چۆن ئامێرى پێوانەيى كهول ڕێژەى كهولى خوێنى كەسێك ديارى دەكات، دواى چەند كاتژمێرێك خواردنەوە، تەنها پشت بە هەناسەدان دەبەستێـ؟
How is it that a breathalyzer can measure the alcohol content in someone’s blood, hours after they had their last drink, based on their breath alone?
هەناسە هەڵمژراوەكان بڕى هەزار، تەنانەت هەزارەها شوێنەوارى تێدايە، لە پێكهاتە ئەندامييە هەڵچووەكان: گەرديلەكان سووك و تەواون بۆ ئەوەى وەك گاز بگوازرێنەوە. يەكێك لەوانە ئيتانۆلە، كە لە خواردنەوە كهوليەكان بەكارى دەهێنين. بەناو دەمارەكانى خوێندا بۆ كيسەى هەوايى زۆر بچوك لە سيەكان دەگوازرێتەوە، و ٢٠٠٠ جار نزمتر بە هەواى هەڵمژراودا تێدەپەڕێت، بەتێكڕايى لەناو خوێندا.
Exhaled breath contains trace amounts of hundreds, even thousands, of volatile organic compounds: small molecules lightweight enough to travel easily as gases. One of these is ethanol, which we consume in alcoholic drinks. It travels through the bloodstream to tiny air sacs in the lungs, passing into exhaled air at a concentration 2,000 times lower, on average, than in the blood.
كاتێك كەسێك لە ئامێرى پێوانەى كهولى هەناسە دەدات، ئيتانۆل لە هەناسەوە بەرەو ژوورى كاردانەوە تێپەر دەبێت. لەوێ بۆ تەخمێكى تر دەگۆڕێت، پێي دەگووترێت ترشى ئەستيك، لە جۆرێكى تايبەتى كاردانەوەكە بە درێژايى كاردانەوەكە تەزووى كارەبا بەرهەم دەهێنێت. هێزى تەزووەكە بڕى ئيتانۆل پيشان دەدات لە شێوەى هەوادا، و بە درێژكردنەوەى بەناو خوێندا.
When someone breathes into a breathalyzer, the ethanol in their breath passes into a reaction chamber. There, it’s converted to another molecule, called acetic acid, in a special type of reactor that produces an electric current during the reaction. The strength of the current indicates the amount of ethanol in the sample of air, and by extension in the blood.
جگە لە پێكهاتە ئەنداميە هەڵچووەكان وەك ئيتانۆل كە لە خواردن و خواردنەوە بەكاريدەهێنين، پڕۆسە كيميايەكانى ناو خانەكانمان چەندين توخمى تر بەرهەم دەهێنن. كاتێك شتێك ئەم زانستە تێكدەدەن، وەك: نەخۆشى، گروپى پێكهاتە ئەندامييە هەڵچووەكان لە هەناسەدان لەوانەيە ئەوانيش بگۆڕێن. كەواتە دەتوانين نەخۆشيەكە بە شيكردنەوەى هەناسەى كەسەكە بدۆزينەوە، بەبێ بەكارهێنانى ئامرازەكمانى دۆزينەوەى بەردەست وەك بيۆپسيس، كشانەوەى خوێن و تيشكى ئێكس؟
In addition to the volatile organic compounds like ethanol we consume in food and drink, the biochemical processes of our cells produce many others. And when something disrupts those processes, like a disease, the collection of volatile organic compounds in the breath may change, too. So could we detect disease by analyzing a person’s breath, without using more invasive diagnostic tools like biopsies, blood draws, and radiation?
لە ڕووى تيۆريەوە، بەڵێ، بەڵام پشكنينى نەخۆشى لە پشكنينى كهول زۆر ئاڵۆز ترە. بۆ ناسينى نەخۆشيەكان، تۆژەران پێويستە تەماشاى كۆمەڵەيەكى هەناسەدان بكەن. لەوانەيە نەخۆشيەكى ديارىكراو ببێتە هۆى هەندێك لەو تێكىڵانە چڕيان زياد يان كەم بكات، لەكاتێكدا هەندێك نەگۆڕێن -- دەركەوتنى هەر نەخۆشيەك لەوەى تر جياوازە، و لەوانەيە لە قۆناغى جياى هەمان نەخۆشى جياوازى هەبێت،
In theory, yes, but testing for disease is a lot more complicated than testing for alcohol. To identify diseases, researchers need to look at a set of tens of compounds in the breath. A given disease may cause some of these compounds to increase or decrease in concentration, while others may not change— the profile is likely to be different for every disease, and could even vary for different stages of the same disease.
