27. الرصد البيولوجي
محرر الفصل: روبرت لوريس
جدول المحتويات
مبادئ عامة
فيتو فوا ولورنزو أليسيو
ضمان مستوى الجودة
D. جومبيرتز
المعادن والمركبات العضوية المعدنية
ب. هوت وروبرت لاويرس
مادة متفاعلة
ماسايوكي إيكيدا
المواد الكيميائية السامة للجينات
مارجا سورسا
المبيدات الحشرية
ماركو ماروني وأدالبرتو فيريولي
انقر فوق ارتباط أدناه لعرض الجدول في سياق المقالة.
1. ACGIH و DFG والقيم الحدية الأخرى للمعادن
2. أمثلة على المواد الكيميائية والرصد البيولوجي
3. المراقبة البيولوجية للمذيبات العضوية
4. تقييم السمية الجينية للمواد الكيميائية من قبل IARC
5. المؤشرات الحيوية وبعض عينات الخلايا والأنسجة والسمية الجينية
6. المواد المسرطنة البشرية والتعرض المهني ونقاط النهاية الخلوية
8. التعرض من إنتاج واستخدام المبيدات
9. سمية OP الحادة عند مستويات مختلفة من تثبيط ACHE
10 الاختلافات في ACHE و PCHE والحالات الصحية المختارة
11 أنشطة الكولينستريز للأشخاص الأصحاء غير المعرضين
12 فوسفات الألكيل البولي ومبيدات الآفات
13 قياسات فوسفات الألكيل البولي و OP
15 مستقلبات ديثيوكاربامات البولي
16 مؤشرات مقترحة للرصد البيولوجي لمبيدات الآفات
17 قيم الحدود البيولوجية الموصى بها (اعتبارًا من عام 1996)
أشر إلى صورة مصغرة لرؤية التعليق التوضيحي ، انقر لرؤية الشكل في سياق المقالة.
28. علم الأوبئة والإحصاء
محررو الفصل: فرانكو ميرليتي وكولين إل. سوسكولن وباولو فينييس
الطريقة الوبائية المطبقة على الصحة والسلامة المهنية
فرانكو ميرليتي وكولين إل. سوسكولن وباولو فينييس
تقييم التعرض
م. جيرالد أوت
ملخص إجراءات التعرض لحياة العمل
كولين ل
قياس آثار التعرض
شيليا حوار زهم
دراسة حالة: الإجراءات
فرانكو ميرليتي وكولين إل. سوسكولن وباولا فينييس
خيارات في تصميم الدراسة
سفين هيرنبرغ
قضايا الصلاحية في تصميم الدراسة
آني جيه ساسكو
تأثير خطأ القياس العشوائي
باولو فينييس وكولين إل. سوسكولني
أساليب إحصائية
أنيبال بيجيري وماريو براغا
تقييم السببية والأخلاق في البحوث الوبائية
باولو فينييس
دراسات حالة توضح القضايا المنهجية في مراقبة الأمراض المهنية
جونغ دير وانغ
استبيانات في البحوث الوبائية
ستيفن دي ستيلمان وكولين إل سوسكولن
المنظور التاريخي للأسبستوس
لورانس جارفينكل
انقر فوق ارتباط أدناه لعرض الجدول في سياق المقالة.
1. خمسة مقاييس موجزة مختارة للتعرض في الحياة العملية
3. مقاييس الارتباط لدراسة الأتراب
4. مقاييس الارتباط لدراسات الحالات والشواهد
5. تخطيط جدول التردد العام لبيانات المجموعة
6. نموذج تخطيط بيانات التحكم في الحالة
7. بيانات التحكم في حالة التخطيط - عنصر تحكم واحد لكل حالة
8. مجموعة افتراضية من 1950 فردًا إلى T.2
9. مؤشرات الاتجاه المركزي والتشتت
11 النتائج المحتملة لتجربة ذات الحدين
12 التوزيع ذو الحدين ، 15 نجاح / 30 تجربة
13 التوزيع ذو الحدين ، p = 0.25 ؛ 30 تجربة
14 النوع الثاني خطأ وقوة ؛ x = 12، n = 30 ، أ = 0.05
15 النوع الثاني خطأ وقوة ؛ x = 12، n = 40 ، أ = 0.05
16 تعرض 632 عاملاً للأسبستوس لمدة 20 عامًا أو أكثر
17 O / E عدد الوفيات بين 632 من عمال الاسبستوس
أشر إلى صورة مصغرة لرؤية التعليق التوضيحي ، انقر لرؤية الشكل في سياق المقالة.
29. بيئة العمل
محررو الفصل: وولفجانج لوريج ويواكيم فيدر
جدول المحتويات
نبذة
وولفجانج لوريج ويواكيم فيدر
طبيعة وأهداف بيئة العمل
وليام تي سينجلتون
تحليل الأنشطة والمهام وأنظمة العمل
فيرونيك دي كيسير
بيئة العمل والتوحيد القياسي
فريدهيلم ناشرينر
قوائم المراجعة
براناب كومار ناج
الأنثروبومترية
ملكيوري ماسالي
العمل العضلي
جوهاني سمولاندر وفيكو لوهفارا
المواقف في العمل
إيلكا كورينكا
الميكانيكا الحيوية
فرانك داربي
التعب العام
إتيان جراندجين
التعب والشفاء
رولف هيلبيج ووالتر روميرت
عبء العمل العقلي
وينفريد هاكر
يقظة
هربرت هوير
إرهاق عصبي
بيتر ريختر
تنظيم العمل
إبرهارد أوليش وجوديلا غروت
الحرمان من النوم
كازوتاكا كوجي
محطات العمل
رولاند كاديفورش
الأدوات
TM فريزر
الضوابط والمؤشرات واللوحات
كارل كرومير
معالجة المعلومات وتصميمها
أندريس إف ساندرز
التصميم لمجموعات محددة
نكتة هـ. جرادي فان دن نيوبور
دراسة حالة: التصنيف الدولي للقيود الوظيفية في الأشخاص
الاختلافات الثقافية
هوشانغ شاهنافاز
العمال المسنين
أنطوان لافيل وسيرج فولكوف
ذوي الاحتياجات الخاصة
نكتة هـ. جرادي فان دن نيوبور
تصميم النظام في صناعة الألماس
يساكر جلعاد
تجاهل مبادئ التصميم المريح: تشيرنوبيل
فلاديمير مونيبوف
انقر فوق ارتباط أدناه لعرض الجدول في سياق المقالة.
1. القائمة الأساسية الأساسية لقياس الأنثروبومترية
2. يعتمد التعب والانتعاش على مستويات النشاط
3. قواعد الجمع بين آثار اثنين من عوامل الإجهاد على الإجهاد
4. التفريق بين العديد من النتائج السلبية للإجهاد العقلي
5. مبادئ موجهة نحو العمل لهيكلة الإنتاج
6. المشاركة في السياق التنظيمي
7. مشاركة المستخدم في عملية التكنولوجيا
8. عدم انتظام ساعات العمل والحرمان من النوم
9. جوانب النوم المسبق والمثبت والتأخير
10 حركات التحكم والتأثيرات المتوقعة
11 علاقات التحكم والتأثير لضوابط اليد المشتركة
أشر إلى صورة مصغرة لرؤية التعليق التوضيحي ، انقر لرؤية الشكل في سياق المقالة.
30. النظافة المهنية
محرر الفصل: روبرت ف. هيريك
جدول المحتويات
الأهداف والتعاريف والمعلومات العامة
برنيس آي فيراري جولزر
التعرف على المخاطر
ليني ليلينبرغ
تقييم بيئة العمل
لوري إيه تود
النظافة المهنية: التحكم في التعرض من خلال التدخل
جيمس ستيوارت
الأساس البيولوجي لتقييم التعرض
ديك هيديريك
حدود التعرض المهنية
دينيس ج.باوستنباخ
1. مخاطر المواد الكيميائية ؛ العوامل البيولوجية والفيزيائية
2. حدود التعرض المهني (OELs) - بلدان مختلفة
31. الحماية الشخصية
محرر الفصل: روبرت ف. هيريك
جدول المحتويات
نظرة عامة وفلسفة الحماية الشخصية
روبرت ف. هيريك
واقيات العين والوجه
كيكوزي كيمورا
حماية القدم والساق
تويوهيكو ميورا
رئيس حماية
إيزابيل بالتي وآلان ماير
حماية السمع
جون ر. فرانكس وإليوت هـ. بيرجر
ملابس واقية
إس زاك مانسدورف
حماية الجهاز التنفسي
توماس جيه نيلسون
انقر فوق ارتباط أدناه لعرض الجدول في سياق المقالة.
1. متطلبات النفاذية (ISO 4850-1979)
2. موازين الحماية - اللحام بالغاز واللحام بالنحاس
3. موازين الحماية - قطع الأكسجين
4. موازين الحماية - قطع قوس البلازما
5. موازين الحماية - لحام القوس الكهربائي أو التلاعب
6. موازين الحماية - لحام القوس المباشر بالبلازما
7. خوذة الأمان: معيار ISO 3873-1977
8. تصنيف الحد من الضوضاء لواقي السمع
9. حساب الحد من الضوضاء المرجحة
10 أمثلة على فئات المخاطر الجلدية
11 متطلبات الأداء الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية
12 المخاطر المادية المرتبطة بأنشطة معينة
13 عوامل الحماية المعينة من ANSI Z88 2 (1992)
أشر إلى صورة مصغرة لرؤية التعليق التوضيحي ، انقر لرؤية الشكل في سياق المقالة.
