Tiede

Hengitysilma voi paljastaa tauteja ilman ikäviä kokeita

Yhdysvalloissa on jo käytössä puhallustestejä, joilla etsitään sairauksia hengitysilmasta. Myös Suomessa tutkitaan, miten hengitystestit saataisiin toimiviksi.

”Haluaisitteko puhaltaa?”

Kysymys on tuttu rattijuopporatsioista. Jatkossa sen saattaa kuitenkin kuulla useammin lääkärin vastaanotolla.

Kehitettävänä on useita uusia diagnoosikeinoja, jotka perustuvat ulos puhallettuun hengitysilmaan.

Hengityksen tarkalla analyysilla voidaan selvittää, löytyisikö ilmasta jotain sellaista, joka yhdistyisi sairauksiin.

Hengitystestien etuja ovat helppous ja mukavuus. Niissä ei tarvita solunäytteitä tai neuloja, pussit riittävät. Aina ei tarvita niitäkään, vaan puhallus voidaan tehdä suoraan mittauslaitteeseen.

Suomessa tällaisia testejä on kliinisessä käytössä ainakin kaksi. Toisessa seulotaan vatsalaukussa elävää helikobakteeria, joka voi aiheuttaa kroonisen mahatulehduksen ja lisätä syöpäriskiä.

Toinen auttaa astmaatikkoja seuraamaan lääkityksen tehoa tarkkailemalla typpimonoksidia. Sen pitoisuudesta voidaan seurata tulehduskipulääkkeiden tehoa.

Yleisempi on helikobakteeritesti. Se alkaa puhalluksella. Sitten syödään pilleri ureaa, johon sitoutuneen hiilen isotooppi, eli hiilen tyyppi, on vaihdettu.

Jos vatsassa on helikobakteereja, ne hajottavat urean no­peasti. Silloin vaihdetulla isotoopilla varustettu hiili vapautuu verenkiertoon ja hengitykseen.

Katsomalla onko kahden hengitysnäytteen hiilipitoisuuksissa eroja voidaan päätellä, onko vatsalaukussa helikobakteeri­infektio.

Helikobakteeritesti on hyvä esimerkki paitsi menetelmän toimintatavasta myös sen rajoitteista. Nykyiset testit toimivat parhaiten kun tiedetään, mitä etsitään.

Diagnostiikan kannalta näppärin olisi toki testi, jossa tavallisesta hengitysilmasta voisi katsoa, onko jotain pielessä.

Se ei kuitenkaan onnistune ihan heti, pohtii fysikaalisen kemian dosentti Markus Metsälä. Hän kehittää hengitysanalyysejä Helsingin yliopiston kemian laitoksella.

”Hengityksestä mitattavat pitoisuudet ovat usein hyvin pieniä”, Metsälä sanoo.

Puhutaan yhdestä molekyylistä miljardia tai biljoonaa molekyyliä kohden.

”Näin pienistä pitoisuuksista katsoessa tarvitaan usein selkeä hypoteesi siitä, mistä molekyylien pitoisuus voisi johtua”, Metsälä selittää.

”Muuten ne menevät helposti satunnaisvaihtelun piiriin.”

Metsälä ottaa esimerkiksi diabeteksen hoidon. Jo vuosia on yritetty kehittää laitetta, joka osaisi päätellä hengitysilmasta sokerin määrän veressä.

Mekanismikin tiedetään periaatteessa. Mitä enemmän veressä on sokeria, sitä enemmän hengitysilmassa on asetonia.

Ongelma on kuitenkin se, että asetonin määrä hengityksessä voi vaihdella monista syistä. Verensokeri on niistä vain yksi. Siihen vaikuttavat fyysinen rasitus, hengitystapa ja useat muut tekijät.

”Verensokerin vaikutus on jossain siellä mukana, mutta sitä on kamalan vaikea erottaa muusta vaihtelusta, Metsälä selittää.

