La composició de l’alè segons si se segueix una dieta vegada o omnívora (Nutrició mediterrània, 03/2022)

L’alè, és a dir l’aire exhalat, com una de les nostres excrecions, a més de servir per desfer-nos de residus del nostre metabolisme (principalment, el diòxid de carboni, CO₂), conté informació sobre l’estat de la nostra digestió i de la nostra salut en general. La informació olorosa de l’alè respon a l’abundància relativa d’una sèrie de substàncies químiques. De manera no gaire diferent, la química analítica, mitjançant tècniques cromatogràfiques, pot oferir-nos un perfil de la composició de l’alè. Aquesta composició és un reflex de processos fisiològics i patològics modulats per factors com el consum d’aliments o begudes, el ritme circadià, infeccions bacterianes, exposició a xenobiòtics o característiques genètiques. Denise Biagini, del Departament de Química i Química Industrial de la Universitat de Pisa, treballa en el desenvolupament de tècniques de detecció de biomarcadors en fluids biològics que es puguin recollir en procediments no-invasius. L’aprofitament de l’aire exhalat com un d’aquests fluids presenta dificultats per la variabilitat intra- i interindividual de la composició així com de la variabilitat associada a les condicions de mostreig. Resulta difícil identificar biomarcadors específics que determinin l’existència de determinades patologies, si hom no té clar en primer lloc en quin rang es mou la composició normal o fisiològica de l’alè. En un article al Journal of Breath Research, del qual Biagini és primera autora, estudien l’alè de 38 voluntaris sans, que recullen una bossa feta a mà de 2 litres de nalofan, i analitzen per una tècnica de desorció tèrmica, cromatografia de gasos i espectrometria de masses (TD-GC-MS). La selecció dels voluntaris els permet fer, per primera vegada, una comparació entre els qui segueixen una dieta vegana i els qui segueixen una dieta omnívora mediterrània. Per diferenciar entre els dos grups, construeixen perfils basats en cinc compostos (metanol, 1-propanol, pentà, hexà i hexanal). Entre els 38 voluntaris, hi ha dos germans (una dona i un home) que presenten una característica peculiar: la d’uns nivells molt baixos d’isoprè en l’alè.

Biagini et al. seleccionaren 38 voluntaris per disposar de dos grups d’edats aparellades, un que segueix una dieta vegana i un altre que segueix una dieta omnívora, i així comparar la composició de l’aire exhalat d’un i altre i valorar-hi l’efecte de l’alimentació. La sorpresa, però, fou trobar dos germans entre aquests 38 voluntaris que presentaven uns nivells molt baixos d’isoprè (la molècula de la imatge). Això obre una línia de recerca per entendre les raons d’aquesta característica i, de retruc, l’origen metabòlic de l’isoprè que trobem en l’alè.

La composició de l’aire exhalat de vegans i omnívors

Els autors de l’estudi són investigadors del Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale (Denise Biagini, Annasilvia Vezzosi, Silvia Ghimenti, Alessio Lenzi, Federico Maria Vivaldi, Andrea Bonini, Fabio Di Francesco i Tommaso Lomonaco), del Dipartimento di Medicina Clinica e Sperimentale (Jonathan Fusi, Giorgia Scarfò i Ferdinando Franzoni) i del Departament de Farmàcia (Claudia Martini) de la Università degli Studi di Pisa, de l’Istituto di fisiologia clinica de Pisa (Pietro Salvo) i del Departament de Química i Tecnologia Farmacèutiques i Alimentàries de la Universitat de Gènova (Paolo Oliveri).

La recerca s’emmarca en la identificació de quina és composició normal de l’aire exhalat, i com és influïda per factors alimentaris, genètics, etc. Ben establerta aquesta composició normal serà més fàcil trobar biomarcadors de l’alè que siguin rellevants en el diagnòstic i pronòstic de malalties, i que facin que aquestes anàlisis siguin ràpides i precises.

Els voluntaris seleccions, uns 38, són sans i s’estructuren en dos grups d’edats aparellades: un que segueix una dieta vegana (sense productes d’origen animal) i un altre que segueix una dieta mediterrània omnívora. La finalitat és avaluar l’impacte del tipus d’alimentació sobre la composició de l’alè.

Es demanava als voluntaris que respiressin dins d’una bossa feta a mà de nalofan d’una capacitat de dos litres. Durant la presa de mostres es mesurava paral·lelament la taxa de flux d’exhalació i els nivells de diòxid de carboni (CO₂).

Seguidament, de la bossa es prenia una alíquota de 100 mL, que era carregada en tub absorbent (carregat de 250 mg de Tenax GR 60/80). Del tub passava a un sistema TD-GC-MS, consistent que desabsorbia per temperatura, injectava la mostra en un cromatògraf de gasos acoblat a un espectròmetre de masses.

Perfil diferenciat de l’aire exhalat de vegans i omnívors

En l’anàlisi TD-GC-MS s’identificaven cinc compostos que podien oferir un perfil de l’aire exhalat: metanol (CH₃OH), 1-propanol (CH₃CH₂CH₂OH), pentà (CH₃-(CH₂)₃-CH₃), hexà (CH₃-(CH₂)₄-CH₃) i hexanal (CH₃-(CH₂)₄-CH=O).

Amb el perfil basat en aquests cinc compostos és possible diferenciar entre els dos grups, vegans i omnívors. L’anàlisi de components principals ofereix una clara separació entre els dos grups. Això mostra el potencial de l’anàlisi de l’aire exhalat en estudis de nutrició i metabolisme que utilitzen, com hem vist sovint, exclusivament els qüestionaris de freqüència alimentària. Els qüestionaris podrien complementar-se amb l’anàlisi de l’aire exhalat per tal d’estudiar el rol dels hàbits alimentaris en la salut i la malaltia.

Els nivells d’isoprè en l’aire exhalat

Dels 38 voluntaris, n’hi ha 2 que mostraven uns nivells extremadament baixos d’isoprè (CH₂=C(CH₃-CH=CH₂), de l’ordre de 0,005 ppm. Com que l’isoprè es troba a la base de la síntesi d’esteroids, Biagini et al. revisaren el perfil lipídic de la sang d’aquests dos voluntaris (que són germana i germà). Però tant el perfil lipídic com les dades respiratòries (taxa de flux i pCO₂) eren normals. El fet que siguin germans convida a pensar que es tracta d’una característica genètica. Investigar les raons d’aquests baixos nivells d’isoprè en l’alè podria ajudar a determinar un aspecte no esclarit: l’origen de l’isoprè en l’aire exhalat.

Lligams:

– Effects of long-term vegan diet on breath composition. Denise Biagini, Jonathan Fusi, Annasilvia Vezzosi, Paolo Oliveri, Silvia Ghimenti, Alessio Lenzi, Pietro Salvo, Simona Daniele, Giorgia Scarfò, Federico Maria Vivaldi, Andrea Bonini, Claudia Martini, Ferdinando Franzoni, Fabio Di Francesco, Tommaso Lomonaco. J. Breath Res. (2022).