Пупок может оказаться не просто местом, где скапливаются отмершие клетки кожи, кожный жир, пот и питающиеся ими бактерии. Ученые обнаружили, что образующаяся там смесь химических веществ может содержать информацию о состоянии здоровья человека.
В небольшом экспериментальном исследовании специалисты смогли по химическому составу запаха различить группы здоровых людей и участников с болезнью Паркинсона, легкими когнитивными нарушениями или коронавирусной инфекцией.
В исследовании участвовали всего 24 человека — по шесть в каждой группе, поэтому говорить о готовом диагностическом методе пока рано. Однако результаты показали, что запах тела действительно может стать источником информации для будущих неинвазивных тестов.
Человеческий организм постоянно выделяет летучие органические соединения — небольшие углеродсодержащие молекулы, которые легко испаряются. Они попадают во внешнюю среду вместе с потом, дыханием, мочой, слюной и кожным жиром и образуются в ходе обычных процессов обмена веществ.
При этом набор таких соединений может меняться. На запах влияют пища и лекарства, но свой химический след способны оставлять и заболевания.
Один из наиболее известных примеров связан с болезнью Паркинсона. Джой Милн в свое время заметила необычный мускусный запах у своего мужа за несколько лет до того, как ему поставили диагноз. Это заставило исследователей задуматься: можно ли создать прибор, который будет распознавать связанные с болезнями запахи достаточно надежно для диагностики?
Команда под руководством специалиста по сенсорным технологиям Торстена Граунке из Института интегральных схем Фраунгофера решила проверить эту идею с помощью лазерной фотоакустической спектроскопии.
Образцы брали из трех мест: передней части носовой полости, ушной раковины и пупка. Эти участки выбрали потому, что они меньше подвергаются воздействию духов, мыла и других внешних веществ.
Каждый участок примерно десять секунд протирали стерильной ватной палочкой. Затем образцы герметично упаковывали, замораживали и позже исследовали в лаборатории.
При анализе палочки помещали в специальный держатель и продували очень чистым искусственным воздухом. Летучие вещества переходили в воздух и попадали в лазерный спектрометр.
Разные молекулы по-разному поглощают инфракрасное излучение. После поглощения света окружающий газ немного нагревается и расширяется, создавая крошечные звуковые волны. Чувствительный прибор регистрирует их, позволяя построить своеобразный химический «отпечаток» запаха каждого образца.
После этого исследователи сравнили полученные спектры статистическими методами и проверили, группируются ли образцы людей с одинаковыми диагнозами.
И различия действительно обнаружились.
Наиболее заметными они оказались в образцах из носа и пупка. Особенно четкие групповые особенности показали образцы из пупка. Сильнее всего различались здоровые участники и люди с легкими когнитивными нарушениями. Образцы людей с болезнью Паркинсона и коронавирусной инфекцией располагались между ними и частично перекрывались.
Ученым удалось провести и небольшую дополнительную проверку. Через две недели они получили образцы еще от трех людей с болезнью Паркинсона. При добавлении этих данных в анализ новые образцы сгруппировались вместе с первоначальной группой пациентов с этим заболеванием.
Исследователи подчеркивают, что три человека — слишком мало для уверенных выводов. Тем не менее результат позволяет предположить, что найденная закономерность могла быть не случайной особенностью конкретных людей или конкретного дня взятия образцов.
Интересно и то, что для такого анализа, возможно, не понадобится сложное оборудование, способное исследовать широкий диапазон инфракрасного излучения. Ученые обнаружили, что всего пять отдельных длин волн позволяли разделять группы почти так же хорошо, как наиболее информативный широкий участок спектра.
Если результат подтвердится, будущие приборы смогут быть меньше, проще и дешевле использованной в эксперименте установки.
Однако у исследования есть серьезные ограничения. Главное из них — всего 24 участника. Этого достаточно для предварительной проверки идеи, но недостаточно, чтобы утверждать, что запах из пупка действительно способен использоваться для диагностики заболеваний.
Есть и проблема возраста. Он тоже был связан с различиями в химических спектрах, а в небольшой группе возраст участников слишком тесно совпадал с их диагнозами. Поэтому ученые пока не могут определить, какая часть различий связана с заболеванием, а какая — просто со старением. Для этого понадобятся более крупные исследования с группами сопоставимого возраста.
Кроме того, эксперимент проводился в строго контролируемых лабораторных условиях. В обычной жизни на химический состав запаха могут влиять мыло, духи, особенности гигиены и загрязняющие вещества из окружающей среды.
Поэтому превращать запах из пупка в медицинский тест пока явно рано. Но исследование показывает, что незаметная смесь веществ, которую человеческий организм постоянно выделяет в окружающую среду, потенциально может хранить значительно больше информации о здоровье, чем кажется.
Работа опубликована в журнале Scientific Reports.
