Elektronische Kapsel misst Gase im Darm

Autor / Redakteur: Stefan Parsch, dpa / Sebastian Gerstl

Eine verschluckbare Kapsel misst Gase im Darm und soll Aufschluss über Ernährung und Krankheiten geben. Ein Versuch an Menschen liefert Hinweise auf einen bislang unbekannten Immunmechanismus.

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Nahaufnahme der von Forschern der RMIT-Universität Melbourne entwickelten Kapsel für die Aufnahme von Gasen.
Nahaufnahme der von Forschern der RMIT-Universität Melbourne entwickelten Kapsel für die Aufnahme von Gasen.
(Bild: RMIT University/Peter Clarke)

Wissenschaftler haben eine elektronische Kapsel von der Größe einer Vitaminpille entwickelt, die Gase im menschlichen Darm messen kann. Diese Daten sollen helfen, mehr über Darmaktivitäten zu erfahren, die Auswirkungen von Ernährung und Medikamenten auf den Darm zu erkunden und individuelle Diäten zu entwickeln. Die Gruppe um Kourosh Kalantar-Zadeh von der University of Melbourne stellt ihre Erfindung in der Fachzeitschrift Nature Electronics vor.

Die verschluckbare Kapsel misst in Magen und Darm den Anteil von Wasserstoff, Kohlendioxid und Sauerstoff. Durch Veränderungen der Temperatur am Sensor kann die Empfindlichkeit der Messungen eingestellt werden. Die Kapsel überträgt die Daten dann per Radiowellen auf ein Empfangsgerät, von wo aus die Ergebnisse via Bluetooth auf ein Smartphone übertragen und in Echtzeit ausgewertet werden können.

Die Kapsel wurde zunächst an zwei Menschen getestet und der Versuch anschließend mit vier Teilnehmern wiederholt. Insbesondere der Sauerstoffanteil ließ die Forscher staunen: So betrug er am Magenausgang 65 Prozent der Magenflüssigkeit. Kalantar-Zadeh und Kollegen interpretieren die Messung so, dass der Magen oxidierende Chemikalien freisetzt, um Fremdkörper, die länger im Magen bleiben, abzubauen und zu bekämpfen. "Dies könnte ein Schutzsystem des Magens gegen Fremdkörper sein. Über einen solchen Immunmechanismus wurde nie zuvor berichtet", wird Kalantar-Zadeh in einer Mitteilung seiner Universität zitiert.

Die Forscher bestätigten ihre Vermutung, dass der Sauerstoffgehalt gute Anhaltspunkte für den Aufenthaltsort der Kapsel im Magen-Darm-Trakt bietet. Zudem lokalisierten sie sie durch Ultraschallmessungen.

Wiederum überrascht waren die Wissenschaftler davon, dass bei einer ballaststoffreichen Ernährung im Dickdarm ein Sauerstoffanteil von 5 bis 20 Prozent gemessen wurde. Bisher galt der Dickdarm als weitgehend sauerstofffrei.

Für eine ballaststoffarme und eine ballaststoffreiche Ernährung fanden die Forscher deutlich unterscheidbare Gasprofile. Allerdings waren die Werte von Mensch zu Mensch unterschiedlich. Allgemein passiert Essen mit wenig Ballaststoffen den Dünndarm recht schnell - teils unter einer Stunde -, dafür liegt es länger im Dickdarm. Auch die Darmbewegungen waren bei ballaststoffarmer Kost deutlich geringer als bei ballaststoffreicher.

"Diese neuen Informationen könnten uns helfen, besser zu verstehen, wie belastende Krankheiten wie Darmkrebs entstehen", sagt Kalantar-Zadeh. Gemeinsam mit seinen Kollegen will er die verschluckbare Messkapsel zur Marktreife bringen. Den Forschern zufolge könnten davon Millionen Menschen profitieren, die an Magen-Darm-Erkrankungen leiden.

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