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人们通常对从别人肠道里排出的气体敬而远之，但对科研人员来说，这些肠道气体在反映健康状况方面具有重要意义。近日，来自墨尔本皇家理工大学、莫纳什大学和澳大利亚联邦科学与工业研究组织的研究人员研发出两种新型肠道气体监测装置：一种用于体外粪便培养的气体组分监测，另一种是可实时监测肠内气体构成的胶囊。该成果于2015年3月12日发表在《生物技术趋势》上。

肠道气体主要是肠道微生物的代谢产物。肠道菌群不仅辅助消化、合成维生素和有机酸，还与免疫系统相互作用。传统方法如DNA或RNA测序虽能提供微生物种类信息，但无法获知代谢情况。不同类型的细菌产生不同气体：厚壁菌等厌氧菌产生二氧化碳和氢气，氢气可被产甲烷古菌、硫还原细菌或产乙酸菌利用，生成甲烷、硫化氢等。这些气体影响肠道功能，如甲烷影响肠蠕动，硫化氢影响平滑肌收缩。气体组分可作为推测菌群代谢状况、诊断肠道健康的重要生物指标。

研究团队提供两种方法：体外发酵测量和体内实时监测。体外发酵模拟肠道环境，让新鲜粪便中的菌群活动并测量气体，气体感受器能灵敏检测组分变化。体内监测则通过胶囊实现，胶囊内集成气体感受器、电子器件和电池，可实时测量肠道气体。尽管面临微型化、电池寿命、通讯可靠性等挑战，团队最终克服困难，使实时监测成为可能。

未来，这类非侵入性诊疗方式有望成为个人健康顾问的重要组成部分。

参考文献：

1. Ou, J.Z. et al. (2015) Human intestinal gas measurement systems: in vitro fermentation and gas capsules. Trends in Biotechnology, In Press.
2. Nicholson, J.K. et al. (2012) Host–gut microbiota metabolic interactions. Science 336, 1262–1267
3. Carbonero, F., Benefiel, A. C., & Gaskins, H. R. (2012). Contributions of the microbial hydrogen economy to colonic homeostasis. Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology 9(9), 504-518.