تأثیر حشره‌کش‌ها بر ژنتیک انسان‌ها

مقدمه

حشره‌کش‌ها (به‌عنوان زیرمجموعه‌ای از آفت‌کش‌ها) به‌طور گسترده در سراسر جهان برای کنترل آفات به کار می‌روند. طبق گزارش سازمان بهداشت جهانی، بیش از ۱۰۰۰ نوع آفت‌کش مختلف در دنیا استفاده می‌شود که هر کدام خواص و اثرات سمی متفاوتی دارندwho.int. این مواد شیمیایی عمداً برای نابودی آفات در محیط رها می‌شوند؛ اما بخش بزرگی از آن‌ها به جای هدف مورد نظر، وارد هوا، آب و خاک شده و در نهایت حتی سر از غذای ما درمی‌آورندjahaneshimi.com. چنین گستردگی مصرف و پخش در محیط باعث شده حشره‌کش‌ها به جز مقابله با آفات، آثار ناخواسته‌ای بر سلامت انسان داشته باشند. شواهد نشان می‌دهد مواجهه انسانی با این سموم می‌تواند از عوارض کوتاه‌مدت مانند سردرد و تهوع گرفته تا عوارض مزمن همچون انواع سرطان و آسیب‌های باروری را به همراه داشته باشدjahaneshimi.com. با توجه به ماهیت سمی بسیاری از حشره‌کش‌ها و احتمال تأثیر آن‌ها بر ماده ژنتیکی (DNA) انسان، بررسی دقیق و علمی این تأثیرات از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مقاله به زبانی ساده اما مبتنی بر جدیدترین تحقیقات علمی، اثرات حشره‌کش‌ها بر ژنتیک انسان را بررسی می‌کنیم و به این پرسش‌ها پاسخ می‌دهیم که این مواد چگونه وارد بدن می‌شوند، چه تأثیری بر DNA و بیان ژن‌های ما دارند، چگونه می‌توانند موجب جهش‌ها یا تغییرات اپی‌ژنتیکی شوند و آیا در افزایش خطر ابتلا به سرطان نقش دارند یا خیر. همچنین شواهد مطالعات بین‌المللی در این زمینه مرور شده و در پایان به جمع‌بندی نتایج و ارائه توصیه‌هایی پرداخته می‌شود.

تعریف حشره‌کش‌ها و کاربرد آن‌ها در زندگی روزمره

حشره‌کش ماده‌ای شیمیایی (یا گاهی زیستی) است که برای از بین بردن، دفع یا کنترل جمعیت حشرات طراحی و استفاده می‌شود. حشره‌کش‌ها یک نوع آفت‌کش به شمار می‌روند که به طور اختصاصی روی آفات حشره‌ای تمرکز دارند. این ترکیبات بر اساس سازوکار اثر، انواع گوناگونی دارند؛ برخی با مختل کردن دستگاه عصبی حشرات موجب مرگ آن‌ها می‌شوند، برخی دیگر پوشش خارجی و اسکلت‌بیرونی حشرات را تخریب می‌کنند یا با روش‌های دیگر، حشرات را از بین می‌برندjahaneshimi.com. حشره‌کش‌ها از ده‌ها سال پیش نقشی کلیدی در بهداشت عمومی و کشاورزی ایفا کرده‌اند. به عنوان مثال، کشف حشره‌کش مشهوری مانند DDT در سال ۱۹۳۹ انقلابی در کنترل حشرات ناقل بیماری (مانند پشه‌های مالاریا) و حفاظت از محصولات کشاورزی ایجاد کرد. هرچند حدود بیست سال بعد، به دلیل آثار زیان‌بار DDT بر سلامت انسان و محیط زیست، استفاده از آن در بسیاری از کشورها ممنوع شدjahaneshimi.com. پس از آن نسل‌های جدیدی از حشره‌کش‌ها توسعه یافتند که هر یک مزایا و معایب خود را داشتند.

کاربرد در زندگی روزمره: امروزه حشره‌کش‌ها در عرصه‌های مختلف زندگی ما حضور دارند. در کشاورزی برای حفظ محصولات در برابر آفات و افزایش بازدهی تولید به کار می‌روند و در تأمین امنیت غذایی نقشی مهم دارندwho.int. در منازل و محیط‌های شهری، انواع حشره‌کش‌های خانگی به صورت اسپری، پودر، طعمه یا دستگاه‌های برقی برای از بین بردن حشرات مزاحم (مانند پشه، مگس، سوسک و مورچه) استفاده می‌شودjahaneshimi.com. همچنین در بهداشت عمومی، از حشره‌کش‌ها برای کنترل ناقلین بیماری (مثل پشه ناقل مالاریا و تب دنگی) بهره می‌گیرند. به عنوان نمونه، بسیاری از پشه‌بندهای توزیع‌شده در مناطق مالاریاخیز با حشره‌کش‌هایی نظیر پیرتروئیدها آغشته شده‌اند تا پشه‌ها را دور کنند. حتی برای حفظ سلامت حیوانات خانگی، قلاده‌ها یا شامپوهای مخصوصی حاوی حشره‌کش جهت از بین بردن کک و کنه مورد استفاده قرار می‌گیردrachelcarsonlandmarkalliance.org. بنابراین، چه در مزرعه و چه در خانه، تماس با حشره‌کش‌ها تا حدی اجتناب‌ناپذیر شده است. همین گستردگی کاربرد است که نگرانی‌هایی را درباره پیامدهای بلندمدت این مواد بر سلامت انسان به‌ویژه در سطح سلولی و مولکولی ایجاد کرده است.

