پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا دریافتند مواجهه طولانی‌مدت با آفت‌کش کلرپیریفوس با بیش از ۲.۵ برابر شدن خطر ابتلا به بیماری پارکینسون ارتباط دارد. آزمایش‌های تکمیلی نیز نشان داده‌اند این ماده شیمیایی با مختل کردن سیستم پاک‌سازی سلول‌های مغزی می‌تواند به تخریب نورون‌های مسئول کنترل حرکت منجر شود.
به گزارش سلامت نیوز به نقل از sciencedaily، قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض یک آفت‌کش پرکاربرد کشاورزی ممکن است خطر ابتلا به بیماری پارکینسون را بیش از ۲.۵ برابر افزایش دهد. پژوهشگران علاوه بر شناسایی این ارتباط، سازوکاری را کشف کرده‌اند که نشان می‌دهد این ماده شیمیایی چگونه به سلول‌های عصبی مغز آسیب می‌زند و چه راهکاری ممکن است از این آسیب جلوگیری کند.
پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا، لس‌آنجلس (UCLA Health) دریافتند افرادی که برای مدت طولانی در محل سکونت خود در معرض آفت‌کش کلرپیریفوس (Chlorpyrifos) قرار داشته‌اند، در مقایسه با افرادی که در معرض این ماده نبوده‌اند، بیش از ۲.۵ برابر بیشتر در معرض ابتلا به بیماری پارکینسون قرار دارند.
آزمایش‌های آزمایشگاهی نیز نشان داده‌اند این ماده شیمیایی می‌تواند توانایی سلول‌های مغزی برای پاک‌سازی پروتئین‌های آسیب‌دیده را مختل کند. در نتیجه، سلول‌های عصبی مسئول کنترل حرکات بدن به‌تدریج از بین می‌روند.
این پژوهش که در مجله علمی Molecular Neurodegeneration منتشر شده، تنها به بررسی ارتباط میان مواجهه با آفت‌کش و پارکینسون محدود نمی‌شود؛ بلکه محققان با بررسی تغییرات درون سلول‌های مغزی، سازوکار زیستی احتمالی این آسیب را نیز شناسایی کرده‌اند؛ کشفی که می‌تواند در آینده مسیرهای تازه‌ای برای محافظت از مغز در برابر آسیب‌های عصبی فراهم کند.
ارتباط یک آفت‌کش پرکاربرد با افزایش خطر پارکینسون
بیماری پارکینسون نزدیک به یک میلیون نفر را در آمریکا تحت تأثیر قرار داده است. این اختلال عصبی پیشرونده به‌تدریج سلول‌های مغزی مرتبط با کنترل حرکات را تخریب می‌کند و معمولاً با علائمی مانند لرزش، سفتی عضلات، کندی حرکات و اختلال در هماهنگی بدن همراه است.
یکی از ویژگی‌های اصلی پارکینسون، از بین رفتن نورون‌های تولیدکننده دوپامین است. دوپامین یک پیام‌رسان شیمیایی در مغز است که به ارتباط میان سلول‌های عصبی و هماهنگی حرکات روان و کنترل‌شده کمک می‌کند. با کاهش سطح این ماده، توانایی مغز برای تنظیم حرکات بدن مختل می‌شود.
اگرچه عوامل ژنتیکی ارثی می‌توانند در ابتلا به پارکینسون نقش داشته باشند، پژوهشگران در سال‌های اخیر توجه بیشتری به عوامل محیطی مؤثر بر بروز این بیماری نشان داده‌اند. آفت‌کش‌ها از جمله موادی هستند که به دلیل توانایی احتمالی در مختل کردن فرایندهای زیستی سیستم عصبی، مورد توجه محققان قرار گرفته‌اند.
کلرپیریفوس یکی از آفت‌کش‌هایی است که برای چندین دهه به‌طور گسترده در کشاورزی استفاده شده است. مصرف خانگی این ماده در آمریکا از سال ۲۰۰۱ ممنوع شد و در سال ۲۰۲۱ نیز محدودیت‌های بیشتری برای کاربرد کشاورزی آن در نظر گرفته شد. با این حال، این آفت‌کش همچنان برای برخی محصولات کشاورزی در آمریکا استفاده می‌شود و در کشورهای دیگر نیز کاربرد گسترده‌ای دارد.
