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Los humanos exhalamos una mezcla de gases, principalmente nitrógeno (78%), oxígeno (16%) y dióxido de carbono (4%), junto con miles de compuestos traza que pueden revelar información sobre la salud y la calidad del aire.
Nuestro sistema respiratorio aspira aire hacia los pulmones, donde el oxígeno se difunde a través de las delgadas paredes de los alvéolos hacia el torrente sanguíneo. Luego, las células convierten el oxígeno y la glucosa en energía, produciendo dióxido de carbono como subproducto. La sangre transporta este CO₂ de regreso a los pulmones, donde se expulsa junto con el nitrógeno no consumido y otros gases.
De media, utilizamos y absorbemos aproximadamente el 4 % del oxígeno que inhalamos, dejando para exhalar una proporción mucho mayor del aire inhalado.
Mientras que el nitrógeno domina tanto el aire inhalado como el exhalado en un 78%, el oxígeno disminuye del 21% al 16% y el dióxido de carbono aumenta dramáticamente del 0,04% al 4%. El argón se mantiene estable en ~0,09% en ambas direcciones.
También se libera vapor de agua, cuya concentración varía con la hidratación, la temperatura y la tasa metabólica. Más allá de estos gases primarios, el aire exhalado puede contener hasta 3500 compuestos distintos, la mayoría presentes en cantidades microscópicas. Estas trazas de moléculas, incluidos compuestos orgánicos volátiles, alcanos y diversos subproductos metabólicos, proporcionan una ventana no invasiva a los procesos fisiológicos.
Los contaminantes ambientales como partículas, humo de cigarrillo, dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno también se pueden detectar en el aliento exhalado. Los cilios y el moco del tracto respiratorio actúan como una primera línea de defensa, atrapando muchos irritantes antes de que lleguen a los alvéolos. Sin embargo, algunas partículas y microorganismos evitan estos mecanismos, lo que puede provocar infecciones o afecciones respiratorias crónicas.
Debido a que la composición del aire exhalado refleja tanto el metabolismo interno como las exposiciones externas, los médicos utilizan cada vez más el análisis del aliento como herramienta de diagnóstico para afecciones que van desde asma y enfermedad pulmonar obstructiva crónica hasta trastornos metabólicos e incluso la detección temprana del cáncer.