32. نظم السجلات والمراقبة
محرر الفصل: ستيفن دي ستيلمان
جدول المحتويات
مراقبة الأمراض المهنية ونظم الإبلاغ
ستيفن ب.ماركويتز
مراقبة المخاطر المهنية
ديفيد هـ. ويجمان وستيفن دي ستيلمان
المراقبة في البلدان النامية
ديفيد كوه وكي سينج شيا
تطوير وتطبيق نظام تصنيف للإصابات والأمراض المهنية
إليس بيدل
تحليل مخاطر الإصابات والأمراض غير المميتة في مكان العمل
جون دبليو روسر
دراسة حالة: حماية العمال وإحصاءات الحوادث والأمراض المهنية - HVBG ، ألمانيا
مارتن بوتز وبوركارد هوفمان
دراسة حالة: Wismut - إعادة النظر في التعرض لليورانيوم
هاينز أوتين وهورست شولتز
استراتيجيات وتقنيات القياس لتقييم التعرض المهني في علم الأوبئة
فرانك بوخمان وهيلموت بلوم
دراسة حالة: مسوحات الصحة المهنية في الصين
انقر فوق ارتباط أدناه لعرض الجدول في سياق المقالة.
1. الساركوما الوعائية للكبد - السجل العالمي
2. مرض مهني ، الولايات المتحدة ، 1986 مقابل 1992
3. الوفيات في الولايات المتحدة من تضخم الرئة وورم الظهارة المتوسطة الجنبي
4. قائمة عينة من الأمراض المهنية الواجب التبليغ عنها
5. هيكل رمز الإبلاغ عن المرض والإصابة ، الولايات المتحدة
6. الإصابات والأمراض المهنية غير المميتة ، الولايات المتحدة 1993
7. مخاطر الإصابات والأمراض المهنية
8. الخطر النسبي لظروف الحركة المتكررة
9. حوادث مكان العمل ، ألمانيا ، 1981-93
10 مطاحن في حوادث تشغيل المعادن ، ألمانيا ، 1984-93
11 مرض مهني ، ألمانيا ، 1980-93
12 الأمراض المعدية ، ألمانيا ، 1980-93
13 التعرض للإشعاع في مناجم Wismut
14 الأمراض المهنية في مناجم ويسموت لليورانيوم 1952-90
أشر إلى صورة مصغرة لرؤية التعليق التوضيحي ، انقر لرؤية الشكل في سياق المقالة.
33. علم السموم
محرر الفصل: إلين ك
المُقدّمة
إلين ك.سيلبيرجيلد ، محرر الفصل
التعاريف والمفاهيم
بو هولمبيرج ويوهان هوغبرج وجونار جوهانسون
حركية السموم
دوسان دجوريك
الجهاز المستهدف والآثار الحرجة
ماريك جاكوبوسكي
آثار العمر والجنس وعوامل أخرى
سبومينكا تيليسمان
المحددات الجينية للاستجابة السامة
دانيال دبليو نيبرت وروس أ. ماكينون
مقدمة ومفاهيم
فيليب جي واتانابي
إصابة الخلايا وموتها
بنجامين ف.ترامب وإيرين ك.بيريزسكي
علم السموم الوراثي
R. Rita Misra و Michael P. Waalkes
علم السموم المناعية
جوزيف ج.فوس وهينك فان لوفرين
علم السموم الجهاز المستهدف
إلين ك
المؤشرات الحيوية
فيليب جراندجين
تقييم السمية الجينية
ديفيد إم دي ماريني وجيمس هوف
اختبار السمية في المختبر
جوان زورلو
هيكل علاقات النشاط
إلين ك
علم السموم في لائحة الصحة والسلامة
إلين ك
مبادئ تحديد المخاطر - النهج الياباني
ماسايوكي إيكيدا
نهج الولايات المتحدة لتقييم مخاطر المواد السامة الإنجابية والعوامل السامة للأعصاب
إلين ك
مناهج تحديد المخاطر - IARC
هاري فاينو وجوليان ويلبورن
الملحق - التقييمات الشاملة للسرطان للإنسان: IARC Monographs Volumes 1-69 (836)
تقييم مخاطر المواد المسرطنة: مناهج أخرى
سيس أ. فان دير هايدن
انقر فوق ارتباط أدناه لعرض الجدول في سياق المقالة.
أشر إلى صورة مصغرة لرؤية التعليق التوضيحي ، انقر لرؤية الشكل في سياق المقالة.
المفاهيم الأساسية والتعاريف
في موقع العمل ، يمكن لمنهجيات الصحة الصناعية قياس ومراقبة المواد الكيميائية المحمولة جواً فقط ، بينما تظل الجوانب الأخرى لمشكلة العوامل الضارة المحتملة في بيئة العمال ، مثل امتصاص الجلد والابتلاع والتعرض غير المرتبط بالعمل ، غير مكتشفة وبالتالي غير منضبط. تساعد المراقبة البيولوجية على سد هذه الفجوة.
الرصد البيولوجي تم تعريفه في ندوة عام 1980 ، برعاية مشتركة من قبل الجماعة الاقتصادية الأوروبية (EEC) ، والمعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH) ورابطة السلامة والصحة المهنية (OSHA) (برلين ، يوداكن وهينمان 1984) في لوكسمبورغ باسم " قياس وتقييم العوامل أو نواتجها سواء في الأنسجة أو الإفرازات أو الفضلات أو الهواء المنتهي الصلاحية أو أي مزيج من هذه العوامل لتقييم التعرض والمخاطر الصحية مقارنة بمرجع مناسب ". الرصد هو نشاط متكرر ومنتظم ووقائي مصمم ليؤدي ، إذا لزم الأمر ، إلى إجراءات تصحيحية ؛ لا ينبغي الخلط بينه وبين إجراءات التشخيص.
يعد الرصد البيولوجي أحد الأدوات الثلاث الهامة في الوقاية من الأمراض الناجمة عن العوامل السامة في البيئة العامة أو المهنية ، والاثنان الآخران هما المراقبة البيئية والمراقبة الصحية.
يمكن تمثيل التسلسل في التطور المحتمل لمثل هذا المرض بشكل تخطيطي على النحو التالي: عامل كيميائي معرض للمصدر - جرعة داخلية - تأثير كيميائي حيوي أو خلوي (قابل للعكس) - تأثيرات صحية - مرض. يوضح الشكل 1 العلاقات بين المراقبة البيئية والبيولوجية ورصد التعرض والمراقبة الصحية.
الشكل 1. العلاقة بين المراقبة البيئية والبيولوجية ورصد التعرض والمراقبة الصحية
عندما توجد مادة سامة (مادة كيميائية صناعية ، على سبيل المثال) في البيئة ، فإنها تلوث الهواء أو الماء أو الطعام أو الأسطح الملامسة للجلد ؛ يتم تقييم كمية العامل السام في هذه الوسائط عن طريق الرصد البيئي.
نتيجة الامتصاص والتوزيع والتمثيل الغذائي والإفراز ، شيء معين جرعة داخلية من العامل السام (الكمية الصافية من الملوثات الممتصة أو التي تمر عبر الكائن الحي خلال فترة زمنية محددة) يتم توصيلها بشكل فعال إلى الجسم ، وتصبح قابلة للاكتشاف في سوائل الجسم. نتيجة تفاعله مع مستقبلات في جهاز حرج (العضو الذي يظهر ، في ظل ظروف محددة من التعرض ، التأثير الضار الأول أو الأكثر أهمية) ، تحدث الأحداث البيوكيميائية والخلوية. يمكن قياس كل من الجرعة الداخلية والتأثيرات البيوكيميائية والخلوية المستخرجة من خلال المراقبة البيولوجية.
المراقبة الصحية تم تعريفه في الندوة المذكورة أعلاه لعام 1980 EEC / NIOSH / OSHA على أنها "الفحص الطبي الفيزيولوجي الدوري للعمال المعرضين بهدف حماية الصحة والوقاية من الأمراض".
يعد الرصد البيولوجي والمراقبة الصحية جزءًا من سلسلة متصلة يمكن أن تتراوح من قياس العوامل أو مستقلباتها في الجسم عبر تقييم التأثيرات البيوكيميائية والخلوية ، إلى الكشف عن علامات الضعف المبكر القابل للانعكاس للعضو الحرج. الكشف عن المرض الموجود خارج نطاق هذه التقييمات.
أهداف المراقبة البيولوجية
يمكن تقسيم الرصد البيولوجي إلى (أ) رصد التعرض ، و (ب) رصد التأثير ، حيث يتم استخدام مؤشرات الجرعة الداخلية والتأثير على التوالي.
