تا چند دهه پیش چنین تصور می‌شد که ژن‌ها ساختاری ثابت دارند و تنها از والدین به ارث می‌رسند؛ اما با پیشرفت علم اپی‌ژنتیک روشن شد که محیط می‌تواند بدون تغییر در توالی DNA، تعیین کند کدام ژن فعال یا خاموش شود. آلودگی هوا یکی از قدرتمندترین عوامل این تغییرات است. ذرات معلق بسیار ریز، گاز‌های آلاینده و ترکیبات شیمیایی حاصل از سوخت ناقص، هر روز در شهر‌های بزرگ تنفس می‌شوند و در سکوت، لایه‌های مختلف زیستی بدن را تحت فشار قرار می‌دهند. این فرآیند تدریجی می‌تواند از اختلالات کوچک در سیستم ایمنی تا تغییرات جدی در عملکرد قلب، مغز و اندام‌های حیاتی ادامه پیدا کند. آنچه این موضوع را حساس‌تر می‌کند، ارتباط مستقیم آن با سلامت نسل‌های آینده است.

ورود آلاینده‌ها به بدن؛ آغاز یک تغییر ژنتیکی خاموش

داستان تغییر ژن‌ها از همان لحظه‌ای آغاز می‌شود که ذرات ریز آلاینده وارد ریه می‌شوند. ذرات «PM۲.۵» به‌دلیل اندازه بسیار کوچک خود می‌توانند از سد‌های محافظتی ریه عبور کنند و وارد جریان خون شوند. بر اساس مقاله چاپ شده در مجله «ساینس دایرکت» (Science Direct)، این ذرات سپس در بافت‌های مختلف رسوب می‌کنند و با ایجاد «استرس اکسیداتیو» (Oxidative Stress) موجب تولید رادیکال‌های آزاد می‌شوند؛ مولکول‌هایی که می‌توانند مسیر‌های سلولی را مختل کرده و ژن‌هایی را که سال‌ها خاموش بوده‌اند فعال کنند.

این تغییرات، برخلاف آسیب‌های حاد، نه با درد همراهند و نه با علائم فوری. آنها آهسته، خزنده و پیوسته رخ می‌دهند و بدن را به سمت الگو‌های جدید بیانی هدایت می‌کنند؛ الگو‌هایی که می‌توانند زمینه‌ساز التهاب مزمن، اختلالات متابولیک و حتی سرطان شوند.

اپی‌ژنتیک؛ جایی که ژن تغییر نمی‌کند، اما رفتار آن عوض می‌شود

یکی از بنیادی‌ترین سازوکار‌هایی که آلودگی هوا از طریق آن بر بدن اثر می‌گذارد، «متیلاسیون دی‌اِن‌اِی» (DNA Methylation) است. این فرآیند تعیین می‌کند ژن‌های خاص، فعال یا غیرفعال باشند. پژوهش‌ها نشان می‌دهند افرادی که در مناطق آلوده زندگی می‌کنند، الگوی متلاسیون متفاوتی نسبت به ساکنان مناطق پاک دارند؛ الگوی متفاوتی که به‌طور مستقیم با بیماری‌های قلبی-عروقی، سرطان، دیابت و مشکلات عصبی مرتبط است.

همین سازوکار درباره «تغییرات هیستونی» (Histone Modification) نیز صدق می‌کند. هیستون‌ها بخشی از ساختار بسته‌بندی DNA هستند و هرگونه تغییر در آنها می‌تواند دسترسی سلول به ژن‌ها را تغییر دهد. این تغییرات مانند کلید‌های خاموش-روشن عمل می‌کنند و می‌توانند مسیر زندگی سلول را بازنویسی کنند.

آلودگی هوا و تلومرها؛ سرعت‌گرفتن ساعت پیری

یکی از تکان‌دهنده‌ترین یافته‌های پژوهشی سال‌های اخیر، ارتباط مستقیم آلودگی هوا با کوتاه‌شدن «تلومرها» (Telomeres) است. تلومر‌ها انتهایی‌ترین بخش کروموزوم‌ها هستند و طول آنها با سرعت پیری سلول نسبت مستقیم دارد.

زندگی در مناطق آلوده، به‌معنای واقعی کلمه، سرعت پیری زیستی را افزایش می‌دهد. بدن افرادی که در هوای آلوده زندگی می‌کنند، حتی در جوانی، الگوی تلومری مشابه افراد مسن‌تر دارد. این یافته نه‌تنها بر کیفیت زندگی امروز افراد اثر می‌گذارد، بلکه خطر بروز بیماری‌های مزمن را در آینده افزایش می‌دهد.

پیامد‌های گسترده ژنتیکی؛ از قلب تا مغز

تغییرات ژنتیکی ناشی از آلودگی تنها به یک سیستم محدود نمی‌شوند. التهاب مزمن، که یکی از پیامد‌های اصلی این تغییرات است، می‌تواند زمینه‌ساز سکته قلبی، نارسایی قلبی و اختلالات عروقی شود. پژوهشگران همچنین نشان داده‌اند آلاینده‌ها قادرند از سد خونی–مغزی عبور کنند و با ایجاد التهاب و استرس اکسیداتیو در مغز، مسیر‌های عصبی مرتبط با حافظه، خلق و شناخت را تحت فشار قرار دهند. این تغییرات می‌توانند خطر ابتلا به بیماری‌های نورودژنراتیو را افزایش دهند و حتی در شکل‌گیری اختلالات خلقی مانند افسردگی نقش داشته باشند.

تأثیرات بین‌نسلی؛ وقتی آلودگی امروز ژن‌های فردا را تغییر می‌دهد

اپی‌ژنتیک یک مفهوم شگفت‌انگیز دیگر هم دارد؛ انتقال اثرات محیطی به نسل بعد. پژوهش‌ منتشر شده در مجله «اسپرینگر نیچر» (Springer Nature)؛ مادرانی که در دوران بارداری در معرض آلودگی بالا قرار می‌گیرند، ممکن است فرزندانی با الگوی متفاوت بیان ژن‌های ایمنی، وزن پایین هنگام تولد یا حساسیت بیشتر به آسم به دنیا آورند. آلودگی هوا در اینجا نقش عاملی را دارد که بدون تغییر در توالی DNA، نحوه فعالیت ژن‌ها را در جنین تغییر می‌دهد. به بیان دیگر، آلودگی می‌تواند دست‌خطی از خود در حافظه زیستی نسل آینده باقی بگذارد، یک اثر نامرئی، اما پایدار.

یک مداخله‌گر ژنتیکی

آلودگی هوا دیگر فقط دود و غبار نیست؛ یک عامل مداخله‌گر ژنتیکی است که با ورود به بدن، الگوی فعالیت ژن‌ها را بازنویسی می‌کند و بیماری‌هایی را می‌آفریند که سال‌ها بعد در لایه‌های پنهان سلامت ظاهر می‌شوند. این روند فقط فرد امروز را درگیر نمی‌کند؛ بلکه می‌تواند در ژن‌های نسل بعد نیز ردپا بگذارد. در جهانی که میلیون‌ها نفر هر روز ذرات آلاینده را تنفس می‌کنند، درک این سازوکار‌ها یک ضرورت حیاتی است؛ ضرورتی برای نجات آینده‌ای که هنوز نفس می‌کشد.