عادةً ما يبحث الأطباء عن أمراض القلب من خلال الإشارات الكهربائية، والتصوير الطبي، وتحاليل الدم، والفحوصات البدنية. يبحث علماء في جامعة سيتشينوف حاليًا عن مصدر معلومات آخر محتمل: هواء الزفير.
تشير دراستهم إلى أن عدم كفاية تدفق الدم إلى عضلة القلب قد يغير مزيج المركبات العضوية المتطايرة المنبعثة في الزفير، خاصةً بعد بذل مجهود بدني، ومن خلال تحليل هذه التغيرات الكيميائية باستخدام التعلم الآلي، تمكن الباحثون من التمييز بين العديد من المرضى المصابين بنقص تروية عضلة القلب والأشخاص غير المصابين به.
لا يزال هذا النهج تجريبيًا. فهو ليس بديلًا عن فحوصات القلب التقليدية، ولكنه قد يساعد الأطباء في نهاية المطاف على تحديد الأشخاص الذين يحتاجون إلى فحوصات أكثر تفصيلًا.
لماذا يصعب اكتشاف مرض القلب الإقفاري؟
يحدث مرض القلب الإقفاري عندما لا تتلقى عضلة القلب كمية كافية من الدم الغني بالأكسجين، ويحدث هذا عادةً بسبب تضيّق أو انسداد الشرايين التاجية التي تغذي القلب.
قد تسبب هذه الحالة ألمًا في الصدر وضيقًا في التنفس، ولكن قد يعاني بعض المرضى من أعراض خفيفة أو غير معتادة أو لا تظهر عليهم أي أعراض واضحة. لذلك، يعدّ الكشف المبكر عن ضعف تدفق الدم أمرًا بالغ الأهمية، إلا أن طرق التشخيص الحالية قد تتطلب أجهزة متخصصة، أو تعرّض المرضى للإشعاع، أو تكون غير ملائمة لإجراء تقييم أولي واسع النطاق.
يعدّ تخطيط كهربية القلب أثناء التمرين من بين الطرق الأكثر سهولة. خلال الاختبار، يمارس المريض التمارين الرياضية بينما يراقب الأطباء النشاط الكهربائي للقلب. ومع ذلك، فإن دقة التشخيص محدودة، ما يعني أنه قد يتم تفويت بعض الحالات أو تتطلب فحوصات إضافية. أراد فريق جامعة سيتشينوف تحديد ما إذا كان تحليل التنفس يُمكن أن يجعل اختبار الجهد هذا أكثر فائدة دون أن يُصعّبه بشكل ملحوظ على المريض.
ما بحث عنه العلماء في الزفير
يحتوي زفير الإنسان على أكثر من الأكسجين وثاني أكسيد الكربون، إذ يحمل أيضًا كميات ضئيلة من المركبات العضوية المتطايرة، والتي يُشار إليها اختصارًا بـ “VOCs”.
يمكن إنتاج هذه الجزيئات أثناء عمليات الأيض الطبيعية، وقد تتغير تركيبتها عند تعرض الجسم للمرض أو الإجهاد أو النظام الغذائي أو النشاط البدني أو التعرض لعوامل بيئية. درس الباحثون ما إذا كان نقص تروية عضلة القلب يُحدث نمطًا مميزًا في هذه المركبات.
لم يقتصر الأمر على مقارنة زفير شخص بآخر أثناء الراحة، بل درس العلماء كيفية تغير التركيب الكيميائي بعد التمرين، عندما يحتاج القلب إلى المزيد من الأكسجين، ويصبح من المرجح أن تظهر مشكلة تدفق الدم الموجودة مسبقًا.
شملت الدراسة 80 مشاركًا، وتم تأكيد ضعف تدفق الدم في عضلة القلب لدى 31 مريضًا من خلال التصوير المقطعي المحوسب مع تقييم التروية، بينما شكل المشاركون الـ 49 المتبقون المجموعة الضابطة.