الغرض من الرصد البيولوجي للتعرض هو تقييم المخاطر الصحية من خلال تقييم الجرعة الداخلية ، وتحقيق تقدير لعبء الجسم النشط بيولوجيًا للمادة الكيميائية المعنية. والأساس المنطقي هو التأكد من أن تعرض العمال لا يصل إلى مستويات قادرة على إحداث آثار ضارة. يُطلق على التأثير اسم "ضار" إذا كان هناك ضعف في القدرة الوظيفية ، أو انخفاض القدرة على التعويض عن الإجهاد الإضافي ، أو انخفاض القدرة على الحفاظ على التوازن (حالة مستقرة من التوازن) ، أو زيادة القابلية للتأثيرات البيئية الأخرى.
اعتمادًا على المعلمة الكيميائية والمعلمة البيولوجية التي تم تحليلها ، قد يكون لمصطلح الجرعة الداخلية معان مختلفة (Bernard and Lauwerys 1987). أولاً ، قد يعني ذلك كمية مادة كيميائية تم امتصاصها مؤخرًا ، على سبيل المثال ، خلال فترة عمل واحدة. قد يتم تحديد تركيز الملوث في الهواء السنخي أو في الدم أثناء الورشة نفسها ، أو في وقت متأخر من اليوم التالي (يمكن أخذ عينات من الدم أو الهواء السنخي لمدة تصل إلى 16 ساعة بعد نهاية فترة التعرض) . ثانيًا ، في حالة أن المادة الكيميائية لها عمر نصف بيولوجي طويل - على سبيل المثال ، المعادن في مجرى الدم - يمكن أن تعكس الجرعة الداخلية الكمية الممتصة على مدى بضعة أشهر.
ثالثًا ، قد يعني المصطلح أيضًا كمية المادة الكيميائية المخزنة. في هذه الحالة ، يمثل مؤشرًا للتراكم يمكن أن يوفر تقديرًا لتركيز المادة الكيميائية في الأعضاء و / أو الأنسجة التي ، بمجرد ترسبها ، يتم إطلاقها ببطء فقط. على سبيل المثال ، يمكن أن توفر قياسات الـ دي.دي.تي أو ثنائي الفينيل متعدد الكلور في الدم مثل هذا التقدير.
أخيرًا ، قد تشير قيمة الجرعة الداخلية إلى كمية المادة الكيميائية في الموقع حيث تمارس تأثيراتها ، وبالتالي توفر معلومات حول الجرعة الفعالة بيولوجيًا. أحد الاستخدامات الواعدة والأكثر أهمية لهذه القدرة ، على سبيل المثال ، هو تحديد المقاربات المكونة من المواد الكيميائية السامة مع البروتين في الهيموجلوبين أو مع الحمض النووي.
يهدف الرصد البيولوجي للتأثيرات إلى تحديد التغيرات المبكرة والقابلة للعكس التي تحدث في العضو الحرج ، والتي ، في نفس الوقت ، يمكن أن تحدد الأفراد الذين لديهم علامات على آثار صحية ضارة. بهذا المعنى ، فإن الرصد البيولوجي للتأثيرات يمثل الأداة الرئيسية للمراقبة الصحية للعمال.
طرق المراقبة الرئيسية
يعتمد الرصد البيولوجي للتعرض على تحديد مؤشرات الجرعة الداخلية عن طريق قياس:
ستتم مناقشة العوامل التي تؤثر على تركيز المادة الكيميائية ومستقلباتها في الدم أو البول أدناه.
فيما يتعلق بالتركيز في الهواء السنخي ، إلى جانب مستوى التعرض البيئي ، فإن أهم العوامل المعنية هي قابلية الذوبان والتمثيل الغذائي للمادة المستنشقة ، والتهوية السنخية ، والناتج القلبي ، وطول فترة التعرض (Brugnone et al. 1980).
يعد استخدام الحمض النووي ومضادات الهيموجلوبين في مراقبة تعرض الإنسان للمواد ذات القدرة على التسبب في الإصابة بالسرطان تقنية واعدة جدًا لقياس التعرض المنخفض المستوى. (تجدر الإشارة ، مع ذلك ، إلى أنه ليست كل المواد الكيميائية التي ترتبط بالجزيئات الكبيرة في الكائن البشري سامة للجينات ، أي أنها قد تكون مسببة للسرطان.) تشكل التقارب خطوة واحدة فقط في عملية التسرطن المعقدة. لا شك أن الأحداث الخلوية الأخرى ، مثل تعزيز إصلاح الحمض النووي وتطوره ، تعدل من خطر الإصابة بمرض مثل السرطان. وبالتالي ، في الوقت الحاضر ، يجب أن يُنظر إلى قياس التقريب على أنه يقتصر فقط على مراقبة التعرض للمواد الكيميائية. تمت مناقشة هذا الأمر بشكل كامل في مقالة "المواد الكيميائية السامة للجينات" لاحقًا في هذا الفصل.
يتم إجراء المراقبة البيولوجية للتأثيرات من خلال تحديد مؤشرات التأثير ، أي تلك التي يمكنها تحديد التغييرات المبكرة والقابلة للعكس. قد يوفر هذا النهج تقديرًا غير مباشر لكمية المادة الكيميائية المرتبطة بمواقع العمل ويوفر إمكانية تقييم التغيرات الوظيفية في العضو الحرج في مرحلة مبكرة.
لسوء الحظ ، يمكننا فقط سرد أمثلة قليلة لتطبيق هذا النهج ، وهي (1) تثبيط الكولينستراز الكاذب بواسطة المبيدات الحشرية الفوسفاتية العضوية ، (2) تثبيط ديهيدراتاز حامض أمينولايفولينيك (ALA-D) بواسطة الرصاص غير العضوي ، و (3) زيادة إفراز المسالك البولية d- حمض الجلوكاريك والبورفيرين في الأشخاص المعرضين للمواد الكيميائية التي تحفز الإنزيمات الميكروسومية و / أو العوامل المسببة للبورفير (مثل الهيدروكربونات المكلورة).
مزايا وقيود المراقبة البيولوجية
بالنسبة للمواد التي تمارس سميتها بعد دخولها الكائن البشري ، توفر المراقبة البيولوجية تقييمًا أكثر تركيزًا واستهدافًا للمخاطر الصحية من الرصد البيئي. تقربنا المعلمة البيولوجية التي تعكس الجرعة الداخلية خطوة واحدة إلى فهم الآثار الضارة الجهازية أكثر من أي قياس بيئي.
يوفر الرصد البيولوجي مزايا عديدة مقارنة بالرصد البيئي وخاصة تقييم التصاريح لما يلي:
على الرغم من هذه المزايا ، لا يزال الرصد البيولوجي يعاني اليوم من قيود كبيرة ، وأهمها ما يلي:
المعلومات المطلوبة لتطوير طرق ومعايير اختيار الاختبارات البيولوجية
تتطلب برمجة المراقبة البيولوجية الشروط الأساسية التالية:
في هذا السياق ، فإن صلاحية الاختبار هي الدرجة التي يتنبأ بها المعامل قيد الدراسة بالوضع كما هو بالفعل (على سبيل المثال ، كما تظهر أدوات القياس الأكثر دقة). يتم تحديد الصلاحية من خلال الجمع بين خاصيتين: الحساسية والنوعية. إذا كان الاختبار يحتوي على حساسية عالية ، فهذا يعني أنه سيعطي القليل من السلبيات الكاذبة ؛ إذا كانت تمتلك خصوصية عالية ، فإنها ستعطي القليل من الإيجابيات الكاذبة (CEC 1985-1989).
العلاقة بين التعرض والجرعة الداخلية والتأثيرات
تسمح دراسة تركيز مادة ما في بيئة العمل والتحديد المتزامن لمؤشرات الجرعة والتأثير في الموضوعات المعرضة بالحصول على معلومات حول العلاقة بين التعرض المهني وتركيز المادة في العينات البيولوجية ، وبين الأخير والآثار المبكرة للتعرض.
تعد معرفة العلاقات بين جرعة مادة ما والتأثير الناتج عنها مطلبًا أساسيًا إذا أريد تنفيذ برنامج للرصد البيولوجي. تقييم هذا العلاقة بين الجرعة والتأثير يعتمد على تحليل درجة الارتباط الموجودة بين مؤشر الجرعة ومؤشر التأثير وعلى دراسة التغيرات الكمية لمؤشر التأثير مع كل اختلاف في مؤشر الجرعة. (انظر أيضا الفصل علم السموم، لمزيد من المناقشة حول العلاقات المتعلقة بالجرعة).
من خلال دراسة العلاقة بين الجرعة والأثر ، يمكن تحديد تركيز المادة السامة التي يتجاوز فيها مؤشر التأثير القيم التي تعتبر حاليًا غير ضارة. علاوة على ذلك ، بهذه الطريقة قد يكون من الممكن أيضًا فحص مستوى عدم التأثير.
نظرًا لأنه لا يتفاعل جميع أفراد المجموعة بنفس الطريقة ، فمن الضروري فحص العلاقة بين الجرعة والاستجابةبمعنى آخر دراسة كيفية استجابة المجموعة للتعرض من خلال تقييم مظهر التأثير مقارنة بالجرعة الداخلية. المصطلح استجابة يشير إلى النسبة المئوية للأشخاص في المجموعة الذين يظهرون تباينًا كميًا محددًا لمؤشر التأثير في كل مستوى جرعة.
