تغيرات كيمياء الدم بسبب ارتفاع ثاني أكسيد الكربون

ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون وتأثيرها على صحة الإنسان

بينما يحرق البشر الوقود الأحفوري ويضخون ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، فإننا نقوم بتسخين الكوكب. ولكن هناك تأثير آخر ينذر بالخطر لهذا التلوث المناخي: قد يؤدي ذلك إلى تغيير كيمياء دمنا.

عندما اقترح أحد الزملاء على عالم فيزيولوجيا الجهاز التنفسي أليكس لاركومب قبل بضع سنوات أن ينظر في آثار زيادة مستويات ثاني أكسيد الكربون على جسم الإنسان، كان متشككًا. قال لاركومب، الذي يشغل منصب رئيس قسم الصحة البيئية التنفسية والبيئية في معهد أبحاث الأطفال في أستراليا: "فكرت: هذا يبدو غريباً".

لكنه قرر البدء في البحث على أي حال، وما وجده مثير للقلق الشديد.

تحليل البيانات الصحية وتأثيرات ثاني أكسيد الكربون

قام لاركومب وزميله فيليب بيرويث، الباحث الفخري المشارك في الجامعة الوطنية الأسترالية، بتحليل أكثر من عقدين من البيانات الصحية في الولايات المتحدة واكتشفوا تحولات في كيمياء دم الناس التي يبدو أنها تعكس ارتفاع ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.

استخدم العلماء المسح الوطني لفحص الصحة والتغذية في الولايات المتحدة، والذي جمع عددًا كبيرًا من المعلومات الصحية من حوالي 7000 أمريكي كل عامين بين عامي 1999 و 2020. وقال لاركومب إنها "مجموعة البيانات (الأكثر شمولاً) حتى الآن من حيث كيمياء الدم".

لقد كانوا يبحثون عن علامات في الدم ترتبط ارتباطًا وثيقًا بكمية ثاني أكسيد الكربون التي يتنفسها الناس.

تغيرات كيمياء الدم نتيجة ارتفاع ثاني أكسيد الكربون

تطور البشر في جو ظل فيه ثاني أكسيد الكربون ثابتًا إلى حد ما، عند حوالي 300 جزء في المليون، أو جزء في المليون. لكن حرق الوقود الأحفوري تسبب في ارتفاع مستوياته إلى أكثر من 420 جزء في المليون اليوم وهو أعلى من أي وقت في تاريخ البشرية.

زيادة حموضة الدم وتأثيرها على الجسم

ومع ازدياد ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، لا خيار أمام البشر سوى استنشاق المزيد منه، مما يزيد من حموضة الدم. ولدى الجسم طرق لتهدئة ذلك، بما في ذلك الكلى التي تنتج المزيد من البيكربونات وتحتفظ بها، والتي تلعب دورًا رئيسيًا في التحكم في حموضة الدم.

ارتفع متوسط مستويات البيكربونات في الدم بنسبة 7% منذ عام 1999، متتبعًا ارتفاع ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي خلال نفس الفترة، وفقًا لـ الدراسة، التي نُشرت الشهر الماضي في مجلة "جودة الهواء والغلاف الجوي والصحة".

وخلصت الدراسة إلى أنه إذا استمرت هذه الاتجاهات، فإن البيكربونات في دم الإنسان يمكن أن "تصل إلى مستويات غير صحية" في غضون الخمسين عامًا القادمة.

تأثيرات انخفاض مستويات الكالسيوم والفوسفور

نظر العلماء أيضًا في مستويات الكالسيوم والفوسفور. تتمثل إحدى الطرق التي يتعامل بها الجسم مع ارتفاع نسبة الحموضة في الدم في أن تمتص العظام بعضاً من ثاني أكسيد الكربون الزائد وتحبسه في صورة كربونات الكالسيوم وفوسفات الكالسيوم. كما يمكن أن تصبح الكلى أقل كفاءة في الاحتفاظ بالكالسيوم.

وبمرور الوقت، يمكن أن تنحرف مستويات كلاهما إلى الأسفل، وهو ما وجده البحث. انخفضت مستويات الكالسيوم في الدم بنسبة 2% ومستويات الفوسفور بحوالي 7% خلال نفس الفترة.

إذا استمرت هذه الانخفاضات، فقد تنخفض مستويات الكالسيوم والفوسفور إلى ما دون المستويات الصحية بحلول نهاية القرن. وتشير الدراسة إلى أن هذه "تغيرات دائمة ومتزايدة في كيمياء دم الإنسان".

