Il test del respiro all'idrogeno è un test che utilizza la misurazione dell'idrogeno nel respiro per diagnosticare diverse condizioni che causano sintomi gastrointestinali. Nell'uomo, solo i batteri, in particolare i batteri anaerobici nel colon, sono in grado di produrre idrogeno. I batteri producono idrogeno quando sono esposti a cibi non assorbiti, in particolare zuccheri e carboidrati, ma non proteine o grassi. Sebbene l'idrogeno limitato sia prodotto dalle piccole quantità di cibo non assorbito che normalmente raggiungono il colon, grandi quantità di idrogeno possono essere prodotte quando c'è un problema con la digestione o l'assorbimento del cibo nell'intestino tenue, che consente al cibo più non assorbito di raggiungere il due punti.
Grandi quantità di idrogeno possono anche essere prodotte quando i batteri del colon tornano nell'intestino tenue, una condizione chiamata crescita eccessiva batterica dell'intestino tenue. In quest'ultimo caso, i batteri sono esposti a cibo non assorbito che non ha ancora avuto la possibilità di attraversare completamente l'intestino tenue per essere completamente digerito e assorbito. Parte dell'idrogeno prodotto dai batteri, sia nell'intestino tenue che nel colon, viene assorbito nel sangue che scorre attraverso la parete dell'intestino tenue e del colon. Il sangue contenente idrogeno viaggia ai polmoni dove l'idrogeno viene rilasciato ed esalato nel respiro dove può essere misurato.
Il test del respiro con idrogeno viene utilizzato nella diagnosi di tre condizioni.
I batteri nel colon, compresi i batteri anaerobici, sono in grado di digerire e utilizzare zuccheri e carboidrati come cibo. Quando i batteri anaerobici digeriscono zuccheri e carboidrati, convertono alcuni zuccheri e carboidrati in gas, più comunemente idrogeno. Possono anche produrre e rilasciare nel colon altre sostanze, ad esempio sostanze chimiche che provocano la secrezione di acqua del colon e la diarrea.
Come discusso in precedenza, parte dell'idrogeno gassoso viene assorbito dal colon nel sangue e viene eliminato nel respiro dove può essere misurato. Finché poco zucchero o carboidrati raggiungono il colon, le piccole quantità di gas e altre sostanze che vengono prodotte non creano problemi. Quando quantità maggiori di zuccheri o carboidrati raggiungono il colon perché non vengono digerite e assorbite nell'intestino tenue, nel colon si formano quantità maggiori di gas e sostanze.
Ad esempio, se un individuo digerisce e assorbe normalmente lo zucchero nel latte (lattosio), allora nessuno del lattosio somministrato per il test del respiro con idrogeno lattosio raggiunge il colon e non si osserva alcun aumento della concentrazione di idrogeno nel respiro durante il test del respiro. Se invece l'individuo non digerisce e assorbe completamente il lattosio, cioè è intollerante al lattosio, il lattosio viaggia attraverso l'intestino tenue ed entra nel colon dove i batteri lo digeriscono e producono idrogeno. Si vede quindi un aumento dell'idrogeno nel respiro. Altri zuccheri per i quali è possibile diagnosticare una cattiva digestione mediante test del respiro includono saccarosio e fruttosio (che si trovano nello sciroppo di mais) e sorbitolo (uno zucchero che viene utilizzato come dolcificante a basso contenuto calorico).
Ci sono modi diversi dalla digestione anormale degli zuccheri alimentari con cui i batteri possono causare problemi. A differenza del colon, il numero di batteri anaerobici che producono idrogeno nell'intestino tenue è piccolo. Se, tuttavia, un gran numero di batteri produttori di idrogeno si spostano nell'intestino tenue dal colon, una condizione chiamata crescita eccessiva batterica dell'intestino tenue, i batteri possono digerire gli zuccheri e i carboidrati prima che l'intestino tenue abbia avuto la possibilità di digerire e assorbire e producono grandi quantità di idrogeno.
