¿Cómo es que un alcoholímetro puede medir el volumen de alcohol en sangre de alguien
horas después de su última bebida y solo basándose en un soplo?
La respiración exhalada contiene cientos e incluso miles
de compuestos orgánicos volátiles:
pequeñas moléculas suficientemente livianas para viajar como gases.
Uno de ellos es el etanol que consumimos en bebidas alcohólicas.
Viaja por el torrente sanguíneo hacia diminutos sacos de aire en los pulmones,
y se convierte en aire que exhalamos a una concentración 2000 veces menor,
en promedio, que en la sangre.
Cuando una persona sopla en el alcoholímetro,
el etanol de su aliento pasa a una cámara de reacción.
Allí, es convertido en otra molécula llamada ácido acético,
un tipo especial de reactor que produce una corriente eléctrica en dicha reacción.
La fuerza de la corriente indica la cantidad de etanol
en la muestra de aire y, por extensión, en la sangre.
Además de los compuestos orgánicos volátiles como el etanol
que consumimos en comidas y bebidas,
los procesos bioquímicos de nuestras células producen muchos otros.
Cuando algo altera esos procesos, como por ejemplo una enfermedad,
el conjunto de esos compuestos orgánicos volátiles en la respiración
también puede modificarse.
¿Podríamos detectar una enfermedad analizando la respiración de una persona,
sin utilizar métodos de diagnóstico más invasivos
como son las biopsias, las extracciones de sangre o los estudios radiográficos?
En teoría, sí.
Pero las pruebas para detectar otras enfermedades son más complicadas.
Para identificar enfermedades,
los investigadores necesitan buscar grupos de diez compuestos en la respiración.
Una enfermedad determinada puede causar que alguno de estos compuestos
crezca o reduzca su concentración, mientras que otros no cambian.
El perfil cambia para cada enfermedad
e incluso puede variar según distintas fases de la misma enfermedad.
Por ejemplo, el cáncer es el candidato más investigado de todos
a través del análisis de la respiración.
Uno de los cambios bioquímicos que numerosos tumores causan
es el gran aumento en el proceso de generación de energía
llamada glucólisis,
conocido como el efecto Warburg.
Este aumento en la glucólisis provoca un aumento de metabolitos como el lactato,
el cual puede afectar a un torrente completo de procesos metabólicos
y producir finalmente una composición de respiración alterada,
que posiblemente incluya una creciente concentración de compuestos volátiles
como el sulfuro de dimetilo.
Pero el efecto Warburg es solo un posible indicador de actividad cancerígena
y no revela nada sobre el tipo de cáncer.
Se necesitan más indicadores para hacer un diagnóstico.
Para encontrar estas sutiles diferencias
se compara la respiración de personas saludables
con la de personas que sufren alguna enfermedad,
usando perfiles basados en cientos de pruebas de respiración.
Este análisis complejo
requiere de un diferente y más versátil tipo de sensor que el alcoholímetro.
Hay unos cuantos en desarrollo.
Algunos diferencian entre compuestos individuales
al observar cómo se mueven por una serie de campos eléctricos.
Otros utilizan una variedad de resistores de diferentes materiales,
cada uno de los cuales cambia su resistencia cuando se lo expone
a una cierta combinación de compuestos orgánicos volátiles.
También hay otros desafíos.
Estas substancias están presentes en proporciones extremadamente pequeñas,
algunas partes cada mil millones,
mucho menos que las concentraciones de etanol en la respiración.
Factores diferentes a la enfermedad pueden afectar los niveles de compuestos,
como la edad, el sexo, la nutrición y el estilo de vida.
Por último, está el asunto de distinguir qué compuestos de la muestra
fueron producidos en el cuerpo del paciente
y cuáles fueron inhalados del entorno poco antes de la prueba.
A causa de estos desafíos, los análisis por el aliento no están listos aún.
Pero ensayos clínicos preliminares de cáncer de pulmón, colon y otros
han tenido resultados alentadores.
Algún día, detectar el cáncer tempranamente
podría ser tan fácil como inspirar y exhalar.