Respiratiekamers analyseren stofwisseling en energiehuishouding
Array
Maastricht Instruments BV krijgt miljoenen-opdracht uit Singapore
De geavanceerde respiratiekamers die door een consortium van wetenschappers en technici in Maastricht zijn ontwikkeld, beginnen wereldwijd de aandacht te trekken. Was er eerder al belangstelling vanuit Engeland, nu heeft Maastricht Instruments BV, dochteronderneming van de faculteit FHML en daarmee van Maastricht UMC+, een grote order uit Singapore binnengesleept.
De respiratiekamers (ook wel caloriemeter-kamers of met een Engelse term room calorimeters genoemd) worden gebruikt om de stofwisseling en de energiehuishouding bij mensen te onderzoeken. De kamer vormt een volledig gesloten circuit. De proefpersoon gaat erin en komt er daarna een aantal dagen (een tot maximaal vijf) niet meer uit. Maaltijden worden door een luikje aangeleverd. Urine wordt in potten opgevangen en onderzocht, en ontlasting wordt bevroren door het volautomatische diepvriestoilet.
Er wordt gecontroleerd verse buitenlucht naar binnen geleid en de door de proefpersoon gebruikte lucht afgezogen. De verhouding tussen de zuurstof en CO2-concentratie van de ingeblazen buitenlucht en de afgevoerde gebruikte lucht wordt voortdurend gemonitord en geanalyseerd.
Uit die verhouding kunnen wetenschappers afleiden hoe het met de stofwisseling en de energiehuishouding van de betreffende proefpersoon gesteld is. In het onderzoek naar de stofwisseling wordt onder meer gekeken hoe het lichaam omgaat met de aangeboden voeding en hoe die voeding in het lichaam vervolgens wordt omgezet in energie. Zo is van koolhydraten (zoals brood en pasta) inmiddels bekend dat voor de verbranding van één gram 0,8 liter zuurstof nodig is, en dat de CO2-uitstoot vervolgens ook 0,8 liter is. Bij verbranding van vet ligt die verhouding heel anders: voor de verbranding van één gram vet is 2 liter zuurstof nodig, en dat levert 1,4 liter aan CO2-uitstoot op.
Als je kunt meten hoeveel energie een mens per dag nodig heeft, dan weet je ook hoeveel die mens per dag zou moeten eten. Dat heet energiebalans. Er is niet veel fantasie voor nodig om in te zien hoe belangrijk dergelijk onderzoek is in tijden waarin obesitas en diabetes een steeds groter probleem vormen.
De uitkomsten van dit metabolisme-onderzoek kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt om voeding of voedingssupplementen te verbeteren, hetgeen met name relevant is voor onderzoek naar overgewicht en obesitas. Maar de respiratiekamers worden ook ingezet voor onderzoek naar chronische ziektes als COPD en diabetes. In feite is de respiratiekamer een metabool laboratorium, dat kan worden ingezet voor het bepalen van de energiebalans van een slapende persoon tot en met het meten van de prestaties van topsporters die zich tot het uiterste inspannen op een hometrainer. Een respiratiekamer bestaat concreet uit drie onderdelen:
- de kamer zelf, voorzien van een uitgekiend systeem voor luchtbehandeling en klimaatcontrole, een diepvriestoilet, wastafel, bed, en voorzieningen als televisie, internet en een opklapbaar werktafeltje (zie bijgevoegde foto’s);
- een hightech gasmeet- en analyse-systeem (zie foto)
- software voor het verzamelen en analyseren van data
De vakgroep Humane Biologie en de onderzoeksinstelling NUTRIM, onderdeel van het Maastricht UMC+, hebben op het gebied van dit type mensgebonden onderzoek een leidende positie in de wereld. Met de technische ondersteuning van Maastricht Instruments BV en DSM Resolve kunnen de respiratiekamers wereldwijd worden geleverd. Al eerder werden er twee kamers geleverd aan de Universiteit van Warwick in Engeland. En nu is er dus een order gekomen voor twee kamers uit Singapore, van het Singapore Institute of Clinical Science (SICS). Met de order is een bedrag van 1,9 miljoen euro gemoeid. De kamers worden verscheept en ter plekke op maat opgebouwd door Limburgse deskundigen.
De verkoop van ‘Maastrichtse’ respiratiekamers is een mooi voorbeeld van de economische potentie van de samenwerking tussen Maastricht Health Campus en Chemelot Campus in Geleen, waarin kennisinstituten en bedrijven intensief samenwerken. Het is ook goed voor de Limburgse economie, in het bijzonder voor het lokale midden- en kleinbedrijf dat als toeleverancier fungeert in het Singapore-project.
Het consortium is onder leiding van Maastricht Instruments per 1 oktober met het project gestart en streeft naar afronding in Singapore medio 2013. ‘Singapore’ zal niet het laatste respiratiekamerproject zijn. Op dit moment wordt gesproken met universiteiten uit Australie en Scandinavie over volgende opdrachten.
