ورود ذرات آلاینده هوا به مغز و تاثیر آن بر بروز مشکلات مغزی

آلودگی هوای موجود در فضای باز، سالیانه موجب مرگ میلیون‌ها نفر می‌شود. براساس گزارش سازمان ملل، هر سال در اثر آلودگی هوا ۴/۲ میلیون مورد مرگ زودهنگام در سرتاسر جهان اتفاق می‌افتد. در طول زمان، ذرات دود استنشاق‌شده موجب بروز مشکلات قلبی‌عروقی و ریوی مانند سرطان ریه و سکته می‌شود. این آلاینده‌های هوایی تاثیر پنهانی نیز بر مغز دارند. دانشمندان طی دهه‌ی گذشته یا شاید هم بیشتر، در انسان‌ها و حیوانات، در آزمایشگاه و در جهان واقعی، ارتباط بین آلودگی هوا و مشکلات مرتبط با مغز نظیر اضطراب، توجه ضعیف و نقایص حافظه را نشان داده‌اند. به‌نظر می‌رسد میزان حساسیت به آلودگی هوا در کودکان بیشتر باشد. احتمالا مقصر اصلی، مواد آلاینده‌ی معلق ریزی هستند که دارای قطر ۲/۵ میکرون یا کمتر هستند (۳۰ برابر کمتر از قطر یک تار موی انسان). دون پین‌استرجیس، پژوهشگر بهداشت محیط دانشگاه مریلند می‌گوید:

هنگامی که این آیلاینده‌ها استنشاق شوند، می‌توانند به مناطق عمیق ریه برسند، وارد جریان خون شده و به مغز بروند.

این ذرات به‌حدی کوچک هستند که می‌توانند آزادانه از سد خونی‌مغزی که از ورود سموم بزرگ به مغز جلوگیری می‌کند، عبور کنند. راه دیگر آن است که این ذرات وقتی از مسیر بینی استنشاق می‌شوند، می‌توانند ازطریق عصب بویایی که در حفره‌ی بینی قرار دارد، وارد مغز شوند. پس از ورود این ذرات به مغز (حداقل در مغز جوندگان)، سلول‌های ایمنی سیستم عصبی یعنی میکروگلیاها دست به کار می‌شوند و ذرات را بلعیده و تخریب می‌کنند. چنین روندی احتمالا در انسان‌ نیز وجود دارد. با این حال ممکن است که میکروگلیاها نتوانند تمام ذرات آلاینده را حذف کنند و موجب تجمع آن‌ها در مغز شوند. این ذرات می‌توانند موجب آغاز التهاب و درنهایت بروز اختلالات مغزی و مشکلات شناختی شوند. دانشمندان درمورد اثرات آلودگی روی مغز کودکان نگرانی بیشتری دارند زیرا سد خونی‌مغزی آن‌ها نفوذپذیری بیشتری دارد. پین‌استرجیس می‌گوید:

برخی از پژوهشگران برای بررسی تاثیرات عصبی توسعه‌ای ناشی از آلاینده‌ها و نشان دادن تغییرات حقیقی مغز درحال استفاده از اسکن‌های MRI هستند.

در مطالعه‌ای که اخیرا منتشر شد، کلی برونست و گروهش از دانشگاه سینسینتی این موضوع را مورد بررسی قرار دادند که چگونه مواجهه با آلودگی هوای ناشی از ترافیک ممکن است روی توسعه‌ی مغز و سلامت روان کودکان تاثیرگذار باشد. برونست می‌گوید:

مطالعه‌ی ما نخستین مطالعه‌ای بود که ارتباط میان آلودگی ترافیکی و تغییرات عملکردی در مغز را که با اضطراب نیز همبسته است، مورد بررسی قرار داد.

دانشمندان قبلا وجود ارتباط بین اضطراب و آلودگی هوا را نشان داده‌اند اما پژوهش حاضر که در مجله‌ی Environmental Research منتشر شده است، نشان می‌دهد مغز چگونه درگیر آلودگی می‌شود. برونست و همکارانش اسکن‌ مغز ۱۴۵ کودک ۱۲ ساله را تجزیه‌و‌تحلیل کرده و از اطلاعات آدرس آن‌ها برای تخمین میزان مواجهه‌ با آلودگی هوا استفاده کردند. پژوهشگران اطلاعات جمعیتی را نیز در تجزیه‌و‌تحلیل خود وارد کردند تا نقش عواملی نظیر وضعیت اجتماعی‌اقتصادی و نژاد را درنظر بگیرند. آن‌ها پس از مقایسه‌ی سطوح قرارگیری در معرض آلودگی هوا، علائم اضطراب و داده‌های تصویربرداری مغز این کودکان، دریافتند که کودکان دارای سطوح بالاتر از مواجهه با آلودگی، دارای علائم اضطراب فراگیر بیشتری نیز هستند. کودکانی که دارای علائم بیشتری بودند، همچنین سطوح بالاتری از ماده‌ی میواینوزیتول (myo-inositol) را در منطقه‌ای از مغز که مسئول پردازش عواطف است، یعنی قشر سینگولار قدامی داشتند. میواینوزیتول به‌طور طبیعی در مغز وجود دارد اما سطوح غیرطبیعی آن با اختلالات مغزی مرتبط است. اضطراب یک اختلال پیچیده است و در این مطالعه اختلال در سطوح میواینوزیتول تنها مسئول ۱۲ درصد از ارتباط بین آلودگی ترافیکی و علائم اضطراب بود. بر این اساس، علائم مذکور عمدتا به‌وسیله‌ی عوامل دیگری ایجاد شده بودند. برونست می‌گوید:

چیزی که ممکن است در سطح وسیع‌تر جامعه اتفاق بیفتد، این است که مواجهه با آلودگی در کل می‌تواند منجر به افزایش خطر اضطراب شود.

