Fettabbau über die Atemluft messen

  • Eine Studentin demonstriert das Gerät, das aufgrund der Atemluft den Fettabbau im Körper nachweist.
    Eine Studentin demonstriert das Gerät, das aufgrund der Atemluft den Fettabbau im Körper nachweist. ((ETH Zürich, Simon Zogg))
10.10.2017 | 14:27

FORSCHUNG ⋅ ETH-Forscher haben einen Sensor entwickelt, der mit einer einfachen Analyse der Atemluft einer Person anzeigt, ob deren Körper Fett verbrennt oder nicht. Das Ziel ist ein Messgerät für den Alltagsgebrauch, für das Training oder während einer Diät.

Wann der Körper damit beginnt, Fett zu verbrennen, lässt sich heute unter anderem mit einer Blutanalyse bestimmen. Wissenschaftler der ETH Zürich und des Universitätsspitals Zürich stellen nun in den ETH-News eine Methode vor, mit der sich der Fettabbau "ganz einfach und in Echtzeit in der Atemluft" nachweisen lässt.

Beim Fettabbau im Körper entstehen Nebenprodukte, die ins Blut gelangen, wird Andreas Güntner, Postdoc in der Gruppe von ETH-Professor Sotiris Pratsinis, im Artikel zitiert. Gerade die leichtflüchtigen Moleküle unter ihnen können in den Lungenbläschen in die Atemluft übertreten.

Güntner und seine Kollegen haben einen kleinen Gassensor entwickelt, welcher Azeton, das flüchtigste Molekül der Fettabbauprodukte, misst. Der Chip, der derzeit noch die Grösse eines Fünf-Rappen-Stücks aufweist, ist mit einem porösen Film aus speziellen halbleitenden Nanopartikeln beschichtet.

Nachweis im Fitnessraum

Vor sieben Jahren war vorgesehen, diesen Chip zur Diagnose von Diabetes einzusetzen. Mittlerweile konnten die Wissenschaftler nachweisen, dass das Messgerät aber derart empfindlich ist, dass es auch die sehr geringen Azeton-Konzentrationen im Atem von Sporttreibenden aufspürt. Laut ETH-News kann der Chip einzelne Azeton-Moleküle in hundert Millionen anderen Molekülen nachweisen.

Die Forscher schickten nun Probanden auf den Fahrradergometer: Diese pedalierten während eineinhalb Stunden und bliesen regelmässig in ein Röhrchen. "Wir konnten zeigen, dass sich der Azeton-Ausstoss in der Atemluft von Mensch zu Mensch stark unterscheidet", sagt Güntner.

Die frühere, mittlerweile überholte Lehrmeinung besagte, dass Sporttreibende erst nach einer bestimmten Trainingszeit und Herzfrequenz damit beginnen, Fett zu verbrennen. Bei den Zürcher Messungen setzte bei einigen Probanden die Fettverbrennung erst nach anderthalb Stunden, bei anderen schon viel früher ein.

Verfeinern und weiterentwickeln

Die Wissenschaftler wollen nun ihre Messtechnik weiter verfeinern: Mit einem deutlich kleineren Chip könnte ein handliches Gerät für den Alltagsgebrauch entstehen. "Damit können Sportler und Abnehmwillige individuell überprüfen, wann ihre Körper beginnen, Fett zu verbrennen, um so ihr Training zu optimieren", sagt Güntner.

Getüftelt wird an ETH und Universitätsspital aber auch an weiteren Gassensoren, die andere Moleküle in der Atemluft registrieren. Interessant wären etwa Sensoren für Ammoniak, mit denen sich die Nierenfunktion überprüfen liessen, oder für Isopren, um den Cholesterin-Stoffwechsel zu untersuchen. (sda)

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