Se on harmi, sillä periaatteessa verensokerin mittaus sopisi täydellisesti hengitystestiin, jonka etuina ovat helppous, nopeus ja ikävien neulojen puute.

Hengitysilmatestejä Metsälän kanssa tehnyt yliopistotutkija, fysikaalisen kemian dosentti Olavi Vaittinen kertoo, että eräs diabeetikko kyseli häneltä toistuvasti puhelimessa tutkimuksen etenemisestä. Soittaja toivoi pääsevänsä jatkuvasta pistelystä.

”Valitettavasti minulla ei ollut hyviä uutisia. Lopulta hän kyllästyi koko aiheeseen.”

Vaittinen ei kuitenkaan kyllästynyt itse. Hän innostui hengitys­ilman testaamisesta vuonna 2005 opettaessaan laserspektroskopian kurssia.

”Mietin, mitä käytännön sovelluksia tällä voisi olla ja törmäsin hengitysilman analysointiin.”

Sitä Helsingin yliopiston fysikaalisen kemian laboratoriossa tehdään edelleen, tosin vetovastuu on siirtynyt Vaittiselta Metsälälle.

Työn alla on esimerkiksi keino, jossa hengitysilmasta pyritään selvittämään vetysyanidin pitoisuuksia infrapunalaserin avulla.

Vetysyanidia on aina hieman hengitysilmassa, mutta kohonneet pitoisuudet liittyvät voivat liittyä bakteeri-infektioihin.

Infrapunaspektroskopia on menetelmänä tarkka, mutta suurta herkkyyttä vaadittaessa voi yleensä mitata vain paria yhdistettä kerrallaan.

Myös muut menetelmät kehittyvät jatkuvasti.

Metsälän laboratorion sivupöydällä on VTT:n erikoistutkijan Albert Mannisen kehittämän uudenlaisen isotooppianalysaattorin mallikappale.

Sillä voi tehdä samanlaisen ureapohjaisen helikobakteeritestin, mutta nopeammin ja tarkemmin kuin aiemmin. Keski­infrapuna-spektroskopiaan perustuva laite on pienempi ja helppokäyttöisempi kuin aiemmat mittalaitteet. Se mittaa infrapunasäteilyn keskipitkiä aallonpituuksia ja päättelee sen perusteella, mitä ilmassa on.

”Näytettä ei tarvitse puhaltaa pussiin, vaan tulokset saadaan suoraan laitteesta reaaliajassa”, Manninen kertoo.

Hiilen isotooppien lisäksi laitteella voidaan tarkastella hapen isotooppeja. Myös hengitysilman hapen isotoopit muuttuvat, kun helikobakteerit hajottavat ureaa vatsalaukussa.

Niinpä helikobakteeritesti voitaisiin tehdä teoriassa myös leimaamattomalla urealla. Nyt selvitetään, sopiiko se kliiniseen käyttöön.

Iso hengitysilman analyyseihin liittyvä kysymys on hengityksen ja sairauksien välinen yhteys.

Vaikka sairauden havaittaisiin tuottavan hengitysilmaan jotain yhdistettä ei mekanismi, jolla nämä kaksi liittyvät toisiinsa ole läheskään aina selvä. Tämä aiheuttaa ongelmia testien luotettavuudelle.

Esimerkiksi munuaisten häi­riöistä kertoo hengityksen kohonneet ammoniakkipitoisuudet, Vaittinen kertoo.

Olettamuksena oli, että ammoniakki kulkeutuisi hengitys­ilmaan keuhkoista. Tämä oli väärin. Tutkimus osoitti, että ammoniakki kulkeutuu hengitykseen syljen kautta.

Nämä mekanismit täytyy tuntea, jotta testiin voi luottaa. Esimerkiksi ihmisestä, jonka syljen­eritys ei toimi normaalisti, ammoniakkitesti antaisi helposti väärän kuvan.

