پژوهشگران طی بررسیهای خود متوجه شدند که چگونه گازهای ناشی از سوخت موتور دیزل، آغازگر واکنشهای تنفسی بوده و میتوانند بیماریهای زمینهای مانند آسم را حادتر کنند.
این پژوهش که توسط پژوهشگران امپریال کالج لندن انجام شده، اولین بررسی است که مکانیسم ذرات حاصل از سوخت دیزل که یکی از اجزای اصلی آلودگی هوای شهرهای بزرگ اروپا است را بررسی و اثبات مینماید که چطور این ذرات به صورت مستقیم بر ریهها تأثیر گذاشته و موجب آغاز نشانههایی مانند تنگ شدن راههای هوایی و سرفه میشود.
پژوهشهای پیشین ارتباطی قوی میان آلودگی هوای محیطی و نشانههای تنفسی مانند سرفه، خِسخِس و تنگی نفس را نشان داده، اما مکانیسم زمینهای آن نامشخص باقی مانده بود.
در آخرین پژوهش، که در مجله آلرژی و ایمونولوژی بالینی منتشر شده است، بیان شده که مواد حاصل از سوختن سوختهای دیزلی – که هیدروکربنهای پلی سیکلیک آروماتیک (PAHs) نامیده میشوند، به طور مستقیم رشتههای عصبی در ریهها را تحریک کرده و موجب پاسخ واکنشی (reflex response) در راههای هوایی میشوند.
این یافتهها، کلید ارتباطی بین مواجهه با آلودگی هوا درخیابانهای شهریهای بزرگ و نشانههای تنفسی را فراهم کند که در افراد با ریسک بالا مانند بچههای کوچک، افراد مسن و بیماران تنفسی، منجر به بستری در بیمارستان میشود.
در شهرهای بزرگ آلودگی هوا از میزان توصیه شده تجاوز کرده و این یافتهها دلیل دیگری است که چرا به تحت کنترل درآوردن میزان آلودگی نیازمندیم. آلودگی هوا تمامی افراد را تحت تاثیر قرار خواهد داد، اما بیماران با زمینهای مانند آسم، بیشتر در معرض خطر این عوارض قرار دارند.
در گذشته، دانشمندان نشان دادند که تأثیرات آلودگی هوا روی ریه افراد آسمی در ارتباط با غلظت ذرات بسیار ریز استنشاق شده است، اگرچه مکانیسم دقیق آن نامشخص بود. این ذرات بسیار ریز (با قطر کوچکتر از ۱۰۰ نانومتر) میتوانند به عمق ریه نفوذ کنند و آنقدر کوچک هستند که سلولهای ریه آنها را به عنوان مولکولهای زیستی که میتواند جذب و پردازش شود تشخیص میدهند و تأثیرات نامطلوبی روی سلامتی انسان بر جای میگذارد. البته یافته های جدید مکانیسم پیچیدهتری را مطرح میکنند.
هنگامی که ذرات حاصل از سوخت دیزل پردازش میشدند تا قسمت کربن مرکزی نامحلول از قسمت آلی بیرونی محلول جدا شود، پژوهشگران دریافتند که مواد شیمیایی روی سطح بیرونی (PAHs) هستند که به طور مستقیم اعصاب را تحریک میکنند، در حالیکه ذرات کربن مرکزی این اثر را ندارند. پژوهشگران اظهار داشتند که اندازه کوچک این ذرات به آنها کمک میکند تا به قسمتهای عمیق ریهها رسیده و از غشاها عبور کنند، آنجا جایی است که آنها میتوانند اعصاب را فعال سازند.
کشف مکانیسم
در همکاری پژوهشگران کینگز کالج لندن و دانشگاه بریتیش کلمبیا، محققان از گاز حاصل از سوخت موتورهای دیزلی و ژنراتور دیزلی که در دسترس بود استفاده کردند تا شرایط زیست محیطی شهری دنیای واقعی را بازسازی نمایند. برای آزمایش اثرات این مواجهه، از یک مدل خوکچه هندی و بافت عصبی حیوانی استفاده نمودند. این تأثیرات همچنین روی بافت انسانی با استفاده از بخشهایی از عصب واگ بافت ریه اهدا شده، آزمایش شد.
پژوهشگران دریافتند هنگامی که بافت با PAHs مواجه شد، اعصاب حسی عامل تحریک عارضههای واکنشی و نشانههای تنفسی شایع اولیه مانند سرفه و ویز شدند. این شواهد مطرح میکند زمانی که این ترکیبات آلی استنشاق شوند، با گیرندههای راههای هوایی واکنش نشان داده و درنتیجه استرس اکسیداتیو ایجاد میشود. این استرس سپس کانالهای یونی را به صورت آبشاری باز میکند و بالانس الکتروشیمیایی قبلی، یکسویه شده و موجب تحریک عصبی میشود.
این یافتهها سپس با استفاده از بافت عصبی موشهایی تأیید شد که کانالهای یونی فاقد عملکرد داشتند (TRPA1 نامیده میشود) و در آنها تغییرات بالانس الکتروشیمیایی در اعصاب و به دنبال آن نشانههای تنفسی دیده نشد.
ذرات حاصل از سوخت دیزل که میتوانند کانالهای یونی را فعال نمایند، اعصاب ریهها را تحریک میکنند و این میتواند علت نشانههای تنفسی باشد که بهدنبال مواجهه با آلودگی هوای شهری دیده میشود.
در بررسی پیشین در ۲۰۱۳، محققان نشان دادند که سطوح بالای آلودگی هوا در خیابانی شلوغ مانند آکسفورد در لندن در مقایسه با مواجهه با هوای کمتر آلوده در قسمتهای دیگر شهر، تأثیری قابل اندازهگیری در ریه های افراد آسمی دارد. نتایج نشان داد که ارتباطی نزدیک میان سطوح ذرات بسیار ریز (شامل ذرات حاصل از سوخت دیزل) در سطح خیابان و کاهش عملکرد ریوی وجود دارد.
نتیجه آخرین پژوهش به رشد شواهد تائیدکننده اثرات مستقیم آلودگی هوا بر سلامت عمومی افزوده است.
ترکیب این پژوهش با تحقیقات بالینی قبلی که در آن افراد در محیط آزمایشگاه با میزان ذرات حاصل از سوخت دیزل در جهان واقعی مواجهه داده میشدند، مکانیسم تأثیرات مواجهه روزمره این ذرات روی افرادی که در محیطهای شهری کار و یا زندگی میکنند را نشان میدهد.
پیام اصلی این تحقیق پیشگیری است. تعداد مشخصی از بستریهای بیمارستانی شامل افرادی است که از تشدید بیماریهای تنفسی رنج میبرند. اگر ما بتوانیم این تشدیدها را که از پیامدهای افزایش نشانههای تنفسی است پیشگیری کنیم، تعداد بستریهای کمتری خواهیم داشت.
"ارتباط آلودگی وابسته به ترافیک و سرفه، حوزه افرادی که در این چالش سلامتی عمومی تحت تأثیر قرار میگیرند را گستردهتر میسازد و این امر میتواند شهروندان بیشتری را وادار کند تا نگرانی خود را با صدای بلند ابراز کنند و دولت نیز با اقدام مناسب به این نگرانیها پاسخ دهد. این یک نمونه عالی از علم آلودگی هوا در سطح بالاست که بار دیگر انگیزه اقدامی واقعی در جهان امروز میباشد".
