فشار امتحانات نشانه‌های خود را در بدن به جا می‌گذارد

به گزارش خبرگزاری آنا به نقل از «ساینس آلرت» (Science Alert)؛ فشار امتحانات فقط در نمره‌ها، بی‌خوابی‌ها و اضطراب دانشجویان باقی نمی‌ماند؛ بخشی از اثرات زیستی این فشار را می‌توان در موادی پیدا کرد که بدن دفع می‌کند. پژوهشگران با بررسی فاضلاب یک دانشگاه در استرالیا متوجه شدند که در هفته‌های امتحان، میزان برخی نشانگر‌های زیستی مرتبط با «استرس اکسیداتیو» افزایش پیدا می‌کند. یافته‌ای که نشان می‌دهد شاید روزی بتوان وضعیت سلامت روان و تغییرات جسمی یک جمعیت را نه فقط با پرسش‌نامه و آزمایش‌های فردی، بلکه با نمونه‌برداری از فاضلاب بررسی کرد.

این روش در نگاه اول عجیب به نظر می‌رسد؛ فاضلاب معمولاً به‌عنوان پسماندی آلوده و نیازمند تصفیه شناخته می‌شود، اما از دید پژوهشگران سلامت عمومی، همین مواد دورریختنی می‌توانند اطلاعات ارزشمندی درباره جمعیتی که آنها را تولید کرده‌اند در خود داشته باشند. ادرار و مدفوع انسان حاوی ترکیباتی هستند که از سوخت‌وساز بدن، مصرف داروها، مواجهه با مواد شیمیایی و برخی فرایند‌های زیستی منشأ می‌گیرند. بخشی از این ترکیبات پس از دفع وارد شبکه فاضلاب می‌شوند و با اندازه‌گیری آنها می‌توان تصویری کلی از وضعیت یک جامعه به دست آورد.

این امکان را در ارتباط با فشار روانی دوران امتحانات بررسی کرده است. محققان دانشگاه کوئینزلند استرالیا با تحلیل نمونه‌های فاضلاب یک محوطه دانشگاهی، تغییرات نشانگر‌های استرس اکسیداتیو، دارو‌های ضدافسردگی و برخی مواد مرتبط با رفتار‌های مصرفی را در دوره امتحانات با دوره عادی آموزشی مقایسه کردند.

فاضلاب؛ منبعی برای بررسی سلامت جمعیت

«همه‌گیرشناسی مبتنی بر فاضلاب» (Wastewater-Based Epidemiology) روشی برای مطالعه وضعیت یک جمعیت از طریق ترکیباتی است که افراد آن جمعیت دفع می‌کنند. در این روش، به‌جای آنکه تک‌تک افراد برای آزمایش مراجعه کنند، نمونه‌ای از فاضلاب ورودی به شبکه جمع‌آوری می‌شود و ترکیبات موردنظر در آن اندازه‌گیری می‌شوند.

برای درک بهتر این روش می‌توان یک محله یا دانشگاه را در نظر گرفت که تعداد زیادی از افراد از سرویس‌های بهداشتی و شبکه فاضلاب مشترک استفاده می‌کنند. ادرار افراد پس از ورود به فاضلاب با یکدیگر مخلوط می‌شود. در این مخلوط، ممکن است آثار داروها، محصولات حاصل از سوخت‌وساز بدن، مواد مرتبط با مصرف دخانیات یا نشانگر‌های زیستی خاص قابل شناسایی باشد.

پژوهشگران با استفاده از روش‌های آزمایشگاهی دقیق، این ترکیبات را از نمونه فاضلاب جدا و مقدار آنها را اندازه‌گیری می‌کنند. سپس با در نظر گرفتن عواملی مانند حجم جریان فاضلاب و جمعیت استفاده‌کننده از شبکه، تلاش می‌کنند میزان دفع یا مصرف سرانه مواد را برآورد کنند.

این روش پیش از این برای بررسی شیوع ویروس‌ها، ردیابی مصرف مواد مخدر و دارو‌ها و مطالعه الگو‌های مصرف الکل و دخانیات استفاده شده است. در سال‌های اخیر، توجه پژوهشگران به ترکیباتی جلب شده که می‌توانند اطلاعاتی درباره وضعیت زیستی و سلامت جمعیت ارائه دهند؛ از جمله نشانگر‌های مرتبط با استرس اکسیداتیو.

مزیت مهم این شیوه آن است که به مشارکت مستقیم افراد وابسته نیست. در روش‌های مبتنی بر پرسش‌نامه، پاسخ افراد ممکن است تحت تأثیر فراموشی، تمایل به پنهان کردن بعضی رفتار‌ها یا برداشت شخصی آنها از وضعیتشان قرار بگیرد. در مقابل، اندازه‌گیری مواد دفع‌شده می‌تواند اطلاعاتی مستقل از پاسخ‌های خوداظهاری فراهم کند. البته این اطلاعات همچنان به تفسیر علمی نیاز دارند و نمی‌توانند جایگزین ارزیابی فردی شوند.

