اكتشف فريق بحث بقيادة جامعة هونغ كونغ المعمدانية (HKBU) أن الفوسفوليبيد، وهو مكون مهم في عملية التمثيل الغذائي للجسم، يمكن أن يعاكس الآثار الضارة لسمية الجسيمات الدقيقة PM2.5 على خلايا الرئة.
يسلط هذا الاكتشاف الضوء على الإمكانات العلاجية للفوسفوليبيد في علاج أمراض الرئة المرتبطة بالجسيمات الدقيقة PM2.5 مثل الربو ومرض الانسداد الرئوي المزمن وسرطان الرئة، ويساهم في تطوير تدابير صحية ضد تلوث الهواء.
نُشرت نتائج البحث في المجلة الأكاديمية الدولية "وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم".
لفهم آثار المكونات المختلفة للجسيمات الدقيقة PM2.5 على عملية التمثيل الغذائي الخلوي الأساسية المرتبطة بأمراض الرئة، قام فريق بقيادة البروفيسور تساي زونغوي، أستاذ الكيمياء ومدير المختبر الرئيسي للدولة للتحليل البيئي والبيولوجي، والدكتور يانغ تشو، أستاذ مساعد في قسم البيولوجيا في جامعة هونغ كونغ المعمدانية، بتحليل ما مجموعه 82 مكونًا في عينات الجسيمات الدقيقة PM2.5 التي تم جمعها من تايوان في مقاطعة شانشي وقوانغتشو في مقاطعة قوانغدونغ بين عامي 2017 و 2018.
وُجد أن ملامح الجسيمات الدقيقة PM2.5 الإجمالية كانت متشابهة في كلتا المدينتين. الأيونات غير العضوية هي الملوثات الأكثر وفرة، تليها المعادن والمركبات العضوية الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs). ومع ذلك، لوحظ فرق كبير في النسب النسبية للهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات ومشتقاتها.
مكونات الجسيمات الدقيقة PM2.5 تساهم في السمية
اكتشف فريق البحث أن نسبة الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات كانت أعلى بكثير في تايوان، خاصة خلال موسم التدفئة. نظرًا لأن وفرة الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات ترتبط ارتباطًا وثيقًا باحتراق الفحم، فقد أشارت النتيجة إلى أن احتراق الفحم كان أحد المصادر الرئيسية للجسيمات الدقيقة PM2.5 في المدينة. على العكس من ذلك، كان التباين الموسمي للهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات في قوانغتشو أقل بكثير. كانت انبعاثات حركة المرور هي السائدة للجسيمات الدقيقة PM2.5 في قوانغتشو.
نظرًا للتفاوت في تكوين الملوثات، أجرى فريق البحث تحليلًا للسمية والمخاطر الصحية لعينات الجسيمات الدقيقة PM2.5 من كلتا المدينتين. كشف اختبار السمية الخلوية أن الجسيمات الدقيقة PM2.5 من شتاء تايوان أظهرت سمية أقوى بكثير من العينات من قوانغتشو أو من مواسم أخرى في تايوان بنفس تركيز الجسيمات الدقيقة PM2.5، كما يتضح من حيوية الخلايا التي تقيس نسبة الخلايا الحية السليمة. سلط التقييم باستخدام نموذج خطر الإصابة بالسرطان مدى الحياة المتزايد، الذي يقدر زيادة خطر الإصابة بالسرطان من التعرض للمواد المسرطنة، الضوء على أن الاختلاف الإقليمي في مخاطر الإصابة بالسرطان المرتبطة بتركيز الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات ومشتقاتها النيترو-PAHs كان أعلى بكثير من التباين في تركيز الجسيمات الدقيقة PM2.5 الإجمالي.
استخدم فريق البحث أيضًا تحليل الارتباط لفحص تأثير مكونات معينة من الجسيمات الدقيقة (PM2.5) على التغيرات الأيضية في خلايا الرئة، وحدد 11 مستقلبًا أظهرت ارتباطًا كبيرًا بمكونات الجسيمات الدقيقة (PM2.5). من بين هذه المستقلبات، ركز الباحثون على وظائف ثمانية منها انخفضت كميتها بشكل كبير بعد التعرض للجسيمات الدقيقة (PM2.5). أظهرت التجارب اللاحقة أن إضافة الفوسفوليبيد الكوليني فقط إلى الخلايا المعرضة للجسيمات الدقيقة (PM2.5) كانت فعالة في إنقاذ حيوية الخلية وتحفيز إنتاج الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP). يعتبر ATP جزيئًا حيويًا لتخزين الطاقة، والذي يوفر الطاقة اللازمة لمجموعة واسعة من العمليات الخلوية داخل الخلايا الحية.
في الظروف العادية، تعتمد خلايا الرئة بشكل أساسي على الجلوكوز لإنتاج الطاقة. ومع ذلك، قد تؤدي ظروف الجسيمات الدقيقة (PM2.5) إلى إضعاف إمدادات الطاقة من الجلوكوز. أكسدة الأحماض الدهنية هي عملية في الخلايا تقوم بتكسير الأحماض الدهنية لتوليد الطاقة. في الظروف العادية، تساهم عملية استخدام مسار أكسدة الأحماض الدهنية بشكل ضئيل في إنتاج الطاقة في خلايا الرئة. وُجد أن الفوسفوليبيد الكوليني يمكنه إعادة برمجة الأيض الخلوي لزيادة أكسدة الأحماض الدهنية لتلبية النقص في إمدادات الطاقة أثناء تحدي الجسيمات الدقيقة (PM2.5)، مما يساعد على تخفيف الخلل الوظيفي الخلوي الناجم عن الجسيمات الدقيقة (PM2.5).
قال البروفيسور كاي: "أبرزت نتائجنا إمكانات الفوسفوليبيد الكوليني كعامل علاجي لأمراض الرئة المرتبطة بالجسيمات الدقيقة (PM2.5). نظرًا لأن تلوث الهواء الناجم عن الجسيمات الدقيقة (PM2.5) قد تم الاعتراف به كعامل خطر كبير للصحة العالمية، فإن اكتشافنا يوفر إمكانية تطوير علاجات جديدة للقضايا الصحية ذات الصلة، مما قد يساعد في معالجة هذا التحدي للصحة العامة."
