Een ademtest voor ernstig zieke patiënten

Natuurkundige Simona Cristescu voert haar onderzoek uit aan de Trace Gas Facility van de Radboud Universiteit. De Trace Gas Facility is gespecialiseerd in het meten van minieme concentraties gas in een mengsel. Ideaal voor de detectie van etheen, want dat komt in heel lage concentraties voor in de huid en de uitgeademde lucht van mensen. De hoeveelheid etheen waar je dan aan moet denken, is volgens Cristescu te vergelijken met een druppel water in een groot zwembad.

Infrarood licht

Waarom zou je zo’n kleine hoeveelheid etheen op willen sporen? “Etheen is een waarschuwingssignaal”, vertelt Cristescu. “Mensen die iets onder de leden hebben, produceren vijf keer zoveel etheen als gezonde mensen. Dat is nog steeds heel weinig, maar we kunnen het meten en dus kunnen we er iets mee.”

Het meten van etheen gebeurt met behulp van laserspectroscopie. De meting gaat uit van het feit dat moleculen reageren op licht. “Etheen raakt geactiveerd door infrarood licht”, legt Cristescu uit. “Door een gasmengsel met infrarood licht te beschijnen, gaan de etheenmoleculen vibreren. De meting geeft informatie over het aantal geactiveerde moleculen in het gasmengsel en zo, indirect, over de hoeveelheid etheen.”

Meten aan de beademing

Dat het meten van etheen nuttig kan zijn, blijkt uit onderzoek van de Radboud Universiteit in samenwerking met Imperial College Londen. Cristescu was aanwezig bij zeven openhartoperaties. “Patiënten liggen dan gemiddeld vier tot zeven uur aan de beademing”, vertelt ze. “Ik nam iedere vijf seconden een monster van de uitgeademde lucht uit het beademingsapparaat. Op die manier kon ik de metingen van etheen direct koppelen aan wat de chirurg op dat moment aan het doen was.”

Voor het experiment van Cristescu bliezen de vrijwilligers na toediening van het toxine regelmatig in een zak. Etheen was enkele minuten na toediening van het toxine al te meten in de uitgeademde lucht. Dat is een stuk eerder dan andere signaalstoffen van infectie, zoals cytokinen, die pas na ongeveer een half uur verschijnen in het bloed. De concentratie etheen piekte na ongeveer een uur en nam daarna weer geleidelijk af. Na zes tot acht uur lag de concentratie etheen weer op een normaal niveau voor gezonde volwassenen.

Goede aanvulling

Cristescu gelooft dat etheen een biomarker kan zijn voor het voorspellen van complicaties in de operatiekamer of op de intensive care. Bijvoorbeeld na een hartoperatie. “Nu weten artsen soms niet waarom patiënten sterven. Door de hoeveelheid etheen te meten, kun je achterhalen bij welke patiënten gedurende de operatie veel schade is ontstaan en welke patiënten dus een hoog risico hebben op complicaties. Ik wil niet zeggen dat alle complicaties ontstaan door schade aan het weefsel, maar het speelt denk ik wel een belangrijke rol.”