Cientistas criam sensor para roupa íntima capaz de analisar bactérias intestinais e estudar a flatulência
A emissão de gases por humanos ainda é um tema pouco estudado pela ciência. Além disso, a reação do público sobre ela geralmente envolve piadas.
Pensando nisso, pesquisadores da Universidade de Maryland (EUA) criaram um sensor vestível que se prende à roupa íntima e monitora as bactérias intestinais em tempo real, medindo o gás hidrogênio presente nos gases intestinais.
O dispositivo, chamado de Roupa Íntima Inteligente, foi desenvolvido para resolver um problema que atormenta a pesquisa do microbioma há anos: como monitorar de fato o que as bactérias intestinais estão fazendo a cada hora, e não apenas quais espécies vivem ali. A resposta, como se vê, envolve um minúsculo sensor preso perto do ânus que registra dados passivamente enquanto o usuário realiza suas atividades diárias. A engenhoca monitora continuamente por até uma semana com um único conjunto de baterias. O dispositivo tem cerca de 2,5 cm quadrados e pesa quase nada. Ele se prende à roupa íntima comum usando um pequeno fecho de plástico.
Em um estudo com 38 pessoas, publicado na edição de dezembro da revista "Biosensors and Bioelectronics: X", o dispositivo detectou mudanças na dieta com 94,7% de precisão e revelou algo surpreendente sobre o corpo humano. Os participantes liberaram gases em média 32 vezes por dia, muito mais do que os 10 a 20 episódios que as pessoas normalmente relatam em estudos. Ou os humanos são péssimos em contar seus próprios gases, ou estamos todos vivendo em negação coletiva.
O gás hidrogênio é produzido exclusivamente por bactérias intestinais, não por células humanas. Quando os micróbios se alimentam de fibras ou outros carboidratos que não conseguimos digerir, eles liberam hidrogênio como resíduo. Esse hidrogênio é então eliminado do corpo por duas vias: respiração e flatulência.
Enquanto a respiração contém traços de hidrogênio, a flatulência é carregada com ele: centenas de vezes mais concentrada. A maioria das pessoas abriga bactérias produtoras de hidrogênio de diversas famílias microbianas que liberam esse gás sempre que decompõem alimentos não digeridos.
O disposito criado nos EUA pretende ser uma resposta às ferramentas atuais para estudar as bactérias intestinais que são frustrantemente limitadas para os cientistas. As amostras de fezes capturam apenas o que acontece durante a evacuação. Os exames de sangue mostram alguns subprodutos bacterianos, mas exigem picadas de agulha frequentes. Os testes respiratórios exigem horas em uma clínica ou protocolos caseiros complicados que a maioria das pessoas tem dificuldade em seguir corretamente.
Dezenove voluntários usaram a Roupa Íntima Inteligente por sete dias consecutivos durante suas atividades normais. Pesquisas realizadas após o estudo revelaram que 95% dos participantes não relataram nenhum desconforto com o uso. As pessoas usaram o dispositivo em média 11 horas por dia, e a maioria o manteve por pelo menos seis dias.
Mas a variação individual foi drástica. A frequência diária de gases variou de 4 episódios, no mínimo, a 59, no máximo. Isso representa uma diferença de 14 vezes entre as pessoas nos extremos, levantando questões sobre se realmente existe algo como "normal" quando se trata da atividade das bactérias intestinais.
Para testar se o dispositivo realmente conseguia detectar alterações no metabolismo bacteriano, os pesquisadores realizaram um experimento controlado. Trinta e oito participantes evitaram fibras e outros carboidratos de difícil digestão por dois dias, essencialmente submetendo suas bactérias intestinais a uma dieta de fome. Em seguida, vieram as balas de goma.
No terceiro dia, os participantes comeram seis balas de goma comuns, feitas com xarope de milho e açúcar refinado. Esses açúcares simples são absorvidos rapidamente no intestino delgado, não deixando quase nada para as bactérias intestinais fermentarem. No quarto dia, eles comeram seis balas de goma contendo 6 gramas de inulina, uma fibra vegetal que os humanos não conseguem digerir, mas que as bactérias adoram.
O dispositivo detectou a diferença em 36 das 38 pessoas. A maioria apresentou um pico na atividade bacteriana a partir de 3 a 4 horas após a ingestão das balas de goma com fibra, o que corresponde ao tempo que o alimento leva para chegar ao intestino grosso, onde vive a maior parte das bactérias intestinais.
A microbiota intestinal é um ecossistema equilibrado onde bactérias benéficas (probióticos) protegem o corpo, facilitam a digestão e fortalecem a imunidade, enquanto bactérias nocivas (patogênicas) podem causar infecções e inflamações quando em desequilíbrio (disbiose).
Os cientistas podem usar o dispositivo para responder a perguntas básicas que os métodos atuais não conseguem abordar. Com que rapidez as bactérias intestinais respondem quando alguém adiciona fibras à sua dieta? As comunidades bacterianas seguem ritmos diários? Quando os micróbios se adaptam às mudanças alimentares, fazem isso alterando as espécies dominantes ou aumentando a atividade das espécies já presentes?
A análise dos dados captados pelo sensor também pode ajudar a identificar se a pessoa é intolerante à lactose.