Discusión
El impacto de los productores y consumidores de hidrógeno (metanógenos y bacterias reductoras de sulfato) que cambian la disponibilidad de hidrógeno en el aliento exhalado no se ha considerado ni evaluado adecuadamente. A su vez, la interpretación de los resultados de la LBT se ha basado en una imagen incompleta. A medida que los consumidores de hidrógeno lo convierten en metano y sulfuro de hidrógeno, la cantidad de H2 que permanece y entra en la circulación y aparece en el aliento exhalado disminuye. Dado que los cromatógrafos de gases disponibles en el mercado sólo miden el H2 y el CH4, ¿podría el enfoque actual en la interpretación de los resultados de los gases del aliento ser defectuoso cuando sólo se ve una parte del intercambio de gases?
La concentración de hidrógeno aumentó a lo largo del período de 3 horas (Fig. 1), mientras que el H2S disminuyó continuamente desde la línea de base (Fig. 3) en el mismo período. Como el sulfuro de hidrógeno se convierte a partir del hidrógeno, se podría haber esperado ver un aumento proporcional del sulfuro de hidrógeno a medida que el hidrógeno aumenta.3, 10 Teniendo en cuenta la naturaleza altamente tóxica del sulfuro de hidrógeno, tal aumento proporcional podría ser perjudicial para el huésped humano. Por lo tanto, la ausencia de una relación directa y proporcional entre el hidrógeno y el sulfuro de hidrógeno es coherente con la existencia conocida de un mecanismo eficaz del huésped para eliminar y prevenir la acumulación de este gas a través de la desintoxicación.11 Se sabe que el H2S es desintoxicado por la mucosa colónica a través de la oxidación,11, 12 por los hepatocitos a través del metabolismo oxidativo,13 y por la sangre a través de la enzima tiol metiltransferasa.14, 15 Otros mecanismos de desintoxicación incluyen la expulsión de gas intestinal por el paso de flatos y la excreción de gases por vías pulmonares y no pulmonares, como la piel.12, 15 Dado que la concentración de hidrógeno sigue aumentando a lo largo del período de 3 horas, mientras que la concentración de sulfuro de hidrógeno disminuye, una posible interpretación es que la reducción del sulfato para convertir el hidrógeno en sulfuro de hidrógeno es saturable, pero la desintoxicación del sulfuro de hidrógeno no lo es. Esta explicación explicaría una disminución continua de la concentración de sulfuro de hidrógeno mientras la concentración de hidrógeno aumenta y podría explicar la caída precipitada de la concentración media de H2S observada en la marca de 90 minutos (Fig. 3). La diferencia observada en las concentraciones medias de H2S iniciales y finales (Tabla 2) también sugiere que el mecanismo de desintoxicación no está saturado a lo largo de las 3 h.
Levitt informó de que la mayoría de los gases microbianos producidos en individuos sanos son de origen colónico.16 Desde hace tiempo se espera que el tiempo de aumento del hidrógeno en la respiración durante la LBT coincida con la llegada de la lactulosa al colon (ciego). Esto ha llevado a utilizar la LBT para medir el tiempo de tránsito orocecal basándose en la idea de que el aumento de la concentración de hidrógeno en el aliento coincidiría con la llegada de la lactulosa al ciego, donde comenzaría la fermentación al encontrarse el sustrato fermentable con la comunidad microbiana del colon. Sin embargo, hay muchos descubrimientos que argumentan en contra de esta interpretación tradicional. Por ejemplo, a menudo existe una discordancia inexplicable entre el supuesto tiempo de tránsito orocecal medido por el «tiempo de aumento de la concentración de hidrógeno en la respiración» y la llegada cecal de un trazador radiactivo.4 Estas observaciones podrían tener una interpretación alternativa basada en el equilibrio dinámico entre la producción y el consumo de hidrógeno por la metanogénesis o la reducción del sulfato. La llegada cecal escintigráfica podría indicar la llegada de la cabeza del bolo de lactulosa al ciego. Sin embargo, el hidrógeno en el aliento sólo aumentaría cuando la producción de hidrógeno haya superado los procesos de consumo de hidrógeno. Por lo tanto, el tiempo de subida del hidrógeno en el aliento sería siempre posterior a la entrada cecal escintigráfica.
