Endokrinologie und Diabetesforschung

Profile der ausgeatmeten Atemaspiration mittels Ionenmobilitätsspektrometrie spiegeln ernährungsbedingte Stoffwechselveränderungen wider

Kaisa Raninen, Mikko Kolehmainen, Tomi-Pekka Tuomainen, Hannu Mykkōnen, Kaisa Poutanen und Olavi Raatikainen

Die Atemanalyse wurde zur Quantifizierung einzelner Verbindungen beispielsweise in der Krankheitsdiagnostik entwickelt, aber neue Technologien ermöglichen auch die Online-Messung von Metabolitenprofilen. Wir untersuchten das Potenzial der Überwachung ernährungsbedingter Veränderungen des Stoffwechsels anhand von Atemprofilen, die mithilfe der Aspirations-Ionenmobilitätsspektrometrie (AIMS) analysiert wurden. Alveolare Proben der Ausatemluft wurden im nüchternen Zustand nach ballaststoffarmer bzw. ballaststoffreicher Ernährung (17 und 44 g/Tag über eine Woche in zufälliger Reihenfolge, n=7) und während eines aeroben Belastungstests (30 Minuten Radfahren mit einem Fahrradergometer, n=9) entnommen und mit ChemPro®100 analysiert, einem tragbaren Gasdetektor auf AIMS-Basis. Zur Vorverarbeitung wurde zunächst eine Hauptkomponentenanalyse durchgeführt, dann wurden der Hotelling T-Test und lineare Diskriminanzregressionsmodelle (LDRM) angewendet, um die Profile der Ausatemluft in verschiedenen Stoffwechselzuständen zu unterscheiden. Die Profile der Ausatemluft unterschieden sich je nach Diät (Hotelling-Test, p = 0,015, LDRM: R2 = 0,71, Sensitivität 0,71, Spezifität 0,71 und Genauigkeit 0,71) sowie zwischen dem Ruhe- und dem Belastungszustand (p = 0,012, R2 = 0,79, Sensitivität 1,00, Spezifität 0,89 und Genauigkeit 0,94). Dies weist auf das Potenzial hin, die Profile der Ausatemluft zur Erkennung von Ernährungsumstellungen und zur weiteren Überwachung der Ausatemluft bei der Erforschung der Mechanismen der Ernährungseffekte zu verwenden.