تطبيقات عملية للرصد البيولوجي
يتطلب التطبيق العملي لبرنامج الرصد البيولوجي معلومات عن (1) سلوك المؤشرات المستخدمة فيما يتعلق بالتعرض ، خاصة تلك المتعلقة بدرجة واستمرارية ومدة التعرض ، (2) الفاصل الزمني بين نهاية التعرض وقياس المؤشرات ، و (3) جميع العوامل الفسيولوجية والمرضية بخلاف التعرض التي يمكن أن تغير مستويات المؤشر.
في المقالات التالية ، سيتم عرض سلوك عدد من المؤشرات البيولوجية للجرعة والتأثير المستخدمة لرصد التعرض المهني للمواد المستخدمة على نطاق واسع في الصناعة. سيتم تقييم الفائدة العملية والحدود لكل مادة ، مع التركيز بشكل خاص على وقت أخذ العينات والعوامل المتداخلة. ستكون هذه الاعتبارات مفيدة في وضع معايير لاختيار الاختبار البيولوجي.
وقت أخذ العينات
عند اختيار وقت أخذ العينات ، يجب مراعاة الجوانب الحركية المختلفة للمادة الكيميائية ؛ على وجه الخصوص ، من الضروري معرفة كيفية امتصاص المادة عبر الرئة والجهاز الهضمي والجلد ، ثم توزيعها لاحقًا على الأجزاء المختلفة من الجسم ، وتحويلها بيولوجيًا ، ثم التخلص منها في النهاية. من المهم أيضًا معرفة ما إذا كانت المادة الكيميائية قد تتراكم في الجسم.
فيما يتعلق بالتعرض للمواد العضوية ، يصبح وقت جمع العينات البيولوجية أكثر أهمية في ضوء السرعة المختلفة لعمليات التمثيل الغذائي المعنية وبالتالي الإفراز السريع أو الأقل للجرعة الممتصة.
العوامل المتداخلة
يتطلب الاستخدام الصحيح للمؤشرات البيولوجية معرفة دقيقة بتلك العوامل التي ، على الرغم من أنها مستقلة عن التعرض ، قد تؤثر مع ذلك على مستويات المؤشرات البيولوجية. فيما يلي أهم أنواع العوامل المتداخلة (Alessio، Berlin and Foà 1987).
العوامل الفسيولوجية بما في ذلك النظام الغذائي والجنس والعمر ، على سبيل المثال ، يمكن أن تؤثر على النتائج. قد يؤدي استهلاك الأسماك والقشريات إلى زيادة مستويات الزرنيخ في البول والزئبق في الدم. في النساء اللواتي لديهن نفس مستويات الرصاص في الدم مثل الذكور ، تكون قيم بروتوبورفيرين كريات الدم الحمراء أعلى بشكل ملحوظ مقارنة بتلك الخاصة بالذكور. تزداد مستويات الكادميوم البولي مع تقدم العمر.
من بين العادات الشخصية التي يمكن أن تشوه مستويات المؤشرات ، يعتبر التدخين واستهلاك الكحول مهمين بشكل خاص. قد يتسبب التدخين في امتصاص مباشر للمواد الموجودة بشكل طبيعي في أوراق التبغ (على سبيل المثال ، الكادميوم) ، أو الملوثات الموجودة في بيئة العمل التي ترسبت على السجائر (مثل الرصاص) ، أو منتجات الاحتراق (مثل أول أكسيد الكربون).
قد يؤثر استهلاك الكحول على مستويات المؤشرات البيولوجية ، حيث توجد مواد مثل الرصاص بشكل طبيعي في المشروبات الكحولية. على سبيل المثال ، يُظهر الأشخاص الذين يشربون بكثرة مستويات الرصاص في الدم أعلى من الأشخاص الخاضعين للمراقبة. يمكن أن يتداخل تناول الكحول مع التحول الحيوي والقضاء على المركبات الصناعية السامة: بجرعة واحدة ، يمكن للكحول أن يثبط استقلاب العديد من المذيبات ، على سبيل المثال ، ثلاثي كلورو إيثيلين ، زيلين ، ستيرين وتولوين ، بسبب تنافسهم مع كحول الإيثيل على الإنزيمات التي ضرورية لتحلل كل من الإيثانول والمذيبات. يمكن أن يؤثر تناول الكحول المنتظم أيضًا على عملية التمثيل الغذائي للمذيبات بطريقة مختلفة تمامًا عن طريق تسريع عملية التمثيل الغذائي للمذيبات ، ويفترض أن ذلك يرجع إلى تحريض نظام أكسدة الجسيمات الدقيقة. نظرًا لأن الإيثانول هو أهم مادة قادرة على إحداث التداخل الأيضي ، فمن المستحسن تحديد مؤشرات التعرض للمذيبات فقط في الأيام التي لا يتم فيها استهلاك الكحول.
تتوفر معلومات أقل عن التأثيرات المحتملة للأدوية على مستويات المؤشرات البيولوجية. لقد ثبت أن الأسبرين يمكن أن يتداخل مع التحول البيولوجي للزيلين إلى حمض ميثيل هيبوريك ، ويمكن أن يزيد فينيل ساليسيلات ، وهو دواء يستخدم على نطاق واسع كمسكن ، من مستويات الفينولات البولية. يمكن أن يؤدي استهلاك المستحضرات المضادة للحموضة المحتوية على الألومنيوم إلى زيادة مستويات الألمنيوم في البلازما والبول.
وقد لوحظت اختلافات ملحوظة في المجموعات العرقية المختلفة في استقلاب المذيبات المستخدمة على نطاق واسع مثل التولوين والزيلين وثلاثي كلورو الإيثيلين ورابع كلورو الإيثيلين وميثيل كلوروفورم.
يمكن أن تؤثر الحالات المرضية المكتسبة على مستويات المؤشرات البيولوجية. يمكن أن يتصرف العضو الحرج بشكل غير طبيعي فيما يتعلق باختبارات المراقبة البيولوجية بسبب الإجراء المحدد للعامل السام وكذلك لأسباب أخرى. مثال على الحالات من النوع الأول هو سلوك مستويات الكادميوم البولي: عندما يحدث مرض أنبوبي بسبب الكادميوم ، يزداد إفراز البول بشكل ملحوظ ولا تعكس مستويات الاختبار درجة التعرض. مثال على النوع الثاني من الحالات هو الزيادة في مستويات البروتوبورفيرين في كرات الدم الحمراء التي لوحظت في الأشخاص الذين يعانون من نقص الحديد والذين لا يظهرون امتصاصًا غير طبيعي للرصاص.
التغيرات الفسيولوجية في الوسط البيولوجي - البول ، على سبيل المثال - التي تستند إليها تحديدات المؤشرات البيولوجية ، يمكن أن تؤثر على قيم الاختبار. لأغراض عملية ، يمكن الحصول على عينات بولية موضعية فقط من الأفراد أثناء العمل ، وتعني الكثافة المتغيرة لهذه العينات أن مستويات المؤشر يمكن أن تتقلب على نطاق واسع في غضون يوم واحد.
للتغلب على هذه الصعوبة ، يُنصح بالتخلص من العينات المخففة أو شديدة التركيز وفقًا لقيم الثقل أو الكرياتينين المحددة. على وجه الخصوص ، يجب التخلص من البول ذو الثقل النوعي أقل من 1010 أو أعلى من 1030 أو مع تركيز الكرياتينين أقل من 0.5 جم / لتر أو أكبر من 3.0 جم / لتر. يقترح العديد من المؤلفين أيضًا تعديل قيم المؤشرات وفقًا للثقل النوعي أو التعبير عن القيم وفقًا لمحتوى الكرياتينين البولي.
يمكن أن تؤثر التغيرات المرضية في الوسط البيولوجي بشكل كبير على قيم المؤشرات البيولوجية. على سبيل المثال ، في الأشخاص المصابين بفقر الدم المعرضين للمعادن (الزئبق ، والكادميوم ، والرصاص ، وما إلى ذلك) قد تكون مستويات المعدن في الدم أقل مما هو متوقع على أساس التعرض ؛ هذا بسبب انخفاض مستوى خلايا الدم الحمراء التي تنقل المعدن السام في الدورة الدموية.
لذلك ، عندما يتم تحديد المواد السامة أو المستقلبات المرتبطة بخلايا الدم الحمراء على الدم الكامل ، فمن المستحسن دائمًا تحديد الهيماتوكريت ، والذي يعطي مقياسًا للنسبة المئوية لخلايا الدم في الدم الكامل.
التعرض المتعدد للمواد السامة الموجودة في مكان العمل
في حالة التعرض المشترك لأكثر من مادة سامة موجودة في مكان العمل ، قد تحدث تداخلات أيضية يمكن أن تغير سلوك المؤشرات البيولوجية وبالتالي تخلق مشاكل خطيرة في التفسير. في الدراسات البشرية ، تم توضيح التداخلات ، على سبيل المثال ، في التعرض المشترك للتولوين والزيلين والزيلين وإيثيل بنزين والتولوين والبنزين والهكسان وميثيل إيثيل كيتون ورابع كلورو إيثيلين وثلاثي كلورو إيثيلين.
