Джессика Браун - Поговорим о дыхании. Дар, который мы не ценим

Многие болезни имеют собственный запах. Еще две тысячи лет назад Гиппократ советовал своим ученикам нюхать дыхание пациента. В традиционной китайской медицине врачи тоже проверяют выдыхаемый воздух носом. И не без основания: наше тело беспрерывно выделяет в окружающую среду летучие органические соединения (VOC [48] VOC — volatile organic compounds ( англ .). ). Это углеродистые химические вещества, которые образуются в процессе обмена веществ у всех живых существ и при комнатной температуре улетучиваются. Большинство воспринимаемых нами запахов состоит из таких соединений. VOC придают дыханию диабетиков запах перезрелых яблок, больных воспалением легких — запах канализационных труб. Нос улавливает эти сигналы, часто непроизвольно. Если запахи известны, обоняние можно натренировать на них. В одном из исследований, проведенном в Танзании, специализированные на микобактериях крысы из пятидесяти пяти тысяч проб слюны выбрали те, что принадлежали больным туберкулезом. Была также протестирована группа из тысячи детей от года до пяти. У тридцати четырех из них врачи, участвовавшие в эксперименте, диагностировали туберкулез. Крысы сработали лучше: они нашли еще двадцать три ребенка, у которых в противном случае заболевание могло остаться не выявленным, — и сделали это быстрее, чем лабораторные анализы. Собаки тоже способны унюхать болезнь. В носу таксы около 125 миллионов обонятельных клеток, у овчарки — до 220 миллионов, что делает ее обоняние в миллион раз острее человеческого. Натренированные на дыхание раковых больных, они отличают их от здоровых с точностью от семидесяти до девяноста процентов. Тот, кто боится обнаружить у себя рак, может разочароваться: семьдесят процентов — не слишком великое достижение. Однако стопроцентное попадание — редкостное явление и в медицинском обследовании. Сравните: компьютерная маммография эффективна на семьдесят восемь процентов, — но учтите еще и побочные действия облучения на организм женщины. Успех привлечения собак для диагностики показывает, что рак имеет собственную пахучую подпись. Однако и нос человека, с его всего лишь пятью миллионами обонятельных клеток, может реагировать на подобные знаки. В 2015 году это доказала шотландка Джой Милн. Медсестра на пенсии, Джой учуяла у своего мужа Леса «деревянистый, мускусный запах», как она рассказала прессе. Лишь несколько лет спустя врачи диагностировали у бывшего анестезиолога болезнь Паркинсона. В группе поддержки Джой контактировала с другими больными — и все они пахли как Лес. Милн поделилась своими наблюдениями с учеными. Сначала ей не хотели верить, позже группа из Эдинбургского университета решила протестировать способности Милн. Ей дали понюхать футболки испытуемых с болезнью Паркинсона и здоровых людей из контрольной группы. Коэффициент точности оказался на удивление высок: одиннадцать из двенадцати — лишь одного здорового испытуемого она ошибочно причислила к больным. По крайней мере, так полагали исследователи. Через восемь месяцев тот человек сообщил в университет: у него нашли болезнь Паркинсона. Сенсационные эксперименты вроде этого — хороший повод для броских заголовков. Однако еще не проведены все положенные процедуры, отсутствуют масштабные долговременные исследования. Животные (и люди с особо чувствительным обонянием) не каждый день находятся в лучшей форме. К тому же обучение собак-терапевтов — дело затратное и длительное. А крысы в лечебном учреждении — отнюдь не радостное зрелище. Поэтому медики предпочитают обследовать больных с помощью высокочувствительной техники: они ищут следы недуга в выдыхаемом воздухе.

Ранним утром я сажусь в поезд. В Цюрихе намереваюсь встретиться с Ренато Зеноби, профессором аналитической химии. Уткнувшись носом в окно вагона, я смотрю на горы. Уже несколько дней идет дождь, низко висят тучи. Время от времени в разрывах тумана виднеются сверкающие белые вершины. В Цюрихе тоже дождь. Со сложенным зонтом в руке, с которого стекают капли, я пересекаю серебристо-серый вестибюль Швейцарского федерального технологического института в поисках лаборатории Ренато Зеноби. Совместно с учеными из Цюрихского университета и университетских клиник группа Зеноби проводит исследования в рамках проекта «Zurich Exhalomics»: они хотят расшифровать exhalom, молекулы в выдыхаемом воздухе. Их состав постоянно меняется в процессе обмена веществ. И выдает возраст, физическую форму и состояние здоровья. Исследования в этой области находятся еще в начальной стадии. Хотя helicobacter pylori — бактерии, вызывающие гастрит, непереносимость углеводов или воспалительные процессы в легких, — уже можно обнаружить с помощью тестов дыхания.