نحوه ورود حشره‌کش‌ها به بدن انسان

حشره‌کش‌ها از سه مسیر اصلی می‌توانند وارد بدن انسان شوند: پوست (تماس پوستی)، ریه‌ها (استنشاق) و دستگاه گوارش (بلعیدن)ccohs.ca. میزان و نوع مواجهه هر فرد با این سموم بسته به شغل، سبک زندگی و محیط زندگی او متفاوت است:

• تماس پوستی (Dermal): رایج‌ترین مسیر مواجهه، جذب از طریق پوست استccohs.ca. افرادی که به طور مستقیم با حشره‌کش‌ها سر و کار دارند – مانند کشاورزان هنگام سم‌پاشی یا باغبانان و حتی کاربران خانگی اسپری‌های حشره‌کش – ممکن است قطرات یا ذرات این مواد روی پوست یا چشمشان بنشیند و از آن طریق جذب شوند. لباس‌ها، تجهیزات، یا سطوح آلوده به سم نیز می‌توانند منبع تماس پوستی باشندccohs.ca. جذب پوستی تا زمانی که سم روی پوست باقی بماند ادامه می‌یابد، بنابراین عدم شست‌وشوی سریع پوست آلوده می‌تواند به افزایش میزان ورود سم به بدن منجر شود.

• تنفسی (استنشاقی): ورود از راه ریه‌ها زمانی اتفاق می‌افتد که سموم به صورت آئروسل (قطرات معلق در هوا)، پودر یا بخار در محیط پراکنده شوندccohs.ca. هنگام اسپری کردن حشره‌کش در فضاهای بسته، یا به‌کارگیری سموم با فشار قوی (مه‌پاشی، دود دادن)، احتمال استنشاق ذرات ریز و ورود آن‌ها به دستگاه تنفسی افزایش می‌یابدccohs.ca. این ذرات می‌توانند تا عمق ریه نفوذ کرده و از طریق کیسه‌های هوایی وارد جریان خون شوند. مواجهه تنفسی معمولا در محیط‌های کشاورزی (حین سم‌پاشی) یا در فضاهای بسته خانگی بدون تهویه کافی رخ می‌دهد.

• گوارشی (بلعی): هرچند بلعیدن مستقیم حشره‌کش کمتر شایع است، اما می‌تواند خطرناک‌ترین مسیر باشدccohs.ca. مواردی از مسمومیت شدید یا مرگ گزارش شده که افراد به اشتباه حشره‌کش ذخیره‌شده در بطری نوشیدنی یا ظرف غذا را مصرف کرده‌اندccohs.ca. علاوه بر این، بقایای حشره‌کش‌ها روی مواد غذایی یکی از راه‌های ورود غیرمستقیم اما پراهمیت به بدن است. میوه‌ها و سبزیجات تازه در صورت شست‌وشوی ناکافی ممکن است مقادیری از سموم دفع آفات را به همراه داشته باشند و مصرف مداوم آن‌ها در درازمدت منجر به تجمع تدریجی این ترکیبات در بدن شود. به گفته سازمان بهداشت جهانی، عموم مردم که به طور مستقیم در معرض سم‌پاشی نیستند، عمدتاً از طریق باقی‌مانده سموم در غذا و آب در سطح بسیار پایین‌تری مواجهه پیدا می‌کنندwho.int. با این حال، همین مقادیر اندکِ مزمن نیز می‌تواند در طولانی‌مدت پیامدهایی برای سلامت داشته باشد. به طور کلی، بیشترین خطر متوجه کسانی است که به شکل شغلی و مکرر با حشره‌کش‌ها سروکار دارند (مثل کشاورزان، کارگران گلخانه، سم‌پاش‌ها)، در حالی که جمعیت عمومی در سطح پایین‌تر اما گسترده‌تری از طریق محیط و غذا در معرض این مواد قرار می‌گیرندwho.int.

نکته حائز اهمیت آن است که میزان اثرگذاری زیان‌آور حشره‌کش‌ها بر انسان، بستگی به مقدار و مدت تماس و نیز نوع ماده شیمیایی داردccohs.ca. به بیان دیگر، هرچه غلظت سم و مدت مواجهه بیشتر باشد، احتمال آسیب بیشتر است. از این رو، آگاهی از روش‌های صحیح کاربرد حشره‌کش‌ها (مانند استفاده از وسایل حفاظت فردی در هنگام سم‌پاشی، تهویه مناسب، شست‌وشوی مواد غذایی) برای کاهش ورود این مواد به بدن، امری ضروری در حفاظت از سلامت به شمار می‌آید.

بررسی علمی تأثیر حشره‌کش‌ها بر DNA و ژنتیک

حفظ تمامیت و صحت DNA در سلول‌های بدن، پایه و اساس سلامت و بقای ماست. هرگونه آسیب به ماده ژنتیکی یا تغییر در بیان ژن‌ها می‌تواند پیامدهایی جدی مانند جهش‌های مضر، اختلال در عملکرد سلولی و بروز بیماری‌ها (از جمله سرطان) در پی داشته باشد. پژوهش‌های علمی متعدد نشان داده‌اند که تماس با برخی حشره‌کش‌ها می‌تواند به آسیب‌های ژنتیکی در سلول‌های انسان منجر شودmdpi.com. این آسیب‌ها ممکن است به صورت مستقیم بر ساختار DNA اثر بگذارند یا به شکل غیرمستقیم، از طریق برهم زدن فرآیندهای سلولی مرتبط با ماده ژنتیکی بروز کنند.

