Journal of health research in community

en میکروپلاستیک‌ها در بدن انسان: ضرورت پیوند دادن کنترل مواجهه با مکانیسم‌های بیماری زا Microplastics in the human body: The need to link exposure controls to pathogenetic mechanisms بهداشت محیط زیست Environmental Health نامه به سردبیر Letter کشف پسماندهای پلاستیکی در محیط دریایی در حدود نیم قرن پیش¹ به یکی از مهم‌ترین نگرانی‌های رو به گسترش جهانی در زمینه آلودگی محیط زیست در عصر حاضر تبدیل شده است. در سال‌های اخیر، توجه فزاینده‌ای نه تنها به خطرات زیست‌محیطی، بلکه به خطرات احتمالی مواجهه با میکروپلاستیک‌ها و نانوپلاستیک‌ها (MNPs) برای سلامت انسان شکل گرفته است. میکرو-نانوپلاستیک ها در بافت‌های مختلف انسانی، از جمله خون²، جفت³، مغز⁴ و ترومبوزها⁵ شناسایی شده‌اند. با این حال، شکاف‌های مهم دانشی در حال حاضر توانایی ما را برای ارزیابی قابل اعتماد پیامدهای سلامت ناشی از ورود میکرو-نانوپلاستیک ها به بدن محدود می‌کنند. از جمله این شکاف‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: (۱) دامنه غلظت‌های واقع‌بینانه زیست محیطی میکرو-نانوپلاستیک ها در بخش‌های مختلف محیط؛ (۲) تأثیر عوامل محیطی، اجتماعی و رفتاری بر میزان بسیار متغیر مواجهه افراد در سطوح حاد و مزمن؛ (۳) مکانیسم‌های اصلی ورود میکرو-نانوپلاستیک ها و مواد شیمیایی نگران‌کننده همراه با آنها از طریق مسیرهای تنفسی، گوارشی یا پوستی؛ و در نهایت، (۴) دامنه واقع‌بینانه غلظت میکرو-نانوپلاستیکها و مواد شیمیایی همراه آنها در سیستم‌های اندامی مشخص. بنابراین، نمی‌توان خطرات سلامت انسان را صرفاً بر اساس وجود میکرو-نانوپلاستیکها در محیط به‌طور قابل اعتمادی استنباط کرد. انسان‌ها در محیط‌های داخلی و خارجی، خانگی و شغلی، در معرض میکرو-نانوپلاستیک ها قرار دارند و ممکن است این ذرات را از طریق غذا، آب و هوا استنشاق یا دریافت کنند. یک مطالعه مروری اخیر نشان داده است که ورود میکرو-نانوپلاستیک ها به بدن در نتیجه این مواجهه‌ها ممکن است بیماری‌های التهابی مزمن را تشدید کند و به طور بالقوه بار جهانی بیماری‌های غیرواگیر را افزایش دهد.⁶ با این حال، عناصر کلیدی زنجیره مواجهه، ورود به بدن و تاثیر آن ها، اغلب ناشناخته باقی مانده‌اند و در نتیجه دانش موجود در این زمینه بسیار پراکنده است و توانایی ما برای ارتباط دادن مواجهه با میکرو-نانوپلاستیکها به پیامدهای سلامت انسان در سطح جهانی محدود می‌شود. برای تعیین اینکه میکرو-نانوپلاستیک ها در چه دوزی از مواجهه، از طریق کدام مسیر ورود به بدن و با چه مکانیسم‌هایی به یک عامل از نظر بالینی مرتبط تبدیل می‌شوند، و اینکه این اهمیت سلامت در جمعیت‌های مختلف چگونه تغییر می‌کند، تعامل نزدیک میان علوم مواجهه محیطی، پژوهش‌های سلامت انسان و سم‌شناسی و بوم سم‌شناسی ضروری خواهد بود. برای مثال، در پژوهش‌های قلبی عروقی، میکرو-نانوپلاستیک ها در پلاک‌های کاروتید و ترومبوزها شناسایی شده‌اند و وجود آنها با بروز بعدی رویدادهای قلبی عروقی و شدت بیماری ارتباط داشته است.⁵˒⁷ این یافته‌ها  مهم بوده و نشان می‌دهند که میکرو-نانوپلاستیک ها ممکن است در فرایندهای بیماری نقش داشته باشند؛ اما مشخص نمی‌کنند که آیا موجب بیماری شده‌اند یا صرفاً همراه آن بوده‌اند یا حتی ممکن است به دلیل پیشرفت بیماری های قلبی عروقی در بافت‌ها به دام افتاده باشند. چنین تمایزهایی از نظر بالینی و بهداشت عمومی اهمیت دارند، زیرا بر تصمیماتی مانند آغاز مداخلات، پایش گسترده‌تر یا و اقدامات نظارتی و قانونی وسیع‌تر تأثیر می‌گذارند. مدل‌های تجربی نیز ظرفیت بیشتری برای تقویت شواهد مربوط به امکان‌پذیری زیستی این اثرات فراهم می‌کنند. مواجهه با میکرو-نانوپلاستیک ها با القای استرس اکسیداتیو، اختلال عملکرد میتوکندری، التهاب و اختلال در سدهای زیستی-سلولی مرتبط هستند.⁸˒⁹ با این حال، این اثرات اغلب در دوزهایی مشاهده شده‌اند که مقایسه آنها با مواجهه واقعی انسان در دنیای واقعی دشوار است، به‌ویژه از آنجا که دامنه مواجهه‌های حاد و مزمن واقع‌بینانه از نظر محیط زیستی هنوز تا حد زیادی ناشناخته است. این مسئله به‌خصوص درباره کوچک‌ترین ذرات میکروپلاستیک و نانوپلاستیک‌ها اهمیت دارد. بنابراین، شواهد مشاهده‌ای  می‌توانند برای دستیابی به درک مکانیسمی و پشتیبانی از ایجاد مدل‌های مفهومی مورد استفاده قرار گیرند. علاوه بر این، بیشتر مطالعات انسانی همچنان از نظر حجم نمونه کوچک هستند یا با طراحی‌های مقطعی و مورد- شاهدی انجام شده‌اند و از نظر روش‌های تحلیلی نیز ناهمگونی زیادی دارند. تعداد محدودی از مطالعات مشاهده‌ای آینده‌نگر نیز شروع به بررسی ارتباط میان بار یا مواجهه با میکرو-نانوپلاستیک ها و پیامدهای بالینی بعدی کرده‌اند.