Systematic review and Meta-analysis of the effects of air pollution exposure on nasal mucosal immune-inflammatory markers in experimental animal models of AR

हर दिन, हम गैसों और सूक्ष्म कणों के एक मिश्रण में सांस लेते हैं जो हमारे चारों ओर की हवा बनाते हैं। अधिकांश लोगों के लिए, यह हवा केवल जीवन का माध्यम है, लेकिन एलर्जिक राइनाइटिस (allergic rhinitis) से पीड़ित लोगों के लिए, यह कष्ट का एक निरंतर स्रोत हो सकती है। एलर्जिक राइनाइटिस एक पुरानी स्थिति है जहाँ नाक की परत में सूजन और उभार आ जाता है, जिससे छींकना, खुजली, बहती नाक और नाक बंद होने जैसी समस्याएं होती हैं। यह तब होता है जब शरीर की प्रतिरक्षा प्रणाली (immune system) पराग या धूल जैसे हानिरहित पदार्थों के प्रति अत्यधिक प्रतिक्रिया करती है। पिछले कुछ दशकों में, इस स्थिति से पीड़ित लोगों की संख्या में भारी वृद्धि हुई है, और वैज्ञानिकों को लंबे समय से संदेह है कि इसके लिए बढ़ते वायु प्रदूषण का स्तर जिम्मेदार है। हालांकि हम जानते हैं कि महीन धूल, ओजोन और धुएं जैसे प्रदूषकों को सांस के जरिए अंदर लेने से एलर्जी के लक्षण बिगड़ जाते हैं, लेकिन इस बदतर स्थिति के पीछे की सटीक जैविक प्रक्रिया एक रहस्य बनी हुई है। हम "क्या" और "कब" तो जानते हैं, लेकिन "कैसे" को समझना कठिन रहा है क्योंकि वास्तविक समय में मानव नाक के भीतर का अध्ययन करना नैतिक रूप से असंभव और तकनीकी रूप से कठिन है।

इस पहेली को सुलझाने के लिए, शोधकर्ताओं की एक टीम प्रयोगशाला की ओर मुड़ी। उन्होंने यह समझने के लिए कि एलर्जी वाले जानवर के नाक के अंदर क्या होता है जब वह वायु प्रदूषण के संपर्क में आता है, मौजूदा पशु अध्ययनों की एक व्यापक समीक्षा की। केवल एक प्रयोग को देखने के बजाय, उन्होंने चूहों (mice), रैट्स (rats) और गिनी पिग्स से जुड़े अठारह अलग-अलग अध्ययनों के डेटा को एकत्रित किया। इन जानवरों को एलर्जिक राइनाइटिस विकसित करने के लिए संवेदनशील बनाया गया था, और फिर उन्हें विभिन्न अवधियों के लिए महीन कणों (fine particulate matter), ओजोन और डीजल के धुएं जैसे विभिन्न सामान्य प्रदूषकों के संपर्क में लाया गया था। शोधकर्ताओं ने जानवरों के नासिका ऊतकों (nasal tissues) में जैविक मार्करों की जांच की, विशेष रूप से प्रतिरक्षा कोशिकाओं, साइटोकाइन्स (cytokines) नामक रासायनिक संदेशकों और उन प्रोटीनों पर ध्यान केंद्रित किया जो नाक की परत की कोशिकाओं को एक साथ थामे रखते हैं। इन सभी अलग-अलग प्रयोगों के परिणामों को मिलाकर, वे उन पैटर्न को देख सके जो किसी एक एकल अध्ययन में दिखाई नहीं दे सकते थे।