یکی از مکانیزم‌های اصلی، ایجاد استرس اکسیداتیو در سلول است. بسیاری از حشره‌کش‌های شیمیایی (به‌ویژه حشره‌کش‌های ارگانوفسفره و پایرِتروئید) با افزایش تولید رادیکال‌های آزاد و گونه‌های واکنش‌گر اکسیژن، تعادل اکسیداسیون و آنتی‌اکسیدان بدن را بر هم می‌زنندoccup-med.biomedcentral.com. رادیکال‌های آزاد قادرند به مولکول‌های زیستی مهم از جمله DNA حمله کرده و موجب آسیب‌هایی نظیر شکست رشته‌های DNA، ایجاد جهش نقطه‌ای در توالی ژن‌ها یا تولید اتصالات غیرطبیعی (آدداکت‌های DNA) شوندoccup-med.biomedcentral.com. اگر چنین صدماتی توسط سیستم‌های ترمیم DNA سلول به درستی اصلاح نشوند، در تقسیمات سلولی بعدی تثبیت شده و به صورت جهش ژنتیکی ظاهر می‌گردند. مطالعات اپیدمیولوژیک روی کشاورزان و سم‌پاشان نشان داده افرادی که مواجهه طولانی‌مدت با ترکیبات حشره‌کش دارند، میزان بالاتری از نشانگرهای آسیب DNA مانند شکست‌های رشته‌ای یا اکسیداسیون بازهای DNA در خون خود دارندoccup-med.biomedcentral.comoccup-med.biomedcentral.com. برای مثال، در یک پژوهش مشاهده شد سطح ۸-اکسو-۲′-دئوکسی‌گوانوزین (۸-oxo-dG, یک نشانگر آسیب اکسیداتیو به DNA) در خون افرادی که در مزارع در معرض آفت‌کش‌ها بودند به طور معناداری بالاتر از افراد غیرمواجهه (کشاورزان ارگانیک) استoccup-med.biomedcentral.com.

از سوی دیگر، برخی حشره‌کش‌ها می‌توانند مستقیماً با مولکول DNA واکنش داده و موجب تغییرات شیمیایی در بازهای DNA شوند یا پیوندهای عرضی غیرطبیعی میان رشته‌های DNA ایجاد کنند. این نوع آسیب‌ها نیز پتانسیل ایجاد جهش هنگام همانندسازی DNA را دارند. بررسی‌ها حاکی از آن است که بسیاری از حشره‌کش‌های پرمصرف وقتی در شرایط آزمایشگاهی روی سلول‌های پستانداران اعمال شده‌اند، آزمون‌های ژنتیک توکسیکولوژی مانند آزمون میکرونوکلئی یا آزمون کامِت (دنباله‌دار) را مثبت کرده‌اند؛ بدین معنی که باعث افزایش تشکیل میکرونوکلئوس در سلول‌ها یا ایجاد شکست‌های DNA قابل‌رؤیت در آزمون کامت شده‌اند. میکرونوکلئوس قطعه‌ای از کروموزوم یا کل کروموزوم است که به دلیل شکست یا اختلال تقسیم، از هسته اصلی جدا می‌ماند و وجود تعداد زیادتر میکرونوکلئی در سلول‌های خون محیطی مواجهه‌یافتگان با سموم، نشانه‌ای از اثر مخرب آن‌ها بر ماده ژنتیکی است. در یک فراتحلیل از مطالعات انجام‌شده، مشخص شد کارگران کشاورزی در مقایسه با افراد شاهد، فراوانی بیشتری از میکرونوکلئی در لنفوسیت‌های خون خود دارند که تأییدی بر تأثیر مخرب ژنتیکی مواجهه شغلی با آفت‌کش‌هاستrachelcarsonlandmarkalliance.org.

علاوه بر آسیب مستقیم به ساختار DNA، حشره‌کش‌ها می‌توانند در فعالیت ژن‌ها و بیان ژنتیکی نیز اختلال ایجاد کنند. معنی این سخن آن است که حتی اگر توالی DNA دست‌نخورده بماند، این مواد قادرند تنظیم روشن و خاموش شدن ژن‌ها را تغییر دهند. برای مثال، مشاهده شده برخی حشره‌کش‌ها بیان ژن‌های مسئول ترمیم DNA را دچار تغییر کرده و آن‌ها را تضعیف یا بیش‌فعال می‌کنندmdpi.com. تغییر در بیان ژن‌های ترمیم‌کننده می‌تواند توانایی سلول در رفع خطاهای ژنتیکی را تحت‌الشعاع قرار دهد و به انباشته‌شدن آسیب‌های ژنتیکی بینجامد.

در مجموع، شواهد کافی وجود دارد که نشان دهد بسیاری از حشره‌کش‌های رایج قادر به القای انواع صدمات ژنتیکی در سطح سلولی هستند؛ از صدمات ساختاری DNA (مانند شکست‌ها و موتاسیون‌ها) گرفته تا تغییر در بیان ژن‌ها و مسیرهای پیام‌دهی سلولmdpi.com. این تغییرات می‌توانند زمینه‌ساز بروز بیماری‌های مختلف از جمله سرطان، اختلالات عصبی و مشکلات ارثی شوند که در بخش‌های بعد با جزئیات بیشتری به آن‌ها خواهیم پرداخت.

جهش‌های ژنتیکی، تغییرات اپی‌ژنتیکی و خطرات سرطان‌زا

در این بخش به سه پیامد کلیدی مواجهه با حشره‌کش‌ها بر ژنوم انسان می‌پردازیم: جهش‌های ژنتیکی، تغییرات اپی‌ژنتیکی و خاصیت سرطان‌زایی (توان بالقوه ایجاد سرطان).

