Estas pruebas son instrumentos diagnósticos que aprovechan las reacciones metabólicas que acontecen en el organismo para determinar posibles afecciones o infecciones.
En la metabolización de dichos sustratos, el dióxido de carbono (CO2) es el producto final más común y de más fácil determinación. Por ello, las pruebas consisten en determinar la cantidad de dióxido de carbono marcado 13C (13CO2) espirado y compararlo con el isótopo 12CO2.
En un test de aliento con estos sustratos, la relación isotópica obtenida (12CO2/13CO2) siempre tiene en consideración las características fisiológicas del paciente (peso y masa) y la cinética de la reacción metabólica estudiada. Con ello podemos determinar la funcionalidad de determinados órganos (páncreas, hígado), disfunciones metabólicas, procesos infecciosos, sobrecrecimiento bacteriano o tiempo de vaciamiento gástrico.
Las pruebas con sustratos no marcados también son denominadas pruebas de hidrógeno (H2) / metano(CH4).
El hidrógeno y el metano son producidos en el sistema digestivo fundamentalmente cuando los carbohidratos (azúcares, fibras y almidones) son fermentados por bacterias. La detección de dichos gases en el aire espirado es una evidencia de que los carbohidratos han sido expuestos a la fermentación bacteriana.
La peculiaridad de estas pruebas es que habitualmente los carbohidratos son digeridos en el intestino delgado. Si no es el caso, recorren todo el sistema digestivo hasta llegar en fragmentos al colon, zona con significante colonización bacteriana.
Por ello, las pruebas sirven para conocer el vaciamiento gástrico, el sobrecrecimiento bacteriano o para detectar posibles malabsorciones intestinales de carbohidratos.