پرده‌برداری از مخفیگاه جیوه در مغز پستانداران

به‌تازگی دانشمندان در مغز مانگوس که به آن خدنگ نیز می‌گویند، جیوه کشف کردند که نشان‌دهنده یک تهدید زیست‌محیطی گسترده‌ است و نگرانی‌هایی را در مورد قرار گرفتن انسان در معرض جیوه ایجاد می‌کند.

به گزارش تکناک، قرار گرفتن در معرض جیوه (Hg) در اکثر اشکال شیمیایی بسیار سمی است. حتی دانشمندانی که ترکیبات جیوه را مطالعه می کنند، به دلیل قرار گرفتن در معرض احتمالی جیوه در معرض خطر هستند. مایکل فارادی فیزیکدان مشهور، به دلیل قرار گرفتن طولانی مدت در معرض بخارات جیوه از مسمومیت با جیوه رنج می برد، که باعث شد تحقیقات خود را در سن 49 سالگی به دلیل بدتر شدن وضعیت سلامتی متوقف کند. نمونه دیگر، کارن وترهان شیمیدانی است که پس از خروج چند قطره جیوه از یک پیپت و ریختن روی یکی از دستانش که حتی دستکش لاتکس هم پوشیده بود، بر اثر مسمومیت با دی متیل جیوه کشته شد.

جیوه در زندگی دریایی و زمینی

مطالعات متعددی بر قرار گرفتن در معرض و اثرات جیوه، به ویژه در موجودات دریایی متمرکز شده است. در تحقیقات متعددی ثابت شده است که مردم باید مصرف برخی از ماهی‌ها مانند ماهی تن را به دلیل وجود جیوه محدود کنند. با این حال، این سوال مطرح می شود که آیا یون‌های جیوه می توانند به مغز حیوانات زمینی برسند؟ دکتر یولیا پوشکار، استاد فیزیک و نجوم در کالج علوم دانشگاه پردو در ابتدا به این موضوع شک داشت. او از سال 2008 یک برنامه تصویربرداری مغزی را در دانشگاه پردو انجام داد. تحقیقات او و گروهش با تخصص در تهیه نمونه، اندازه‌گیری و تجزیه و تحلیل داده‌ها، مورد توجه محققان در ایالات متحده و سراسر جهان، از جمله در ژاپن و اخیراً استرالیا، قرار گرفته‌ است.

جیوه در مغز مانگوس یافت شد

وظیفه محققان بررسی وجود جیوه در مغز مانگوس‌های جمع آوری شده در جزیره اوکیناوا بود. با کمال تعجب، اسکن مغزی، وجود جیوه در این حیوانات مهاجم را نشان داد. گروه تحقیقاتی اسکن‌ها را اصلاح کردند و به وضوح چند ده نانومتری برای مشاهده سلول های مغزی آسیب دیده دست یافتند. یافته های مشترک آنها اخیراً در مجله Environmental Chemistry Letters  منتشر شده است.

راز حل نشده و تأثیر جیوه

معمای چگونگی ورود جیوه به مغز مانگوس تاکنون حل نشده باقی مانده است. منابع احتمالی شامل آبی است که می نوشند، تخم پرندگانی است که مصرف می کنند، قرار گرفتن در معرض مواد معدنی یا حتی هوایی است که تنفس می کنند. علت هرچه که باشد، این یک نشانه بسیار بد است.

پوشکار توضیح می‌دهد: Hg حتی در غلظت‌های پایین هم بسیار سمی است زیرا می‌تواند بر مولکول‌های زیستی ضروری متصل شود و بر عملکرد آن‌ها تأثیر بگذارد. کارآیی سم زدایی به جذب و اتصال ثابت در داخل تجمعات شناسایی شده و نشت احتمالی از آنها در صورت مرگ سلول های مغز بستگی دارد.

در حال حاضر، هیچ راه شناخته شده ای برای انحلال ایمن این توده ها از بافت وجود ندارد و هیچ گزارشی مبنی بر از بین رفتن مسمومیت با جیوه در سیستم عصبی وجود ندارد. رویکرد اصلی که همه ما باید در پیش بگیریم این است که از هرگونه قرار گرفتن در معرض جیوه به ویژه موارد مزمن مانند مورد فارادی، اجتناب کنیم.

روش تحقیق و یافته ها

پوشکار می‌گوید: من شک داشتم که آیا می‌توان جیوه را تشخیص داد. معمولاً عناصر نوروتوکسیک حتی اگر وارد مغز شوند در غلظت های بسیار کم وجود دارند. ما این نمونه ها را به منبع فوتون پیشرفته در آزمایشگاه ملی آرگون بردیم، جایی که مغزها در معرض اشعه ایکس شدید قرار گرفتند. با شک من، جیوه در مغز وجود داشت.

محققان با اسکن نمونه‌های مغزی شروع به ردیابی نواحی مغزی کردند که به نظر می‌رسید محتوای جیوه بالاتری داشتند. پس از سه سال مطالعه و پنج سفر، اکنون محققان می‌توانند سلول‌های مغزی خاص را گزارش کنند و آن‌ها سلول‌های شبکه کوروئید (مسئول ساختن سد مایع مغزی نخاعی خونی) و آستروسیت‌های ناحیه زیر بطنی حاوی نقطه‌های غنی از جیوه (حدود 0.5 تا 2 میکرون) هستند. پوشکار معتقد است که این سلول ها به فیلتر کردن جیوه از خون و بافت مغز کمک می کنند و با کمک عنصر دیگری به نام سلنیوم (Se) ذخیره می شوند. این که کدام مولکول‌های بیولوژیکی حاوی SE خاص، جیوه را به هم متصل می‌کنند، هنوز کشف نشده است.

پیامدهای بهداشت محیط و انسان

این کشف برای نظارت بر محیط زیست در حیوانات زمینی اهمیت دارد و ابزار جدیدی برای ردیابی جیوه در سلول های مغزی فراهم می کند که بر سلامت و ایمنی انسان نیز تأثیر می گذارد.

پوشکار می‌گوید: فعالیت‌های انسانی منجر به انتشار 2000 تن ترکیبات جیوه در سال می‌شود و ما به طور کامل نمی‌دانیم تمام این جیوه عصبی سمی به کجا ختم می‌شود. بیشتر مطالعات تا کنون بر روی موجودات دریایی (ماهی ها و نهنگ ها) متمرکز شده اند، اما ظاهرا گونه‌های ساکن در خشکی نیز تحت تاثیر سمیت جیوه قرار گرفته‌اند. ما انتظار داریم مغز انسان به روشی مشابه از طریق تعامل با سلول های شبکه مشیمیه و آستروسیت ها به جیوه واکنش نشان دهد. با این حال ما نمی دانیم که آیا مغز انسان دارای مولکول های زیستی حاوی Seo کافی برای اتصال به جیوه است یا خیر.