جهش‌های ژنتیکی ناشی از حشره‌کش‌ها

جهش ژنتیکی به تغییر پایدار در توالی DNA گفته می‌شود. همان‌طور که بیان شد، حشره‌کش‌ها به واسطه ایجاد آسیب‌هایی مانند شکست دو‌رشته‌ای DNA یا جهش در بازهای آلی، می‌توانند موجب بروز جهش شوند. اگر این جهش‌ها در ژن‌های حیاتی (مثلاً ژن‌های مهارکننده تومور یا ژن‌های تنظیم‌کننده تقسیم سلولی) رخ دهند، ممکن است زمینه‌ساز سرطانی شدن سلول گردد. مطالعات متعدد رابطه مواجهه با آفت‌کش‌ها و افزایش نرخ جهش در سلول‌ها را تأیید کرده‌اندmdpi.com. به عنوان نمونه، تحقیقاتی که روی حیوانات آزمایشگاهی انجام شده نشان داده‌اند مواجهه با دوزهای بالای برخی حشره‌کش‌ها (مثل ترکیبات ارگانوفسفره) باعث افزایش جهش در سلول‌های زایای نر (اسپرم) و ماده (تخمک) می‌شود که می‌تواند به نقص‌های مادرزادی در نسل بعد منجر شود. در انسان، بررسی لنفوسیت‌های خون محیطی کشاورزان در معرض مخلوطی از سموم کشاورزی، نرخ بالاتری از ناهنجاری‌های کروموزومی (مانند شکاف‌های کروموزومی و کروماتیدی) را نسبت به افراد غیرمواجهه نشان داده است. چنین ناهنجاری‌هایی بازتابی از وقوع جهش‌های القاشده توسط عوامل ژنتیک‌‎آزار (genotoxic) درون بدن است. خوشبختانه بدن انسان به مکانیسم‌های ترمیم جهش مجهز است؛ اما کارایی این مکانیسم‌ها نیز حدی دارد و مواجهه مزمن یا شدید با سموم می‌تواند ظرفیت ترمیمی سلول را فراتر از حد توان آن تحت فشار قرار دهدoccup-med.biomedcentral.com. نکته دیگر آنکه آسیب‌پذیری ژنتیکی فردی نیز دخیل است؛ برخی افراد به دلیل پلی‌مورفیسم‌های ژنتیکی ممکن است در آنزیم‌های سم‌زدایی یا ترمیم DNA کارامد نباشند و در نتیجه بیشتر مستعد اثرات جهش‌زای حشره‌کش‌ها باشند. در مجموع، ایجاد جهش‌های ژنتیکی یکی از اصلی‌ترین نگرانی‌ها در خصوص تأثیر این مواد بر سلامت انسان است، چرا که جهش‌ها می‌توانند غیرقابل بازگشت بوده و به بیماری‌های جدی منجر شوند.

تغییرات اپی‌ژنتیکی

اپی‌ژنتیک به تغییراتی در عملکرد ژن‌ها گفته می‌شود که بدون تغییر در توالی DNA رخ می‌دهند. مهم‌ترین مکانیسم‌های اپی‌ژنتیکی شامل متیلاسیون DNA (افزودن گروه‌های متیل به بازهای DNA)، تغییرات هیستونی و بیان ریز‌RNAها هستند. شواهد رو به رشدی نشان می‌دهد که مواجهه با حشره‌کش‌ها می‌تواند الگوهای اپی‌ژنتیکی سلول‌های انسان را تغییر دهدmdpi.commdpi.com. به عنوان مثال، در مطالعه‌ای بر روی کشاورزان در آمریکا که با مخلوطی از آفت‌کش‌ها کار می‌کردند، تغییر معنی‌دار در متیلاسیون ۱۶۲ جایگاه مختلف از ژنوم خون آن‌ها گزارش شد. این تغییرات اپی‌ژنتیک با میزان مواجهه با برخی ترکیبات مشخص (نظیر علف‌کش آترازین و حشره‌کش مالاتیون) همبستگی داشتmdpi.com. در پژوهشی دیگر، مشخص شد افرادی که به طور شغلی در معرض ارگانوفسفره‌ها هستند، الگوی متیلاسیون DNA در برخی ژن‌های مرتبط با سیستم عصبی (گیرنده‌های نیکوتینی و موسکارینی استیل‌کولین) در خونشان دستخوش تغییر شده استmdpi.com. جالب آن‌که حتی اگر این افراد به بیماری‌های خاصی نظیر پارکینسون مبتلا نبودند، باز هم سموم می‌توانست چنین اثرات اپی‌ژنتیکی قابل‌مشاهده‌ای ایجاد کند.

