Considerat adesea un simplu spațiu anatomic în care se adună scame și celule moarte, buricul ascunde un microclimat chimic mult mai complex. În această adâncitură ferită a abdomenului, sebumul, transpirația și bacteriile rezidente produc o combinație densă de compuși volatili. Oamenii de știință au descoperit acum că această amprentă olfactivă poate deveni o sursă neașteptată de informații despre sănătatea întregului organism.
Totul pornește de la un studiu mic, de validare a conceptului, publicat în jurnalul științific Scientific Reports. Cercetătorii au descoperit că profilurile chimice ale probelor luate din buric pot face distincția între grupuri de persoane sănătoase și grupuri de persoane cu boala Parkinson, cu tulburări cognitive ușoare sau cu COVID-19.
Studiul a avut doar 24 de participanți. Cu toate acestea, a identificat un posibil nou instrument de diagnostic neinvaziv care merită explorat: efluviul complex pe care corpul uman îl produce în fiecare etapă a vieții.
„Corpul emite anumite mirosuri – provenite din sebumul pielii sau din transpirație – care servesc drept semne de avertizare pentru diagnosticarea precoce”, a scris echipa din care face parte și Thorsten Graunke, cercetător în domeniul senzorilor la Institutul Fraunhofer pentru Circuite Integrate IIS din Germania.
Bolile își lasă amprenta în mirosul corpului
Oamenii nu sunt sisteme inerte, izolate perfect în propriul corp. Cu toții emanăm permanent Substanțe chimice pe bază de carbon care se evaporă foarte ușor la temperatura camerei. În organism, sunt produși reziduali ai metabolismului celular, eliberați prin transpirație, sebum sau respirație. (COV). Aceștia sunt molecule minuscule care conțin carbon și se evaporă ușor în contact cu aerul.
COV-urile ajung în mediul exterior pe numeroase căi, ca parte a proceselor metabolice normale: prin transpirație, respirație, urină, salivă și uleiurile pielii. Profilul lor exact poate însă varia. Alimentația sau medicamentele pot face ca transpirația, respirația ori urina să miroasă cu totul altfel.
Iar bolile își pot lăsa și ele amprenta în mirosul unui om.
Cazul bolii Parkinson este cel mai grăitor. Într-un caz devenit celebru, o femeie pe nume Joy Milne a descoperit că putea simți mirosul acestei afecțiuni. Ea a observat pentru prima dată un miros ciudat, de mosc, la soțul ei, cu ani înainte ca acesta să fie diagnosticat.
De aici apare, firesc, o întrebare. Ar putea oamenii de știință să construiască un instrument care să detecteze mirosurile bolilor suficient de fiabil încât să ajute la diagnosticarea lor?
Un miros transformat în sunet
Pentru a afla răspunsul, Graunke și colegii săi au apelat la o tehnică de analiză a gazelor numită Tehnică de analiză în care o probă de gaz absoarbe pulsuri de lumină laser, se încălzește și se dilată rapid, generând mici unde de presiune acustice (sunet). Intensitatea sunetului trădează compoziția chimică exactă a probei. bazată pe laser. Au ales și câteva zone ale corpului care puteau fi deosebit de „mature”.
„Tampoanele prelevate din partea anterioară a cavității nazale, din buric și din Adâncitura curbată din centrul pavilionului urechii externe, chiar la intrarea în canalul auditiv. Fiind o zonă anatomică adăpostită, reține secreții biologice mai puțin contaminate de săpun sau parfum. sunt mai puțin expuse la parfum, săpun și alți factori”, au explicat cercetătorii. Din acest motiv, au adăugat ei, zonele respective sunt „o sursă ușor accesibilă de Totalitatea moleculelor și compușilor organici volatili pe care îi emană un organism prin piele, respirație sau fluide biologice. Reprezintă, practic, o „amprentă” chimică și metabolică unică a corpului. al mirosului corporal uman”.
Echipa a recrutat 24 de participanți: șase cu boala Parkinson, șase cu tulburări cognitive ușoare, șase cu COVID-19 și șase persoane sănătoase în grupul de control.
Fiecărui participant i s-au prelevat probe din trei locuri: din interiorul nasului, din jurul conchei urechii și din buric. Fiecare prelevare a durat aproximativ 10 secunde și s-a făcut cu un tampon de bumbac steril. Probele au fost apoi sigilate și congelate până la analiză.
A urmat pasul în care compușii volatili au fost puși în contact cu lumina laserului.
Pentru a capta „buchetul” fiecărei persoane, cercetătorii au pus tampoanele într-un suport special conceput. Apoi au trecut peste ele un curent de aer sintetic foarte purificat. Aerul a dispersat COV-urile deasupra tamponului și în spectrometrul fotoacustic cu laser.
Când COV-urile absorb lumina laserului în infraroșu, energia absorbită încălzește gazul din jur, iar acesta se dilată. Molecule diferite absorb lumina infraroșie mai puternic la lungimi de undă diferite. Procesul generează mici unde de presiune, adică sunet, pe care un detector extrem de sensibil le poate capta.