از آنجا که مواجهه با مواد شیمیایی ممکن است سال‌ها پیش از بروز علائم بیماری اتفاق بیفتد، بررسی پیامدهای بلندمدت تماس با کلرپیریفوس اهمیت زیادی دارد. شناسایی مواد شیمیایی مرتبط با پارکینسون می‌تواند به تدوین راهبردهای پیشگیری و تشخیص افرادی که ممکن است به پایش عصبی بیشتری نیاز داشته باشند، کمک کند.
افزایش بیش از دو برابری خطر ابتلا در افراد در معرض آفت‌کش
برای بررسی این ارتباط، دانشمندان دانشگاه UCLA اطلاعات ۸۲۹ فرد مبتلا به پارکینسون و ۸۲۴ فرد بدون این بیماری را بررسی کردند.
تمام شرکت‌کنندگان در مطالعه بلندمدت «محیط و ژن‌ها در بیماری پارکینسون» دانشگاه کالیفرنیا حضور داشتند؛ پژوهشی که تأثیر عوامل محیطی و ژنتیکی بر خطر ابتلا به این بیماری را بررسی می‌کند.
محققان سوابق دقیق استفاده از آفت‌کش‌ها در ایالت کالیفرنیا را با تاریخچه نشانی محل سکونت و محل کار شرکت‌کنندگان تطبیق دادند. به این ترتیب، توانستند میزان احتمالی مواجهه افراد با کلرپیریفوس را بر اساس مکان‌هایی که در طول زمان در آن‌ها زندگی یا کار کرده بودند، تخمین بزنند.
نتایج نشان داد افرادی که برای مدت طولانی در محل سکونت خود در معرض این آفت‌کش قرار داشتند، بیش از ۲.۵ برابر بیشتر از افراد بدون چنین مواجهه‌ای در معرض ابتلا به پارکینسون بودند.
البته این بررسی جمعیتی به‌تنهایی نمی‌توانست ثابت کند که آفت‌کش مستقیماً باعث بروز بیماری می‌شود. به همین دلیل، پژوهشگران آزمایش‌های تکمیلی را برای بررسی تأثیر مستقیم کلرپیریفوس بر سلول‌های مغزی انجام دادند.
آفت‌کش چگونه به سلول‌های مغز آسیب می‌زند؟
پژوهشگران برای بررسی آثار این ماده شیمیایی، موش‌ها را به مدت ۱۱ هفته در معرض کلرپیریفوس به شکل ذرات معلق و از طریق استنشاق قرار دادند. این روش با هدف شبیه‌سازی یکی از راه‌های احتمالی مواجهه انسان با آفت‌کش‌ها در محیط زندگی و کار انتخاب شده بود.
موش‌های در معرض این ماده، دچار اختلالات حرکتی شدند و تعداد نورون‌های تولیدکننده دوپامین در مغز آن‌ها کاهش یافت. این موضوع اهمیت زیادی داشت؛ زیرا تخریب همین سلول‌های عصبی یکی از ویژگی‌های اصلی بیماری پارکینسون است.
محققان همچنین نشانه‌هایی از التهاب در مغز حیوانات و تجمع غیرطبیعی پروتئینی به نام آلفاسینوکلئین مشاهده کردند.
آلفاسینوکلئین در شرایط طبیعی در سلول‌های عصبی وجود دارد و در عملکرد آن‌ها نقش ایفا می‌کند؛ اما تجمع غیرطبیعی این پروتئین و تشکیل توده‌های آن در مغز، ارتباط نزدیکی با بیماری پارکینسون دارد. این رسوبات پروتئینی یکی از محورهای اصلی تحقیقات درباره علت تخریب تدریجی برخی سلول‌های مغزی هستند.
نتایج آزمایش‌های حیوانی نشان داد مواجهه با کلرپیریفوس می‌تواند چندین ویژگی مهم بیماری پارکینسون را در مدل‌های آزمایشگاهی ایجاد کند؛ موضوعی که شواهد زیستی ارتباط مشاهده‌شده در انسان را تقویت می‌کند.
اختلال در سیستم پاک‌سازی سلول‌های مغزی؛ سازوکار آسیب آفت‌کش
پژوهشگران در مرحله بعد، برای شناسایی دقیق‌تر نحوه آسیب‌رسانی کلرپیریفوس به نورون‌ها، از ماهی زبرا استفاده کردند. این ماهی کوچک به دلیل امکان بررسی فرایندهای زیستی مرتبط با رشد و بقای سلول‌های عصبی، در تحقیقات علوم اعصاب کاربرد گسترده‌ای دارد.
