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.