Ihmisten aineenvaihdunta on mutkikasta. Siinä on yksilöllisiä ja ryhmiin liittyviä eroja.

Hengitystestien leviäminen laboratorioista kliiniseen käyttöön ei ole ihan nopeaa. Moni idea vaatii vielä laajoja testejä.

Yhdysvalloissa luvan on saanut toistaiseksi kymmenen hengitystestiä.

Niillä tutkitaan helikobakteerin ja astman lisäksi esimerkiksi laktoosi-intoleranssia, sydänsiirteen hylkimisen aiheuttamaa reaktiota, mahalaukun tyhjentymistä ja häkämyrkytystä.

Hengitystesteillä voi seurata myös potilaan vointia nukutuksen eli anestesian aikana.

Suurin käyttö voi olla sairaaloiden ulkopuolella ihmisten oman terveyden seurannassa.

”Itse veikkaisin, että läpimurto voisi tulla jonkinlaisen itsemonitoroinnin tai biohakkeroinnin puolella. Esimerkiksi joku puhelimen sovellukseen liittyvä laite, joka mittaisi hengitysilman pitoisuuksia joka aamu”, Vaittinen sanoo.

Testi ei olisi lääketieteellisen tarkka, mutta ei sen tarvitsisikaan olla. Alkometrin tapaan se antaisi alustavan taudinmäärittelyn. Se perusteella voisi hakeutua lääkärille tarkempiin tutkimuksiin.

HS Digistä löydät Hesarin juttuarkiston helmet
Saat tilaajana kokeilla HS Digiä maksutta
Tilaajille
Haluatko lukea koko artikkelin?

    Seuraa uutisia tästä aiheesta

  • Tiede
  • Lääketiede

Kommentit

    Ei vielä kommentteja. Kirjoita ensimmäinen.

    Näytä lisää
    Luetuimmat
    1. 1

      Laulaja Tomi Metsäketo sai potkut Tähdet, tähdet -ohjelmasta häirintäkohun takia – Pyytää anteeksi ”typerää käytöstä” ja vetoaa omaan vauhtisokeuteensa

    2. 2

      Michael Monroe käyttäytyi 30-vuotisjuhlakeikallaan taas sopimattomasti, ja hyvä niin – Illan erikoisvieraat olivat todellinen antikliimaksi

    3. 3

      ”Enää ei ole yhdentekevää, minkä näköisissä vaatteissa lapsi kulkee päiväkodissa”, sanoo menestyvän lastenvaatebrändin luonut Marjut Rahkola

    4. 4

      Uusnatsit ja vastamielen­osoittajat osoittavat mieltään Tampereella – junaliikenne Porin ja Seinäjoen välillä oli väliaikaisesti poikki

    5. 5

      Haaveeni olisi tehdä työtä, hankkia asunto ja perustaa perhe, mutta tähän Suomi ei anna mahdollisuutta

    6. 6

      Näin voit juhlia ilman krapulaa, ehkä – Kaikissa maailmankolkissa bilettänyt Madventures-kaksikko jakaa vinkkinsä uutuuskirjassa

    7. 7

      Neljä ihmistä haavoittui veitsihyökkäyksessä Münchenissä, yksi otettu kiinni – HS seuraa

    8. 8

      Poppari Antti Tuisku on vaiennut vuosia seksuaalisuudestaan ja kertoo nyt, miksi – ”Sie oot hirveen haavoittuva, jos avaat koko sielusi kaikille”

      Tilaajille
    9. 9

      Keskustelu Sofi Oksasen kirjoituksesta ei laannu – Nyt kirjailija Johanna Holmström vastaa Svenska Dagbladetissa

    10. 10

      Olimme lukiossa keskiverto-opiskelijoita – meistä tuli tutkija­tohtoreita valinta­kokeen ansiosta

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Olimme lukiossa keskiverto-opiskelijoita – meistä tuli tutkija­tohtoreita valinta­kokeen ansiosta