¹⁰˒¹¹ چالش دیگر، نبود استانداردهای مورد توافق عمومی برای روش‌های آزمایشگاهی و گزارش‌دهی است. آزمایشگاه‌های مختلف دامنه‌های متفاوتی از اندازه ذرات میکرو-نانوپلاستیک را اندازه‌گیری می‌کنند، نتایج را بر اساس تعداد ذرات یا جرم پلیمر گزارش می‌کنند و از روش‌های متفاوت هضم و استخراج استفاده می‌کنند که از نظر میزان بازیابی و کنترل آلودگی با یکدیگر تفاوت دارند. این تفاوت‌ها در حال حاضر توانایی مقایسه غلظت‌های گزارش‌شده در مطالعات مختلف و تعریف سطوح معنادار مواجهه انسانی را محدود می‌کنند. این چالش‌های روش‌شناختی نباید به عنوان دلیلی برای نادیده گرفتن نگرانی‌های مربوط به سلامت انسان تلقی شوند. برعکس، آنها بر ضرورت تلاش‌های دقیق و نظام‌مند برای پیوند دادن نتایج پژوهش‌های مربوط به مواجهه و اثر تأکید می‌کنند و از رویکردهای مبتنی بر اصل احتیاط در ارزیابی خطرات میکرو-نانوپلاستیک ها برای سلامت انسان و محیط زیست حمایت می‌کنند. ما در اینجا یک رویکرد سه‌سطحی را پیشنهاد می‌کنیم: نخست، توسعه روش‌های تحلیلی استاندارد و الزام به گزارش معمول نمونه‌های شاهد یا بلانک، شامل بلانک‌های فرایندی و تحلیلی، آزمون‌های بازیابی و حدود پایین تشخیص برای اندازه‌های مختلف ذرات میکرو-نانوپلاستیک بر اساس روش تحلیلی مورد استفاده. دوم، حرکت از مطالعات مقطعی که عمدتاً به شناسایی میکرو-نانوپلاستیکها در نمونه‌های انسانی می‌پردازند، به سمت مطالعات مشاهده‌ای آینده‌نگر که بتوانند بررسی کنند آیا میزان مواجهه یا بار اندازه‌گیری‌شده میکرو-نانوپلاستیکها با پیامدهای سلامت در آینده ارتباط دارد یا خیر. سوم، استفاده از دانش رو به افزایش درباره دامنه‌های احتمالی مواجهه حاد و مزمن با میکرو-نانوپلاستیکها برای طراحی مطالعات مواجهه و اثر در شرایط آزمایشی، به گونه‌ای که غلظت‌های واقع‌بینانه از نظر محیط زیستی میکرو-نانوپلاستیکها، همچنین انواع پلیمرها و مواد شیمیایی نگران‌کننده همراه آنها، هدف قرار گیرند و یافته‌های مکانیسمی حاصل بتوانند به برآورد خطر ترجمه شوند. پیروی از چنین راهبردهایی به تشخیص اثرات واقعی زیستی کمک خواهد کرد و عدم قطعیت‌های ناشی از تفاوت‌های روش‌شناختی، آلودگی یا سناریوهای مواجهه‌ای که نماینده جمعیت‌های انسانی نیستند را کاهش خواهد داد.   The discovery of plastic debris in the marine environment half a century ago has evolved into one of the globally most growing environmental pollution concerns of our time. There is an increasing awareness of not only environmental but also human health risks associated to microplastics and nanoplastics (MNPs) exposures, with MNP being identified in human tissues, including blood, placenta, brain, and thrombi. However, critical knowledge gaps currently limit the ability to reliably assess human health impacts caused by MNP uptake, including lacking understanding of: (i) the range of truly environmentally realistic concentrations of MNP in different environmental compartments; (ii) environmental, societal, behavioral impacts on often highly variable individual exposures at acute and chronic levels; (iii) major uptake mechanisms of MNPs and associated chemicals of concern through respiratory, digestive or dermatological routes; and resulting from this (iv) the realistic range of MNP and associated chemicals in specific organ systems. Inferences of human health risks can therefore not reliably be made purely based on knowledge of the environmental presence of MNP. Humans are exposed to MNP in indoor and outdoor, domestic and occupational environments with the risk of inhalation and ingestion of particles through food, water, and air. A recent synthesis argues that uptake and internalization of MNP resulting from these exposures may amplify chronic inflammatory disease, potentially exacerbating the global burden of non-communicable diseases6. However, key elements of the exposure-uptake-impact causation chain are often missing, resulting in highly fragmented knowledge and limiting global ability to link MNP exposures to human health outcomes. Close interaction between environmental exposure science and human health research and (eco)toxicology will be required to determine at what exposure dose, by which uptake route, and through which  mechanisms MNPs become clinically relevant, and how this health relevance varies for different populations  In cardiovascular research for instance, MNPs have been detected in carotid plaques and thrombi, and their presence has been associated with subsequent cardiovascular events and disease severity.5˒7 These are important findings of course that suggest that MNPs may participate in disease processes; but they do not establish whether MNPs could have caused the disease or merely accompanied it or, in fact, MNP have been trapped particularly because the progress of cardiovascular disease. Such distinctions are of direct clinical and public health relevance of course as they determine actions such as initiation of interventions such as wider monitoring or broader regulatory action. Experimental models provide additional capacity to strengthen the case for biological plausibility. MNP exposure has been linked to the induction of oxidative stress, mitochondrial dysfunction, inflammation, and barrier disruption.