على وجه الخصوص ، تجدر الإشارة إلى أنه عندما يتم تثبيط التحول الأحيائي للمذيب ، يتم تقليل إفراز البول من مستقلبه (احتمال التقليل من المخاطر) بينما تزداد مستويات المذيب في الدم والهواء منتهي الصلاحية (احتمال المبالغة في تقدير المخاطر).
وبالتالي ، في الحالات التي يكون فيها من الممكن قياس المواد ومستقلباتها في وقت واحد من أجل تفسير درجة التداخل المثبط ، سيكون من المفيد التحقق مما إذا كانت مستويات المستقلبات البولية أقل من المتوقع وفي نفس الوقت ما إذا كانت تركيز المذيبات في الدم و / أو الهواء منتهي الصلاحية أعلى.
تم وصف التداخلات الأيضية للتعرضات حيث توجد المواد المفردة بمستويات قريبة من القيم الحدية المقبولة حاليًا وأحيانًا أقل منها. ومع ذلك ، لا تحدث التداخلات عادة عندما يكون التعرض لكل مادة موجودة في مكان العمل منخفضًا.
الاستخدام العملي للمؤشرات البيولوجية
يمكن استخدام المؤشرات البيولوجية لأغراض مختلفة في ممارسة الصحة المهنية ، ولا سيما من أجل (1) المراقبة الدورية للعمال الفرديين ، (2) تحليل تعرض مجموعة من العمال ، و (3) التقييمات الوبائية. يجب أن تمتلك الاختبارات المستخدمة ميزات الدقة والدقة والحساسية الجيدة والنوعية من أجل تقليل العدد المحتمل للتصنيفات الخاطئة.
القيم المرجعية والمجموعات المرجعية
القيمة المرجعية هي مستوى المؤشر البيولوجي في عموم السكان غير المعرضين مهنياً للمادة السامة قيد الدراسة. من الضروري الرجوع إلى هذه القيم من أجل مقارنة البيانات التي تم الحصول عليها من خلال برامج المراقبة البيولوجية في مجموعة سكانية يُفترض أنها معرضة. لا ينبغي الخلط بين القيم المرجعية والقيم الحدية ، والتي هي بشكل عام الحدود القانونية أو المبادئ التوجيهية للتعرض المهني والبيئي (أليسيو وآخرون 1992).
عندما يكون من الضروري مقارنة نتائج تحليلات المجموعة ، يجب أن يكون توزيع القيم في المجموعة المرجعية وفي المجموعة قيد الدراسة معروفًا لأنه عندها فقط يمكن إجراء مقارنة إحصائية. في هذه الحالات ، من الضروري محاولة مطابقة عامة السكان (المجموعة المرجعية) مع المجموعة المعرضة لخصائص مماثلة مثل الجنس والعمر ونمط الحياة وعادات الأكل.
للحصول على قيم مرجعية موثوقة ، يجب على المرء التأكد من أن الأشخاص الذين يشكلون المجموعة المرجعية لم يتعرضوا أبدًا للمواد السامة ، سواء من الناحية المهنية أو بسبب ظروف معينة من التلوث البيئي.
عند تقييم التعرض للمواد السامة ، يجب أن يكون المرء حريصًا على عدم تضمين الأشخاص الذين ، على الرغم من عدم تعرضهم المباشر للمادة السامة المعنية ، يعملون في نفس مكان العمل ، لأنه إذا تعرض هؤلاء الأشخاص ، في الواقع ، بشكل غير مباشر ، فإن تعرض المجموعة قد يكون نتيجة الاستخفاف.
هناك ممارسة أخرى يجب تجنبها ، على الرغم من أنها لا تزال منتشرة على نطاق واسع ، وهي الاستخدام لأغراض مرجعية للقيم المبلغ عنها في الأدبيات المشتقة من قوائم الحالات من البلدان الأخرى والتي غالبًا ما تم جمعها في المناطق التي توجد بها حالات تلوث بيئي مختلفة.
المراقبة الدورية للعمال الأفراد
يعد الرصد الدوري للعمال الفرديين أمرًا إلزاميًا عندما تقترب مستويات المادة السامة في جو بيئة العمل من القيمة الحدية. حيثما أمكن ، يُنصح بالتحقق في وقت واحد من مؤشر التعرض ومؤشر التأثير. يجب مقارنة البيانات التي تم الحصول عليها بهذه الطريقة مع القيم المرجعية والقيم الحدية المقترحة للمادة قيد الدراسة (ACGIH 1993).
تحليل مجموعة من العمال
يصبح تحليل المجموعة إلزاميًا عندما يمكن أن تتأثر نتائج المؤشرات البيولوجية المستخدمة بشكل ملحوظ بعوامل مستقلة عن التعرض (النظام الغذائي ، تركيز البول أو تخفيفه ، إلخ) والتي يوجد لها نطاق واسع من القيم "الطبيعية".
من أجل التأكد من أن الدراسة الجماعية ستقدم نتائج مفيدة ، يجب أن تكون المجموعة عديدة ومتجانسة بما فيه الكفاية فيما يتعلق بالتعرض والجنس ، وفي حالة بعض العوامل السامة ، يجب أن تكون أقدمية العمل. كلما زادت ثبات مستويات التعرض بمرور الوقت ، زادت موثوقية البيانات. التحقيق الذي يتم إجراؤه في مكان العمل حيث يقوم العمال بشكل متكرر بتغيير القسم أو الوظيفة لن يكون له قيمة تذكر. لإجراء تقييم صحيح لدراسة جماعية ، لا يكفي التعبير عن البيانات فقط كقيم ونطاق متوسط. يجب أيضًا مراعاة التوزيع التكراري لقيم المؤشر البيولوجي المعني.
التقييمات الوبائية
يمكن أيضًا استخدام البيانات التي تم الحصول عليها من المراقبة البيولوجية لمجموعات العمال في دراسات المقطع العرضي أو الدراسات الوبائية المستقبلية.
يمكن استخدام الدراسات المقطعية لمقارنة المواقف الموجودة في أقسام مختلفة من المصنع أو في صناعات مختلفة من أجل إعداد خرائط مخاطر لعمليات التصنيع. تعتمد الصعوبة التي يمكن مواجهتها في هذا النوع من التطبيقات على حقيقة أن ضوابط الجودة بين المختبرات ليست منتشرة بشكل كافٍ بعد ؛ وبالتالي لا يمكن ضمان أن المختبرات المختلفة ستنتج نتائج مماثلة.
تعمل الدراسات المستقبلية على تقييم السلوك بمرور الوقت لمستويات التعرض وذلك للتحقق ، على سبيل المثال ، من فعالية التحسينات البيئية أو لربط سلوك المؤشرات البيولوجية على مر السنين بالحالة الصحية للأشخاص الخاضعين للمراقبة. نتائج هذه الدراسات طويلة الأمد مفيدة جدًا في حل المشكلات التي تنطوي على تغييرات بمرور الوقت. في الوقت الحاضر ، تُستخدم المراقبة البيولوجية بشكل أساسي كإجراء مناسب لتقييم ما إذا كان التعرض الحالي يُعتبر "آمنًا" ، لكنه لا يزال غير صالح لتقييم المواقف بمرور الوقت. قد لا يُنظر إلى مستوى معين من التعرض يعتبر آمنًا اليوم على هذا النحو في مرحلة ما في المستقبل.
الجوانب الأخلاقية
تنشأ بعض الاعتبارات الأخلاقية فيما يتعلق باستخدام الرصد البيولوجي كأداة لتقييم السمية المحتملة. يتمثل أحد أهداف هذه المراقبة في تجميع معلومات كافية لتحديد مستوى أي تأثير معين يشكل تأثيرًا غير مرغوب فيه ؛ في حالة عدم وجود بيانات كافية ، سيتم اعتبار أي اضطراب غير مرغوب فيه. يجب تقييم الآثار التنظيمية والقانونية لهذا النوع من المعلومات. لذلك ، يجب أن نسعى إلى مناقشة مجتمعية وإجماع حول الطرق التي يجب أن تستخدم بها المؤشرات البيولوجية على أفضل وجه. وبعبارة أخرى ، فإن التعليم مطلوب من العمال وأصحاب العمل والمجتمعات والسلطات التنظيمية فيما يتعلق بمعنى النتائج التي تم الحصول عليها من خلال المراقبة البيولوجية بحيث لا يشعر أي شخص بالقلق أو الرضا عن النفس.
يجب أن يكون هناك اتصال مناسب مع الفرد الذي تم إجراء الاختبار عليه فيما يتعلق بالنتائج وتفسيرها. علاوة على ذلك ، يجب نقل ما إذا كان استخدام بعض المؤشرات تجريبيًا أم لا إلى جميع المشاركين.
