Stand: 24.07.2026, 19:08 Uhr

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Ein neuer Atemsensor kann die Fettverbrennung messen und erfasst Veränderungen des Stoffwechsels nahezu so präzise wie Labortechnik.

Zürich – Wann schaltet der Körper von Zucker stärker auf Fett als Energiequelle um? Bislang ließ sich diese Veränderung außerhalb eines Labors nur eingeschränkt verfolgen. Forscher der ETH Zürich haben nun einen tragbaren Atemsensor entwickelt, der Aceton in der ausgeatmeten Luft misst.

Dieser Beitrag entstand in Zusammenarbeit mit dem Wissensmagazin SMART UP NEWS

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Der Stoff entsteht verstärkt, wenn der Körper Fettsäuren abbaut und Ketonkörper produziert. Damit könnte sich die Fettverbrennung messen lassen, ohne Blut abzunehmen. Mögliche Anwendungen reichen von Diäten und Sport bis zur Überwachung ketogener Ernährungsformen.

Wie zuverlässig das funktioniert, untersuchte das Team mit dem Universitätsspital Zürich. Die Studie erschien im Fachjournal Device. Zwölf gesunde Erwachsene im Alter von 20 bis 37 Jahren nahmen daran teil. Insgesamt entstanden 312 Atemproben unter verschiedenen Bedingungen, darunter Sport, Fasten sowie kohlenhydratreiche und ketogene Ernährung.

Die Messwerte des Handgeräts verglichen die Wissenschaftler mit einem hochpräzisen Massenspektrometer, das Atemgase im Labor analysiert.

Atemsensor kann die Fettverbrennung messen – mit hoher Präzision

Die Übereinstimmung zwischen beiden Verfahren fiel sehr hoch aus. Die Acetonwerte lagen zwischen etwa 0,2 und 43 ppm, also Teilen pro Million. Über diesen Bereich erreichten die Messungen eine Korrelation von 0,995. Bei einer Acetonkonzentration von 2 ppm wich das tragbare Gerät im Mittel um 0,15 ppm vom Laborwert ab. Bei 10 ppm lag die Abweichung bei 0,42 ppm oder 4,2 Prozent.

Auch über längere Zeit arbeitete die Technik stabil. Ein Sensor blieb acht Monate im Einsatz, ohne einen erkennbaren dauerhaften Leistungsabfall. Selbst hohe Luftfeuchtigkeit störte die Messung nur wenig. Das ist bei Atemanalysen ein praktisches Problem, denn ausgeatmete Luft ist nahezu vollständig mit Feuchtigkeit gesättigt. Ein Filter im Gerät trennt störende Bestandteile von Aceton. Dadurch reagiert der Sensor weniger empfindlich auf andere Moleküle in der Atemluft.

Eine Smartphone-App führt durch die Atemmessung

Für verlässliche Ergebnisse reicht es allerdings nicht, beliebig in das Gerät zu pusten. Eine Smartphone-App gibt während der Messung Rückmeldung über den Ausatemdruck. Das System nimmt die Probe erst gegen Ende des Atemzugs.

Dann stammt die Luft stärker aus den tieferen Bereichen der Lunge und enthält jene flüchtigen Stoffe, die aus dem Blut in die Atemluft übergehen. „Das Gerät misst das Ausatemvolumen und nimmt erst nach einer gewissen Zeit eine Probe, die tief aus der Lunge kommt“, erklärt Erstautorin Simone Hersberger.

Wie reproduzierbar dieses Verfahren arbeitet, prüften die Forscher mit mehreren aufeinanderfolgenden Atemzügen. Fünf Messungen derselben Person ergaben im Mittel 0,97 ppm Aceton, die Schwankung lag bei rund drei Prozent. Der Sensor zeigte außerdem deutliche Veränderungen nach Sport und unterschiedlichen Mahlzeiten. Dabei traten zwischen den Teilnehmern große Unterschiede auf:

• Nach intensivem Training und einer fettreichen Mahlzeit stieg das Atemaceton bei fünf Personen um etwa das Fünf- bis Zehnfache.
• Zwei Teilnehmer erreichten Werte von rund 15 beziehungsweise 11 ppm.
• Bei drei anderen lagen die höchsten Konzentrationen nur zwischen etwa 3 und 5 ppm.

Fettverbrennung messen: Große Unterschiede zwischen Menschen

Solche Abweichungen können mit der Verfügbarkeit gespeicherter Kohlenhydrate, der körperlichen Fitness oder individuellen Stoffwechselreaktionen zusammenhängen. Auch bei Diäten reagiert der Körper nicht bei jedem Menschen gleich.

„Bei Diäten gibt es keine Faustregel, die für alle Menschen funktioniert. Idealerweise sollte man sich individuell überwachen, um zu sehen, wie der eigene Stoffwechsel reagiert“, sagt ETH-Professor Andreas Güntner.

Noch deutlicher wurden die Unterschiede während eines dreiwöchigen Ernährungsexperiments mit drei Teilnehmern. Nach sieben Tagen gewohnter Ernährung folgte eine Woche mit ketogener Kost, anschließend intermittierendes Fasten. Während der ketogenen Phase stiegen die Atemacetonwerte bei allen drei Personen, allerdings in sehr unterschiedlichem Ausmaß.

Die Spitzenwerte lagen bei rund 39, 17 und 7 ppm. Nach dem Wechsel zum intermittierenden Fasten bewegten sich die Werte ab dem 16. Tag zwischen etwa 0,7 und 2,7 ppm.

Der Atemtest misst keinen direkten Verlust von Körperfett

Der Atemsensor erfasst allerdings nicht, wie viele Gramm Körperfett ein Mensch verliert. Gemessen wird Aceton als indirekter Marker für die Produktion von Ketonkörpern. Höhere Werte können darauf hinweisen, dass der Stoffwechsel stärker auf Fett als Energiequelle zurückgeht, etwa bei geringer Kohlenhydratverfügbarkeit. Atemaceton ergänzt damit Informationen, die Blutzuckerwerte allein nicht liefern können.

Ob die Technik künftig beim Abnehmen oder bei medizinischen Behandlungen einen messbaren Nutzen bringt, bleibt noch zu klären. Die bisherige Untersuchung diente vor allem der technischen Validierung und umfasste lediglich zwölf gesunde, junge Erwachsene mit einem BMI zwischen 18,5 und 25,1.

Weitere Untersuchungen sollen größere und vielfältigere Gruppen einbeziehen. Geprüft werden mögliche Anwendungen bei ketogenen Therapien, etwa für Kinder mit Epilepsie, bei Stoffwechselerkrankungen und bei medizinisch begleiteten Diäten. Auch eine Nutzung im Zusammenhang mit GLP-1-Therapien und im Sport steht zur Diskussion.

Kurz zusammengefasst:

• Der neue Atemsensor misst Aceton in der Ausatemluft und kann so anzeigen, wann der Körper verstärkt Fett als Energiequelle nutzt.
• In einer Studie mit 12 gesunden Erwachsenen und 312 Atemproben lagen die Messwerte sehr nah an denen eines hochpräzisen Massenspektrometers.
• Der Sensor misst keinen direkten Körperfettverlust; größere Studien müssen noch klären, wie gut er sich für Diäten, Sport und medizinische Therapien eignet.