به گزارش شهرآرانیوز، بدن انسان دائماً از طریق عرق، نفس و سایر ترشحات، ابری از مواد شیمیایی فرار منتشر می‌کند. این بو‌ها چیزی بیش از ویژگی‌های عجیب بهداشتی را نشان می‌دهند. آنها می‌توانند تغییرات پنهان در متابولیسم را آشکار کنند، گاهی اوقات سال‌ها قبل از اینکه یک بیماری علائم ظاهری خود را نشان دهد.
داستانی که این ایده را مورد توجه قرار داد، داستان جوی میلن، یک پرستار بازنشسته اسکاتلندی با ویژگی هایپراوسمی ارثی یا حس بویایی غیرمعمول و قدرتمند است. در دهه ۱۹۸۰، او متوجه شد که شوهرش مدت‌ها قبل از اینکه پزشکان بیماری پارکینسون را در او تشخیص دهند، بوی جدیدی در بدنش ایجاد کرده است. سال‌ها بعد، هنگام شرکت در یک گروه حمایتی، متوجه شد که سایر بیماران پارکینسون نیز همین بو را دارند.
دانشمندان در ابتدا ادعا‌های او را به عنوان خیال‌پردازی رد کردند. اما در سال ۲۰۱۲، میلن در آزمایشی با محققان دانشگاه ادینبورگ شرکت کرد. او ۱۲ تی‌شرت، شش تی‌شرت از بیماران پارکینسون و شش تی‌شرت از افراد سالم را بو کرد. او هر شش بیمار را به درستی شناسایی کرد و همچنین یک داوطلب «سالم» را که کمتر از یک سال بعد تشخیص داده شد، علامت‌گذاری کرد. این نتیجه قابل توجه دانشمندان را متقاعد کرد که بو را به عنوان یک ابزار تشخیصی بررسی کنند.
بیماری‌ها و بو‌های متمایز آنها
در حال حاضر نمونه‌هایی از بیماری‌هایی با بو‌های قابل تشخیص وجود دارد.
دیابت در طول هیپوگلیسمی می‌تواند به دلیل تجمع کتون، بوی میوه‌ای و «سیب گندیده» در نفس ایجاد کند.
بیماری کبد ممکن است باعث ایجاد بو‌های گوگردی یا چیز‌های کپک‌زده شود.
بیماری کلیه می‌تواند منجر به تنفس آمونیاک مانند یا بوی ماهی شود.
بیماری‌های عفونی نیز نشانه‌هایی دارند: وبا یا کلستریدیوم دیفیسیل می‌توانند بوی مدفوع را شیرین کنند. سل می‌تواند باعث ایجاد بویی شبیه به نوشیدنی تخمیری کهنه در نفس و پوستی شبیه به مقوای خیس شود.
اکثر مردم نمی‌توانند آگاهانه این تغییرات ظریف را تشخیص دهند، اما سگ‌ها می‌توانند. سگ‌ها با حس بویایی هزاران برابر حساس‌تر از حس بویایی ما، برای تشخیص سرطان‌های پروستات، تخمدان، ریه، مثانه و سینه آموزش دیده‌اند و اغلب میزان موفقیت آنها بالای ۹۰٪ است. آنها همچنین می‌توانند مالاریا، پارکینسون، دیابت را شناسایی کنند و حتی تشنج‌های صرعی را پیش‌بینی کنند. با این حال، آموزش زمان‌بر است و همه سگ‌ها برای این کار مناسب نیستند.
چالش محققان، بازتولید کاری است که سگ‌ها و افراد نادری مانند میلن می‌توانند به روشی سیستماتیک و قابل اعتماد انجام دهند. پردیتا باران، شیمیدان، که اکنون در دانشگاه منچستر است، رهبری این کار را بر عهده داشته است. او از کروماتوگرافی گازی-طیف‌سنجی جرمی (GC-MS) برای تجزیه و تحلیل سبوم، ماده روغنی ترشح شده توسط پوست، استفاده می‌کند. از تقریباً ۲۵۰۰۰ ترکیب طبیعی، حدود ۳۰۰۰ ترکیب در بیماران پارکینسون به طور متفاوتی تنظیم می‌شوند. تیم او این تعداد را به حدود ۳۰ نشانگر ثابت محدود کرده است.
بسیاری از این ترکیبات لیپید‌ها (چربی‌ها) و اسید‌های چرب با زنجیره بلند هستند. متابولیسم غیرطبیعی لیپید یکی از ویژگی‌های شناخته‌شده پارکینسون است. به نظر می‌رسد سلول‌های بیماران در انتقال اسید‌های چرب به میتوکندری یعنی کارخانه‌های انرژی سلول مشکل دارند. در نتیجه، لیپید‌های اضافی در گردش خون گردش می‌کنند و برخی از آنها از طریق پوست ترشح می‌شوند و بوی مشخصی ایجاد می‌کنند.
گروه بارن در حال توسعه یک آزمایش سواب پوستی غیرتهاجمی است که می‌تواند پارکینسون را زودتر از معاینات عصبی فعلی تشخیص دهد، که اغلب سال‌ها از اولین علائم تا تشخیص طول می‌کشد.
