸丁酸等，也有研究气体如甲烷氢气等的。研究这些代谢产物，就需要进行分析，但是分析这些成分，就需要采集测定样本。肠道内代谢产物，最好的办法是能深入到肠道内采集样本，当然使用肠镜是比较好的办法。但是这显然比较复杂，代价也比较高。按照这样的逻辑，只需要用一种能深入到肠道，但使用简单的方法，就可以了。于是参考胶囊肠镜的思路，有科学家想到使用一种能口服的气体采集装置，让这种装置从肠道内走一趟，一路采集气体样本，然后随着大便排除体外，对其采集的样本进行分析。但是气体在整个肠道内变化非常大，这种采集无法准确反应具体部位的气体信息。解决问题的办法就是把定位信息随时发送出来，就是一边采集样本，分析数据并把数据直接发射出来。
现在已经有了这样一枚小胶囊，能实时测量肠道内气体的浓度。 2018年1月9日《自然—电子》在线发表的一篇论文报告称，可吞咽式电子胶囊能够检测肠道中的不同气体，从而辨别个体饮食的变化。这种设备或许能够被用于帮助理解饮食和医药补充剂的影响，并有助于创建个人定制化的饮食方案。 澳大利亚墨尔本皇家理工大学的KouroshKalantar-Zadeh及同事和合作者，开发出一种可吞咽式小型胶囊，胶囊中包含气体传感器、温度传感器、小计算机、射频发射机和电池。 6位健康志愿者参与人体先导试验中，表明设备在整个肠道中行进时，这些传感器能够检测到氧气、氢气和二氧化碳，将气体浓度数据传输到志愿者随身携带的一个袖珍接收器中。气体浓度数据尤其反映了肠道中微生物群落在食物发酵过程中产生的气体，因此可被用于区别饮食中纤维含量高和含量低的志愿者。 研究人员还表示，该结果强调电子胶囊能够检测人体中不同的发酵模式，这表明传感器还可以被用来监控个体对定制饮食的反应。不过，将这些数据转化为具体的建议将会更加复杂。但研究人员指出，这些气体读数可能有一天会帮助设计出更健康的食物，并可能诊断消化问题。
当然对于研究氢气医学效应的学者来说，这种方法的价值非常高，我们可以研究人体氢气变化规律，研究这种变化规律和人的健康状况的关系，也可以通过同时分析呼吸气体中氢气的水平，和肠道内氢气水平进行对比，研究肠道细菌给人体氢气的供应情况。也可以研究吸入氢气或饮用氢水后是否会影响肠道细菌产生氢气的效率。 Berean,K. J. et al. The safety and sensitivity of a telemetric capsule to monitorgastrointestinal hydrogen production in vivo in healthy subjects: a pilot trialcomparison to concurrent breath analysis. Aliment. Pharmacol. Ther.48, 646–654 (2018). 注：本文转自《氢思语》 作者：解放军第二军医大学海军医学系教授孙学军 |
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