Exhalom человека, согласно современным знаниям, состоит в среднем из 870 субстанций, а то и больше, — которые в свою очередь состоят почти из 3500 ранее подтвержденных веществ. В условиях столь многочисленных вариантов для получения достоверных результатов швейцарским исследователям, как минимум, необходимо собрать достаточное количество образцов дыхания больных и здоровых людей. Я вызвалась стать добровольным участником тестирования: женский, сорок три, здорова. Надеюсь, по меньшей мере.

Когда выходит Зеноби, я тут же узнаю его: химик в неизменных очках в коричнево-пятнистой роговой оправе смотрит восторженно на мир вокруг — и не только с фотографий. Мы пожимаем руки: аналитик и нелепая куча клеток, промытая дождем перед приходом. «Давайте сначала возьмем у вас пробу дыхания, — предлагает он, — а потом получите кофе. У нас превосходная кофемашина». Зеноби, наверное, думает, что мои силы на исходе. За час до теста — не менее, чтобы не исказить результат, — мне разрешено выпить воды. Не есть, не жевать резинку, не чистить зубы, даже гигиенической помадой нельзя воспользоваться. Как любая парфюмерия, своей ментоловой добавкой она может сбить масс-спектрометр. Зеноби открывает стальную дверь с окошком-иллюминатором. За ней гудит «машинный зал» химиков: неоновый свет, вытяжки, полка с пробирками, письменный стол с монитором. Перед масс-спектрометром, серо-голубым прибором размером с отопительный котел, — стул. «Здравствуйте. Присаживайтесь!» — встречает меня темноволосый докторант с короткой стрижкой и трехдневной щетиной. Мартин Гаугг в проекте «Zurich Exhalomics» уже три года, он проводит измерения и обрабатывает данные. На белом рукаве, выступающем из прибора, уже установлен свежий мундштук. Я должна дунуть десять — двенадцать раз. Так возникнет целостная картина. Пробы выдыхаемого воздуха аналогичны пробам мочи: первые миллилитры менее насыщенные. «В первых ста пятидесяти миллилитрах очень много молекул из ротовой полости, с зубов и из гортани», — поясняет Гаугг. Для того чтобы вытащить наружу пятьдесят миллилитров воздуха из влажных глубин легких, которые участвуют в интересующих нас процессах в организме, мне надо покашлять в течение десяти — пятнадцати секунд с равномерным, по возможности, давлением в двенадцать миллибар. Я глубоко вдыхаю и выдыхаю в мундштук. Не так уж легко соблюдать требуемое давление. Показания на манометре скачут вверх-вниз, пока не устанавливаются на одиннадцати. «Ничего, тут требуется тренировка, — утешает меня Гаугг. — Если будете делать это регулярно, попадете на двенадцать с закрытыми глазами». Нагретый шланг направляет выдохнутый мною воздух в серебристую насадку. Там он попадает в электроспрей, распыление из заряженных капель, который дает и моим молекулам электрический заряд. Теперь они продолжат свой путь в виде ионов. Сначала они ускоряются, потом электромагнитное поле выводит их из струи. Мелкие частицы сразу мчатся по кривой. Более крупные плавно описывают широкую дугу. Детектор регистрирует, где и когда они столкнутся. Это позволяет определить их массу и заряд — а с ними и вид молекулы. На мониторе, от которого не отрываются профессор и докторант, измерения выглядят как стилизованные сталагмиты: то длиннее, то короче, то теснятся, то разбегаются. «Вы пили кофе», — устанавливает Мартин Гаугг. Действительно. Но потом почистила зубы. Но всё — два часа назад, то есть в рамках разрешенного. Тем не менее я чувствую себя — «всего-то глоток пива, сержант!» — пойманной с поличным. Что еще могут господа ученые вытянуть из моего дыхания? Может, один из бесстрастных выростов на экране — намек на еще неведомую болезнь? У меня львиное зловоние из пасти или банальный галитоз?