تغییر در الگوی متیلاسیون DNA می‌تواند پیامدهای وسیعی داشته باشد. متیله‌شدن معمولا باعث خاموشی بیان ژن می‌شود و هیپومتیلاسیون (کاهش میزان متیل) می‌تواند منجر به فعال‌شدن غیرعادی برخی ژن‌ها گردد. در سلول‌های سرطانی انسان معمولا دو الگوی کلی دیده می‌شود: هیپومتیلاسیون کلی ژنوم (که باعث بی‌ثباتی کروموزومی و فعال شدن ژن‌های بدخیم می‌شود) و هایپرمتیلاسیون نواحی تنظیمی برخی ژن‌های سرکوب‌گر تومور (که منجر به خاموشی آن ژن‌های محافظ می‌شود). مطالعات اخیر نشان داده‌اند حشره‌کش‌ها قادرند هر دو نوع تغییر را القا کنند. برای نمونه، پیرتروئیدها (مانند پرمترین) عمدتاً موجب هیپومتیلاسیون در DNA سلول‌های خونی شده‌اند، در حالی که ارگانوفسفره‌ها (مثل مالاتیون) می‌توانند هر دو حالت کاهش یا افزایش متیلاسیون را در ژن‌ها ایجاد کنندmdpi.com. در آزمایشی در شرایط آزمایشگاهی، سلول‌های مغز استخوان در معرض پرمترین، کاهش متیلاسیون در برخی جایگاه‌های تنظیمی ژن‌ها را نشان دادند و سلول‌های خون محیطی تیمارشده با مالاتیون، تغییراتی شامل افزایش متیلاسیون برخی ژن‌های کلیدی را تجربه کردندmdpi.commdpi.com. این تغییرات اپی‌ژنتیکی می‌توانند باعث تغییر بیان ژن‌های دخیل در تقسیم سلولی، پاسخ ایمنی یا چرخه سلولی شوند. برای مثال، یافته‌ها حاکی است که پرمترین بیان ژن‌های مربوط به کانال‌های یونی و سیگنالینگ در گویچه‌های سفید خون را دگرگون می‌کند و مالاتیون ژن‌های مرتبط با اتصال‌های سلولی و عامل‌های نسخه‌برداری را تحت تأثیر قرار می‌دهدmdpi.com. تعدادی از این ژن‌های مختل‌شده، همان‌هایی هستند که در آغاز و پیشرفت سرطان‌های خون نیز دیده شده‌اندmdpi.com.

نکته قابل توجه دیگر، توارث اپی‌ژنتیک است. برخی پژوهش‌ها (عمدتاً در مدل‌های حیوانی) نشان داده‌اند که مواجهه والدین با برخی مواد شیمیایی می‌تواند اثرات اپی‌ژنتیکی در سلول‌های جنسی آن‌ها بر جای گذارد و این اثرات به نسل بعد منتقل شودpmc.ncbi.nlm.nih.gov. برای مثال، در موش‌های آزمایشگاهی مواجهه مادران با حشره‌کش‌ها در دوران بارداری به تغییراتی در متیلاسیون DNA و بیان ژن‌ها در نسل‌های بعدی منجر شده است. هرچند شواهد مستقیمی در انسان برای اثرات بین‌نسلی محدود است، اما این نگرانی وجود دارد که تغییرات اپی‌ژنتیکی ناشی از سموم، در صورت وقوع در سلول‌های تخم یا اسپرم، بتوانند به فرزندان منتقل شوند و آن‌ها را از بدو تولد مستعد برخی بیماری‌ها سازندpmc.ncbi.nlm.nih.gov.

خطرات سرطان‌زایی (کارسینوژنیسیته)

یکی از مهم‌ترین پرسش‌ها درباره تأثیر حشره‌کش‌ها بر سلامت انسان، ارتباط آن‌ها با سرطان است. سازمان‌ها و محققان زیادی در دهه‌های اخیر به بررسی احتمال سرطان‌زا بودن آفت‌کش‌ها پرداخته‌اند. آژانس بین‌المللی پژوهش‌های سرطان (IARC) وابسته به سازمان بهداشت جهانی، دسته‌بندی ویژه‌ای برای مواد شیمیایی از نظر سرطان‌زایی دارد. طبق ارزیابی IARC، تعدادی از حشره‌کش‌های پرمصرف در گروه مواد «احتمالاً سرطان‌زا برای انسان» (گروه ۲A) قرار گرفته‌اندrachelcarsonlandmarkalliance.org. از جمله این مواد می‌توان به مالاتیون و دیازینون (هر دو از حشره‌کش‌های ارگانوفسفره) اشاره کرد که شواهد محدودی از ایجاد سرطان در انسان داشته‌اند و در سال ۲۰۱۵ در این گروه طبقه‌بندی شدندrachelcarsonlandmarkalliance.org. همچنین حشره‌کش‌های دیگری نظیر تتراکلرووینفوس و پاراتیون در گروه «ممکن است سرطان‌زا باشند» (گروه ۲B) قرار گرفته‌اندrachelcarsonlandmarkalliance.org. این دسته‌بندی به آن معناست که شواهد کافی برای اثبات قطعی سرطان‌زایی در انسان موجود نیست، اما مطالعات حیوانی و برخی شواهد انسانی چنین احتمالی را مطرح می‌کنند. DDT نیز که قبلاً ذکر شد، به دلیل ارتباط با سرطان‌های کبد و لنفاوی، در گروه ۲A (احتمالاً سرطان‌زا) قرار دارد و همین امر یکی از دلایل ممنوعیت استفاده از آن بود.

مطالعات اپیدمیولوژیک زیادی کوشیده‌اند رابطه بین مواجهه با حشره‌کش‌ها و نرخ انواع سرطان را در جمعیت‌های انسانی بیابند. برای نمونه، در تحقیقات جمعیتی مشاهده شده است کشاورزان و باغبانانی که با پیرتروئیدها سر و کار دارند نسبت به جمعیت عادی، میزان بالاتری از مولتیپل میلوما (نوعی سرطان خون در بالغین) و کودکان ساکن در مناطق کشاورزی سم‌پاشی‌شده، شیوع بیشتری از لوسمی حاد لنفوبلاستیک دارندmdpi.com. به طور مشابه، مواجهه شغلی یا محیطی با ارگانوفسفره‌ها با افزایش خطر ابتلا به لنفوم‌های غیرهوچکینی و لوسمی در برخی مطالعات همراه بوده استmdpi.com. هرچند در علم اپیدمیولوژی تفکیک اثر یک سم خاص دشوار است (زیرا معمولا افراد با مخلوطی از مواد مواجهه دارند و عوامل متعدد دخیل‌اند)، ولی همگرایی این شواهد زنگ خطری در خصوص سرطان‌زا بودن بالقوه حشره‌کش‌ها محسوب می‌شود.