शोधकर्ताओं ने पाया कि वायु प्रदूषण एक दोधारी तलवार की तरह काम करता है, जो नाक पर दो अलग-अलग तरीकों से प्रहार करता है। पहला, यह उस भौतिक अवरोध (physical barrier) को नुकसान पहुंचाता है जो नाक के अंदरूनी हिस्से की रक्षा करता है। नाक की परत 'टाइट जंक्शन प्रोटीन' (tight junction proteins) द्वारा जुड़ी होती है, जो ईंटों के बीच मोर्टार (मसाले) की तरह काम करते हैं ताकि दीवार ठोस बनी रहे। विश्लेषण से पता चला कि प्रदूषण के संपर्क में आने से ये जुड़ाव काफी कमजोर हो जाते हैं, जिससे अवरोध 'लीकी' या छिद्रपूर्ण हो जाता है। यह दरार एलर्जेन्स को अधिक आसानी से अंदर घुसने देती है और शरीर की पहली रक्षा पंक्ति यानी जन्मजात प्रतिरक्षा प्रणाली (innate immune system) को सक्रिय कर देती है। यह प्रारंभिक प्रतिक्रिया तीव्र होती है और इसमें अलार्म संकेतों का निकलना शामिल है जो इस दरार वाली जगह पर सूजन संबंधी कोशिकाओं (inflammatory cells) को बुलाते हैं।

जैसे-जैसे संपर्क जारी रहता है, प्रतिरक्षा प्रणाली एक अधिक विशिष्ट और निरंतर हमले के मोड में बदल जाती है। अध्ययन से पता चला कि प्रदूषण प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को 'Th2 इन्फ्लेमेशन' (Th2 inflammation) नामक एक प्रकार की प्रतिक्रिया की ओर मजबूती से धकेलता है, जो कि एलर्जी के लक्षणों के लिए जिम्मेदार विशिष्ट मार्ग है। प्रदूषण के संपर्क में आए जानवरों में, शोधकर्ताओं ने 'इओसिनोफिल्स' (eosinophils) नामक विशिष्ट प्रतिरक्षा कोशिकाओं के स्तर में भारी वृद्धि देखी, जो एलर्जी की प्रतिक्रियाओं में ऊतकों को नुकसान पहुंचाने के लिए कुख्यात हैं। इन कोशिकाओं के साथ-साथ, IL-4, IL-5 और IL-13 जैसे रासायनिक संदेशकों का स्तर भी बढ़ गया। ये रसायन निर्देश देने वाले संकेतों के रूप में कार्य करते हैं जो शरीर को अधिक एलर्जी-विरोधी एंटीबॉडी, विशेष रूप से IgE प्रकार की एंटीबॉडी बनाने के लिए कहते हैं। परिणाम एक स्व-सुदृढ़ चक्र (self-reinforcing cycle) है जहाँ प्रदूषण अवरोध को नुकसान पहुंचाता है, प्रतिरक्षा प्रणाली अति-प्रतिक्रिया करती है, और सूजन पुरानी और गंभीर हो जाती है।

संपर्क की अवधि (timing of exposure) एक महत्वपूर्ण कारक साबित हुई कि शरीर कैसे प्रतिक्रिया देता है। शोधकर्ताओं ने पाया कि प्रदूषण के प्रभाव स्थिर नहीं हैं; वे समय के साथ विकसित होते हैं। अल्पकालिक अवधि में, जो लगभग एक सप्ताह तक रहती है, प्राथमिक क्षति भौतिक अवरोध को और तत्काल जन्मजात प्रतिरक्षा प्रणाली की सक्रियता को होती है। जैसे-जैसे संपर्क मध्यम अवधि (आठ से तीस दिनों) तक खिंचता है, शरीर विशिष्ट एलर्जी-संबंधी रसायनों और कोशिकाओं का उच्च स्तर बनाना शुरू कर देता है। जब संपर्क तीस दिनों से अधिक समय तक रहता है, तो प्रभाव संचित (accumulate) होने लगते हैं। एलर्जी संबंधी एंटीबॉडी और सूजन संबंधी कोशिकाओं का स्तर बढ़ता ही जाता है, जो यह सुझाव देता है कि दीर्घकालिक संपर्क सूजन की एक गहरी और अधिक स्थापित अवस्था की ओर ले जाता है जिसे उलटना कठिन होता है।