مقایسه فاضلاب دانشگاه در دوره عادی و امتحانات

پژوهشگران دانشگاه کوئینزلند فاضلاب محوطه یک دانشگاه استرالیایی را بررسی کردند که جمعیت استفاده‌کننده از آن حدود ۳۰ هزار نفر برآورد شده بود. نمونه‌های جمع‌آوری‌شده در دوره امتحانات با نمونه‌های مربوط به دوره‌های عادی آموزشی مقایسه شدند. همچنین فاضلاب یک منطقه عمومی نزدیک دانشگاه، با جمعیتی حدود ۱۲۰ هزار نفر، به‌عنوان گروه مقایسه در نظر گرفته شد.

این مقایسه اهمیت زیادی داشت؛ زیرا تغییرات مشاهده‌شده در دانشگاه ممکن بود فقط نتیجه نوسانات عمومی مصرف دارو‌ها یا مواد در جامعه باشد. برای مثال، اگر در همان زمان مصرف یک دارو در کل منطقه افزایش پیدا کرده باشد، نمی‌توان تمام افزایش ثبت‌شده در فاضلاب دانشگاه را به امتحانات نسبت داد.

به همین دلیل، محققان از روشی آماری به نام «تفاوت در تفاوت‌ها» (Difference-in-Differences) استفاده کردند. در این روش، تغییرات یک گروه در دو بازه زمانی با تغییرات گروه مقایسه در همان بازه‌ها سنجیده می‌شود. به این ترتیب می‌توان بهتر بررسی کرد که آیا تغییر مشاهده‌شده در دانشگاه با دوره امتحانات ارتباط مشخص‌تری داشته است یا نه.

نمونه‌های مورد بررسی مربوط به سال ۲۰۲۲ بودند و پژوهشگران چند گروه از ترکیبات را اندازه‌گیری کردند: نشانگر‌های استرس اکسیداتیو، دارو‌های ضدافسردگی، ترکیبات مرتبط با دارو‌های اختلال نقص توجه و بیش‌فعالی، نشانگر‌های مصرف نیکوتین و الکل و همچنین موادی که می‌توانند مصرف کافئین و شیرین‌کننده‌های مصنوعی را نشان دهند.

استرس اکسیداتیو و ردپای آن در بدن

یکی از مهم‌ترین بخش‌های این مطالعه، اندازه‌گیری دو نشانگر زیستی با نام‌های ۸-OHG و ۸-OHdG بود. این ترکیبات به آسیب اکسیداتیو به مواد ژنتیکی سلول ارتباط دارند و می‌توانند اطلاعاتی درباره یکی از فرایند‌های زیستی مرتبط با استرس فراهم کنند.

برای فهم اهمیت این نشانگر‌ها باید ابتدا با مفهوم استرس اکسیداتیو آشنا شد. سلول‌های بدن در جریان فعالیت‌های طبیعی خود مولکول‌هایی واکنش‌پذیر تولید می‌کنند که برخی از آنها در گروه «گونه‌های فعال اکسیژن» (Reactive Oxygen Species) قرار می‌گیرند. این مولکول‌ها در مقدار کنترل‌شده می‌توانند در پیام‌رسانی سلولی و دفاع بدن نقش داشته باشند؛ اما اگر تولید آنها بیش از ظرفیت سامانه‌های دفاع آنتی‌اکسیدانی باشد، احتمال آسیب به اجزای سلول افزایش می‌یابد.

این وضعیت را استرس اکسیداتیو می‌نامند. در چنین شرایطی، مولکول‌هایی مانند چربی‌ها، پروتئین‌ها و مواد ژنتیکی می‌توانند تحت تأثیر واکنش‌های اکسیداتیو قرار بگیرند.

البته استرس اکسیداتیو با استرس روانی یکسان نیست. استرس روانی به واکنش جسمی و ذهنی فرد در برابر فشار‌ها و موقعیت‌های دشوار گفته می‌شود، در حالی که استرس اکسیداتیو یک وضعیت زیستی در سطح سلول‌هاست. این دو می‌توانند با یکدیگر ارتباط داشته باشند؛ زیرا فشار‌های روانی و پاسخ‌های فیزیولوژیک بدن ممکن است بر مسیر‌های مرتبط با التهاب و تعادل اکسیدان‌ها و آنتی‌اکسیدان‌ها اثر بگذارند. با این حال، اندازه‌گیری استرس اکسیداتیو به‌تنهایی نمی‌تواند میزان اضطراب یا فشار روانی یک فرد را مشخص کند.