از منظر مکانیزم، چگونگی کمک حشره‌کش‌ها به فرآیند سرطان‌زایی را می‌توان با همان مباحث پیشین توضیح داد: ترکیبی از جهش‌زایی ژنتیکی و تغییرات اپی‌ژنتیکی. حشره‌کش‌ها با آسیب رساندن به DNA و ایجاد جهش، می‌توانند آغازگر روند سرطانی‌شدن سلول باشند؛ به‌علاوه با تغییر الگوی اپی‌ژنتیک، ممکن است ژن‌های سرکوب‌گر تومور را خاموش یا آنکوژن‌ها (ژن‌های محرک تومور) را روشن کنند. همچنین برخی حشره‌کش‌ها اثر اختلال درون‌ریز (برهم زدن تعادل هورمونی) دارند که خود عامل مستعدکننده سرطان‌هایی نظیر سرطان سینه و پروستات است. برآیند همه این اثرات، افزایش ریسک کلی سرطان در مواجهه طولانی‌مدت با مقادیر زیاد سموم است. جمع‌بندی یک گزارش حائز اهمیت IARC بیان می‌دارد که اکثر حشره‌کش‌های ارگانوفسفره مورد بررسی، شواهدی از آسیب‌رسانی به DNA یا کروموزوم‌ها و نیز قرینه‌هایی از اثر سرطان‌زایی در انسان نشان داده‌اندrachelcarsonlandmarkalliance.org. این نتیجه بیانگر آن است که بی‌احتیاطی در به‌کارگیری چنین موادی می‌تواند هزینه‌های جبران‌ناپذیری از نظر سلامت عمومی در بر داشته باشد.

البته باید اشاره کرد که نهادهای تنظیم‌گر سلامت (مانند سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا و نهادهای مشابه در اروپا) برای ثبت و مجوزدهی آفت‌کش‌ها مقررات سخت‌گیرانه‌ای دارند تا فقط موادی اجازه مصرف پیدا کنند که در چارچوب دوزهای مجاز، خطری برای انسان نداشته باشند. بنا به اعلام سازمان بهداشت جهانی، هیچ‌یک از آفت‌کش‌هایی که در تجارت جهانی مواد غذایی مجاز شمرده می‌شوند در محدوده دوزهای رعایت‌شده دارای اثر ژنتیک‌آزار (mutagenic) یا سرطان‌زا نیستندwho.int. اما این ارزیابی‌ها عمدتاً مبتنی بر مصرف مقدار مجاز باقی‌مانده در غذاها و مواجهه‌های کوتاه‌مدت است. نگرانی اصلی دانشمندان در مورد اثرات تجمعی و درازمدت است که ممکن است در آزمون‌های استاندارد سم‌شناسی خود را نشان ندهند اما در واقعیت با مصرف مکرر و مواجهه مزمن، ریسک‌ها افزایش یابدwho.int. بنابراین، در حالی که مقررات تا حدی حفاظت‌کننده هستند، شواهد علمی به ما گوشزد می‌کنند که باید جانب احتیاط را رها نکرد.

شواهد از مطالعات علمی و تحقیقاتی بین‌المللی

برای درک بهتر دامنه تأثیر حشره‌کش‌ها بر ژنتیک انسان، در این بخش نگاهی خواهیم داشت به برخی مطالعات علمی برجسته در سطح بین‌المللی که به بررسی این موضوع پرداخته‌اند:

• تأثیر حشره‌کش‌ها بر بیان ژن و متیلاسیون DNA در محیط آزمایشگاهی: گروهی از پژوهشگران در مکزیک طی مطالعه‌ای که نتایج آن در سال ۲۰۲۳ منتشر شد، اثر دو حشره‌کش رایج (پرمترین از خانواده پایرتروئید و مالاتیون از خانواده ارگانوفسفره) را بر سلول‌های خونی انسان در شرایط آزمایشگاه بررسی کردندmdpi.com. آن‌ها مشاهده کردند که حتی در غلظت‌های نسبتاً پایین (در حد ۰٫۱ میکرومولار)، هر دوی این سموم تغییرات چشمگیری در الگوی بیان ژن‌ها ایجاد می‌کنند. به طوری که در گلبول‌های سفید خون مواجهه‌یافته با مالاتیون، بیان بیش از ۷۰۰ ژن افزایش و ۸۸۰ ژن کاهش یافت و پرمترین نیز بیان صدها ژن را دستخوش تغییر کردmdpi.com. بسیاری از این ژن‌ها در ارتباط با عملکردهای مهمی همچون پاسخ‌های ایمنی، التهاب، چرخه سلولی و سیگنال‌های رشد بودند. افزون بر این، بررسی وضعیت متیلاسیون DNA در این سلول‌ها نشان داد که پرمترین باعث کاهش متیلاسیون در جایگاه‌های تنظیمی برخی ژن‌ها می‌شود و مالاتیون هر دو پدیده کاهش و افزایش متیلاسیون را رقم می‌زندmdpi.com. تعدادی از ژن‌هایی که بیان‌شان به علت تغییر متیلاسیون مختل شده بود، همان‌هایی بودند که در بیماران مبتلا به سرطان‌های خون (لوسمی و لنفوم) نیز غیرطبیعی هستندmdpi.com. این مطالعه برای اولین بار به طور مستقیم نشان داد که حشره‌کش‌های رایج می‌توانند برهم‌کنش‌های مولکولی با DNA و مکانیسم‌های تنظیم ژن داشته باشند و چنین تغییراتی بالقوه زمینه‌ساز بیماری‌های وخیم باشند.