Infine, se gli individui hanno un passaggio anormalmente rapido del cibo attraverso l'intestino tenue, potrebbe non esserci abbastanza tempo perché l'intestino tenue digerisca e assorba zuccheri e carboidrati. Ciò si traduce nell'ingresso di maggiori quantità di zucchero e carboidrati nel colon dove i batteri possono digerirli e convertirli in gas.
Per diagnosticare la proliferazione batterica e il rapido transito attraverso l'intestino tenue, per il test viene solitamente utilizzato uno zucchero che non viene digerito e assorbito dall'uomo, come il lattulosio. Nel caso di un passaggio rapido attraverso l'intestino tenue, lo zucchero passa rapidamente attraverso l'intestino tenue e nel colon in modo che l'idrogeno si trovi nell'alito molto presto dopo l'ingestione dello zucchero. In caso di proliferazione batterica, la produzione di idrogeno si verifica due volte durante il test. Una volta mentre lo zucchero passa i batteri nell'intestino tenue e di nuovo quando lo zucchero entra nel colon.
Prima del test del respiro con idrogeno, il paziente digiuna per almeno 12 ore. All'inizio del test, il paziente soffia e riempie un palloncino con una boccata d'aria. La concentrazione di idrogeno viene misurata in un campione di respiro prelevato dal palloncino. Il paziente ingerisce quindi una piccola quantità dello zucchero di prova (lattosio, saccarosio, sorbitolo, fruttosio, lattulosio, ecc. a seconda dello scopo del test). Ulteriori campioni di respiro vengono raccolti e analizzati per l'idrogeno ogni 15 minuti per un massimo di cinque ore.
L'interpretazione dei risultati del test del respiro dell'idrogeno dipende dallo zucchero utilizzato per il test e dal modello di produzione di idrogeno dopo l'ingestione dello zucchero.
Dopo l'ingestione di dosi di prova degli zuccheri dietetici lattosio, saccarosio, fruttosio o sorbitolo, qualsiasi produzione di idrogeno significa che c'è stato un problema con la digestione o l'assorbimento dello zucchero di prova e che parte dello zucchero ha raggiunto il colon.
Quando è presente un rapido transito intestinale, la dose di prova di lattulosio non digeribile raggiunge il colon più rapidamente del normale e, quindi, l'idrogeno viene prodotto dai batteri del colon subito dopo l'ingestione dello zucchero.
Quando è presente una crescita eccessiva batterica dell'intestino tenue, l'ingestione di lattulosio provoca due periodi separati durante il test in cui viene prodotto idrogeno, un periodo precedente causato dai batteri nell'intestino tenue e uno successivo causato dai batteri nel colon.
Ci sono diverse limitazioni al test del respiro con idrogeno. Per ragioni poco chiare, il test per la crescita eccessiva batterica dell'intestino tenue con lattulosio può diagnosticare solo il 60% dei casi. (Questa insensibilità del test può essere in parte dovuta ai criteri severi utilizzati per interpretare un test come anormale. Criteri meno severi possono diagnosticare più spesso la crescita eccessiva.) Inoltre, con la crescita eccessiva batterica potrebbe esserci una sovrapposizione tra il primo e il periodi successivi di produzione di idrogeno che possono essere interpretati erroneamente come un unico periodo caratteristico di un rapido transito intestinale. Infine, alcuni individui normali possono avere un transito lento attraverso l'intestino tenue rendendo necessari test prolungati - fino a 5 ore - e molti individui non sono disposti a sottoporsi a test così prolungati.
Alcuni individui non hanno batteri che producono idrogeno e in questi individui il test del respiro dell'idrogeno non è possibile. La maggior parte di questi individui ha batteri che producono un gas diverso, il metano. (Ci sono anche individui che producono sia idrogeno che metano.) Il metano può essere misurato nel respiro proprio come l'idrogeno e la produzione di metano può essere utilizzata per la diagnosi allo stesso modo dell'idrogeno. C'è molta meno esperienza con il metano, tuttavia, e la produzione di metano è più complessa della produzione di idrogeno. Pertanto, non è chiaro se il modello di produzione di metano dopo l'ingestione di zuccheri possa essere interpretato allo stesso modo della produzione di idrogeno, in particolare per la diagnosi di proliferazione batterica.