نشانگر ۸-OHdG از محصولات حاصل از اکسیداسیون DNA است. DNA ماده ژنتیکی سلول‌هاست و آسیب اکسیداتیو به آن می‌تواند باعث ایجاد تغییرات شیمیایی در ساختار باز‌های تشکیل‌دهنده‌اش شود. بدن بخشی از این محصولات را ترمیم یا دفع می‌کند و برخی از آنها در ادرار قابل اندازه‌گیری هستند.

نشانگر ۸-OHG نیز به تغییرات اکسیداتیو در گوانین، یکی از اجزای تشکیل‌دهنده RNA و DNA، ارتباط دارد. RNA در انتقال و استفاده از اطلاعات ژنتیکی نقش دارد و آسیب اکسیداتیو به آن می‌تواند بر عملکرد سلول اثر بگذارد.

افزایش این نشانگر‌ها در فاضلاب به این معنا نیست که تمام افراد یک جمعیت دچار آسیب سلولی شده‌اند؛ بلکه نشان می‌دهد مقدار مواد دفع‌شده مرتبط با این فرایند در سطح جمعیت تغییر کرده است.

افزایش نشانگر‌های زیستی در هفته‌های امتحان

نتایج مطالعه نشان داد میزان هر دو نشانگر ۸-OHG و ۸-OHdG در فاضلاب دانشگاه طی دوره امتحانات افزایش پیدا کرده است. با این حال، قدرت شواهد برای این دو نشانگر یکسان نبود. افزایش ۸-OHG در مقایسه با الگوی مشاهده‌شده در جمعیت عمومی، مشخص‌تر و از نظر آماری معنادار بود؛ در حالی که شواهد مربوط به ۸-OHdG ضعیف‌تر بود.

معناداری آماری به این معناست که پژوهشگران با توجه به مدل و داده‌های مطالعه، احتمال می‌دهند تفاوت مشاهده‌شده صرفاً حاصل نوسانات تصادفی نباشد. اما این مفهوم به‌تنهایی نشان نمی‌دهد که تغییر از نظر پزشکی چقدر مهم است یا چه تعداد از افراد تحت تأثیر قرار گرفته‌اند.

پژوهشگران این افزایش موقتی را با فشار جسمی و روانی مورد انتظار در دوره ارزیابی‌های تحصیلی مرتبط دانستند. امتحانات می‌توانند الگوی خواب، تغذیه، فعالیت روزانه و وضعیت روانی دانشجویان را تغییر دهند. این عوامل نیز ممکن است در کنار یکدیگر بر فرایند‌های فیزیولوژیک بدن اثر بگذارند.

با وجود این، مطالعه حاضر به‌تنهایی نمی‌تواند مشخص کند کدام عامل دقیقاً باعث افزایش نشانگر‌ها شده است. برای مثال، نمی‌توان نتیجه گرفت که فقط اضطراب امتحان مسئول تغییرات زیستی بوده؛ زیرا تغییر خواب، فعالیت بدنی، رژیم غذایی یا عوامل محیطی نیز ممکن است در این الگو نقش داشته باشند.

ردپای دارو‌های ضدافسردگی در فاضلاب

بخش دیگری از مطالعه به بررسی دارو‌های ضدافسردگی اختصاص داشت. پژوهشگران ترکیبات مرتبط با چهار دارو شامل آمی‌تریپتیلین، سیتالوپرام، فلوکستین و ونلافاکسین را در نمونه‌های فاضلاب اندازه‌گیری کردند.

این دارو‌ها در درمان برخی اختلالات روان‌پزشکی، از جمله افسردگی و بعضی اختلالات اضطرابی، کاربرد دارند. پس از مصرف دارو، بخشی از ماده مؤثره یا محصولات حاصل از سوخت‌وساز آن در بدن از طریق ادرار دفع می‌شود و می‌تواند وارد شبکه فاضلاب شود.

اندازه‌گیری این ترکیبات به پژوهشگران امکان می‌دهد تغییرات احتمالی مصرف دارو در یک جمعیت را بررسی کنند. در مطالعه دانشگاه کوئینزلند، مقادیر مرتبط با هر چهار دارو در دوره امتحانات روند افزایشی نشان دادند، اما تنها افزایش آمی‌تریپتیلین از نظر آماری معنادار بود؛ بنابراین نمی‌توان گفت مصرف همه دارو‌های ضدافسردگی در میان دانشجویان قطعاً افزایش یافته است. پژوهشگران نیز تأکید کردند که این الگو بیشتر یک نشانه اولیه است تا مدرکی قطعی برای افزایش مصرف دارو.

نکته مهم دیگر این است که وجود داروی ضدافسردگی در فاضلاب لزوماً به معنای مصرف آن برای درمان افسردگی نیست. برخی از این دارو‌ها کاربرد‌های پزشکی دیگری نیز دارند. افزون بر این، اندازه‌گیری فاضلاب مشخص نمی‌کند چه کسی دارو را مصرف کرده، آیا مصرف آن با نسخه پزشک بوده یا چه تشخیصی داشته است.