چرا بو‌ها در بیماری تغییر می‌کنند
این ارتباط در ترکیبات آلی فرار (VOCs) نهفته است یعنی مولکول‌های کوچکی که به راحتی در دمای اتاق تبخیر می‌شوند. VOCها محصولات جانبی متابولیسم هستند. هنگامی که بیماری، عفونت یا آسیب، متابولیسم را مختل می‌کند، ترکیب VOCها تغییر می‌کند و به طور نامحسوسی بوی بدن را تغییر می‌دهد.
بروس کیمبال، بوم‌شناس شیمیایی در مرکز حواس شیمیایی مونل در فیلادلفیا، می‌گوید به ندرت می‌توان تغییرات بوی متمایزی را بین حالت‌های سالم و بیمار یافت. گروه او عفونت‌ها، سرطان‌ها و هاری را در میان موارد دیگر مطالعه کرده است. بسیاری از این تغییرات VOC برای بینی انسان بسیار ضعیف هستند، اما می‌توانند توسط حیوانات یا ابزار‌های حساس تشخیص داده شوند.
آسیب مغزی، مالاریا و نمونه‌های دیگر
تیم کیمبال دریافت که موش‌های دارای ضربه مغزی، بوی مشخصی تولید می‌کنند که توسط موش‌های دیگر قابل تشخیص است. در مطالعات انسانی، کتون‌های خاصی در عرض چند ساعت پس از ضربه مغزی در ادرار ظاهر شدند که شاید با جستجوی منابع انرژی جایگزین در طول بهبودی توسط مغز مرتبط باشد. کتون‌ها به داشتن اثرات محافظت عصبی شناخته شده‌اند.
در سال ۲۰۱۸، دانشمندانی که کودکان را در کنیا مطالعه می‌کردند، کشف کردند که افراد آلوده بوی میوه‌ای و علفی جذابی برای پشه‌ها منتشر می‌کنند. مولکول‌های مسئول، آلدئید‌هایی مانند هپتانال، اوکتانال و نونانال بودند. محققان امیدوارند از این بو برای ایجاد تله‌های پشه یا توسعه آزمایش‌های تشخیصی تقلید کنند.
آندریاس مرشین، فیزیکدان و از بنیانگذاران RealNose.ai، در حال کار بر روی یک «بینی» مصنوعی برای تشخیص سرطان پروستات است. این دستگاه از گیرنده‌های بویایی واقعی انسان که از سلول‌های بنیادی رشد کرده‌اند، همراه با یادگیری ماشینی برای تجزیه و تحلیل الگو‌های فعال‌سازی استفاده می‌کند. مرشین استدلال می‌کند که نشانه‌های بیماری نه به عنوان فهرستی از مواد شیمیایی، بلکه به عنوان الگو‌های فعال‌سازی حسی، شبیه به نحوه پردازش بو‌ها توسط مغز، بهتر درک می‌شوند.
به سوی بینی‌های مصنوعی
رویایی که برای محققان وجود دارد رسیدن به یک ابزار تشخیصی قابل حمل یعنی یک سواب یا دستگاه تنفس یا دستگاه دستی است که قادر به تشخیص بیماری از طریق بو قبل از بروز علائم باشد. صنایع غذایی و عطر در حال حاضر برای تجزیه و تحلیل عطر‌ها به GC-MS متکی هستند. علم پزشکی با نقشه‌برداری از پروفایل‌های VOC مرتبط با بیماری‌ها در حال پیشرفت است.
بینی‌های مصنوعی با چالش‌هایی رو‌به‌رو هستند VOCها تحت تأثیر رژیم غذایی، محیط و حتی عطر‌ها قرار می‌گیرند. با این حال، پتانسیل بسیار زیادی دارد. تشخیص سرطان پروستات بدون بیوپسی‌های تهاجمی، تشخیص پارکینسون سال‌ها قبل یا شناسایی فوری ضربه مغزی در زمین ورزش می‌تواند پزشکی را متحول کند.
عنصر انسانی
میلن، که اکنون در دهه هفتاد زندگی خود است، با تیم بارن همکاری می‌کند، اگرچه نقش او محدود است، او فقط می‌تواند حدود ۱۰ نمونه در روز را آزمایش کند و بار عاطفی آن زیاد است. با این حال، توانایی غیرمعمول او موجی از تحقیقات را تسریع کرده است. برای او، این کار میراثی برای همسر مرحومش است، که بوی او برای اولین بار پتانسیل پنهان بو را به عنوان تشخیص آشکار کرد.
بارن درس وسیع‌تری را می‌بیند و آن این است که مردم باید به مشاهدات مربوط به بو‌های غیرمعمول یا سایر تغییرات ظریف بدنی در خود یا عزیزانشان اعتماد کنند. بسیاری از پیشرفت‌های پزشکی با جدی گرفتن مشاهدات معمولی آغاز می‌شوند.
در مجموع بوی بدن، که زمانی به عنوان یک مزاحمت بی‌اهمیت نادیده گرفته می‌شد، به عنوان یک سیگنال تشخیصی قدرتمند در حال ظهور است. از پارکینسون گرفته تا مالاریا، ضربه مغزی تا سرطان، بیماری‌ها اثر انگشت شیمیایی از خود به جا می‌گذارند که می‌توان آنها را توسط بوشناسان فوق‌العاده، سگ‌های آموزش‌دیده یا بینی‌های مصنوعی تشخیص داد. چالش اکنون تبدیل این دانش به آزمایش‌های قابل اعتماد و در دسترس است که می‌تواند سال‌ها قبل از بروز علائم، جان انسان‌ها را نجات دهد.