Alkolmetre, son içkisini
saatler önce içmiş birinin
kanındaki alkol oranını
sadece nefesiyle nasıl ölçebilir?
Nefes, yüzlerce hatta binlerce
eser miktarda uçucu
organik bileşen içerir:
gazlar gibi kolay hareket edebilecek
düzeyde hafif küçük moleküller.
Bunlardan biri, alkollü içeceklerde
tükettiğimiz etanol.
Kan dolaşımıyla akciğerlerdeki
minik hava keseciklerine
ve kandakinden ortalama 2 bin kat
daha düşük yoğunlukta nefese taşınır.
Biri alkolmetreye üflediğinizde
nefesinizdeki etanol
reaksiyon odasına girer.
Tepkime sırasında elektrik akımı üreten
özel bir tepkime odasında
asetik asit denilen
başka bir moleküle dönüştürülür.
Akımın şiddeti, havada ve kandaki
etanol miktarını gösterir.
Yiyecek ve içecekte
tükettiğimiz etanol gibi
organik uçucu bileşenlere ek olarak
hücrelerimizin biyokimyasal süreçleri
diğerlerini üretir.
Hastalık gibi bir şey bu süreci aksatırsa
nefesteki organik uçucu bileşenlerin
toplamı da değişebilir.
Peki biyopsi, kan alma ve radyasyon gibi
invasif tanı araçları kullanmadan
kişinin nefesini analiz ederek
hastalığı tespit edebilir miyiz?
Teoride evet edebiliriz
ama hastalığın tespiti
alkolün tespitinden çok daha karmaşık.
Hastalığı tanımlamak için
araştırmacıların nefesteki
onlarca bileşene bakması gerekiyor.
Bir hastalık, bazı bileşenler değişmezken
bu bileşenlerin yoğunluğunda
azalma ya da artmaya neden olabilir.
her hastalığın profilinin
farklı olması muhtemel
hatta aynı hastalığın
farklı evrelerinde grafik değişebilir.
Örneğin kanser,
nefes analiziyle tanı için
en çok araştırılan adaylar arasında.
Biyokimyasal değişimlerden
biri olan birçok tümör
glikoliz adı verilen ve enerji üreten
bir işlemde büyük bir artışa neden olur.
Warburg Etkisi olarak bilinen
glikolizdeki bu artış, metabolik
süreçlerin her kademesini etkileyebilen
laktat gibi metabolitlerin artışıyla
ve muhtemelen dimetil sülfit gibi
uçucu bileşenler içeren değiştirilmiş
nefes yapısının artışıyla sonuçlanır.
Ama Warburg Etkisi, kanserli aktivitenin
tek potansiyel göstergesidir
ve belirli bir kanser türü hakkında
hiçbir şey ortaya çıkarmaz.
Tanı koymak için çok daha fazla
gösterge gerekli.
Bu ince farkları bulabilmek için
araştırmacılar,
sağlıklı ve belli bir hastalıktan
muzdarip insanların nefesini
yüzlerce nefes örneğine
dayanarak karşılaştırır.
Bu karmaşık analiz, alkolmetreden
temel olarak daha farklı
ve çok amaçlı bir tür sensör gerektirir.
Birkaç tane analiz geliştiriliyor.
Bazıları, bileşenlerin
bir dizi elektrik alanında
nasıl hareket ettiğini gözlemleyerek
bireysel bileşenler arasında ayrım yapar.
Diğerleri, belirli bir uçucu organik
bileşen karışımına maruz kaldıklarında
dirençlerini değiştiren
ve farklı materyallerden
yapılmış bir dizi direnç kullanır.
Başka zorluklar da var.
Bu cisimler nefesteki etanol yoğunluğundan
genellikle milyarda bir gibi
çok daha düşük yoğunluktadır.
Bileşenlerin seviyesi, hastalık dışında
yaş, cinsiyet, beslenme
ve yaşam tarzı gibi
faktörlerden etkilenebilir.
Son olarak, numunedeki hangi bileşenlerin
hastanın vücudunda üretildiğini
ve hangilerinin testten kısa bir süre önce
çevreden solunduğunu
ayırt etme durumu var.
Bu zorluklar nedeniyle nefes analizi
henüz tam olarak hazır değil.
Ancak akciğer, kolon
ve diğer kanserler üzerinde yapılan
ön klinik çalışmaların
umut verici sonuçları olmuştur.
Bir gün kanseri erkenden yakalamak
nefes alıp vermek kadar kolay olabilir.