1
00:00:06,792 --> 00:00:11,725
چگونه است که یک نفس سنج
می‌تواند میزان الکل خون فردی را،

2
00:00:11,725 --> 00:00:16,341
ساعت‌ها پس از مصرف آخرین گیلاسش،
تنها بر پایه تنفس تعیین کند؟

3
00:00:16,341 --> 00:00:20,891
نفسی که بیرون می‌دهیم می‌تواند شاملِ
مقدار کمی از صدها، شاید هم هزاران،

4
00:00:20,891 --> 00:00:23,351
ترکیبات آلی فرار باشد:

5
00:00:23,351 --> 00:00:27,835
مولکول‌های کوچکی که آن‌قدر سبک باشند
تا بتوانند مانند گاز‌ها حرکت کنند.

6
00:00:27,835 --> 00:00:32,434
یکی از آن‌ها ِاتانول است،
که در مشروبات الکلی مصرف می‌شود.

7
00:00:32,434 --> 00:00:36,409
که از طریق جریان خون تا گویچه‌های
کوچک هوای داخل شش‌ها حرکت می‌کند،

8
00:00:36,409 --> 00:00:41,148
و با میزان ۲,۰۰۰ برابر
تمرکز کمتر در هوای بازدم،

9
00:00:41,148 --> 00:00:43,413
به‌طور متوسط، نسبت به جریان خون.

10
00:00:43,413 --> 00:00:45,815
وقتی کسی در یک نفس سنج می‌دمد،

11
00:00:45,815 --> 00:00:49,865
اِتانول موجود در بازدم
از یک محفظه واکنشی عبور می‌کند.

12
00:00:49,865 --> 00:00:53,893
آنجا، به مولکولی دیگر تبدیل می‌شود،
که نامش استیک اسید است،

13
00:00:53,893 --> 00:00:58,907
این در یک راکتور خاص که در طول واکنش
جریان الکتریکی ایجاد می‌کند، انجام می‌شود.

14
00:00:58,907 --> 00:01:02,025
میزان جریان، نشان‌دهنده مقدار اِتانول

15
00:01:02,025 --> 00:01:05,754
در نمونه هوا، و به همین صورت در خون است.

16
00:01:05,754 --> 00:01:08,934
علاوه بر ترکیبات فرار آلی مانند اِتانول

17
00:01:08,934 --> 00:01:11,040
ما غذا و نوشیدنی هم مصرف می‌کنیم،

18
00:01:11,040 --> 00:01:14,884
فرایند بیوشیمیایی سلول‌های ما
خیلی‌های دیگر را هم تولید می‌کند.

19
00:01:14,884 --> 00:01:18,474
و وقتی چیزی این فرآیند‌ها را
مختل می‌کند، مثل بیماری،

20
00:01:18,474 --> 00:01:21,764
مجموعه ترکیبات آلی فرار در تنفس

21
00:01:21,764 --> 00:01:23,624
هم ممکن است تغییر کنند.

22
00:01:23,624 --> 00:01:27,604
پس آیا ممکن است بتوانیم بیماری‌ها را
با تحلیل تنفس شخص تشخیص دهیم،

23
00:01:27,604 --> 00:01:30,401
بدون نیاز به استفاده از
ابزار‌های تشخیصی تهاجمی

24
00:01:30,401 --> 00:01:34,054
مانند نمونه‌برداری، خون‌گیری،
و عکس‌برداری با اشعه؟

25
00:01:34,054 --> 00:01:35,827
از دید نظری، بله،

26
00:01:35,827 --> 00:01:40,717
اما آزمایش برای بیماری،
از آزمایش الکل خیلی پیچیده‌تر است.

27
00:01:40,717 --> 00:01:42,337
برای تشخیص بیماری،

28
00:01:42,337 --> 00:01:46,803
محققین باید به مجموعه‌ای از
ده‌ها ترکیب در تنفس توجه کنند.

29
00:01:46,803 --> 00:01:49,633
هر بیماری ممکن است در برخی از این ترکیبات

30
00:01:49,633 --> 00:01:54,333
افزایش یا کاهش تراکم ایجاد کند،
و بقیه ممکن است تغییری نکنند —

31
00:01:54,333 --> 00:01:57,616
مشخصات آن احتمالاً
برای هر بیماری متفاوت است،

32
00:01:57,616 --> 00:02:01,493
و حتی می‌تواند در مراحل مختلفِ
همان بیماری هم متفاوت باشد.

33
00:02:01,493 --> 00:02:05,283
برای مثال، سرطان‌ها جزوِ
انتخاب‌هایی هستند که بیشترین تحقیقات

34
00:02:05,283 --> 00:02:07,933
در تشخیص، توسط نفس سنج رویشان انجام‌شده.

