La acetona respiratoria como marcador del metabolismo energético
Investigadores de la ETH Zúrich han desarrollado un dispositivo portátil capaz de detectar con elevada precisión la concentración de acetona en el aire exhalado. El estudio, publicado en la revista Device, presenta una tecnología diseñada para monitorizar de forma no invasiva la actividad del metabolismo lipídico y determinar cuándo el organismo utiliza principalmente las grasas como fuente energética.
La acetona es un producto derivado del metabolismo de los ácidos grasos y se genera cuando el organismo incrementa la utilización de grasa en lugar de glucosa y otros carbohidratos. Una parte de esta molécula pasa a la circulación sanguínea y posteriormente se elimina a través de los pulmones, por lo que su concentración en el aire exhalado puede proporcionar información indirecta sobre el estado metabólico del individuo.
El nuevo dispositivo tiene un funcionamiento similar al de un alcoholímetro y puede ser utilizado por personas sin formación especializada mediante una aplicación para teléfonos inteligentes. Esta característica abre la posibilidad de realizar mediciones repetidas fuera de entornos sanitarios y sin necesidad de obtener muestras sanguíneas.
Una tecnología diseñada para superar las limitaciones de los dispositivos actuales
Los investigadores señalan que los alcoholímetros de acetona disponibles hasta ahora presentan una reproducibilidad limitada y pueden detectar únicamente cambios metabólicos relativamente pronunciados. Además, las mediciones pueden verse afectadas por otras moléculas presentes en el aire exhalado, especialmente después de ingerir alimentos o bebidas.
Para resolver estas limitaciones, el equipo desarrolló un sistema de filtrado capaz de bloquear moléculas interferentes y mejorar la especificidad de la detección. El dispositivo incorpora también un sistema de control del proceso respiratorio mediante una aplicación móvil, que guía al usuario durante la espiración.
Un elemento técnico fundamental consiste en analizar únicamente una muestra del aire procedente de las regiones profundas de los pulmones. El sistema mide previamente el volumen de aire exhalado y recoge la muestra después de un intervalo determinado, con el objetivo de reducir la variabilidad entre mediciones. Para optimizar este proceso, cada dispositivo se calibra inicialmente de acuerdo con el volumen pulmonar del paciente.
Validación frente a métodos analíticos de referencia
La tecnología fue evaluada en un estudio de validación realizado en colaboración con el Hospital Universitario de Zúrich. Participaron 12 adultos y se analizaron un total de 312 muestras de aire exhalado, cuyos resultados se compararon con análisis sanguíneos y con mediciones obtenidas mediante espectrometría de masas de alta precisión, considerada el método de referencia para la cuantificación analítica de la acetona.
Las mediciones se realizaron bajo diferentes condiciones metabólicas, incluyendo actividad física de distinta intensidad y diversas pautas dietéticas. Según los resultados comunicados por los investigadores, las determinaciones obtenidas mediante el dispositivo portátil mostraron una elevada concordancia con las técnicas de laboratorio.
Además, la tecnología mantuvo un rendimiento estable durante varios meses, un aspecto especialmente relevante para su potencial utilización en seguimiento longitudinal. La plataforma deriva de una línea de investigación desarrollada durante más de una década en la ETH Zúrich. En 2017, el grupo ya había demostrado que sus sensores podían detectar concentraciones extremadamente bajas de acetona, llegando a identificar una molécula entre cien millones de moléculas diferentes.
Potenciales aplicaciones en medicina metabólica
La principal utilidad clínica futura del dispositivo podría situarse en la monitorización individualizada de intervenciones nutricionales y metabólicas. Las dietas no producen necesariamente la misma respuesta fisiológica en todas las personas, por lo que disponer de un biomarcador respiratorio que permita evaluar de manera continua la utilización de grasas podría facilitar una personalización más precisa.
Entre las posibles aplicaciones se encuentra el seguimiento de pacientes con diabetes y de personas sometidas a intervenciones destinadas a la reducción ponderal. También podría utilizarse para estudiar la respuesta metabólica a tratamientos farmacológicos, incluidas las terapias basadas en agonistas del receptor GLP-1, aunque esta aplicación requiere todavía estudios específicos que demuestren su utilidad clínica.
Otra línea de investigación se centra en la epilepsia infantil. En colaboración con el Hospital Universitario Infantil de Zúrich, los investigadores están evaluando si la monitorización de la acetona respiratoria puede ayudar a controlar de forma más precisa la adherencia y la respuesta metabólica a las dietas cetogénicas utilizadas como tratamiento.
La tecnología también podría encontrar aplicaciones en el ámbito deportivo y en la investigación del metabolismo energético. Sin embargo, su incorporación a la práctica clínica dependerá de futuras investigaciones que determinen su precisión en poblaciones más amplias, su correlación con resultados clínicamente relevantes y su capacidad para mejorar decisiones terapéuticas. La validación inicial representa un avance hacia una monitorización metabólica no invasiva, continua y potencialmente personalizada.
Fuente: EuropaPress
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