مواد شیمیایی دائمی باعث تغییر بیان ژن در مغز می‌شوند

1

در دنیای امروز، مواد شیمیایی دائمی که از نظر علمی به عنوان مواد پرفلوئوروآلکیل و پلی‌فلوئوروآلکیل (PFAS) شناخته می‌شوند، تقریباً همه‌جا حضور دارند. این مواد در آب، خاک و حتی عمیق‌ترین مناطق مغز انسان یافت شده‌اند و حضور مداوم آن‌ها نگرانی‌های جدی ایجاد کرده است. اما این مواد دقیقاً چه تأثیری بر مغز دارند؟

مغز و آسیب‌پذیری در برابر مواد شیمیایی دائمی

به‌رغم وجود سد خونی-مغزی که معمولاً مغز را از عوامل خارجی محافظت می‌کند، مغز در برابر این مواد شیمیایی پایدار آسیب‌پذیری غیرمعمولی نشان می‌دهد. برای بررسی این مسئله، تیمی از پژوهشگران دانشگاه بوفالو بخش مهمی از این معما را کشف کرده‌اند.

دکتر جی. اکین آتیلا-گوکجومِن، یکی از نویسندگان این پژوهش، توضیح می‌دهد:

“یافته‌های ما نشان می‌دهد این ژن‌ها ممکن است به عنوان نشانگرهایی برای شناسایی و پایش نوروتوکسیسیتی ناشی از PFAS در آینده استفاده شوند.”

این پژوهش که در ژورنال ACS Chemical Neuroscience منتشر شده است، گامی اساسی در درک اثرات سلامتی مرتبط با PFAS به شمار می‌آید.

واکنش سلول‌های مغزی به مواد شیمیایی دائمی

این مطالعه نشان می‌دهد که برخی ژن‌ها در معرض PFAS تغییرات ثابتی را تجربه می‌کنند، فارغ از نوع خاص ماده شیمیایی. از جمله، ژن‌هایی که برای بقای نورون‌ها ضروری هستند، فعالیت کمتری از خود نشان می‌دهند؛ این مسئله ممکن است عملکرد حفاظتی مغز را تضعیف کند.

در مقابل، ژن‌های مرتبط با مرگ سلولی فعال‌تر می‌شوند که می‌تواند خطر آسیب یا اختلال نورونی را افزایش دهد. این اثرات متضاد نشان می‌دهد که مواد شیمیایی دائمی ممکن است عملکردهای حیاتی مغز را مختل کرده و به آسیب‌های عصبی بلندمدت منجر شوند.

در این تحقیق، ۱۱ ژن با پاسخ‌های ثابت شناسایی شدند. اما صدها ژن دیگر بسته به نوع خاص PFAS واکنش‌های متفاوتی نشان دادند. این تنوع نشان می‌دهد که هر ترکیب PFAS با وجود شباهت‌های شیمیایی، تعامل متفاوتی با سیستم‌های زیستی دارد.

دکتر دیانا آقا، یکی دیگر از نویسندگان مطالعه، می‌گوید:

“PFAS با وجود داشتن برخی ویژگی‌های شیمیایی مشترک، از نظر شکل و اندازه متفاوت هستند که این تنوع باعث تغییر در اثرات زیستی آن‌ها می‌شود.”

PFOA: یک مجرم برجسته

از میان شش ترکیب PFAS مورد مطالعه، اسید پرفلورو‌اکتانوییک (PFOA) – که قبلاً در تولید ظروف نچسب استفاده می‌شد – بیشترین تأثیر را داشت.

PFOA بیان تقریباً ۶۰۰ ژن را تغییر داد که به‌مراتب بیشتر از هر ترکیب دیگری بود. این تغییرات مسیرهایی مرتبط با استرس اکسیداتیو، سنتز پروتئین و عملکرد نورونی را تحت تأثیر قرار داد.

برای مثال، PFOA باعث کاهش فعالیت فاکتور نوروتروفیک مشتق‌شده از آستروسیت مزانسفال شد که برای بقای نورون‌ها ضروری است. هم‌زمان، فعالیت پروتئین تعامل‌کننده با تیوردوکسین که به مرگ سلولی مرتبط است، افزایش یافت.

دکتر آتیلا-گوکجومِن می‌گوید:

“هر یک از این ۱۱ ژن در تمام PFASهای آزمایش‌شده، تنظیمات مشابهی نشان دادند. این پاسخ ثابت نشان می‌دهد که آن‌ها ممکن است به عنوان نشانگرهای امیدوارکننده‌ای برای ارزیابی تماس با PFAS استفاده شوند، اما تحقیقات بیشتری برای درک واکنش این ژن‌ها به انواع دیگر PFAS مورد نیاز است.”

مواد شیمیایی دائمی در زندگی روزمره

PFAS تقریباً همه‌جا وجود دارند – در بسته‌بندی‌های مواد غذایی، کف‌های آتش‌نشانی و حتی نیمه‌هادی‌ها. استفاده گسترده از این مواد، چالش کاهش اثرات آن‌ها بر محیط‌زیست و سلامت مغز را در عین حفظ کارایی‌شان برجسته می‌کند.

PFAS با زنجیره کوتاه که در محیط کمتر پایدار هستند، به عنوان جایگزین‌های امیدوارکننده مطرح شده‌اند. با این حال، این جایگزین‌ها ممکن است خطرات سلامتی خاص خود را به همراه داشته باشند و اثربخشی کمتری داشته باشند.

دکتر آتیلا-گوکجومِن می‌افزاید:

“اگر بتوانیم بفهمیم چرا برخی PFASها از بقیه مضرتر هستند، می‌توانیم برای حذف بدترین مواد اولویت قائل شویم و جایگزین‌های ایمن‌تری پیدا کنیم.” این رویکرد دقیق می‌تواند نیازهای صنعتی را با ایمنی محیط‌زیست و سلامت انسان متعادل کند.

مسیرهای تحقیقاتی آینده

این مطالعه از دانشگاه بوفالو اطلاعات حیاتی درباره چگونگی اختلال عملکرد مغز توسط مواد شیمیایی دائمی ارائه می‌دهد و پایه‌ای برای تحقیقات آینده فراهم می‌کند.

با شناسایی ژن‌هایی که به طور مداوم تحت تأثیر این مواد قرار می‌گیرند، پژوهشگران راه‌های جدیدی برای شناسایی، پایش و توسعه جایگزین‌های ایمن‌تر باز کرده‌اند.

دکتر آقا توضیح می‌دهد:

“دانش درباره واکنش زیست‌شناسی ما به انواع مختلف PFAS اهمیت بالای زیست‌پزشکی دارد.”

با افزایش دانش درباره اثرات خاص ترکیبات مختلف PFAS، می‌توان استراتژی‌های موثرتری برای کاهش آسیب آن‌ها طراحی کرد.

اهمیت مطالعه

پایداری و فراگیر بودن PFAS نیازمند راه‌حل‌های نوآورانه برای حفاظت از سلامت انسان و محیط‌زیست است.

مطالعاتی از این دست نه تنها درک ما از این مواد را افزایش می‌دهند، بلکه امیدی برای آینده‌ای ایمن‌تر فراهم می‌کنند.

با اولویت‌دادن به تحقیق و افزایش آگاهی عمومی، می‌توانیم برای کاهش اثرات این مواد شیمیایی دائمی تلاش کنیم و در عین حال استفاده‌های ضروری آن‌ها را به شکلی پایدار حفظ کنیم.

این مطالعه در ژورنال ACS Chemical Neuroscience منتشر شده است.