بۆ نموونە، شێرپەنجە يەكێكە لە زۆررين تۆژينەوەى پاڵێوراو بۆ دەستنيشان كردنى نەخۆشى هەناسەدان. يەكێك لە گۆڕانكاريە كيميايەكان چەندين گرێى لێ دروست بووە، كە ئەمەش زياديەكى بەرچاوە لە هێزى-نەوەيى پێيدەگووترێت شيبوونەوە ناسراوە بە كاريگەرى واربێرگ، ئەم زيادبوونى شيبوونەوەيە دەبێتە هۆى ميتابۆليتەكانى وەك لاكتين زياد بكەن كە بەپێچەوانەوە دەتوانێت كاريگەرى لەسەر هەموو زنجيرەكانى ميتابۆڵيەكان هەبێت و لە كۆتايدا پێكهاتەى هەناسەدانەكان دەگۆڕێت، لەوانەيە بريتى بێت لە زيادبوونى چركردنەوەى پێكهاتە هەڵچووەكان وەك گۆگرديكى ديميتێل. بەڵام كاريگەرى واربێرگ تەنها نيشاندەرى چالاكى شێرپەنجەيە، و هيچ شتێك دەرناكەوێت لە جۆرێكى تايبەتى شێرپەنجە. دياريكەرى زياتر بۆ دەستنيشان كردنى پێويستە.
For example, cancers are among the most researched candidates for diagnosis through breath analysis. One of the biochemical changes many tumors cause is a large increase in an energy-generating process called glycolysis. Known as the Warburg Effect, this increase in glycolysis results in an increase of metabolites like lactate which in turn can affect a whole cascade of metabolic processes and ultimately result in altered breath composition, possibly including an increased concentration of volatile compounds such as dimethyl sulfide. But the Warburg Effect is just one potential indicator of cancerous activity, and doesn’t reveal anything about the particular type of cancer. Many more indicators are needed to make a diagnosis.
بۆ بەدەستهێنانى ئەم جياوازيە وردانە، تۆژەران بەراوردى كەسە هەناسە تەندروستەكان دەكەن و هەناسەى ئەكەسانەى تووشى نەخۆشى تايبەت بوون بەكارهێنانى زانياريە تايبەتەكان پشت بە سەدان نموونەى هەناسەدان دەبەستن. ئەم شيكاريە ئاڵۆزە پێويستى بە جۆرێكى جياواز هەيە، بۆ دۆزينەوەى هەستەوەرى پێوانەيى كهول. گەشەكردن كەم بوو. هەندێك جياوازى لەنێوان پێكهاتەى تاكەكان هەيە بەهۆى ئەوەى چۆن پێكهاتەكان لەناو مەودايەكى كارەبايدا دەجوڵێن. ئەوانى تر مەودايەكى بەرگريكار بەكاردەهێنن كە لە ماددە جياوازەكانەوە دروست دەكرێت هەر يەكێكيان بەرگريەكەى دەگۆڕێت بۆ خستنە ڕووى تێكەڵەيەكى دياريكراو لە پێكهاتە ئەنداميە هەڵچووەكان.
To find these subtle differences, researchers compare the breath of healthy people with the breath of people who suffer from a particular disease using profiles based on hundreds of breath samples. This complex analysis requires a fundamentally different, more versatile type of sensor from the alcohol breathalyzer. There are a few being developed. Some discriminate between individual compounds by observing how the compounds move through a set of electric fields. Others use an array of resistors made of different materials that each change their resistance when exposed to a certain mix of volatile organic compounds.
هەروەها بەرەنگارى تريش هەيە. ئەم ماددانە لە چڕبونەوەيەكى كەمدا ئامادەن- بەشێوەيەكى ئاسايى بۆ هەر بەشێك مليۆنێك، ڕێژەيەكى زۆر كەمترە لە چڕبوونەوەى ئيتانۆل لە هەناسەدا. لەوانەيە جگە لە نەخۆشى ئاستى پێكهاتەكان كاريگەرى لەسەر ئەو هۆكارانە هەبێت، لەوانەيە: تەمەن، ڕەگەز، خۆراك و شێوازى ژيان. لە كۆتايدا، كێشەيەك هەيە پەيەندى بە جياوازى پێكهاتەكان لە نموونەكە هەيە لە جەستەي نەخۆشدا بەرهەمى دەهێنين كە لە ژينگەى دەورووبەر هەڵمژراوە كەمێك پێش پشكنينەكە.
There are other challenges too. These substances are present at incredibly low concentrations— typically just parts per billion, much lower than ethanol concentrations in the breath. Compounds’ levels may be affected by factors other than disease, including age, gender, nutrition, and lifestyle. Finally, there’s the issue of distinguishing which compounds in the sample were produced in the patient’s body and which were inhaled from the environment shortly before the test.
بەهۆى ئەو بەرەنگاريانەى هێشتا لە شيكارى هەناسەدان ئامادە نيە. بەڵام پشكنينە سەرەتاييە پزيشكيەكان لەسەر سى و كۆڵۆن، و شێرپەنجەكانى تر ئەنجامى هاندەريان هەبوو. لەوانەيە ڕۆژێك دەستنيشان كردنى شێرپەنجە ئاسان بێت وەك هەناسە دان و هەناسە فڕێدان.
Because of these challenges, breath analysis isn’t quite ready yet. But preliminary clinical trials on lung, colon, and other cancers have had encouraging results. One day, catching cancer early might be as easy as breathing in and out.