در نتیجه، از این داده‌ها نمی‌توان میزان ابتلا به افسردگی یا اضطراب در دانشگاه را محاسبه کرد. آنچه مطالعه نشان می‌دهد، تغییر در مقدار ترکیبات دارویی دفع‌شده در سطح جمعیت است.

فاضلاب چه چیز‌هایی را درباره سلامت روان نشان نمی‌دهد؟

با وجود نتایج جالب، این روش محدودیت‌هایی دارد که در تفسیر یافته‌ها باید جدی گرفته شوند.

نخست آنکه فاضلاب دانشگاه فقط از سوی دانشجویان تولید نمی‌شود. کارکنان، استادان، پیمانکاران و مراجعه‌کنندگان نیز از سرویس‌های بهداشتی دانشگاه استفاده می‌کنند؛ بنابراین مواد شیمیایی موجود در نمونه‌ها حاصل دفع ترکیبات از سوی همه این افراد است و نمی‌توان آنها را به‌طور کامل به دانشجویان نسبت داد.

دوم آنکه فاضلاب اطلاعاتی تجمیعی ارائه می‌دهد. اگر میزان یک نشانگر افزایش پیدا کند، مشخص نیست این تغییر حاصل افزایش اندک در تعداد زیادی از افراد بوده یا افزایش چشمگیر در گروه کوچکی از آنها. این روش نمی‌تواند مشخص کند چه کسی استرس بیشتری داشته، چه کسی دارو مصرف کرده یا وضعیت روانی هر فرد چگونه بوده است.

از طرف دیگر، عواملی مانند حجم آب مصرفی، میزان جریان فاضلاب، تعداد افراد حاضر در محوطه و تغییرات شیمیایی ترکیبات در مسیر شبکه فاضلاب می‌توانند بر اندازه‌گیری‌ها اثر بگذارند. به همین دلیل، نمونه‌برداری و تحلیل آزمایشگاهی باید با روش‌های استاندارد و محاسبات مناسب انجام شود.

نکته دیگر تفاوت میان نشانگر زیستی و تشخیص بالینی است. افزایش یک نشانگر مرتبط با استرس اکسیداتیو به معنای تشخیص اضطراب، افسردگی یا یک بیماری مشخص نیست. برای ارزیابی سلامت روان افراد همچنان به بررسی بالینی، گفت‌و‌گو و ابزار‌های معتبر تشخیصی نیاز است.

پایش فاضلاب؛ ابزاری مکمل برای سلامت عمومی

اهمیت این پژوهش بیش از آنکه در ارائه روشی برای تشخیص استرس یک دانشجو باشد، در نشان دادن امکان بررسی تغییرات زیستی یک جمعیت نهفته است. اگر مطالعات آینده بتوانند این روش را در دانشگاه‌های مختلف و در بازه‌های زمانی طولانی‌تر اعتبارسنجی کنند، نمونه‌برداری از فاضلاب می‌تواند به شناسایی دوره‌هایی کمک کند که فشار روانی یا برخی رفتار‌های مرتبط با سلامت در یک جامعه افزایش می‌یابد.

البته پیش از استفاده عملی از این روش، باید مشخص شود تغییرات اندازه‌گیری‌شده تا چه اندازه با پیامد‌های واقعی سلامت ارتباط دارند. همچنین لازم است پژوهش‌ها در جمعیت‌های گوناگون تکرار شوند تا معلوم شود الگوی مشاهده‌شده فقط به یک دانشگاه و شرایط خاص آن محدود نیست.

پژوهشگران دانشگاه کوئینزلند نیز این مطالعه را اثبات اولیه امکان استفاده از پایش فاضلاب برای بررسی پاسخ‌های زیستی مرتبط با استرس در جمعیت دانشگاهی می‌دانند. آنها تأکید دارند که مطالعات بعدی باید مشخص کنند اندازه، مدت و تکرار این تغییرات چه اهمیت بالینی یا آسیب‌شناختی دارد.

در نهایت، این پژوهش نشان می‌دهد فاضلاب می‌تواند فراتر از یک پسماند شهری، به منبعی برای مطالعه سلامت جمعیت تبدیل شود. موادی که بدن پس از فعالیت‌های روزمره دفع می‌کند، گاهی اطلاعاتی درباره تغییرات زیستی و الگو‌های مصرف یک جامعه در خود دارند؛ اطلاعاتی که با روش‌های آزمایشگاهی قابل استخراج‌اند. با این حال، این داده‌ها قرار نیست جایگزین تشخیص فردی شوند، بلکه می‌توانند ابزار تازه‌ای برای دیدن تغییرات سلامت در مقیاسی بزرگ‌تر باشند.