Fotocredit:Lars Zahner Photography / iStock / Getty Images

TL;DR

Mensen ademen een mix van gassen uit – voornamelijk stikstof (78%), zuurstof (16%) en kooldioxide (4%) – samen met duizenden sporenverbindingen die inzichten kunnen verschaffen over de gezondheid en de luchtkwaliteit.

Ademhalen in één oogopslag

Ons ademhalingssysteem zuigt lucht naar de longen, waar zuurstof via de dunne wanden van de longblaasjes in de bloedbaan diffundeert. Cellen zetten vervolgens zuurstof en glucose om in energie, waarbij koolstofdioxide als bijproduct ontstaat. Het bloed voert deze CO₂ terug naar de longen, waar het samen met niet-geconsumeerde stikstof en andere gassen wordt uitgestoten.

Gemiddeld gebruiken en absorberen we grofweg 4% van de zuurstof die we inademen, waardoor er een veel groter deel van de ingeademde lucht overblijft om uit te ademen.

Wat zit er in een ademtocht?

Terwijl stikstof zowel de ingeademde als de uitgeademde lucht domineert met 78%, neemt de zuurstof af van 21% naar 16% uit, en stijgt koolstofdioxide dramatisch van 0,04% naar ongeveer 4% uit. Argon blijft stabiel op ~0,09% in beide richtingen.

Er komt ook waterdamp vrij, waarvan de concentratie varieert afhankelijk van de hydratatie, de temperatuur en de stofwisselingssnelheid. Naast deze primaire gassen kan de uitgeademde lucht tot 3.500 verschillende verbindingen bevatten, waarvan de meeste in microscopisch kleine hoeveelheden aanwezig zijn. Deze sporenmoleculen, waaronder vluchtige organische stoffen, alkanen en verschillende metabolische bijproducten, bieden een niet-invasief inzicht in fysiologische processen.

Milieuverontreinigende stoffen zoals fijnstof, sigarettenrook, zwaveldioxide en stikstofoxiden kunnen ook worden gedetecteerd in de uitgeademde lucht. De cilia en het slijm van de luchtwegen fungeren als een eerste verdedigingslinie en vangen veel irriterende stoffen op voordat ze de longblaasjes bereiken. Sommige deeltjes en micro-organismen omzeilen deze mechanismen echter, wat mogelijk kan leiden tot infecties of chronische aandoeningen van de luchtwegen.

Omdat de samenstelling van de uitgeademde lucht zowel het interne metabolisme als de externe blootstelling weerspiegelt, gebruiken artsen ademanalyse steeds vaker als diagnostisch hulpmiddel voor aandoeningen variërend van astma en chronische obstructieve longziekte tot metabole stoornissen en zelfs vroege detectie van kanker.