מחקרים חדשים מגלים כי אוויר רעיל יכול לעצב מחדש את פעילות הגנים במוח, מה שעשוי לקבוע את הבמה לאלצהיימר ופארקינסון, ומדגיש את הצורך בגילוי מוקדם והגנות חזקות יותר עבור עובדים בסיכון.
סקירה: השפעת זיהום אוויר וחשיפות שאיפה תעסוקתית על הפרעות ניווניות: נקודת מבט אפיגנטית. קרדיט תמונה: Ingeblessas / Shutterstock
במאמר סקירה שפורסם לאחרונה בכתב העת iscienceחוקרים באיטליה בדקו כיצד זיהום אוויר תורם להפרעות נוירו -ניווניות (NDS) באמצעות שינויים אפיגנטיים. הם הדגישו את הפוטנציאל של שימוש בסמנים אפיגנטיים כדי לאתר שינויים מוקדמים המופעלים בזיהום אוויר, במיוחד בקבוצות בסיכון גבוה. הם הדגישו את הצורך במחקר נוסף כדי להנחות אסטרטגיות בריאות תעסוקתיות ומונעות.
רֶקַע
NDs הם מחלות ארוכות טווח הכרוכות באובדן תאי עצב במוח או במערכת העצבים, וכתוצאה מכך נושאים משמעותיים עם זיכרון, חשיבה, מצב רוח ותפקוד גופני. מחלת אלצהיימר ומחלת פרקינסון הם הנפוצים ביותר, ומשפיעים על מיליוני אנשים ברחבי העולם. ככל שהאוכלוסיות מתבגרות, מספר האנשים עם התנאים הללו עולה. מקרים רבים קשורים לגורמי סיכון שניתן למנוע, כולל הרגלי אורח חיים ירודים, השכלה או הכנסה נמוכה וחשיפה לזיהום סביבתי.
זיהום אוויר מורכב מחלקיקים וגזים מזיקים ממקורות טבעיים, כמו שריפות בר ופעילויות אנושיות, כולל שריפת דלק, תנועה ופליטות מפעל. חומר חלקיקי יכול לשאת חומרים רעילים, כולל מתכות כבדות, חיידקים וכימיקלים נדיפים. אף על פי שהוא קשור בעיקר למחלות לב וריאות, זיהום האוויר קשור כעת גם לנזק מוחי ולסיכון מוגבר ל- NDS. עובדים מסוימים, כמו כורים, עובדי מפעל ונהגים, עשויים להיות בסיכון במיוחד.
כיצד זיהום אוויר משפיע על המוח
זיהום אוויר יכול להשפיע על בריאות המוח דרך שני מסלולים ראשוניים: ישיר ועקיף. המסלול הישיר כולל חלקיקים אולטרה-אפין וגזים מסוימים שיכולים להיכנס לזרם הדם או לנסוע דרך האף למוח, עלול לפגוע במחסום הדם-מוח (BBB) ולגרום לדלקת. חלק מהמזהמים, כמו חנקן דו חמצני (NO₂), הופכים לתרכובות פעילות המשפיעות על תפקוד המוח, בעוד שאחרים, כמו תרכובות אורגניות נדיפות (VOC), יכולים להצטבר ברקמת המוח בגלל אופיים המסיס בשומן. אף כי עדויות להשפעות מוח ישירות של מזהמים אלה נותרו מוגבלים, מחקרים הראו כי חומרים כמו ננו -פלסטיקה, עופרת ומנגן יכולים לחצות את ה- BBB ולפגיעה בתאי המוח.
המסלול העקיף כולל מזהמים המפעילים דלקת או אותות כימיים (כמו ציטוקינים, שלפוחית חוץ תאית, או אקסוזומים הנגזרים על ידי ריאה/מוח) באיברים כמו הריאות או הבטן. לאחר מכן מולקולות אלה עוברות דרך זרם הדם למוח, משבשות את שיווי המשקל שלו ואולי מובילות לבעיות קוגניטיביות ורגשיות. זיהום אוויר עלול להפריע גם לחיידקי מעי ואף, ולהשפיע על בריאות המוח דרך צירי המוח או המוח הריח. אמנם עדויות ניסיוניות עדיין מתעוררות, אך הבנת מנגנונים אלה עשויה לעזור בזיהוי סמנים ביולוגיים מוקדמים של נזק מוחי הקשור לזיהום, במיוחד באוכלוסיות בסיכון כמו עובדים בסביבות מזוהמות.
מסלולי אפיגנטיים
שינויים אפיגנטיים מווסתים את תפקוד המוח מבלי לשנות רצפי חומצה deoxyribonucleic (DNA). שינויים אלה חיוניים להתפתחות המוח, פלסטיות סינפטית וזיכרון, אך הם גם רגישים לחשיפות סביבתיות, כמו זיהום אוויר. חשיפה כרונית למזהמים יכולה לשבש תהליכים אפיגנטיים אלה, מה שעלול להוביל ל- NDS. עדויות מצביעות על כך שחשיפה כזו עשויה להגביר את הביטוי של גנים מזיקים, להפחית את פעילותם של גנים מגנים ולשנות חומצות ריבונוקלאיות שאינן מקודדות (RNA). שינויים אלה יכולים להופיע הרבה לפני שמתעוררים תסמינים, מה שמדגיש את האפיגנטיקה כגורם סיכון וגם כסמן ביולוגי מוקדם עבור NDS.