نصت المدونة الدولية لأخلاقيات مهنيي الصحة المهنية ، الصادرة عن اللجنة الدولية للصحة المهنية في عام 1992 ، على أنه "يجب اختيار الاختبارات البيولوجية وغيرها من التحقيقات من وجهة نظر صلاحيتها لحماية صحة العامل المعني ، مع مراعاة حساسيتها وخصوصياتها وقيمتها التنبؤية ". يجب ألا يتم استخدام الاختبارات "التي لا يمكن الاعتماد عليها أو التي ليس لها قيمة تنبؤية كافية فيما يتعلق بمتطلبات مهمة العمل". (انظر الفصل قضايا أخلاقية لمزيد من المناقشة ونص المدونة.)
الاتجاهات في التنظيم والتطبيق
يمكن إجراء الرصد البيولوجي لعدد محدود فقط من الملوثات البيئية بسبب التوافر المحدود للبيانات المرجعية المناسبة. يفرض هذا قيودًا مهمة على استخدام الرصد البيولوجي في تقييم التعرض.
على سبيل المثال ، اقترحت منظمة الصحة العالمية (WHO) قيمًا مرجعية صحية للرصاص والزئبق والكادميوم فقط. تُعرَّف هذه القيم على أنها مستويات في الدم والبول غير مرتبطة بأي تأثير ضار يمكن اكتشافه ، وقد وضع المؤتمر الأمريكي لخبراء الصحة الصناعية الحكوميين (ACGIH) مؤشرات التعرض البيولوجي (BEIs) لحوالي 26 مركبًا. تُعرّف مؤشرات BEI على أنها "قيم للمحددات وهي مؤشرات لدرجة التعرض المتكامل للمواد الكيميائية الصناعية" (ACGIH 1995).
التعريف والنطاق
توازن تعني حرفيًا دراسة أو قياس العمل. في هذا السياق ، يشير مصطلح العمل إلى وظيفة بشرية هادفة ؛ إنه يمتد إلى ما هو أبعد من المفهوم الأكثر تقييدًا للعمل كعمل لتحقيق مكاسب مالية لدمج جميع الأنشطة التي من خلالها يسعى العامل البشري العقلاني بشكل منهجي إلى تحقيق هدف ما. وبالتالي فهي تشمل الرياضة والأنشطة الترفيهية الأخرى ، والعمل المنزلي مثل رعاية الأطفال وصيانة المنزل ، والتعليم والتدريب ، والخدمات الصحية والاجتماعية ، وإما التحكم في الأنظمة المهندسة أو التكيف معها ، على سبيل المثال ، كراكب في السيارة.
قد يكون المشغل البشري ، محور الدراسة ، محترفًا ماهرًا يشغل آلة معقدة في بيئة اصطناعية ، أو عميلًا اشترى عرضًا قطعة جديدة من المعدات للاستخدام الشخصي ، أو طفل جالس في فصل دراسي أو شخص معاق في كرسي متحرك. إن الإنسان قابل للتكيف بدرجة كبيرة ولكن ليس كذلك بشكل لانهائي. هناك نطاقات من الظروف المثلى لأي نشاط. تتمثل إحدى مهام بيئة العمل في تحديد ماهية هذه النطاقات واستكشاف الآثار غير المرغوب فيها التي تحدث إذا تم تجاوز الحدود - على سبيل المثال ، إذا كان من المتوقع أن يعمل الشخص في ظروف الحرارة الزائدة أو الضوضاء أو الاهتزاز ، أو إذا كان أو أن عبء العمل العقلي مرتفع جدًا أو منخفض جدًا.
لا تدرس بيئة العمل الوضع المحيط السلبي فحسب ، بل تفحص أيضًا المزايا الفريدة للمشغل البشري والمساهمات التي يمكن تقديمها إذا تم تصميم وضع العمل للسماح للشخص وتشجيعه على الاستفادة المثلى من قدراته. يمكن وصف القدرات البشرية ليس فقط بالإشارة إلى العامل البشري العام ولكن أيضًا فيما يتعلق بتلك القدرات الأكثر تحديدًا التي يتم استدعاؤها في مواقف محددة حيث يكون الأداء العالي ضروريًا. على سبيل المثال ، ستأخذ الشركة المصنعة للسيارات في الاعتبار نطاق الحجم المادي وقوة مجموعة السائقين الذين يُتوقع منهم استخدام طراز معين لضمان راحة المقاعد ، وأن عناصر التحكم يمكن التعرف عليها بسهولة وفي متناول اليد ، وأن هناك أمرًا واضحًا الرؤية إلى الأمام والخلف ، وأن الأدوات الداخلية سهلة القراءة. كما سيؤخذ في الاعتبار سهولة الدخول والخروج. على النقيض من ذلك ، يفترض مصمم سيارة السباق أن السائق رياضي ، لذا فإن سهولة الدخول والخروج ، على سبيل المثال ، ليست مهمة ، وفي الواقع ، قد تكون ميزات التصميم ككل من حيث صلتها بالسائق. مصممة وفقًا لأبعاد وتفضيلات سائق معين لضمان قدرته على ممارسة كامل إمكاناته ومهاراته كسائق.
في جميع المواقف والأنشطة والمهام ، يكون التركيز هو الشخص أو الأشخاص المعنيين. من المفترض أن الهيكل والهندسة وأي تقنية أخرى موجودة لخدمة المشغل ، وليس العكس.
التاريخ والحالة
قبل حوالي قرن من الزمان ، تم الاعتراف بأن ساعات العمل وظروفه في بعض المناجم والمصانع لا يمكن تحملها من حيث السلامة والصحة ، وكانت الحاجة واضحة لإصدار قوانين لوضع الحدود المسموح بها في هذه المجالات. يمكن اعتبار تحديد وبيان تلك الحدود بداية لبيئة العمل. لقد كانت ، بالمناسبة ، بداية جميع الأنشطة التي تتجسد الآن من خلال عمل منظمة العمل الدولية.
استمر البحث والتطوير والتطبيق ببطء حتى الحرب العالمية الثانية. أدى ذلك إلى تسريع تطوير الآلات والأجهزة مثل المركبات والطائرات والدبابات والمدافع وتحسين أجهزة الاستشعار والملاحة بشكل كبير. مع تقدم التكنولوجيا ، توفر قدر أكبر من المرونة للسماح بالتكيف مع المشغل ، وهو التكيف الذي أصبح أكثر أهمية لأن الأداء البشري كان يحد من أداء النظام. إذا كان بإمكان مركبة تعمل بالطاقة أن تسير بسرعة بضعة كيلومترات فقط في الساعة ، فلا داعي للقلق بشأن أداء السائق ، ولكن عند زيادة السرعة القصوى للمركبة بعامل عشرة أو مائة ، فعندئذ يكون لدى السائق للرد بشكل أسرع وليس هناك وقت لتصحيح الأخطاء لتجنب الكارثة. وبالمثل ، مع تحسن التكنولوجيا ، تقل الحاجة إلى القلق بشأن الأعطال الميكانيكية أو الكهربائية (على سبيل المثال) ويتم تحرير الانتباه للتفكير في احتياجات السائق.
وبالتالي ، فإن بيئة العمل ، بمعنى تكييف التكنولوجيا الهندسية لاحتياجات المشغل ، تصبح في نفس الوقت أكثر ضرورة وأكثر جدوى مع تقدم الهندسة.
دخل مصطلح بيئة العمل حيز الاستخدام حوالي عام 1950 عندما كانت أولويات تطوير الصناعة تحتل محل أولويات الجيش. تم وصف تطوير البحث والتطبيق للسنوات الثلاثين التالية بالتفصيل في Singleton (1982). أصبحت وكالات الأمم المتحدة ، ولا سيما منظمة العمل الدولية ومنظمة الصحة العالمية ، نشطة في هذا المجال في الستينيات.
في صناعة ما بعد الحرب مباشرة ، كان الهدف الغالب ، الذي تشترك فيه بيئة العمل ، هو زيادة الإنتاجية. كان هذا هدفًا ممكنًا لبيئة العمل لأن قدرًا كبيرًا من الإنتاجية الصناعية تم تحديده بشكل مباشر من خلال الجهد البدني للعمال المعنيين - تحدد سرعة التجميع ومعدل الرفع والحركة مدى الإنتاج. تدريجيا ، حلت القوة الميكانيكية محل قوة العضلات البشرية. ومع ذلك ، فإن المزيد من القوة يؤدي إلى المزيد من الحوادث على المبدأ البسيط القائل بأن الحادث هو نتيجة القوة في المكان الخطأ في الوقت الخطأ. عندما تحدث الأمور بشكل أسرع ، تزداد احتمالية وقوع الحوادث. وهكذا تحول اهتمام الصناعة وهدف بيئة العمل تدريجياً من الإنتاجية إلى السلامة. حدث هذا في الستينيات وأوائل السبعينيات. حول هذا الوقت وبعده ، تحولت الكثير من الصناعات التحويلية من الإنتاج الكمي إلى الإنتاج المتدفق والعملية. تحول دور المشغل بالمقابل من المشاركة المباشرة إلى المراقبة والتفتيش. نتج عن ذلك تواتر أقل للحوادث لأن المشغل كان بعيدًا عن مكان الحدث ولكن في بعض الأحيان كان في شدة أكبر للحوادث بسبب السرعة والقوة الكامنة في العملية.
