Диагностика болезней по запаху
Болезни можно определять по запаху. Это известно со времен Гиппократа. Но как провести диагностику максимально быстро и точно? Ответ лежит в области терагерцовой спектроскопии высокого разрешения. О том, что это такое и каких успехов в разработке данного метода достигли нижегородские ученые, рассказывает к. ф.-м. н., зав. отделом терагерцовой спектрометрии Института физики микроструктур РАН Владимир Вакс.
– Выдыхаемый человеком воздух или запах тканей представляют собой классическую многокомпонентную газовую смесь, которая насчитывает около 3,5 тыс. различных газов. Как правило, в ее составе тяжелые органические молекулы с низкими концентрациями. В таком ансамбле могут быть обнаружены частицы, специфические для того или иного заболевания. «Каждая болезнь имеет свой запах», – сказал отец медицины Гиппократ, предсказав появление одного из перспективных направлений в современной медицинской диагностике. Проект, в рамках которого оно развивается во всем мире, стартовал в 2004 году в Канаде и получил название Human metabolome project – Проект метаболома человека (метаболомика изучает химические процессы, в которые вовлечены метаболиты, то есть продукты обмена веществ в живом организме. – Ред.).
Создание карты метаболома – задача чуть менее популярная, чем расшифровка генома, но не менее важная. Решив ее, мы узнаем метаболический паспорт человека, который представляет все химические процессы и промежуточные стадии химических реакций, происходящих в тканях, клетках и так далее. Это знание существенно облегчит диагностику и лечение заболеваний. Согласно последним данным в человеческом организме выявлено около 2,5 тыс. метаболитов, 1,2 тыс. лекарственных препаратов и 3,5 тыс. пищевых компонентов. Цифры эти не окончательные, новые вещества открываются постоянно, но даже имеющихся сведений достаточно для того, чтобы по составу выдыхаемого воздуха диагностировать большое количество заболеваний, в том числе онкологию и даже болезнь Альцгеймера на ранней стадии.
Одним из первых исследователей выдыхаемого воздуха был живший в XVIII веке французский естествоиспытатель, основатель современной химии Антуан Лоран Лавуазье. Вместе с другим выдающимся французским ученым Пьером Симоном Лапласом он в 1784 году обнаружил углекислый газ в выдохе свиньи. Тот факт, что дышащие кислородом живые существа выдыхают углекислоту, произвел революцию в науке. А уже в середине XIX века немецкий изобретатель Небельсау сконструировал первый прибор, позволяющий регистрировать наличие ацетона в выдохе и таким образом диагностировать диабет. Примерно в то же время английский доктор Фрэнсис Ансти придумал способ определения концентрации алкоголя в крови по запаху.
В настоящее время исследования в области диагностики состояния организма по выдыхаемому воздуху очень популярны во всем мире. На эту тему проводятся конференции и семинары, выпускаются журналы. В США и странах Европы приборы, позволяющие проводить анализ выдоха и ставить диагноз, активно внедряются в практику, а доктора имеют соответствующую квалификацию. В России этого пока не происходит, хотя отдельные попытки предпринимаются. Научная база, позволяющая в перспективе внедрить данную технологию в отечественное массовое здравоохранение, существует.