Un modello di produzione di idrogeno tipico della crescita eccessiva batterica non significa necessariamente che i sintomi di un individuo siano causati dalla crescita eccessiva. Ad esempio, potrebbero esserci anomalie anatomiche dell'intestino tenue come restringimento o anomalie funzionali nel modo in cui funziona il muscolo dell'intestino tenue. Queste anomalie possono causare sintomi di gonfiore, distensione, dolore e diarrea, ma possono anche portare a una crescita eccessiva di batteri con sintomi simili. Pertanto, potrebbe essere un'anomalia sottostante responsabile dei sintomi e non della crescita eccessiva batterica. L'unico modo per distinguere tra le due cause dei sintomi, un problema sottostante o una crescita eccessiva di batteri, è trattare ed eradicare i batteri. Se i sintomi scompaiono, è più probabile che sia la crescita eccessiva piuttosto che l'anomalia sottostante a essere responsabile dei sintomi.
Qualsiasi condizione che comporti la consegna di cibo non digerito o non assorbito al colon può causare test del respiro anormali quando gli zuccheri alimentari vengono utilizzati per il test. Sia l'insufficienza pancreatica che la condizione chiamata celiachia possono causare esami del respiro anormali, nel primo caso perché mancano gli enzimi pancreatici necessari per la digestione dei carboidrati e nel secondo perché il rivestimento dell'intestino tenue viene distrutto e digerito il cibo non può essere assorbito. Potrebbe essere necessario escludere queste cause di test del respiro anomalo mediante test aggiuntivi:test di funzionalità pancreatica e biopsia dell'intestino tenue.
Gli antibiotici sono usati per trattare la crescita eccessiva batterica dell'intestino tenue; tuttavia, qualsiasi antibiotico può essere efficace nell'eliminare i batteri in eccesso solo nel 50% -60% delle volte. Pertanto, se i sintomi non scompaiono in un individuo dopo il trattamento con antibiotici, può essere utile ripetere il test del respiro per determinare se gli antibiotici hanno eliminato i batteri. In caso contrario, si può provare un diverso trattamento antibiotico o non antibiotico.
Gli effetti collaterali del test del respiro all'idrogeno sono esattamente quelli che ci si aspetterebbe di vedere negli individui che digeriscono e assorbono male zuccheri e carboidrati, ad esempio gonfiore, distensione, dolore e diarrea. Quando viene utilizzato il lattulosio, è improbabile che questi sintomi si manifestino o sono lievi perché la dose di lattulosio utilizzata per il test è piccola.
Per diagnosticare l'intolleranza al lattosio, una procedura alternativa al test del respiro richiede il prelievo di campioni di sangue dopo l'ingestione di lattosio. Se la digestione e l'assorbimento del lattosio sono normali, i livelli di glucosio nel sangue dovrebbero aumentare. L'aumento della glicemia si verifica perché il lattosio viene scomposto nei suoi due zuccheri componenti, galattosio e glucosio, mentre viene assorbito nel sangue. Una seconda alternativa è somministrare una dose di lattosio (o altro zucchero dietetico) e osservare i sintomi di un individuo. Se l'individuo è intollerante, è probabile che si verifichino gonfiore, distensione, dolore, flatulenza e diarrea. Una terza alternativa è una prova di una dieta in cui lo zucchero potenzialmente dannoso viene rigorosamente eliminato. Tutte queste alternative, tuttavia, presentano limitazioni e problemi.
La crescita eccessiva batterica può essere diagnosticata coltivando (accrescendo) i batteri da un campione di liquido dell'intestino tenue e contando il numero di batteri del colon che sono presenti. Questa procedura richiede il passaggio di un tubo attraverso il naso, la gola, l'esofago e lo stomaco sotto la guida dei raggi X in modo che il fluido possa essere prelevato dall'intestino tenue. È una procedura scomoda e costosa e la maggior parte dei laboratori non è in grado di coltivare accuratamente i campioni. Pertanto, questo test non viene eseguito di routine.
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