عندما يتم تحديد المخرجات بالسرعة التي تعمل بها الآلات ، تصبح الإنتاجية مسألة الحفاظ على تشغيل النظام: بمعنى آخر ، الموثوقية هي الهدف. وهكذا يصبح المشغل مراقبًا ومصلحًا للمشكلات ومسؤولًا عن الصيانة بدلاً من كونه مناورًا مباشرًا.
قد يشير هذا الرسم التخطيطي التاريخي لتغيرات ما بعد الحرب في الصناعة التحويلية إلى أن خبير الهندسة البشرية قد أسقط مجموعة واحدة من المشاكل بانتظام وأخذ مجموعة أخرى ولكن هذا ليس هو الحال لعدة أسباب. كما أوضحنا سابقًا ، فإن اهتمامات بيئة العمل أوسع بكثير من اهتمامات الصناعة التحويلية. بالإضافة إلى بيئة العمل للإنتاج ، هناك بيئة عمل للمنتج أو التصميم ، أي تكييف الجهاز أو المنتج مع المستخدم. في صناعة السيارات ، على سبيل المثال ، تعتبر بيئة العمل مهمة ليس فقط لتصنيع المكونات وخطوط الإنتاج ولكن أيضًا للسائق والراكب والمشرف في نهاية المطاف. أصبح الآن روتينيًا في تسويق السيارات وفي تقييمهم النقدي من قبل الآخرين لمراجعة جودة بيئة العمل ، مع مراعاة الركوب وراحة المقعد والتعامل مع مستويات الضوضاء والاهتزاز وسهولة استخدام أدوات التحكم والرؤية داخل وخارج ، وهكذا تشغيل.
تم اقتراح أعلاه أن الأداء البشري عادة ما يتم تحسينه ضمن نطاق تحمل متغير ذي صلة. حاول الكثير من بيئة العمل المبكرة تقليل كل من إنتاج قوة العضلات ومدى وتنوع الحركة عن طريق ضمان عدم تجاوز مثل هذه التحمل. أكبر تغيير في وضع العمل ، ظهور أجهزة الكمبيوتر ، خلق مشكلة معاكسة. يمكن لمساحة عمل الكمبيوتر أن تحفز وضعية ثابتة للغاية ، وحركة جسدية قليلة جدًا وتكرارًا أكثر من اللازم لمجموعات معينة من حركات المفاصل ، ما لم يتم تصميمها جيدًا بشكل مريح.
تهدف هذه المراجعة التاريخية الموجزة إلى الإشارة إلى أنه على الرغم من التطور المستمر لبيئة العمل ، فقد اتخذت شكل إضافة المزيد والمزيد من المشكلات بدلاً من تغيير المشكلات. ومع ذلك ، فإن مجموعة المعرفة تنمو وتصبح أكثر موثوقية وصلاحية ، ولا تعتمد معايير إنفاق الطاقة على كيفية أو سبب إنفاق الطاقة ، والقضايا الوضعية هي نفسها في مقاعد الطائرة وأمام شاشات الكمبيوتر ، والكثير من النشاط البشري يتضمن الآن استخدام شاشات الفيديو وهناك مبادئ راسخة تستند إلى مزيج من الأدلة المختبرية والدراسات الميدانية.
بيئة العمل والتخصصات ذات الصلة
إن تطوير تطبيق قائم على العلم يكون وسيطًا بين تقنيات الهندسة والطب الراسخة يتداخل حتماً في العديد من التخصصات ذات الصلة. من حيث الأساس العلمي ، فإن الكثير من المعرفة المريحة مستمدة من العلوم الإنسانية: علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء وعلم النفس. تساهم العلوم الفيزيائية أيضًا ، على سبيل المثال ، في حل مشاكل الإضاءة والتدفئة والضوضاء والاهتزاز.
كان معظم الرواد الأوروبيين في بيئة العمل من العاملين في العلوم الإنسانية ، ولهذا السبب فإن بيئة العمل متوازنة جيدًا بين علم وظائف الأعضاء وعلم النفس. مطلوب التوجه الفسيولوجي كخلفية لمشاكل مثل إنفاق الطاقة ، والموقف وتطبيق القوى ، بما في ذلك الرفع. مطلوب توجيه نفسي لدراسة المشاكل مثل عرض المعلومات والرضا الوظيفي. هناك بالطبع العديد من المشاكل التي تتطلب نهج مختلط في العلوم الإنسانية مثل الإجهاد والتعب والعمل بنظام الورديات.
شارك معظم الرواد الأمريكيين في هذا المجال إما في علم النفس التجريبي أو الهندسة ، ولهذا السبب فإن ألقابهم المهنية النموذجية -الهندسة البشرية و عوامل بشرية- تعكس الاختلاف في التركيز (ولكن ليس في المصالح الأساسية) من بيئة العمل الأوروبية. وهذا يفسر أيضًا سبب اعتبار النظافة المهنية ، من علاقتها الوثيقة بالطب ، وخاصة الطب المهني ، في الولايات المتحدة مختلفة تمامًا عن العوامل البشرية أو بيئة العمل. الفرق في أجزاء أخرى من العالم أقل وضوحًا. تركز بيئة العمل على العامل البشري أثناء العمل ، وتركز النظافة المهنية على المخاطر التي يتعرض لها المشغل البشري الموجود في البيئة المحيطة. وبالتالي ، فإن الاهتمام المركزي لخبير حفظ الصحة المهنية هو المخاطر السامة ، والتي تقع خارج نطاق اختصاصي بيئة العمل. يهتم خبير حفظ الصحة المهنية بالتأثيرات على الصحة ، سواء على المدى الطويل أو المدى القصير ؛ يهتم خبير الهندسة البشرية ، بالطبع ، بالصحة ، لكنه أيضًا مهتم بالعواقب الأخرى ، مثل الإنتاجية وتصميم العمل وتصميم مساحة العمل. السلامة والصحة هي القضايا العامة التي تمر من خلال بيئة العمل ، والصحة المهنية ، والصحة المهنية والطب المهني. لذلك ، ليس من المستغرب أن نجد أنه في مؤسسة كبيرة من نوع البحث أو التصميم أو الإنتاج ، غالبًا ما يتم تجميع هذه الموضوعات معًا. هذا يجعل من الممكن اتباع نهج يعتمد على فريق من الخبراء في هذه الموضوعات المنفصلة ، كل منهم يقدم مساهمة متخصصة في مشكلة الصحة العامة ، ليس فقط للعاملين في المؤسسة ولكن أيضًا للمتأثرين بأنشطتها ومنتجاتها. على النقيض من ذلك ، في المؤسسات المعنية بالتصميم أو تقديم الخدمات ، قد يكون خبير الهندسة البشرية أقرب إلى المهندسين والتقنيين الآخرين.
سيتضح من هذه المناقشة أنه نظرًا لأن بيئة العمل متعددة التخصصات ولا تزال جديدة تمامًا ، فهناك مشكلة مهمة تتعلق بأفضل طريقة ملائمة لها في منظمة قائمة. إنه يتداخل مع العديد من المجالات الأخرى لأنه يهتم بالناس والناس هم المورد الأساسي والشامل لكل منظمة. هناك العديد من الطرق التي يمكن من خلالها تركيبها ، اعتمادًا على تاريخ وأهداف المنظمة المعينة. المعايير الرئيسية هي أن أهداف بيئة العمل مفهومة ومقدَّرة وأن آليات تنفيذ التوصيات مدمجة في المنظمة.
أهداف بيئة العمل
سيكون من الواضح بالفعل أن فوائد بيئة العمل يمكن أن تظهر في العديد من الأشكال المختلفة ، في الإنتاجية والجودة ، في السلامة والصحة ، في الموثوقية ، في الرضا الوظيفي وفي التنمية الشخصية.
والسبب في اتساع النطاق هذا هو أن هدفه الأساسي هو الكفاءة في النشاط الهادف - الكفاءة بالمعنى الأوسع لتحقيق النتيجة المرجوة دون الإسراف في المدخلات ، وبدون أخطاء ودون إلحاق الضرر بالشخص المعني أو للآخرين. ليس من الفعال إنفاق طاقة أو وقت غير ضروريين لأنه لم يتم التفكير بشكل كافٍ في تصميم العمل ، ومساحة العمل ، وبيئة العمل وظروف العمل. ليس من الفعال تحقيق النتيجة المرجوة على الرغم من تصميم الموقف بدلاً من الدعم منه.
الهدف من بيئة العمل هو ضمان أن تكون حالة العمل متوافقة مع أنشطة العامل. هذا الهدف صحيح بشكل بديهي ولكن تحقيقه ليس بالأمر السهل لعدة أسباب. المشغل البشري مرن وقابل للتكيف وهناك تعلم مستمر ، ولكن هناك اختلافات فردية كبيرة جدًا. بعض الاختلافات ، مثل الحجم الجسدي والقوة ، واضحة ، لكن البعض الآخر ، مثل الاختلافات الثقافية والاختلافات في الأسلوب ومستوى المهارة ، يكون تحديدها أقل سهولة.