35
00:02:07,933 --> 00:02:10,933
یکی از تغییرات زیست‌شیمیایی
که غده‌ها ایجاد می‌کنند

36
00:02:10,933 --> 00:02:14,405
افزایشی زیاد در فرآیند تولید انرژی است

37
00:02:14,405 --> 00:02:16,505
که گلیکولیز نامیده می‌شود.

38
00:02:16,505 --> 00:02:18,415
و به نام «اثر واربورگ» شناخته می‌شود،

39
00:02:18,415 --> 00:02:24,169
این افزایش در گلیکولیز منجر به
افزایش متابولیت‌هایی مانند لاکتیت می‌شود

40
00:02:24,169 --> 00:02:28,339
که در نتیجه خودش باعث زنجیره‌ای از
فرآیند‌های سوخت‌وساز می‌گردد

41
00:02:28,339 --> 00:02:31,790
و نهایتاً باعث تغییر ترکیبات بازدم می‌شود،

42
00:02:31,790 --> 00:02:36,325
احتمالاً شامل افزایش میزان ترکیبات فراری

43
00:02:36,325 --> 00:02:38,748
مانند دی‌متیل سولفاید.

44
00:02:38,748 --> 00:02:43,285
اما اثر واربورگ تنها یکی از نشان‌دهنده‌های
احتمالی فعالیت‌های سرطانی است،

45
00:02:43,285 --> 00:02:47,303
و نوع سرطان را مشخص نمی‌کند.

46
00:02:47,303 --> 00:02:51,165
نشانگر‌های خیلی بیشتری
برای تشخیص لازم است.

47
00:02:51,165 --> 00:02:52,971
برای یافتن این تفاوت‌های ناچیز،

48
00:02:52,971 --> 00:02:55,841
محققان، تنفس افراد سالم را

49
00:02:55,841 --> 00:02:59,011
با تنفس افرادی که بیماری خاصی دارند

50
00:02:59,011 --> 00:03:02,361
با استفاده از مشخصاتِ
صدها نمونه تنفسی مقایسه می‌کنند.

51
00:03:02,361 --> 00:03:06,091
این تحلیل پیچیده اساساً به

52
00:03:06,091 --> 00:03:10,151
انواع دیگری از حسگر‌ها،
نسبت به نفس سنج الکل نیاز دارند.

53
00:03:10,151 --> 00:03:12,204
که چند نوع از آن‌ها توسعه یافته است.

54
00:03:12,204 --> 00:03:15,071
بعضی در بین هر کدام از ترکیبات،

55
00:03:15,071 --> 00:03:19,141
با مشاهده حرکتشان در میانِ
میدان‌های الکتریکی تفاوت قائل می‌شوند.

56
00:03:19,141 --> 00:03:22,791
بقیه، از آرایه‌ای از مقاومت‌های ساخته شده
توسط مواد مختلف استفاده می‌کنند

57
00:03:22,791 --> 00:03:26,621
که هر کدام میزان مقاومتش
در برخورد با میزان متفاوتی

58
00:03:26,621 --> 00:03:29,161
از ترکیبات آلی فرار تغییر می‌کند.

59
00:03:29,161 --> 00:03:30,937
چالش‌های دیگری هم وجود دارند.

60
00:03:30,937 --> 00:03:34,867
این مواد در مقادیر بسیار کمی موجودند —

61
00:03:34,867 --> 00:03:37,207
معمولاً در ابعاد یک در میلیون،

62
00:03:37,207 --> 00:03:40,397
خیلی کمتر از میزان اتانول موجود در تنفس.

63
00:03:40,397 --> 00:03:44,287
سطوح ترکیبات ممکن است تحت تأثیرِ
چیز‌های دیگری غیر از بیماری قرار گیرد،

64
00:03:44,287 --> 00:03:48,687
مثلاً سن، جنسیت، تغذیه و شیوه زندگی.

65
00:03:48,687 --> 00:03:50,056
نهایتاً، این مسئله وجود دارد

66
00:03:50,056 --> 00:03:52,667
که تشخیص دهیم کدام ترکیب در نمونه

67
00:03:52,667 --> 00:03:54,657
در بدن بیمار تولید شده

68
00:03:54,657 --> 00:03:57,047
و اینکه کدام از محیط اطراف تنفس شده

69
00:03:57,047 --> 00:03:59,287
در همان زمان آزمایش.

70
00:03:59,287 --> 00:04:03,657
به خاطر این مشکلات،
نفس سنج هنوز کاملاً آماده نیست.

71
00:04:03,657 --> 00:04:06,758
اما آزمایش‌های اولیه کلینیکی
در سرطان‌های ریه، روده بزرگ،

72
00:04:06,758 --> 00:04:10,589
و دیگر سرطان‌ها نتایج مثبتی داشته است.

73
00:04:10,589 --> 00:04:16,629
یک روز، تشخیص زودهنگام سرطان
شاید به‌راحتی فوت کردن باشد.