زمین شناسی پزشکی (Medical Geology) ؟!

ما همان چیزی هستیم که می خوریم، می نوشیم، تنفس می کنیم و لمس می کنیم.

این قابل درک ترین تعریفی است که می توان از علم زمین شناسی پزشکی داشت؛ چون دقیقا از طریق همین چهار مسیر است که مواد می توانند به بدن وارد شوند و فیزیک بدن انسان را تشیل دهند یا تحت تاثیر قرار دهند.

اما چرا میگوییم زمین شناسی؟! چون همه انواع مواد مغذی از جمله آهن، کلسیم، منیزیم، فسفر، پتاسیم، سدیم و … که برای سلامت ضروری هستند، همگی از سنگ های همین زمینی نشات می گیرند که روی آن زندگی می کنیم. در واقع منشا تمامی عناصری که روزانه آنها را به روش های مختلف وارد بدنمان میکنم، زمین است.

علم زمین شناسی پزشکی به بررسی رابطه بین عوامل زمین شناسی و مشکلات سلامتی در انسان ها، حیوانات و گیاهان می پردازد.

چه فرآیند هایی باعث رها سازی عناصر و ترکیبات به محیط می شود؟

اکثر عناصر طبیعی موجود تقریبا از بالاترین لایه ساختاری زمین یعنی پوسته ناشی می شوند. پوسته، بسته به موقعیتی که در عرض های جغرافیایی مناطق مختلف دارد، مدام تحت تاثیر مجموعه ای از واکنش های پیچیده فیزیکی، شیمیایی و بیوشیمیایی قرار میگیرد که همه این عوامل منجر به هوازدگی سنگ ها و آزاد شدن عناصر درون آنها می شود.

علاوه بر پروسه کند هوازدگی که می تواند تا چندین هزار سال طول بکشد،برخی فرآیند های زمین شناسی در مقیاس بزرگ مثل فوران آتشفشان ها یا زلزله های شدید هم می توانند در بازه های زمانی کوتاه تری مقادیر زیادی از انواع جامدات، اسید ها، گاز ها و آئروسول ها را به محیط وارد کنند.

چه عناصری برای بدن لازم هستند؟

همه موجودات زنده برای بقا به عناصر ضروری و مواد معذی وابسته هستند. عناصر اساسی (Essential Elements) که بدن انسان به آنها نیاز دارد، شامل یازده مورد هستند: هیدروژن(H)، اکسیژن(O)، کربن(C)، نیتروژن(N)، سدیم(Na)، پتاسیم(K)، کلسیم(Ca)، منیزیم(Mg)، فسفر(P)، گوکرد(S) و کلر(Cl).

این یازده عنصر 99.9 درصد بدن انسان را تشکیل می دهند و از بین آنها اکسیژن، کربن, هیدروژن و نیتروژن 99 درصد را به خودشان اختصاص می دهند و به همین دلیل این چهار عنصر، عناصر اصلی (Major Elements) نامیده می شوند و هفت عنصر دیگر که کمتر از 1 درصد هستند، عناصر فرعی (Minor Elements) خوانده می شوند.

علاوه بر عناصر اصلی و فرعی، تعداد دیگری از عناصر وجود دارند که مقادیر بسیار کم و در حدود ppm از آنها برای بدن مورد نیاز است و به همین دلیل عناصر کمیاب (Trace Elements) نامیده می شوند. مثل مولیبدن(Mo)، منگنز(Mn)، مس(Cu)، آهن(Fe)، روی(Zn)، وانادیم(V) و … .

و اما بقیه عناصر جدول تناوبی که در این سه دسته قرار ندارند، عناصر غیر ضروری (Non-essential Elements) محسوب شده و ورود آنها به بدن منجر به بروز عارضه ها و بیماری های مختلف و حتی در برخی موارد شدید، مرگ می شود.

نقش بعضی عناصر ضروری در بدن

کلسیم (Ca): باعث تقویت استخوان ها و دندان، فعالیت عضلانی، انعقاد خون و تراوایی بافت سلولی میشود. افزایش بیش از حد آن ممکن است باعث سنگ کبد و مثانه و نارسایی های کلیه شود.