En un estudio realizado por Yu et al., se comparó la gammagrafía orocecal con los resultados de la LBT; estos autores descubrieron que, en la mayoría de los casos, el tiempo de subida del hidrógeno en el aliento se produjo después de la llegada cecal por gammagrafía.17 Este estudio concluyó que, dada la relación temporal entre la gammagrafía y la prueba del aliento, la LBT no era fiable para el diagnóstico del SIBO.17 Esta discrepancia podría explicarse por la labor de los microbios consumidores de hidrógeno. Dado que el gas hidrógeno es utilizado rápidamente por los consumidores de hidrógeno en la metanogénesis o en la reducción del sulfato, el tiempo «retardado» de aumento del hidrógeno en el aliento, en comparación con la llegada al ciego de la gammagrafía, podría explicarse de la siguiente manera: al entrar en el ciego, la lactulosa es fermentada y se produce hidrógeno, pero el hidrógeno no aparece en el aliento exhalado hasta que las vías consumidoras de hidrógeno están saturadas. Este proceso dinámico de intercambio de energía queda aún más oculto para la interpretación cuando no se mide el sulfuro de hidrógeno en pacientes que dependen de la reducción del sulfato como vía de consumo de hidrógeno. Durante la gammagrafía, el punto final del tiempo de tránsito orocecal se mide como la llegada de los marcadores de radionúclidos al ciego.7, 9, 18, 19 En cambio, el tiempo de ascenso del hidrógeno en el aliento depende tanto del contacto del sustrato fermentable con los microbios productores de hidrógeno como de su interacción con los microbios consumidores de hidrógeno a lo largo de todo el tracto intestinal. Por lo tanto, debería haber un retraso entre las mediciones de hidrógeno en el aliento y la llegada del trazador radiactivo al ciego y el aumento del hidrógeno en el aliento.17, 20-23 No hay ninguna razón para que el tránsito gammagráfico y la LBT coincidan perfectamente en el tiempo. Son necesarios estudios adicionales para evaluar los efectos del H2S en relación con el tiempo de tránsito orocecal, dados los cambios significativos observados en la concentración de H2S en la marca de 90 minutos (Fig. 3).
A menudo, al interpretar la LBT, se utiliza el término «no productores de hidrógeno» para un perfil de concentración de hidrógeno que es una «línea plana».7, 18, 22, 24-28 Esta idea de que algunos individuos pueden ser no productores de hidrógeno entra en conflicto con los estudios publicados que describen la inclusión universal en la microbiota intestinal humana de Bacteroidetes, un filo de especies productoras de hidrógeno.3, 5 Al evaluar a los sujetos con un curso temporal de hidrógeno «plano», encontramos la presencia concurrente de metano y sulfuro de hidrógeno en el aliento exhalado, lo que sugiere que el hidrógeno había sido producido como parte inicial de la fermentación por los microbios, pero que se convirtió completamente en estos otros gases microbianos (Fig. 4). Nuestros resultados apoyan que los consumidores de hidrógeno tienen puntos de saturación relativamente bajos y alcanzan sus límites rápidamente. Sólo entonces el gas hidrógeno comenzará a acumularse y a entrar en la circulación, dando lugar a su aparición en el aliento exhalado y a su registro como un aumento de la concentración de H2 en el aliento en la LBT. Según nuestra interpretación, si la producción de hidrógeno no supera el umbral de saturación para el uso de hidrógeno por parte de los consumidores de hidrógeno durante una LBT de 3 horas, es posible que no haya ningún hidrógeno medible que llegue a la respiración exhalada, dando lugar a un perfil de hidrógeno «plano». Sin embargo, las pruebas de respiración por sí solas no pueden proporcionar una visión detallada de los puntos de saturación implicados en la cinética del gas, sino que proporcionan concentraciones finales de gas medibles.
