Der Fingerabdruck des Atems

4. April 2013, 13:38
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Forscher fanden heraus, dass jeder Mensch einen eigenen "Atemabdruck" aufweist, was neue diagnostische Möglichkeiten eröffnet

Zürich - In der Traditionellen Chinesischen Medizin  werden bereits seit Jahrhunderten aus dem Geruch des Atems eines Patienten Schlüsse zu dessen Gesundheitszustand gezogen. Schweizer Wissenschaftlern gelang es nun, in einer Studie mit elf Versuchspersonen die Atemanalyse zu objektivieren. Die Forscher fanden heraus, dass sich der Atem bezüglich der darin enthaltenen flüchtigen Komponenten – in der Regel Stoffwechselprodukte – individuell unterscheidet: Jeder Mensch hat einen charakteristischen "Fingerabdruck des Atems", was die Forscher englisch als "Breath-Print" bezeichnen.

Stabiles Muster

Mit regelmässigen Messungen während elf Tagen konnten die Forscher aufzeigen, dass das individuelle Atemmuster konstant bleibt. "Wir haben zwar geringe zeitliche Schwankungen im Tagesverlauf gesehen, das individuelle Muster bleibt jedoch konstant genug, damit es für die medizinische Anwendung brauchbar ist", erklärt Forscher Pablo Martinez-Lozano Sinues.

Für die Messungen haben Zenobi und seine Kollegen handelsübliche Massenspektrometer umgebaut. So konnten die Versuchspersonen über ein Mundstück direkt in das Analysegerät atmen. Die Forscher erhielten auf diese Weise Hinweise auf etwa hundert Atem-Komponenten. Identifizieren konnten die Forscher beispielsweise Aceton, ein Abbauprodukt des Zuckerstoffwechsels. Von den meisten anderen Stoffen, die sie im Atem finden konnten, wissen die Wissenschaftler noch nicht, um welche Verbindungen es sich handelt. In weiterer Forschungsarbeit müssen sie die Moleküle identifizieren.

Fingerabdrücke von Krankheiten

Als Nächstes werden die Chemiker versuchen, nicht nur persönliche Fingerabdrücke des Atems einzelner Personen zu ermitteln, sondern mit derselben Technik charakteristische Fingerabdrücke von Krankheiten zu erkennen. "Wenn wir bei Patienten mit einer bestimmten Lungenkrankheit ein übereinstimmendes Muster finden, können wir damit eine Diagnosemöglichkeit entwickeln", erklärt Sinues. Bei Lungenkrankheiten erwarten die Wissenschaftler am ehesten sogenannte Biomarker im Atem zu detektieren. Daher stehen diese Krankheiten zunächst im Zentrum der Forschungsaktivitäten. Die Methode könnte in Zukunft aber auch auf weitere Krankheiten ausgeweitet werden.

Obwohl die Bedeutung der Atemanalyse für die medizinische Diagnostik bekannt ist, wurde sie in der Schulmedizin nur selten angewandt. "Ein Grund dafür ist, dass mit den meisten bisherigen Methoden nur wenige Substanzen untersucht werden konnten", sagt Sinues. Ein Vorteil hingegen ist, dass der Atem-Fingerabdruck innerhalb von Sekunden nach der Beprobung vorliegt. Außerdem ist die Atemanalyse im Gegensatz zu Blutbefunden nicht-invasiv, was sie für den Patienten angenehmer macht.

Anwendung in der Praxis?

"Unser Ziel ist, die Atemanalyse auf dieselbe Ebene zu bringen wie die etablierten Blut- und Urin-Untersuchungen", sagt Malcolm Kohler, der an der Forschungsarbeit beteiligt war. Regelmässige Atemproben würden sich beispielsweise auch als Frühwarnsystem für gesunde Personen mit einem bekannten Krankheitsrisiko eignen. Auch könnte man den Fortschritt und die Nebenwirkungen einer Therapie überwachen.

Damit sich die Methode in der Klinik durchsetzen kann, müssen die Instrumente verbessert werden. Die für die Analyse verwendeten, präzisen Massenspektrometer füllen derzeit noch ganze Labors. Zenobi: "Wenn kleine, tragbare Geräte, die es schon gibt, in Zukunft leistungsfähiger werden, könnten diese auch in Arztpraxen eingesetzt werden." (red, derStandard.at, 4.4.2013)

  • Schweizer Forscher fanden heraus, dass jeder Mensch einen einen spezifischen "Atemabdruck" hat. Die Atemanalyse könnte künftig zur Krankheits-Diagnose eingesetzt werden
    foto: dpa-oliver-berg

    Schweizer Forscher fanden heraus, dass jeder Mensch einen einen spezifischen "Atemabdruck" hat. Die Atemanalyse könnte künftig zur Krankheits-Diagnose eingesetzt werden

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