به گزارش تابناک؛ ترکیبات آلی فرار (VOCs) که مدام از سطح پوست برمی‌خیزند و در هوا پراکنده می‌شوند، پیام‌های شیمیایی گویایی از دگرگونی‌های متابولیک و فیزیولوژیک درون اندام‌ها در خود پنهان کرده‌اند.
پژوهشگران دانشگاه فنی درسدن (Dresden University of Technology) همراه با متخصصان موسسه فرانهوفر (Fraunhofer Institute) در آلمان، برای سنجش دقیق این نشانه‌ها سراغ سه بخش از بدن رفتند که به ندرت در کانون آزمایش‌های بالینی معمول قرار می‌گیرند: مجرای گوش، حفره بینی و فرورفتگی ناف. آن‌ها با سواپ‌های پنبه‌ای از ترشحات این سه ناحیه در ۲۴ داوطلب نمونه‌برداری کردند؛ گروهی که شامل افراد سالم، مبتلایان به کووید-۱۹، افراد مبتلا به اختلال شناختی خفیف و بیماران درگیر پارکینسون بود.
ردپای صوتی مولکول‌های بو زیر تابش پرتوهای لیزر
بررسی امکان تشخیص پارکینسون از بوی ناف بر پایه روشی حساس به نام طیف‌سنجی فوتوآکوستیک لیزری (Laser-based photoacoustic spectroscopy) شکل گرفت. در این سازوکار آزمایشگاهی، پرتو لیزر مستقیماً به توده هوای پیرامون نمونه ساطع می‌شود. به محض برخورد نور، مولکول‌های فرار بوی پوست انرژی تابش را جذب می‌کنند و در کسری از ثانیه منبسط می‌شوند. همین انبساط و انقباض موضعی، امواج صوتی بسیار ظریفی به وجود می‌آورد که میکروفون‌ها و حسگرهای ارتعاشی پردقت آن‌ها را ثبت می‌کنند. از آنجا که هر دسته از ترکیبات شیمیایی فرکانس صوتی ویژه‌ای تولید می‌کند، این روش به محققان امکان داد اثر انگشت صوتی مشخصی از بار شیمیایی هوای اطراف پوست ثبت کنند.
بیشتر بخوانید
چه چیزی باعث بیماری پارکینسون می شود؟
چه ورزش‌هایی برای مبتلایان به پارکینسون مفید است؟
پردازش الگوهای طیفی به دست آمده، داوطلبان را در چهار خوشه مجزا قرار داد. در این میان، سواب‌های گرفته‌شده از بینی و فرورفتگی ناف شفاف‌ترین پاسخ‌ها را ثبت کردند؛ در حالی که نمونه‌های مجرای گوش سیگنال‌های پراکنده و ناواضح‌تری داشتند. البته در داده‌های نخستین، مرز میان برخی گروه‌ها هم‌پوشانی اندکی نشان می‌داد. دانشمندان برای اعتبارسنجی یافته‌های خود سه نمونه تازه از بیماران مبتلا به پارکینسون را وارد چرخه آزمایش کردند. هر سه نمونه بی هیچ انحرافی دقیقاً در خوشه ویژه پارکینسون نشستند؛ نشانه‌ای روشن از اینکه داده‌های قبلی پیامد تصادف آماری نبوده‌اند.
با وجود روشنی این الگوها، تفسیر نتایج نیازمند احتیاط بالینی است، زیرا بیماری‌های تخریب‌کننده اعصاب نظیر پارکینسون و زوال شناختی اغلب در سنین بالا بروز پیدا می‌کنند. از این رو این پرسش مطرح است که آیا دستگاه در حال ثبت نشانه‌های ویژه بیماری است یا صرفاً ردپای متابولیک فرآیند کهولت سن و تحلیل عمومی سلول‌ها را شناسایی می‌کند. حجم نمونه محدود ۲۴ نفره نیز اجازه نتیجه‌گیری قطعی را نمی‌دهد و تعمیم این روش به غربالگری‌های گسترده بیمارستانی به کارآزمایی‌هایی با جامعه آماری صدها نفره نیاز دارد.
مقایسه بازدهی نواحی نمونه‌برداری در طیف‌سنجی فوتوآکوستیک
تفاوت ترشحات پوست در بخش‌های مختلف تنه، نقش چشمگیری در دقت خوانش دستگاه‌های بویایی اپتیکال دارد.