• تغییرات اپی‌ژنتیک در افراد مواجهه‌یافته: یک مطالعه در سال ۲۰۱۹ بر روی fifty2 کشاورز در ایالات متحده، نشان داد مواجهه مزمن با ترکیبی از آفت‌کش‌ها (شامل چندین علف‌کش و حشره‌کش از جمله مالاتیون) با تغییرات معنی‌دار در متیلاسیون DNA خون همراه استmdpi.com. در این تحقیق، DNA استخراج‌شده از گلبول‌های سفید افراد تحت آزمون قرار گرفت و مشخص شد که در افراد مواجهه‌یافته نسبت به گروه شاهد، صدها سایت CpG (نقاطی در ژنوم که معمولاً دچار متیلاسیون می‌شوند) به طور متفاوتی متیله شده‌اند. این تغییرات عمدتاً در ژن‌های مرتبط با مسیرهای پیام‌رسانی عصبی و ایمنی دیده شد. اهمیت این یافته در آن است که نشان می‌دهد مواجهه در دنیای واقعی (و نه صرفاً آزمایشگاه) با دوزهای معمول آفت‌کش‌ها می‌تواند الگوی اپی‌ژنتیک بدن انسان را تغییر دهد. مطالعه دیگری که در اروپا انجام شد، کشاورزان در معرض ارگانوفسفره‌ها را با افراد مبتلا به پارکینسون مقایسه کرد و دریافت که هر دو گروه الگوهای مشابهی از تغییرات متیلاسیون در ژن‌های مرتبط با گیرنده‌های عصبی دارندmdpi.com. این نتیجه تلویحاً بیان می‌کند که سموم ممکن است از طریق مسیرهای اپی‌ژنتیک در توسعه بیماری‌های عصبی نیز نقش داشته باشند.

• مطالعات اپیدمیولوژیک سرطان: شواهد بین‌المللی معتبری وجود دارد که مواجهه با حشره‌کش‌ها را به افزایش نرخ برخی سرطان‌ها پیوند می‌دهد. برای مثال، یک پژوهش بزرگ موسوم به «مطالعه سلامت کشاورزان» در آمریکا، نرخ بروز سرطان را در ده‌ها هزار کشاورز و خانواده‌هایشان در طی سال‌ها پیگیری کرده است. نتایج این مطالعات نشان می‌دهد برخی سرطان‌ها مانند لوسمی، لنفوم غیرهوچکینی، مولتیپل میلوما و سرطان پروستات در میان افرادی که مواجهه طولانی‌تری با آفت‌کش‌های خاص داشته‌اند، بیشتر دیده می‌شودmdpi.com. هرچند این‌گونه مطالعات همبستگی را نشان می‌دهند و اثبات رابطه علت و معلولی دشوار است، اما هنگامی که با داده‌های آزمایشگاهی و مکانیکی پشتیبانی شوند، بسیار قوت می‌گیرند. برای نمونه، در مورد سم ددت (DDT) که یک حشره‌کش ارگانوکلره قدیمی است، افزون بر شواهد آزمایشگاهی مبنی بر آسیب‌رسانی به DNA، مطالعات اپیدمیولوژیک نیز افزایش خطر سرطان پستان در زنانی که در دهه‌های ۱۹۶۰ در مناطق با کاربرد بالای DDT زندگی می‌کردند را گزارش کرده‌اند. مجموعه چنین شواهدی بود که منجر به ممنوعیت DDT و طبقه‌بندی آن به عنوان ماده‌ای احتمالاً سرطان‌زا شد.

• مطالعه جامع IARC: همان‌طور که در بخش قبل اشاره شد، IARC پنج ترکیب آفت‌کش (شامل سه حشره‌کش و دو علف‌کش) را از نظر شواهد سرطان‌زایی بررسی کرده استrachelcarsonlandmarkalliance.org. این بررسی که توسط پنل‌های متخصص بین‌المللی انجام شد، تمامی شواهد موجود تا آن زمان (۲۰۱۵) اعم از مطالعات حیوانی، داده‌های مکانیکی و مطالعات انسانی را در بر می‌گرفت. جمع‌بندی IARC این بود که مالاتیون و دیازینون احتمالاً در انسان سرطان‌زا هستند و شواهدی از آسیب به DNA و ایجاد تومور در مدل‌های حیوانی برای آن‌ها موجود استrachelcarsonlandmarkalliance.org. تتراکلرووینفوس و پاراتیون یک سطح پایین‌تر و در گروه ۲B (ممکن است سرطان‌زا) قرار گرفتندrachelcarsonlandmarkalliance.org. همچنین علف‌کش گلایفوسیت (که موضوع بحث ما نیست ولی به‌عنوان آفت‌کش پرتداول مطرح است) در گروه ۲A طبقه‌بندی شد. اهمیت گزارش IARC در این است که یک منبع معتبر بین‌المللی، خطرات ژنتیکی و سرطان‌زایی حشره‌کش‌ها را تأیید کرده و لزوم دقت بیشتر در مصرف این ترکیبات را خاطرنشان می‌سازدrachelcarsonlandmarkalliance.org.