⁸˒⁹ Yet these effects have often been observed at doses that are difficult to compare with real world human exposure, in particular since the range of environmentally realistic acute and chronic exposures are largely unknown, especially with regards to smallest microplastic fractions and nanoplastics. Similar observational evidence can therefore be interpreted to provide mechanistic understanding and support the creation of conceptual models. In addition, most human studies remain small, cross-sectional, or case-control in design and analytically heterogeneous. A limited number of prospective observational studies have begun to explore associations between MNP burden or exposure and subsequent clinical outcomes 10, 11. Another challenge persists in the lack of commonly agreed analytical laboratory and reporting standards, with different laboratories measuring different MNP particle size ranges, reporting of either particle counts or polymer mass, use of different digestion and extraction protocols that vary in recovery and contamination control. These differences currently limit abilities for comparing reported concentrations across studies and to define meaningful human exposure levels. These methodological challenges must not be seen as a reason to dismiss the human health concerns. On the contrary, they are underline the need for rigorous attempts to link exposure and impact research outcomes and justify calls for following precautionary principles when it comes to assessing MNP human and environmental health risks. We are calling here for a three-tiered approach: First – development of standardised analytical methods and requirements of routine reporting of blanks (procedural and analytical), recovery tests, and lower detection limits for MNP particle sizes based on respective analytical methods. Second – moving from cross-sectional studies that primarily detect MNPs in human samples prospective observational designs that can examine whether measured MNP exposure or burden is associated with subsequent health outcomesThird – using increasing knowledge of possible ranges of acute and chronic MNP exposures to inform experimental designs of exposure and impact studies to target environmentally realistic MNP concentrations (as well as polymer types and associated chemicals of concern) that yield mechanistic understanding can be translated into risk estimates. Following such strategies will help distinguishing genuine biological effects and reduce uncertainties arising from methodological differences, contamination, or exposure scenarios that are not representative of human populations.   میکروپلاستیک‌ها؛ نانوپلاستیک‌ها؛ سلامت انسان؛ شواهد مواجهه و اثر Microplastics, Nanoplastics, Human health, Exposure effect evidence 1 0 http://jhc.mazums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-4766-1&slc_lang=en&sid=1 Reza Dehbandi رضا دهبندی rezadehbandi65@gmail.com 100319475328460015228 100319475328460015228 Yes Department of Chemical Engineering, University of Science and Technology of Mazandaran, Behshahr, Iran گروه مهندسی نفت و زمین انرژی، دانشگاه علوم و فناوری مازندران، بهشهر، ایران Jaswant Singh جاسوانت سینگ j.singh.12@bham.ac.uk 100319475328460015229 100319475328460015229 No School of Geography, Earth and Environmental Sciences, University of Birmingham, Edgbaston, B15 2TT Birmingham, United Kingdom دانشکده جغرافیا، علوم زمین و محیط زیست، دانشگاه بیرمنگام، اجباستون، بیرمنگام Stefan Krause استفان کراوز s.krausee@bham.ac.uk 100319475328460015230 100319475328460015230 No School of Geography, Earth and Environmental Sciences, University of Birmingham, Edgbaston, B15 2TT Birmingham, United Kingdom دانشکده جغرافیا، علوم زمین و محیط زیست، دانشگاه بیرمنگام، اجباستون، بیرمنگام