فسفر (P): نقش فسفر در بدن تقریبا از نقش هر ماده معدنی دیگری بیشتر است. تقریبا 80 درصد در استخوان ها و 20 درصد در بافت ها وجود دارد و برای بافت های عصبی و به ویژه قلب بسیار ضروری است.

کلر (Cl): مهم ترین عملکرد آن به عنوان عامل تشکیل اسید کلریدریک معده برای هضم غذاست.

پتاسیم (K): برای متعادل نگه داشتن وضعیت اسید و باز بدن ضروری است. هم چنین برای انقباض ماهیچه ها و در نتیجه عملکرد قلب به خصوص ضربان صحیح آن به پتاسیم نیاز است.

منیزیم (Mg): همراه با کلسیم در استخوان ها موجود است و فعال سازی انقباضات عضلانی و کنترل دمای بدن را به عهده دارد.

سدیم (Na): مایعات بدن را متعادل نگه می دارد و باعث خنثی شدن اسید ها می شود. استفاده متعادل از آن مشکلی برای بدن به وجود نمی آورد اما مصرف بیش از حد از طریق ترکیب NaCl (نمک طعام)، مشکلاتی همچون ناراحتی های کلیوی، قبلی و فشار خون بالا را به دنبال دارد.

بیماری های خاص ناشی از کمبود یا مسمومیت به بعضی عناصر

پیروی این جمله از پاراکلسوس (پزشک سوئیسی) که: همه مواد سم هستند. هیچ کدام سمی نیست فقط دوز آن سم و درمان را متمایز می کند؛ می توان گفت که مقدار ورود هر کدام از عناصر به بدن تعیین کننده این موضوع است که برای سلامتی مضر، مفید و یا در حالت نرمال قرار دارد.

با توجه به این موضوع، برای هر کدام از عناصر یک رنج خاصی از غلظت مجاز وجود دارد که بدن در آن حالت شرایط نرمالی دارد و کمتر یا بیشتر از بازه کمّی مشخص شده، آثار و علائم کمبود یا مسمومیت بروز می کند و باعث اختلال و بیماری می شود.

مقدار ورود هر کدام از عناصر به بدن تعیین کننده این موضوع است که برای سلامتی مضر، مفید و یا در حالت نرمال قرار دارد.

بیماری کشان (Keshab disease): علت اصلی آن کمبود سلینم (Se) است و شرایطی را به وجود می آورد که قلب در شخص بیمار به صورت غیر عادی بزرگ شده و عملکرد آن متخل می شود.

بیماری میناماتا (Minamata disease): مسمومیت شدید به جیوه(Hg)، آسیب جدی به سیستم عصبی وارد میکند و باعث می شود فرد کنترل ارادی خود را از دست بدهد. در موارد شدید منجر به مرگ می شود. (مراجعه به مقاله: جیوه، از معدن طلا تا انسان!)

گواتر (Goiter): عنصر ید(I)، یک فاکتور اساسی برای ساخت هورمون های تیروئیدی است. در صورت کمبود دریافت این عنصر، غده تیروئید بزرگ و بزرگ تر می شود تا بتواند مقدار ید بیشتری دریافت کند.

فلوروزیس اسکلتی (ُSkeletal fluorosis): در اثر دریافت بیش از حد عنصر فلوئور (F) از طریق آب آشامیدنی، رشد استخوان ها با اختلال مواجه می شود و شکل طبیعی بدن از حالت نرمال خارج می گردد.

این چند مثال تنها مواردی از هزاران مورد بیماری ها و عارضه هایی است که در اثر کمبود و یا بیش بود عناصر در بدن به وجود می آیند.

وضعیت کنونی علم زمین شناسی پزشکی

در حال حاضر، انجمن ها، ارگان ها و سازمان های مشخصی در حوضه سلامت و محیط زیست و مخصوصا حوضه زمین شناسی پزشکی فعالیت می کنند. مهم ترین آنها که به طور اختصاصی در این زمینه فعالیت می کند، انجمن بین المللی زمین شناسی پزشکی (International Medical Geology Association) است و تلاش می کنند تا مشکلات سلامتی که ناشی از عوامل زمین شناسی هستند را بررسی کنند تا بتواند بیماری هایی که از این طریق ایجاد می شوند را کنترل کنند.