
呼气释放的分子可作为身体是否燃烧脂肪的信号。图片来源:Mascot
一种手持呼吸检测仪可以实时准确测量身体何时开始燃烧脂肪。这种设备可供尝试减肥的人使用,让他们无需等待数周就能看到体重的变化。相关成果7月22日发表于《设备》。
燃烧体内脂肪的一种方式是让身体处于一种被称为酮症的代谢状态,此时游离脂肪酸会在肝脏中作为燃料被代谢。这种状态通常是通过低碳水化合物饮食或高强度运动实现的,很难实时测量。
市面上已有一些呼气测试设备,但多数难以准确检测出人体的这种状态,或是尚未经过科学验证。更准确的测量体内脂肪随时间变化的方法,如磁共振成像和人体成分扫描等,往往需要人们去诊所。
论文通讯作者、瑞士联邦理工学院的Andreas Güntner表示,脂肪燃烧会生成酮,这类分子可以通过血液进行检测,但需要采集指血。
这款呼吸检测仪专为家庭使用而设计。用户对着吹嘴呼气,设备便会测量丙酮含量。后者是脂肪酸分解产生的一种挥发性化合物,会在运动、禁食和饮食干预后随呼吸而释放。
研究人员说,与其他呼吸检测仪不同,这款设备的智能手机应用程序可以引导用户正确呼气,从而提升检测精度。此外,该设备在测量前会将丙酮从呼气中分离出来。研究团队指出,其他设备往往会直接测量呼气中的酮类物质,但呼气的湿度及周围环境都会对读数造成干扰。
研究团队在12名健康志愿者身上测试了该设备的准确性。受试者接受了多种运动与饮食干预,旨在促使新陈代谢发生快速或渐进变化。研究人员将设备测得的呼气丙酮数值与质子转移反应飞行时间质谱(PTR-MS)的读数进行了对比。PTR-MS是一种高精度实验室技术,被视作呼气分析的金标准。结果显示,该手持设备的检测结果与PTR-MS高度吻合。
运动研究表明,该设备能够捕捉代谢变化。受试者完成低强度运动后食用高碳水食物后,呼气丙酮水平保持较低水平,说明人体主要利用碳水化合物而非脂肪供能。与之相反,高强度运动后丙酮水平更高,表明人体正在燃烧脂肪。
澳大利亚墨尔本大学的Adam Bryant表示,这款设备可用于长期健康监测。但他指出,此次研究规模较小,且受试者均为健康志愿者。若该设备能够面向更多人群开展独立研究并得到验证,将帮助患有代谢综合征、胰岛素抵抗且面临严重并发症风险的人群监测生活方式改变是否能够减脂。
Güntner表示,团队计划开展更大规模的临床试验,研究如何解读不同代谢状况人群的长期生物标志物变化趋势,并最终向监管部门申请批准将该设备用于疾病管理。“慢性病患者的需求可能不同于运动员或减肥人士。”(方子逸)
相关论文信息:
https://doi.org/10.1016/j.device.2026.101226
《中国科学报》 (2026-07-28 第2版 国际)