विभिन्न प्रकार के प्रदूषकों ने भी प्रतिक्रिया के अलग-अलग पैटर्न को प्रेरित किया। स्मॉग में पाए जाने वाले सूक्ष्म कणों (Fine particulate matter) ने सबसे आक्रामक हमलावर के रूप में व्यवहार किया, जिसने अवरोध को नुकसान पहुंचाया और सभी प्रमुख एलर्जी संबंधी सूजन के मार्करों को बढ़ा दिया। ओजोन, जो स्मॉग में पाई जाने वाली एक गैस है, ने लंबी अवधि में एलर्जी संबंधी एंटीबॉडी के स्तर को बढ़ाने की विशेष क्षमता दिखाई। दिलचस्प बात यह है कि अध्ययन में पाया गया कि प्रदूषण के प्रभाव सभी प्रतिरक्षा मार्गों पर एक समान नहीं थे। जबकि एलर्जी की प्रतिक्रिया लगातार बढ़ी, प्रतिरक्षा प्रणाली की दूसरी शाखा (जो वायरस और बैक्टीरिया से लड़ती है) की प्रतिक्रिया असंगत रही। यह सुझाव देता है कि प्रदूषण केवल सभी प्रतिरक्षा गतिविधियों की तीव्रता को नहीं बढ़ाता है; बल्कि, यह शरीर को विशेष रूप से एलर्जी प्रतिक्रियाओं के पक्ष में पुनर्गठित (reprogram) करता है।

शोधकर्ताओं ने यह भी नोट किया कि प्रयोगों में उपयोग किए गए जानवर का प्रकार मायने रखता था। रैट्स (Rats) ने चूहों (Mice) की तुलना में प्रदूषकों के प्रति अधिक तीव्र प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया दिखाई, जो यह दर्शाता है कि आनुवंशिक अंतर यह प्रभावित कर सकते हैं कि कोई जीव वायु प्रदूषण के प्रति कितना संवेदनशील है। इन विविधताओं के बावजूद, समग्र निष्कर्ष स्पष्ट और सुसंगत था: वायु प्रदूषण नाक की सुरक्षात्मक परत को बाधित करता है, प्रतिरक्षा प्रणाली को जगा देता है, और इसे पुरानी एलर्जी संबंधी सूजन की स्थिति में धकेल देता है।

यह कार्य प्रदूषित हवा में सांस लेने से होने वाले जैविक नुकसान का एक विस्तृत मानचित्र प्रदान करता है। यह केवल अवलोकन से आगे बढ़कर इसके तंत्र (mechanism) की व्याख्या करता है: प्रदूषण नाक की रक्षा प्रणाली को तोड़ देता है और प्रतिरक्षा प्रणाली को एक अति-संवेदनशील अवस्था में धकेल देता है जो एलर्जी रोग को बनाए रखती है। हालांकि यह अध्ययन जानवरों पर किया गया था, लेकिन इसमें शामिल जैविक प्रक्रियाएं मौलिक हैं कि स्तनधारी, मनुष्यों सहित, पर्यावरणीय खतरों के प्रति कैसे प्रतिक्रिया करते हैं। निष्कर्षों से पता चलता है कि हवा को शुद्ध रखना न केवल फेफड़ों के रोग या हृदय की समस्याओं को रोकने के बारे में है, बल्कि यह हमारे प्रतिरक्षा तंत्र के नाजुक संतुलन को बनाए रखने और एलर्जिक राइनाइटिस जैसी पुरानी स्थितियों को बिगड़ने से रोकने के लिए भी आवश्यक है। जैसा कि लेखक बताते हैं, भविष्य के शोध को यह देखने की आवश्यकता है कि वास्तविक दुनिया में मिश्रित होने पर विभिन्न प्रदूषक एक-दूसरे के साथ कैसे परस्पर क्रिया करते हैं, लेकिन वर्तमान साक्ष्य स्पष्ट करते हैं कि हम जिस हवा में सांस लेते हैं, वह हमारी नाक के स्वास्थ्य में सीधा और शक्तिशाली योगदान देती है।