قدم كل متطوع عينات من الزفير أثناء الراحة، ثم مرة أخرى بعد ممارسة الرياضة على دراجة ثابتة. قام العلماء بتحليل العينات باستخدام مطياف الكتلة البروتوني عالي الدقة، وهي تقنية حساسة قادرة على الكشف عن كميات ضئيلة جدًا من المركبات الكيميائية.
ثم جرى معالجة البيانات الناتجة بواسطة خوارزميات التعلم الآلي. كان هذا ضروريًا لأن الإشارة المحتملة لم تكن تعتمد على مادة واحدة واضحة فقط، وكان على الخوارزمية فحص الأنماط عبر عدة مركبات وتحديد كيفية تغير هذه الأنماط بعد بذل الجهد.
كشف التمرين عن أهم الاختلافات
في حالة الراحة، لم تكن الاختلافات الكيميائية بين المشاركين هي محور التركيز الوحيد. فقد ظهرت الإشارة الأكثر دلالة في كيفية استجابة مركبات متطايرة محددة للنشاط البدني.
تغيرت عدة مركبات بشكل متسق وبطرق مختلفة بين المرضى المصابين بنقص التروية والأفراد في المجموعة الضابطة. يعتقد الباحثون أن هذه الاختلافات قد تعكس عمليات أيضية مرتبطة بعدم كفاية إمداد عضلة القلب بالدم.
هذا يجعل التحدي البدني جزءًا مهمًا من المنهجية. يزيد التمرين من عبء عمل القلب، وإذا لم تتمكن الدورة الدموية التاجية من توفير كمية كافية من الدم، يتغير أيض عضلة القلب، وقد تظهر آثار هذه التغيرات في نهاية المطاف في هواء الزفير.
لماذا يمكن أن يكون اختبار الزفير مفيداً؟
يعدّ جمع عينة الزفير سهلاً وغير مؤلم، ولا يتطلّب إدخال إبرة أو تعريض المريض للإشعاع، وإذا أصبحت تقنية التحليل دقيقة وعملية بما فيه الكفاية، يُمكنها إضافة معلومات أيضية مُفيدة إلى اختبار الجهد القلبي القياسي.
قد يكون هذا النهج ذا قيمة خاصة للتقييم الأولي، فبدلاً من محاولة تقديم تشخيص نهائي، يُمكنه مُساعدة الأطباء على التعرّف على الأنماط المُرتبطة بالإقفار، وتحديد من يحتاج إلى فحص أكثر تفصيلاً.
أوضح فيليب كوبيلوف، مدير معهد طب القلب الشخصي، أن الباحثين كانوا يسعون إلى إيجاد طريقة لتحسين اختبار الجهد دون تعقيد الإجراء على المرضى، وقد يكشف تحليل مكونات الزفير عن مواد مرتبطة بالتغيرات الأيضية في عضلة القلب المصابة بنقص التروية، ويزيد من كمية المعلومات المفيدة التي يتم الحصول عليها أثناء الاختبار.
ما الذي يجب أن يحدث قبل أن يتمكن الأطباء من استخدامه؟
يؤكد مؤلفو الدراسة أن النتائج أولية، حيث كانت مجموعة المشاركين صغيرة نسبيًا، ويجب اختبار الطريقة على مجموعات أكبر ومستقلة قبل التأكد من موثوقيتها.
ستحتاج الأبحاث المستقبلية إلى تحديد ما إذا كانت النتائج تظل دقيقة بين أشخاص من مختلف الأعمار والحالات الصحية وأنماط الحياة والتاريخ الدوائي، ويجب على العلماء أيضًا تأكيد أي مركبات الزفير مرتبطة بالفعل بنقص تروية عضلة القلب، وأيها قد يتأثر بعوامل أخرى.
كما يجب أن تصبح هذه التقنية عملية خارج مختبرات الأبحاث المتخصصة، حيث اعتمد التحليل الحالي على قياس الطيف الكتلي المتقدم، لذا قد يكون من الضروري إجراء المزيد من التطوير قبل أن يصبح اختبار الزفير متاحًا على نطاق واسع.
الولاية الاخبارية موقع اخباري وثقافي لمن يسلك الطريق الی الله