• دیگر اثرات ژنتیکی: علاوه بر سرطان، تحقیقات جهانی در حال بررسی ارتباط حشره‌کش‌ها با سایر عوارض مرتبط با ژن‌ها هستند. به عنوان مثال، برخی مطالعات به رابطه بین مواجهه والدین با آفت‌کش‌ها و افزایش نرخ نقایص مادرزادی در فرزندان اشاره کرده‌اند (البته یافته‌ها هنوز قطعی نیست). همچنین پژوهش‌هایی وجود دارد که مواجهه شغلی با آفت‌کش‌ها را با تغییر طول تلومرهای کروموزوم‌ها (شاخصی از پیری سلولی) مرتبط دانسته‌اند. اگرچه این حوزه‌ها نیازمند تحقیقات بیشتر و دقیق‌تری هستند، ولی مجموعاً گواه بر این واقعیت‌اند که تأثیر حشره‌کش‌ها فراتر از مسمومیت‌های حاد بوده و به سطح ملکولی و ژنتیکی نیز کشیده می‌شود.

جمع‌بندی و نتیجه‌گیری

حشره‌کش‌ها به عنوان ابزاری کارآمد در افزایش تولیدات کشاورزی و کنترل ناقل‌های بیماری، نقش مهمی در زندگی مدرن ایفا کرده‌اند و نمی‌توان ضرورت وجود آن‌ها را در دنیای امروز انکار کرد. با این حال، شواهد علمی به‌روشنی نشان می‌دهد که مصرف بی‌رویه و مواجهه‌ی کنترل‌نشده با این ترکیبات می‌تواند آثار نامطلوبی بر سلامت ژنتیکی انسان بر جای گذارد. حشره‌کش‌ها قادرند به طرق مختلف به DNA و سازوکارهای تنظیم‌کننده ژن آسیب رسانده و با ایجاد جهش‌های ژنتیکی یا تغییرات اپی‌ژنتیکی، خطر بروز بیماری‌های مختلف از جمله سرطان را افزایش دهند. این اثرات به‌ویژه در افرادی که به صورت شغلی در معرض مقدار زیادی از سموم هستند (مانند کشاورزان و شاغلان صنعت سم‌پاشی) نگران‌کننده‌تر است. هرچند سازمان‌های مسئول با تعیین حدود مجاز باقی‌مانده سموم در مواد غذایی و اعمال قوانین ایمنی در محیط‌های کاری، سعی در محافظت از جامعه دارند، اما اصل احتیاط ایجاب می‌کند که همواره به حداقل‌سازی مواجهه با این مواد بیاندیشیم.

برای عموم مردم، راهکارهایی نظیر شست‌وشوی کامل میوه‌ها و سبزیجات، تهویه مناسب هنگام استفاده از اسپری‌های حشره‌کش خانگی، و استفاده از جایگزین‌های کمترسمی (مانند تله‌ها یا روش‌های زیستی کنترل آفات) می‌تواند مفید باشد. در عرصه کشاورزی و بهداشت عمومی نیز حرکت به سمت مدیریت تلفیقی آفات و استفاده‌ی هدفمند و حساب‌شده از حشره‌کش‌ها، می‌تواند ضمن حفظ کارایی در کنترل آفات، آسیب‌های جانبی به سلامت انسان و محیط زیست را کاهش دهدjahaneshimi.com. همچنین توسعه و به‌کارگیری حشره‌کش‌های نوین با سمیت پایین‌تر برای غیرهدف (از جمله انسان) یک اولویت پژوهشی است که باید دنبال شودrachelcarsonlandmarkalliance.org.

در پایان، آگاهی‌بخشی به جامعه درباره نحوه صحیح استفاده از حشره‌کش‌ها و خطرات بالقوه آن‌ها بر سلامت، از ارکان اساسی پیشگیری است. با شناخت علمی این خطرات و بهره‌گیری از شیوه‌های ایمن و پایدار، می‌توانیم از مزایای حشره‌کش‌ها بهره ببریم بی‌آنکه سلامت خود و نسل‌های آینده را به خطر بیندازیم.

منابع علمی معتبر

• سازمان بهداشت جهانی (WHO) – Pesticide residues in food (باقی‌مانده سموم دفع آفات در غذا). انتشار: ۱۵ سپتامبر ۲۰۲۲who.intwho.int

• Navarrete-Meneses, M.P. et al. (2023) – Exposure to Insecticides Modifies Gene Expression and DNA Methylation in Hematopoietic Tissues In Vitro. مجله International Journal of Molecular Sciences, جلد ۲۴, شماره ۷mdpi.commdpi.com

• Ledda, C. et al. (2021) – Oxidative stress and DNA damage in agricultural workers after exposure to pesticides. مجله Journal of Occupational Medicine and Toxicology, جلد ۱۶occup-med.biomedcentral.comoccup-med.biomedcentral.com

• Rachel Carson Landmark Alliance (2015) – ۵ Pesticides Classified as Carcinogenic to Humans. گزارش خلاصه مونограф ۱۱۲ IARC درباره ارزیابی سرطان‌زایی آفت‌کش‌هاrachelcarsonlandmarkalliance.orgrachelcarsonlandmarkalliance.org

• جهان شیمی فیزیک (۱۴۰۴) – «سم حشره‌کش چیست و از فواید و مضرات آن چه می‌دانید؟». مقاله فارسی درباره معرفی حشره‌کش‌ها و مزایا/معایب آن‌هاjahaneshimi.comjahaneshimi.com

• CCOHS (2023) – Pesticides – Health Effects. برگه‌اطلاع‌رسانی مرکز کانادایی بهداشت و ایمنی شغلی درباره اثرات سلامت آفت‌کش‌هاccohs.caccohs.ca