    2. 2

      Poppari Antti Tuisku on vaiennut vuosia seksuaalisuudestaan ja kertoo nyt, miksi – ”Sie oot hirveen haavoittuva, jos avaat koko sielusi kaikille”

      Tilaajille
    3. 3

      Haaveeni olisi tehdä työtä, hankkia asunto ja perustaa perhe, mutta tähän Suomi ei anna mahdollisuutta

    4. 4

      Uuden Tuntematon sotilas -elokuvan tekijätiimi ottaa kantaa #metoo-keskusteluun ja puolustaa Paula Vesalaa

    5. 5

      Suomen 100-vuotis­juhlan suurin päätös: Edus­kunta antaa 50 miljoonaa euroa tuntemattomalle pikku­säätiölle, jolla ei ole yhtään vakituista työntekijää

    6. 6

      ”Enää ei ole yhdentekevää, minkä näköisissä vaatteissa lapsi kulkee päiväkodissa”, sanoo menestyvän lastenvaatebrändin luonut Marjut Rahkola

    7. 7

      Michael Monroe käyttäytyi 30-vuotisjuhlakeikallaan taas sopimattomasti, ja hyvä niin – Illan erikoisvieraat olivat todellinen antikliimaksi

    8. 8

      Emme tarvitse Melania Trumpin apua, vastaa slovenialaiskirjailija Sofi Oksaselle

    9. 9

      Suomalaistutkija ratkaisi ongelman, jota fyysikot ovat pähkäilleet 200 vuotta: Miksi vesipisara ei heti valu kaltevalla pinnalla?

    10. 10

      Säveltäjä Toni Edelmann on kuollut

    11. Näytä lisää
    1. 1

      ”Äiti soittaa”, vilkutti puhelin kuolleen pojan vieressä – oppilas Niina Sassi, poliisi Timo Leppälä ja muut Jokelan koulusurman kokeneet kertovat nyt, millaiset jäljet tragedia jätti

      Tilaajille
    2. 2

      Sairaanhoitaja Paula Vuotila, 61, eli 30 vuotta ”koulutetun eliittielämää” – sitten hän ajautui asumaan rappukäytävissä

    3. 3

      Poppari Antti Tuisku on vaiennut vuosia seksuaalisuudestaan ja kertoo nyt, miksi – ”Sie oot hirveen haavoittuva, jos avaat koko sielusi kaikille”

      Tilaajille
    4. 4

      ”Kaikki alalla olevat tietävät sen ringin” – Suomen elokuva-alalta kerätyssä kymmenien ahdistelukertomusten aineistossa muutama nimi toistuu

    5. 5

      ”Ota poikasi kainaloon” – Jos haluat kasvattaa pojan, joka ei ahdistele, yksi keino on lastenpsykiatri Jari Sinkkosen mukaan ylitse muiden

    6. 6

      Aleksis Salusjärvi oli lukiossa, kun nainen kavahti häntä ensi kerran bussipysäkillä – #MeToo-kampanja herätti miehet kertomaan, miltä tuntuu, kun nainen pelkää

    7. 7

      Kuura Maula ei kutsu lastaan pojaksi, Maisa Leppänen antoi poikansa pukeutua mekkoon – Näin toimii vanhempi, joka haluaa kasvattaa lapsensa feministisesti

      Tilaajille
    8. 8

      Hyytävä sää vyöryy nyt etelään asti: luvassa jopa päiväpakkasia ja räntää – ”Talvirenkaat alle”, suosittelee Liikenneturva

    9. 9

      Seuraan lyöttäytynyt kaksikko repi suomalaiselta hopeakorun Firenzessä – mies hermostui ja taltutti ryöstäjät pystypainin jälkeen: ”Poliisi sanoi, että aika harvoin käy näin”

    10. 10

      Olimme lukiossa keskiverto-opiskelijoita – meistä tuli tutkija­tohtoreita valinta­kokeen ansiosta

    11. Näytä lisää