نتایج آزمایش‌ها نشان داد این آفت‌کش فرایندی طبیعی به نام اتوفاژی (Autophagy) را مختل می‌کند.
اتوفاژی نوعی سازوکار نگهداری و بازیافت درون سلول است که به حذف پروتئین‌های آسیب‌دیده و سایر مواد زائد کمک می‌کند. این فرایند مانند یک سیستم پاک‌سازی داخلی عمل می‌کند و اجزای فرسوده یا معیوب سلول را تجزیه می‌کند تا از تجمع مواد بالقوه زیان‌آور جلوگیری شود.
این سازوکار برای سلول‌های عصبی اهمیت ویژه‌ای دارد؛ زیرا بسیاری از نورون‌ها باید در تمام طول عمر فرد عملکرد خود را حفظ کنند.
پژوهشگران دریافتند زمانی که کلرپیریفوس این سیستم پاک‌سازی را مختل می‌کند، مواد آسیب‌دیده درون نورون‌ها تجمع می‌یابند و در نهایت به تخریب آن‌ها منجر می‌شوند.
با این حال، محققان به یافته امیدوارکننده دیگری نیز دست یافتند: زمانی که در آزمایش‌ها فرایند اتوفاژی را احیا کردند یا پروتئین سینوکلئین را حذف کردند، سلول‌های عصبی در برابر آسیب محافظت شدند.
این نتیجه نشان می‌دهد آثار مخرب آفت‌کش ممکن است تا حدی به یک مسیر زیستی مشخص وابسته باشد؛ مسیری که در آینده می‌توان آن را هدف درمان‌های احتمالی قرار داد.
امید به شناسایی راهکارهای تازه برای محافظت از مغز
این کشف می‌تواند زمینه‌ساز توسعه روش‌های درمانی جدیدی باشد که با تقویت سازوکارهای پاک‌سازی سلولی، از نورون‌های آسیب‌پذیر محافظت می‌کنند.
چنین درمان‌هایی ممکن است در آینده برای افرادی که در معرض کلرپیریفوس یا سایر آفت‌کش‌های مختل‌کننده فرایندهای مشابه قرار گرفته‌اند، کاربرد داشته باشند.
با این حال، آثار محافظتی این روش‌ها تاکنون فقط در مدل‌های آزمایشگاهی مشاهده شده است و برای مشخص شدن اثربخشی آن‌ها در انسان، به تحقیقات بیشتری نیاز است.
دانشمندان همچنین قصد دارند بررسی کنند که آیا سایر آفت‌کش‌های پرکاربرد نیز همین سازوکارهای سلولی را مختل می‌کنند یا خیر. اگرچه استفاده از کلرپیریفوس در آمریکا کاهش یافته است، افراد زیادی پیش از اعمال محدودیت‌ها در معرض آن قرار گرفته‌اند و برخی مواد شیمیایی مشابه همچنان در کشاورزی استفاده می‌شوند.
این یافته‌ها همچنین ممکن است به شناسایی افرادی که سابقه مواجهه قابل‌توجه با آفت‌کش‌ها دارند و به پایش دقیق‌تر وضعیت عصبی نیازمندند، کمک کند.
دکتر جف برونستین، استاد نورولوژی در مرکز سلامت دانشگاه UCLA و نویسنده ارشد این پژوهش، بر اهمیت شناسایی مواد شیمیایی مشخص به جای در نظر گرفتن تمام آفت‌کش‌ها به‌عنوان یک گروه واحد تأکید کرد.
او گفت: «این مطالعه کلرپیریفوس را به‌عنوان یک عامل خطر محیطی مشخص برای بیماری پارکینسون معرفی می‌کند، نه صرفاً آفت‌کش‌ها را به‌طور کلی.»
وی افزود: «با نشان دادن سازوکار زیستی این آسیب در مدل‌های حیوانی، شواهدی به دست آورده‌ایم که نشان می‌دهد این ارتباط احتمالاً ماهیتی علّی دارد. همچنین کشف اینکه اختلال در اتوفاژی در سمیت عصبی نقش دارد، مسیرهایی را برای توسعه راهبردهای درمانی احتمالی با هدف محافظت از سلول‌های مغزی آسیب‌پذیر پیش روی ما قرار می‌دهد.»