Kako to da alkotest aparat može da izmeri količinu alkohola u nečijoj krvi,
nekoliko sati nakon što su popili poslednje piće, samo na osnovu daha?
Izdahnut vazduh sadrži tragove stotina, čak i hiljada,
štetnih organskih jedinjenja,
malih molekula dovoljno laganih da putuju lako kao gasovi.
Jedan od njih je etanol, koji konzumiramo u alkoholnim pićima.
Putuje kroz krvotok do malih vazdušnih kesa u plućima,
prelazeći u izdahnut vazduh pri koncentraciji 2,000 puta manjoj,
u proseku, nego u krvi.
Kada neko dune u alkotest,
etanol u njihovom dahu prelazi u reakcijsku komoru.
Tamo se pretvara u drugi molekul koji zovemo sirćetna kiselina,
u specijalnom tipu reaktora koji proizvodi eletričnu struju tokom reakcije.
Jačina struje pokazuje količinu etanola
u uzorku vazduha, i po analogiji, u krvi.
Pored isparljivih ogranskih jedinjenja kao što je etanol
koje koristimo u hrani i piću,
biohemijski procesi naših ćelija proizovde mnoge druge.
A kad nešto prekine te procese, kao bolest što može,
kolekcija isparljivih ogranskih jedinjena u dahu
može da se promeni takođe.
Dakle da li bismo mogli da detektujemo bolest analizirajući dah osobe,
a da ne koristimo invazivnije instrumente za dijagnostiku
kao što su biopsije, vađenje krvi i radijacija?
U teoriji, da,
ali testiranje na bolest je komplikovanije od testiranja na alkohol u krvi.
Da bi se identifikovala bolest,
istraživači treba da posmatraju skup od desetine jedinjenja u dahu.
Određena bolest može da uzrokuje da se neka jedinjenja
povećaju ili smanje u koncentraciji, dok druga mogu da budu nepromenjena,
šablon je verovatno drugačiji za svaku bolest,
a možda čak i varira za različite etape iste bolesti.
Na primer, tipovi raka su među najistraživanijim kandidatima
koji mogu da se dijagnostikuju putem analize daha.
Jedna od biohemijskih promena koju većina tumora uzrokuje
je veliko povećanje kod procesa generisanja energije
koje se zove glikoliza.
Poznato kao Varburgov efekat,
ovaj porast u glikolizi prouzrokuje povećanje metabolita kao što je laktat
koji zauzvrat može da utiče na celu kaskadu metaboličkih procesa
i naposletku rezultira promenjenim sastavom daha,
verovatno uključuje povećanu koncentraciju isparljivih jedinjena
kao što je dimetil-sulfid.
Ali Varburgov efekat je samo jedan potencijalni indikator prisutva raka,
i ne otkriva ništa o posebnom tipu raka.
Mnogo više indikatora je potrebno da bi se ustanovila dijagnoza.
Kako bi našli ove subtilne razlike,
istraživači upoređuju dah zdrave osobe
sa dahom osobe koja pati od neke određene bolesti
koristeći šablone zasnovane na uzorcima stotine dahova.
Ova kompleksna analiza zahteva fundamentalno drugačiji,
prilagodljiviji tip senzora u odnosu na alkotest aparat.
Nekoliko njih se razvija.
Neki razlikuju individualna jedinjenja
tako što posmatraju kako se jedinjenja pomeraju kroz niz električnih polja.
Neki drugi koriste niz otpornika napravljenih od različitih materijala
gde svaki menja svoju rezistenciju kada je izložen određenoj mešavini
isparljivih organskih jedinjenja.
Postoje i drugi izazovi.
Ove supstance su prisutne u veoma niskim koncentracijama,
obično samo nekoliko delova u milijardi,
mnogo manje nego koncentracije etanola u dahu.
Na nivoe jedinjenja mogu da utiču faktori koji nisu sama bolest,
uključujući godine, pol, ishranu i način života.
Na kraju, postoji problem
razlikovanja koja jedinjenja u uzorku
su proizvedena u telu pacijenta
a koja su udahnuta u okruženju
neko vreme pred testiranje.
Zbog ovih izazova, analiza daha nije skroz spremna za sada.
Ali preliminarne kliničke studije na raku pluća, debelom crevu,
i ostalim tipovima raka su imale ohrabrujuće rezultate.
Jednog dana, rano otkrivanje raka može biti lako kao udisaj i izdisaj.