呼氣中釋放的分子可以指示身體是否正在燃燒脂肪。圖片來源:Mascot/Getty
一款手持式呼氣測試儀能夠即時準確地測量身體是否正在燃燒脂肪。該裝置可供試圖管理體重減輕的人士使用,無需等待數週才能在體重計上看到變化,儘管研究人員表示,仍需在更多人身上進行測試以確認其準確性。
燃燒儲存脂肪的一種方式是讓身體進入一種稱為酮症的代謝狀態,此時肝臟會將游離脂肪酸代謝作為燃料。這種狀態通常透過低碳水化合物飲食或高強度運動來達成,但難以即時測量。
市面上已有消費者級的呼氣測試裝置,但許多裝置難以可靠地偵測到這種身體狀態,或未經科學驗證。更準確的測量脂肪儲存隨時間變化的方法,例如磁共振成像和身體組成掃描,需要人們前往診所。
根據瑞士聯邦理工學院(ETH)蘇黎世分校分子感測學家Andreas Güntner的說法,脂肪燃燒過程中產生的分子稱為酮體,可以在血液中測量,但這需要指尖採血。
這款脂肪燃燒呼氣分析儀專為居家使用而設計。使用者對著一個吹嘴吹氣,裝置會測量丙酮的含量,丙酮是一種脂肪酸分解過程中產生的揮發性化合物,在運動、禁食和飲食干預後會釋放到呼氣中。
根據發明者表示,與其他呼氣分析儀不同的是,它配備了智慧型手機應用程式,可以指導使用者的呼氣,從而提高準確性。該裝置還會在測量前將呼氣中的丙酮分離出來。研究團隊在期刊《Device》上報告稱,其他裝置試圖直接從呼氣中測量酮體,但呼氣的濕度以及周圍環境都可能干擾讀數。包括Güntner在內的兩位作者是ETH蘇黎世分校衍生公司Alivion AG的股東,該公司已將這款名為Nutrion的裝置商業化。ETH蘇黎世分校擁有該技術的專利。
研究團隊在12名健康志願者身上測試了該裝置的準確性。參與者接受了各種旨在產生快速或漸進式代謝變化的運動和飲食干預。將檢測器測得的呼氣丙酮與質子轉移反應飛行時間質譜儀(PTR-MS)的讀數進行比較,PTR-MS是一種高精度的實驗室技術,被認為是呼氣分析的黃金標準。作者報告稱,該手持裝置與PTR-MS測量結果高度一致。
運動研究顯示,該檢測器能夠捕捉快速的代謝變化。在低強度運動後進食富含碳水化合物的餐點時,呼氣丙酮水平保持較低,表明身體主要依賴碳水化合物而非脂肪作為能量來源。相比之下,高強度運動產生較高水平的丙酮,表明身體正在燃燒脂肪。
澳洲墨爾本大學生物力學家Adam Bryant表示,該裝置可能對長期健康追蹤很有用。但他指出,研究樣本量小,且僅包含健康志願者。如果該裝置能透過獨立研究在更廣泛的使用者群體中得到驗證,它將有助於代謝症候群患者監測他們的生活方式改變是否能導致脂肪減少,這些患者患有胰島素抵抗,並有嚴重健康併發症的風險。他補充說:「使用這種便攜式裝置來指導飲食攝入和運動,這可能是最關鍵的群體。」
Güntner表示,他們的團隊計劃進行更大規模的臨床研究,以了解如何解釋患有不同代謝疾病的人的長期生物標記趨勢,並最終申請監管批准,將該裝置用於疾病管理。Güntner說:「慢性病患者的需求可能與運動員或遵循減重計畫的人不同。」