ماجرای زنی که بوی تغییرات زیستی را پیش از پزشکان شنید
تلاش برای تشخیص بیماری‌ها از روی رایحه ترشحات تن و پوست پشتوانه‌ای تجربی دارد. سال‌ها پژوهش روی سگ‌های آموزش‌دیده نشان داد دستگاه بویایی این پستانداران با داشتن ۳۰۰ میلیون گیرنده بویایی قادر است نشانه‌های بیماری‌های متابولیک را خیلی زود تشخیص دهد.
توجه پژوهشگران بالینی به بوی ویژه پارکینسون پس از مورد عجیب جوی میلن (Joy Milne)، پرستار بازنشسته اسکاتلندی جلب شد. او سال‌ها پیش از بروز هر نشانه حرکتی نظیر لرزش دست یا سفتی عضلانی در همسرش لس (Les)، متوجه رایحه‌ای تند شبیه بوی مشک در حوالی پشت گردن او شده بود؛ بویی نامتعارف که با حمام کردن از میان نمی‌رفت.
شش سال پس از این مشاهده، ابتلای همسر او به پارکینسون رسماً تایید شد. شگفتی زمانی رخ داد که جوی در جلسات انجمن حمایتی بیماران پارکینسون متوجه شد همان بوی مشک غلیظ از دیگر بیماران حاضر در جلسه نیز به مشام می‌رسد. در آزمایش معروفی که بعداً دانشگاه ادینبرو برای راستی‌آزمایی حس او ترتیب داد، به او دوازده پیراهن پوشیده‌شده دادند که شش عدد متعلق به مبتلایان قطعی و شش پیراهن مربوط به افراد تندرست بود. او یازده پیراهن را بی‌نقص تشخیص داد و روی یکی از نمونه‌های گروه کنترل برچسب پارکینسون زد. پژوهشگران گمان کردند او اشتباه کرده است، اما هشت ماه بعد، همان فرد داوطلب که جزو گروه کنترل سالم بود به پارکینسون مبتلا شد.
شیمی‌دانان با راهنمایی جوی میلن دریافتند مولکول‌های فراری همچون پریل‌آلدئید (Perillaldehyde) و ایکوزان (Eicosane) در ایجاد این بوی مشک‌مانند نقش اصلی را دارند. از آنجا که افرادی با چنین حساسیت بویایی نایاب هستند، دانشمندان تلاش می‌کنند با تکیه بر حسگرهای لیزری و هوش مصنوعی این مهارت انسانی را در قالب دستگاه‌های آزمایشگاهی استاندارد پیاده کنند.
چرا نارسایی‌های مغزی بوی ناف و بینی را دگرگون می‌کنند
دلیل دگرگونی بوی پوست در جریان بیماری‌های عصبی پیش‌رونده، به کانون‌های کنترل چربی پوست در مغز برمی‌گردد. در پارکینسون، تحلیل رفتن نورون‌های دوپامینرژیک در ساقه مغز سامانه‌های تنظیم‌کننده خودمختار را دچار آشفتگی می‌کند. این اختلال باعث تحریک غدد چربی و ترشح بیش از اندازه سبوم (Sebum) می‌شود؛ پدیده‌ای که در درماتولوژی به آن درماتیت سبورئیک (Seborrheic dermatitis) می‌گویند و از اولین نشانه‌های پنهان پارکینسون به شمار می‌آید.
ناف به دلیل ریخت‌شناسی بسته و عمیق خود، محلی ایده‌آل برای به دام افتادن این حجم بالای سبوم و چربی‌های غددی است. باکتری‌های فلور هم‌زیست پوست مانند گونه‌های کورینه‌باکتریوم (Corynebacterium) این تری‌گلیسریدها را تجزیه می‌کنند و اسیدهای چرب آزاد و ترکیبات فرار گوناگون به وجود می‌آورند. در نتیجه، این فرورفتگی کوچک به مخزنی متمرکز از بوهای متابولیک تبدیل می‌شود که وضعیت بیوشیمیایی دستگاه عصبی را منعکس می‌کند.
توسعه روش‌های غیرتهاجمی بویایی می‌تواند مسیر دشوار تشخیص زودهنگام پارکینسون را تغییر دهد. در حال حاضر این بیماری زمانی شناسایی می‌شود که بیش از نیمی از سلول‌های تولیدکننده دوپامین در ماده سیاه مغز (Substantia nigra) از دست رفته‌اند. تحلیل ترشحات ناف و مجرای تنفسی با ابزارهای اپتیکال شاید سال‌ها پیش از آغاز اختلالات حرکتی، دریچه‌ای برای مداخله دارویی و نجات سلول‌های عصبی باز کند.
منبع: یک پزشک
