¿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
del 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.