Actualmente, un pico de concentración de hidrógeno superior a 20 ppm se utiliza a menudo como criterio de umbral para determinar una LBT anormal. Según ese uso, un perfil de hidrógeno plano no se consideraría anormal. Sin embargo, basándose en el intercambio de energía en el que intervienen los consumidores de hidrógeno, no es necesario que haya siempre una alta concentración de hidrógeno, incluso en el caso de una fermentación microbiana anormalmente excesiva y una producción de hidrógeno anormalmente alta, si la capacidad de consumo de hidrógeno fuera superior a la de producción de hidrógeno. Es posible que sea necesario medir el hidrógeno simultáneamente con el metano y el sulfuro de hidrógeno en el LBT para observar el intercambio de energía implicado en la interacción de los productores y consumidores de hidrógeno. La falta de gas hidrógeno en el aliento exhalado no debe interpretarse como la ausencia de producción de hidrógeno.
Un patrón común observado en la LBT es el fenómeno de doble pico en el que hay dos patrones distintos de aumento y caída de la concentración de hidrógeno en el aliento, con el primer aumento representando la fermentación del intestino delgado y el segundo aumento representando la fermentación colónica.29 Este patrón se ha utilizado como criterio para diagnosticar la SIBO.4 Nuestro perfil medio de hidrógeno muestra un patrón consistente con el doble pico, con un mayor SEM observado en los dos picos (Fig. 5). Encontramos un aumento continuo del hidrógeno en el aliento a lo largo de todo el período de prueba, lo que sugiere que el fenómeno del doble pico podría explicarse mejor sobre la base de un proceso dinámico en el que la cantidad de hidrógeno producido por la fermentación excede intermitentemente la capacidad de consumo de hidrógeno para provocar un pico en la concentración de hidrógeno. Así, la concentración de hidrógeno en la respiración aumenta cuando la cantidad de hidrógeno supera la capacidad de consumo de hidrógeno, pero disminuye cuando el hidrógeno producido se consume, ya que la cantidad de hidrógeno disponible cae por debajo del punto de saturación para su conversión en metano o sulfuro de hidrógeno. Además, no es sorprendente que se haya informado de que los picos de hidrógeno en el aliento del «intestino delgado» y del «intestino grueso» no coincidían con las localizaciones de radionúclidos de la gammagrafía.4
Este estudio analizó una interpretación alternativa basada en la LBT con resultados de concentración de hidrógeno, metano y sulfuro de hidrógeno concurrentes, todos ellos disponibles en el mismo paciente. La idea de que la concentración de hidrógeno en el aliento puede depender de la interacción de los productores y consumidores de hidrógeno proporciona un novedoso marco conceptual para entender algunos de los desconcertantes hallazgos observados durante una prueba de lactulosa en el aliento y en varios estudios publicados que incluyen LBT y gammagrafía simultánea. La adición de sulfuro de hidrógeno en las mediciones del gas del aliento se ve afectada no sólo por la reducción del sulfato por parte de las bacterias reductoras de sulfato, sino también por múltiples mecanismos de desintoxicación del huésped. El registro del gas metano como única vía de consumo de hidrógeno en la LBT conduce a una interpretación incompleta de las complejas interacciones implicadas. Esperamos que una apreciación y una mejor comprensión de este sistema dinámico, teniendo en cuenta la producción de hidrógeno así como las múltiples vías de consumo de hidrógeno, proporcione a los investigadores un enfoque más completo para revisar las pruebas de aliento de lactulosa y debería ofrecer las herramientas necesarias para interpretar correctamente las pruebas de aliento de lactulosa en el entorno de enfermedades como el SIBO y el síndrome del intestino irritable.