فردریکا پریرا، پژوهشگر بهداشت محیط دانشگاه کلمبیا که در پژوهش حاضر مشارکتی نداشته است، این مطالعه را جالب می‌خواند. او چندین مطالعه برای بررسی اثرات مواجهه با آلودگی با تمرکز روی کودکان اقلیت‌ها انجام داده است. در یک مطالعه روی ۴۰ کودک و مادر در شهر نیویورک، او و همکارانش می‌خواستند بدانند که آیا یکی از اجزای خاص دود ممکن است بر عملکرد شناختی و رفتار برونی‌سازی مانند پرخاشگری و خصومت تاثیر داشته باشد یا خیر. این مطالعه که در سال ۲۰۱۵ در مجله‌ی JAMA Psychiatry منتشر شد، مواجهه‌ی پیش از تولد کودک را با هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای (PAH) مورد بررسی قرار داد. این هیدروکربن‌ها یکی از اجزای ذرات آلاینده‌ای هستند که در اثر مصرف سوخت‌های فسیلی، سوختن زباله‌ها، تنباکو و چوب تولید می‌شوند و درمیان قشر کم درآمد بیشتر شایع هستند. PAH به‌آسانی از جفت نیز عبور می‌کند. پژوهشگران از زنان شرکت‌کننده در این مطالعه خواستند که طی سه ماهه‌ی سوم بارداری خود به‌مدت دو روز از دستگاه‌هایی برای اندازه‌گیری سطوح مواجهه با این هیدروکربن‌ها استفاده کنند. وقتی کودکان این مادران به سن ۷-۹ سالگی رسیدند، برای انجام آزمایش، پر کردن پرسش‌نامه و اسکن MRI به دانشگاه کلمبیا آمدند. حجم ماده‌ی سفید در سمت چپ مغز کودکانی که در دوران پیش از تولد بیشتر در معرض PAH قرار گرفته بودند، کمتر بود. ماده‌ی سفید مغز یک ماده‌ی سفید چرب است که نورون‌ها را عایق کرده و به آن‌ها کمک می‌کند تا ازطریق سیگنال‌های الکتروشیمیایی با هم ارتباط برقرار کنند. حجم کمتر ماده‌ی سفید مغز به‌نوبه‌ی خود با رفتارهای برونی‌سازی بیشتر، علائم ADHD و سرعت پردازش کندتر همراه بود. البته این یافته‌ها ممکن است به تمام کودکان قابل تعمیم نباشد زیرا پژوهشگران تنها ۴۰ کودک را مورد بررسی قرار داده‌اند و برای تخمین میزان مواجهه با آلودگی، مدت‌زمان کوتاهی درنظر گرفته شده است.

هدف اصلی این پژوهش، درک بهتر خطرات آلودگی هوا برای کودکان و استفاده از آن اطلاعات برای کمک به هدایت بهداشت عمومی و سیاست‌های زیست‌محیطی است.

دانشمندان هنوز اطمینان ندارند که چگونه ذرات ریز روی مغز تاثیر می‌گذارند، اما شواهد برای نشان دادن وجود یک ارتباط علی متقاعدکننده است. دانشمندان آژانس حفاظت از محیط زیست در پیش‌نویس ارزیابی علمی یکپارچه‌ی ذرات معلق ریز که در اکتبر گذشته منتشر شد، برای اولین بار نتیجه‌گیری کردند که ارتباط بین مواجهه طولانی‌مدت با آلودگی هوا و مشکلات سیستم عصبی احتمالا یک ارتباط علّی است. پین استرجیس می‌گوید:

درحالی‌که ارزیابی ممکن است گامی به‌سوی به رسمیت شناختن علم باشد، تا زمانی که دولت کاری در راستای آن انجام ندهد، هیچ مفهومی نخواهد داشت.

در این میان، افرادی که بیش از همه تحت‌تاثیر آلودگی هوا قرار خواهند گرفت مانند کودکان خانواده ‌های کم‌درآمد، بیشتر این بار را تحمل خواهند کرد زیرا منابع آلوده‌کننده و جاده‌های پرترافیک اغلب در این جوامع بیشتر است. پریرا می‌گوید:

همه‌ی ما با چنین مشکلی مواجه هستیم و ممکن است تحت‌تاثیر قرار بگیریم اما احتمال آسیب دیدن گروه‌های خاصی به‌علت مواجهه‌ی بیشتر، بیشتر است.

اکنون دانشمندان دلیل خوبی دارند که باور کنند آلاینده‌های هوا به‌طور مستقیم روی مغز تاثیر می‌گذارند. پژوهش‌های آینده اطلاعات بیشتری را در زمینه‌ی تاثیر این ذرات ریز روی سلامت روان و جسم فراهم خواهد کرد.