מזהמים מוטסים יכולים לשבש את תפקוד המוח על ידי שינוי RNAs שאינם מקודדים ומתילציה של DNA, שניהם מווסתים את ביטוי הגנים. מחקרים בבעלי חיים ובני אדם מראים כי שינויים אלה קשורים לאובדן זיכרון, דלקת ו- NDS. עם זאת, מרבית הראיות האנושיות נובעות מדגימות דם היקפיות, ולא רקמת מוח, ומגבילות את הפרשנות הקלינית. רעלים כמו טולואן, מנגן ועופרת יכולים להפחית את פעילותם של גנים מגנים או להגדיל את ייצור החלבונים המזיקים במוח. השפעות מסוימות עשויות להיות מועברות אפילו לצאצאים. זיהום אוויר משנה גם מתילציה של DNA ברקמת הדם והמוח, מה שעלול להגדיל את הסיכון למחלות לאורך תוחלת החיים, במיוחד עם חשיפה לטווח מוקדם או ארוך טווח.
מעט מחקרים בדקו כיצד זיהום האוויר משפיע על שינויים בהיסטון במחלות ניווניות (NDS), בגלל אתגרים טכניים. עם זאת, ממצאים מוקדמים מראים קשרים בין זיהום אוויר לסמני היסטון שהשתנו, נזק ל- DNA ופתולוגיה של מחלת אלצהיימר אצל בני אדם ובעכברים כאחד. חשיפה לפני הלידה לחומר חלקיקי משפיעה על התפתחות המוח, במיוחד אצל גברים, כתוצאה מפגיעה בהיסטון דמתילציה, תוך הדגשת פגיעויות ספציפיות למין. חלקיקי פלסטיק ומתכות כבדות משבשות גם את שינויים בהיסטון, וגורמים ללחץ חמצוני, אובדן זיכרון ודלקת נוירואין. ראוי לציין כי כמה עדויות ניסיוניות לשינויים בהיסטון (למשל, שינויים הנגרמים על ידי מנגן) נובעים ממחקרים מבוססי הזרקה ולא מחשיפה לשאיפה, ויוצרים אי וודאות לגבי סיכוני שאיפה בעולם האמיתי. מעכבי היסטון deacetylase ותרכובות כמו Butyrate (שנחקרו בעכברים שנחשפו עופרת) מראים פוטנציאל בהיפוך חלק מההשפעות הללו, ומציעים דרכים לטיפולים ND עתידיים.
מסקנות
מחקרים עדכניים מראים קשרים חזקים בין זיהום אוויר ל- NDs בעיקר באמצעות שינויים אפיגנטיים. מזהמים יכולים לשנות מתילציה של DNA, ביטוי RNA שאינו מקודד ושינויים בהיסטון, שכולם תורמים לדלקת מוחית ולנזק. שיטות חדשות כמו ניתוח שלפוחיות חוץ תאיות בדם עשויות לסייע באיתור שינויים אלה ללא נהלים פולשניים. עם זאת, לימוד שינויים בהיסטון נותר מאתגר מבחינה טכנית. נותרו פערים גדולים. זיהום האוויר בעולם האמיתי מורכב, מה שמקשה על לימוד השפעות מדויקות. גורמים כמו גודל החלקיקים, הבריאות הפרטנית וחשיפה חשיפה בחיים המוקדמים משפיעים על סיכון אך אינם מובנים לחלוטין. הבדלים אנטומיים בין מודלים של בעלי חיים לבני אדם (למשל, מבנה האף) מסבכים עוד יותר את התרגום של מחקרי שאיפה. מרבית המחקרים מתמקדים במבוגרים מבוגרים, חשיפה לטווח הקצר ובמספר מצומצם של מזהמים, המשקיפים על השפעות ארוכות טווח ומוקדמות. מחלות כמו טרשת נפוצה, טרשת רוחבית אמיוטרופית (ALS) ומחלת הנטינגטון נחקרות גם הן.
מחקרים עתידיים צריכים להיות ארוכי טווח, לכלול אוכלוסיות צעירות יותר ולשקול מזהמים ונתיבי חשיפה פחות נבדקו, כמו דיאטה או אינטראקציות מוח-מוח. שילוב טכנולוגיות אומיקה ובינה מלאכותית יכול לעזור בזיהוי סמנים ביולוגיים ולהוביל לפיתוח טיפולים מונעים. הגנות משופרות במקום העבודה והסביבה, במיוחד עבור קבוצות בסיכון גבוה, חיוניות גם כדי להפחית את הסיכון ND. התייחסות להשלכות רגולטוריות מחייבת אימות כלים אפיגנטיים לשימוש קליני.