الحاجة إلى مزيد من الأبحاث حول آثار تغير المناخ

في حين تشير الأدلة إلى وجود صلة بين ارتفاع ثاني أكسيد الكربون والتحولات في كيمياء الدم، يحذر المؤلفون من أن هناك حاجة إلى مزيد من العمل لتأكيد ذلك.

العوامل المؤثرة الأخرى على كيمياء الدم

لم تأخذ الدراسة في الاعتبار العوامل المؤثرة الأخرى المحتملة بما في ذلك النظام الغذائي للأشخاص، والأدوية، ووظائف الكلى، ومعدلات السمنة، أو مقدار الوقت الذي يقضيه الناس في الأماكن المغلقة، حيث تميل مستويات ثاني أكسيد الكربون إلى أن تكون أعلى.

وقال لاركومب: "لا يمكننا أن نقول على وجه اليقين أن هذه التغييرات التي نراها ترجع بنسبة 100% إلى تغير المناخ". وأضاف أنه إذا ثبتت هذه النتائج، فهذا دليل إضافي على أننا بحاجة إلى النظر إلى ارتفاع تلوث ثاني أكسيد الكربون ليس فقط كمشكلة بيئية ولكن أيضًا كمشكلة صحية عامة طويلة الأجل.

تأثيرات التعرض طويل الأجل لثاني أكسيد الكربون

السؤال الكبير هو كيف سيتأثر البشر بالضبط بتغيرات كيمياء الدم. واتضح أنه ليس من السهل الإجابة على هذا السؤال، لأسباب ليس أقلها قلة الأبحاث في هذا المجال.

تشير بعض الدراسات إلى أن أجسامنا ستكون قادرة على التعامل مع الزيادات في ثاني أكسيد الكربون دون آثار سلبية، حتى في ظل أسوأ سيناريوهات الاحتباس الحراري، من خلال التنفس أكثر وزيادة إنتاج البيكربونات.

لكن لاركومب قال إن هذه الحجة لا تأخذ في الاعتبار الآثار طويلة الأجل للتعرض على مدى حياة الشخص. وتشير الدراسة إلى أن هناك مجموعة متزايدة من الأبحاث التي أجريت على الحيوانات والتي تشير إلى تأثيرات قابلة للقياس، بما في ذلك الأضرار العصبية والتغيرات في معدل ضربات القلب.

الآثار المعرفية لتراكيز ثاني أكسيد الكربون

أما بالنسبة للبشر، فإن التعرض قصير الأجل لتركيزات ثاني أكسيد الكربون الموجودة عادةً في الأماكن المغلقة يرتبط بـ انخفاض القدرات المعرفية وقدرات اتخاذ القرار.

قال لاركومب: "هناك فقط هذه الأجزاء الصغيرة الإضافية من الأدلة التي تتراكم والتي تظهر أن هناك شيئًا محتملًا يحدث هنا". وهو قلق بشكل خاص بشأن التأثيرات المحتملة على الأطفال، الذين سيتعرضون لأطول فترة من التعرض التراكمي.

استنتاجات ودعوات لمزيد من البحث

قالت كريستي إيبي، أستاذة الصحة العالمية في جامعة واشنطن التي لم تشارك في الدراسة، إن "هذه القضية تثار كل بضع سنوات، لذا فهي ليست جديدة"، ولكن كانت هناك متابعة محدودة من الدراسات السابقة. وقالت إن الدراسات البشرية التي يستشهد بها التقرير تشير إلى أنه حتى عند مستويات أعلى من ثاني أكسيد الكربون مما هو متوقع حاليًا، لن تكون هناك "آثار صحية واضحة"، على الرغم من أنها أضافت "هذا لا يستبعد حدوث عواقب على الفئات الضعيفة بشكل خاص".

الرسالة الرئيسية من الدراسة

قال لاركومب: "لا يزال الوقت مبكرًا جدًا"، وهناك حاجة إلى المزيد من الأبحاث، ولكن مع استمرار البشر في زيادة مستويات ثاني أكسيد الكربون، من المهم بشكل متزايد فهم الآثار الصحية.

وقال لاركومب إن الرسالة من هذه الدراسة "ليست أننا سنموت جميعًا وأن الأمر سيئ بشكل كارثي"، بل "هناك شيء ما يحدث، ونريد استكشافه أكثر."