Imaginemos una revisión médica en la que, tras ponernos una simple mascarilla, el médico recibe en cuestión de instantes información valiosa sobre un posible diagnóstico, la evolución de una infección, la eficacia de un tratamiento o incluso recomendaciones dietéticas personalizadas. Sin esperas, sin análisis de sangre invasivos y sin dolor. Esta posibilidad, cada vez más cercana, se debe a la breatómica.
Al igual que la genómica estudia el conjunto de nuestros genes, esta nueva disciplina científica emergente se centra en analizar las sustancias presentes en el aire que exhalamos. Estas sustancias actúan como biomarcadores, pequeñas señales químicas que permiten detectar alteraciones en el organismo y monitorizar su evolución a lo largo del tiempo.
Cada respiración libera mucho más que dióxido de carbono. En el aliento viajan cientos de moléculas, desde el vapor de agua y el oxígeno hasta compuestos orgánicos volátiles (COV) producidos por nuestros procesos metabólicos. Esta “huella química” varía según nuestro estado fisiológico, la dieta que seguimos o la presencia de enfermedades.
La acetona fue el primer compuesto del aliento utilizado como biomarcador. Su presencia indica que el organismo, al no poder utilizar la glucosa como fuente de energía, recurre a las grasas, generando cetonas. Este fenómeno, conocido como cetoacidosis, es una señal de alarma especialmente relevante para personas con diabetes.
La detección temprana de estos biomarcadores en el aire exhalado podría prevenir complicaciones graves como arritmias, insuficiencia respiratoria e incluso la pérdida de consciencia. En personas sanas, podría servir para monitorizar y garantizar la seguridad en dietas de pérdida de peso.
Otros compuestos de interés son los aldehídos, compuestos orgánicos formados por la oxidación de ciertos alcoholes y utilizados en diversas industrias. Las células tumorales, debido a su rápido crecimiento, se encuentran en un estado de estrés oxidativo constante, lo que daña las membranas celulares y genera aldehídos. Estos compuestos pasan a la sangre y, a través de los pulmones, se detectan en el aliento, lo que permite un diagnóstico precoz y no invasivo de ciertos tipos de cáncer, especialmente el de pulmón.
Enfermedades neurodegenerativas como el alzhéimer, el párkinson o la esclerosis lateral amiotrófica (ELA) también se asocian a un alto estrés oxidativo y daño en las membranas neuronales. Aunque la investigación continúa, estudios sugieren que niveles elevados de aldehídos en el aliento podrían indicar la presencia de estas enfermedades y ayudar a monitorizar su progresión.
Además, es posible rastrear el curso de una infección a través del amoníaco presente en el aliento. La bacteria Helicobacter pylori, que coloniza el estómago, utiliza una enzima llamada ureasa para descomponer la urea, generando amoníaco y CO₂. Muchas personas conviven con esta infección sin saberlo hasta que surgen complicaciones como úlceras, hemorragias digestivas o un mayor riesgo de cáncer gástrico. Actualmente, el diagnóstico requiere la ingestión de urea marcada para medir el CO₂ exhalado, una prueba que solo ofrece una “fotografía” del momento. Medir directamente el amoníaco en el aliento permitiría un seguimiento en tiempo real del tratamiento antibiótico, evitando fracasos terapéuticos, recaídas y posibles resistencias.
Si la breatómica es tan prometedora, ¿por qué aún no forma parte de las revisiones médicas rutinarias? Actualmente, el análisis del aliento requiere la recolección y el transporte de muestras a un laboratorio, donde se analizan mediante técnicas complejas y costosas como la cromatografía de gases o la espectrometría de masas. Además, las muestras pueden degradarse durante el transporte, afectando la fiabilidad de los resultados.
En los últimos años, ha aumentado el interés por los sensores electroquímicos miniaturizados, capaces de detectar gases a bajas concentraciones. Originalmente desarrollados para monitorizar la calidad del aire, su versatilidad los hace aplicables al ámbito médico. Una de las ideas más innovadoras es integrar estos sensores en mascarillas, un accesorio cuyo uso se ha popularizado desde la pandemia de COVID-19, convirtiéndolas en un soporte ideal para el análisis del aliento en tiempo real. Incluso podríamos recibir alertas en nuestros dispositivos móviles ante una posible emergencia médica.
Investigadores de la Universidad Tor Vergata, en Roma, han demostrado la viabilidad de esta tecnología. En un experimento, analizaron cómo cambiaba la resistencia eléctrica de una mascarilla con sensores químicos al respirar en ella cuatro personas que previamente habían consumido café, vino, plátano o menta. Los resultados mostraron que se podía distinguir claramente el alimento consumido por cada participante, gracias al perfil único de compuestos presentes en su aliento.
La posibilidad de diseñar dispositivos que funcionen como una “nariz electrónica”, aunque parezca ciencia ficción, es cada vez más real. La breatómica abre la puerta a una nueva forma de entender la medicina preventiva. En lugar de una prueba aislada, el aliento podría convertirse en una fuente constante de información sobre nuestra salud. Quizás, en el futuro, cuidar de nosotros mismos sea tan sencillo como respirar.
The Conversation*
*Miriam Villa Díaz Investigadora predoctoral en desarrollo de sensores y biosensores electroquímicos. Departamento de Química Física, Universidad de Castilla-La Mancha
*Edelmira Valero Ruiz Catedrática de Química Física, Universidad de Castilla-La Mancha
*Jhon Mauricio Aguirre-Cortés Investigador Posdoctoral, Departamento de Química Física, Universidad de Castilla-La Mancha, Universidad de Castilla-La Mancha