Cu cât sunetul este mai puternic la o anumită lungime de undă, cu atât proba absoarbe mai intens lumina laserului. Așa se vede la ce lungimi de undă absoarbe cel mai puternic amestecul de COV-uri din probă.
Cercetătorii au scanat cu laserul o întreagă gamă de lungimi de undă. Astfel au putut construi o amprentă spectrală a amestecului complex de substanțe chimice emanate de fiecare tampon.
Au folosit apoi o tehnică statistică numită Metodă statistică avansată care simplifică volume uriașe de date, reducând sute de variabile la câteva tipare esențiale pentru a evidenția rapid asemănările și diferențele dintre pacienți. pentru a căuta tipare în aceste amprente. Voiau să afle dacă probele de la persoanele cu aceeași afecțiune tindeau să semene între ele.
Și chiar tindeau.
De ce tocmai nasul și buricul au oferit cele mai clare semnale
Cele mai clare diferențe au apărut la probele prelevate din nas și din buric.
Probele din buric, în special, au produs tipare distincte la nivel de grup. Separarea cea mai puternică a apărut între participanții sănătoși și cei cu Stadiu de tranziție între declinul normal al memoriei cauzat de îmbătrânire și debutul unei demențe. Persoana prezintă scăderi măsurabile ale atenției sau memoriei, dar își păstrează autonomia în viața de zi cu zi.. Probele de la pacienții cu boala Parkinson și de la cei cu COVID-19 s-au situat între acestea, cu o oarecare suprapunere.
Cercetătorii au avut chiar ocazia să verifice dacă unul dintre aceste tipare se menține în timp. La două săptămâni după măsurătorile inițiale, au colectat probe de la încă trei persoane cu boala Parkinson. Când le-au adăugat la analiza existentă, noile probe s-au grupat împreună cu pacienții cu Parkinson din grupul inițial.
Pentru că a fost vorba de doar trei persoane, cercetătorii au subliniat că rezultatul este preliminar. Totuși, faptul că noile probe s-au alăturat grupului inițial sugerează că tiparul nu a fost doar o întâmplare, legată de probele luate de la anumiți oameni într-o anumită zi.
Mai mult, s-ar putea ca identificarea lui să nu necesite întreaga gamă de lungimi de undă ale laserului.
Pentru analiza inițială, cercetătorii au scanat o gamă largă de lungimi de undă în infraroșu. Apoi au căutat lungimile de undă cu cele mai utile informații. Au descoperit că doar cinci lungimi de undă individuale puteau separa grupurile aproape la fel de bine ca porțiunea cea mai informativă a spectrului.
Asta înseamnă că echipamentele viitoare ar putea fi mai mici, mai puțin greoaie și mai ieftine decât aparatul complet folosit în testul inițial.
Unde se oprește certitudinea: capcanele vârstei și ale eșantionului redus
Există însă câteva rezerve destul de importante.
Prima: eșantionul este foarte mic. Pentru un studiu de validare a conceptului, dimensiunea lui e suficientă. Înseamnă însă că, în această etapă, nu se pot trage concluzii despre capacitatea buricului de a ajuta la diagnosticarea problemelor de sănătate.
Vârsta participanților reprezintă o a doua variabilă critică. Cercetătorii au constatat că vârsta a fost asociată cu diferențe în amprentele spectrale. În această cohortă mică, vârsta și diagnosticul erau însă prea strâns legate pentru ca efectele lor să poată fi separate. Cu atât de puțini participanți, nu s-a putut stabili cât din variație era asociată cu boala și cât cu vârsta. Vor fi necesare studii mai ample, cu grupuri de vârste comparabile, care să confirme că tiparele asociate cu boala persistă independent de îmbătrânire.
În plus, experimentul s-a desfășurat în condiții de laborator strict controlate. În viața de zi cu zi apar însă săpunul, parfumul, igiena personală și contaminanții din mediu. Toate acestea ar putea tulbura „apele chimice”.
Dacă aceste tipare se vor confirma în studii clinice extinse, medicina ar putea câștiga un instrument surprinzător de simplu: o metodă capabilă să detecteze pe piele semnalele subtile ale neurodegenerării cu mult înainte ca primele simptome motorii să se manifeste. Ceea ce un simț olfactiv ieșit din comun a sesizat dintr-o întâmplare fericită ar putea fi captat, în viitor, de un senzor optic calibrat pe doar câteva frecvențe invizibile.
Ce s-a mai descoperit în Știință?
Pacienți cu 5 boli diferite descriu aceleași simptome, iar un studiu recent sugerează de ce
CERN a început deconectarea Marelui Accelerator de Hadroni. Se construiește ceva și mai puternic
Punctul după care se orientează orice GPS oscilează de două ori mai puțin decât se credea
Mușchii îmbătrâniți își pierd forța dintr-un motiv pe care cercetătorii l-au trecut cu vederea