في ضوء هذه التعقيدات ، قد يبدو أن الحل هو توفير موقف مرن حيث يمكن للمشغل البشري تحسين طريقة مناسبة بشكل خاص للقيام بالأشياء. لسوء الحظ ، يكون مثل هذا النهج غير عملي في بعض الأحيان لأن الطريقة الأكثر فعالية غالبًا ما تكون غير واضحة ، ونتيجة لذلك يمكن للعامل أن يستمر في فعل شيء بطريقة خاطئة أو في ظروف خاطئة لسنوات.
وبالتالي ، من الضروري اعتماد نهج منظم: البدء من نظرية سليمة ، لتحديد أهداف قابلة للقياس والتحقق من النجاح مقابل هذه الأهداف. يتم النظر في مختلف الأهداف المحتملة أدناه.
السلامة والصحة
لا يمكن أن يكون هناك خلاف حول استصواب أهداف السلامة والصحة. تنبع الصعوبة من حقيقة أنه لا يمكن قياس أي منهما بشكل مباشر: يتم تقييم إنجازهم من خلال غيابهم بدلاً من وجودهم. البيانات المعنية تتعلق دائمًا بالخروج عن السلامة والصحة.
في حالة الصحة ، فإن الكثير من الأدلة طويلة الأجل لأنها تستند إلى السكان وليس الأفراد. لذلك ، من الضروري الاحتفاظ بسجلات دقيقة على مدى فترات طويلة واعتماد نهج وبائي يمكن من خلاله تحديد عوامل الخطر وقياسها. على سبيل المثال ، ما هو الحد الأقصى لساعات العمل في اليوم أو في السنة المطلوبة للعامل في محطة عمل الكمبيوتر؟ يعتمد ذلك على تصميم محطة العمل ونوع العمل ونوع الشخص (العمر والرؤية والقدرات وما إلى ذلك). يمكن أن تتنوع التأثيرات على الصحة ، من مشاكل المعصم إلى اللامبالاة العقلية ، لذلك من الضروري إجراء دراسات شاملة تغطي عددًا كبيرًا من السكان مع تتبع الاختلافات في نفس الوقت بين السكان.
يمكن قياس السلامة بشكل مباشر أكثر بالمعنى السلبي من حيث أنواع وتواتر الحوادث والأضرار. هناك مشاكل في تحديد أنواع مختلفة من الحوادث وتحديد العوامل السببية المتعددة في كثير من الأحيان ، وغالبًا ما تكون هناك علاقة بعيدة بين نوع الحادث ودرجة الضرر ، من لا شيء إلى الوفاة.
ومع ذلك ، فقد تراكمت مجموعة هائلة من الأدلة المتعلقة بالسلامة والصحة على مدى الخمسين عامًا الماضية وتم اكتشاف أوجه اتساق يمكن أن تكون مرتبطة بالنظرية والقوانين والمعايير والمبادئ المعمول بها في أنواع معينة من المواقف.
الإنتاجية والكفاءة
تُعرّف الإنتاجية عادةً من حيث الناتج لكل وحدة زمنية ، بينما تتضمن الكفاءة متغيرات أخرى ، لا سيما نسبة المخرجات إلى المدخلات. تتضمن الكفاءة تكلفة ما تم إنجازه فيما يتعلق بالإنجاز ، ويتطلب هذا من الناحية البشرية مراعاة العقوبات التي يتحملها المشغل البشري.
في المواقف الصناعية ، من السهل نسبيًا قياس الإنتاجية: يمكن حساب الكمية المنتجة والوقت المستغرق لإنتاجها سهل التسجيل. غالبًا ما تُستخدم بيانات الإنتاجية في مقارنات قبل / بعد أساليب العمل أو المواقف أو الظروف. وهي تنطوي على افتراضات حول تكافؤ الجهد والتكاليف الأخرى لأنها تستند إلى المبدأ القائل بأن المشغل البشري سيعمل كما هو ممكن في الظروف. إذا كانت الإنتاجية أعلى ، فيجب أن تكون الظروف أفضل. هناك الكثير للتوصية بهذا النهج البسيط بشرط أن يتم استخدامه مع المراعاة الواجبة للعديد من العوامل المعقدة المحتملة التي يمكن أن تخفي ما يحدث بالفعل. أفضل حماية هي محاولة التأكد من عدم تغير أي شيء بين المواقف السابقة واللاحقة باستثناء الجوانب التي تتم دراستها.
الكفاءة هي مقياس أكثر شمولاً ولكنها دائمًا مقياس أكثر صعوبة. عادة ما يجب تحديده بشكل خاص لحالة معينة وفي تقييم نتائج أي دراسات ، يجب التحقق من التعريف للتأكد من ملاءمته وصلاحيته من حيث الاستنتاجات التي يتم استخلاصها. على سبيل المثال ، هل ركوب الدراجات أكثر كفاءة من المشي؟ يعد ركوب الدراجات أكثر إنتاجية من حيث المسافة التي يمكن قطعها على الطريق في وقت معين ، وهو أكثر كفاءة من حيث إنفاق الطاقة لكل وحدة مسافة أو ، للتمرين الداخلي ، لأن الجهاز المطلوب أرخص وأبسط . من ناحية أخرى ، قد يكون الغرض من التمرين هو إنفاق الطاقة لأسباب صحية أو تسلق جبل فوق أرض وعرة ؛ في هذه الظروف سيكون المشي أكثر كفاءة. وبالتالي ، فإن مقياس الكفاءة له معنى فقط في سياق محدد جيدًا.
الموثوقية والجودة
كما هو موضح أعلاه ، تصبح الموثوقية بدلاً من الإنتاجية هي المقياس الرئيسي في أنظمة التكنولوجيا العالية (على سبيل المثال ، طائرات النقل وتكرير النفط وتوليد الطاقة). تراقب أجهزة التحكم في هذه الأنظمة الأداء وتسهم في الإنتاجية والسلامة من خلال إجراء تعديلات ضبط لضمان بقاء الآلات الأوتوماتيكية على الخط وتعمل ضمن الحدود. كل هذه الأنظمة في أكثر حالاتها أمانًا إما عندما تكون هادئة أو عندما تعمل بثبات داخل غلاف الأداء المصمم. تصبح أكثر خطورة عند التحرك أو التنقل بين حالات التوازن ، على سبيل المثال ، عندما تقلع طائرة أو يتم إغلاق نظام المعالجة. الموثوقية العالية هي السمة الرئيسية ليس فقط لأسباب تتعلق بالسلامة ولكن أيضًا لأن الإغلاق أو الإيقاف غير المخطط له مكلف للغاية. الموثوقية سهلة القياس بعد الأداء ولكن من الصعب للغاية التنبؤ بها إلا بالرجوع إلى الأداء السابق لأنظمة مماثلة. عندما أو إذا حدث خطأ ما ، يكون الخطأ البشري دائمًا سببًا مساهمًا ، ولكنه ليس بالضرورة خطأ من جانب وحدة التحكم: يمكن أن تنشأ الأخطاء البشرية في مرحلة التصميم وأثناء الإعداد والصيانة. من المقبول الآن أن مثل هذه الأنظمة المعقدة عالية التقنية تتطلب مدخلات كبيرة ومستمرة لبيئة العمل من التصميم إلى تقييم أي إخفاقات تحدث.
ترتبط الجودة بالموثوقية ولكنها صعبة للغاية إن لم تكن مستحيلة القياس. تقليديًا ، في أنظمة إنتاج الدُفعات والتدفقات ، تم فحص الجودة عن طريق التفتيش بعد الإنتاج ، ولكن المبدأ الحالي المعمول به هو الجمع بين الإنتاج وصيانة الجودة. وبالتالي فإن كل مشغل لديه مسؤولية موازية كمفتش. عادةً ما يثبت هذا أنه أكثر فعالية ، ولكنه قد يعني التخلي عن حوافز العمل بناءً على معدل الإنتاج ببساطة. من الناحية المريحة ، من المنطقي معاملة المشغل كشخص مسؤول وليس كنوع من الروبوت المبرمج للأداء المتكرر.
الرضا الوظيفي والتنمية الشخصية
من المبدأ القائل بأنه يجب الاعتراف بالعامل أو المشغل البشري باعتباره شخصًا وليس إنسانًا ، يتبع ذلك أنه ينبغي إيلاء الاعتبار للمسؤوليات والمواقف والمعتقدات والقيم. هذا ليس بالأمر السهل لأن هناك العديد من المتغيرات ، معظمها قابلة للاكتشاف ولكن غير قابلة للقياس الكمي ، وهناك اختلافات فردية وثقافية كبيرة. ومع ذلك ، فإن قدرًا كبيرًا من الجهد يبذل الآن في تصميم وإدارة العمل بهدف ضمان أن يكون الوضع مرضيًا بقدر الإمكان عمليًا من وجهة نظر المشغل. بعض القياس ممكن باستخدام تقنيات المسح وتتوفر بعض المبادئ بناءً على ميزات العمل مثل الاستقلالية والتمكين.
حتى مع قبول أن هذه الجهود تستغرق وقتًا وتكلف المال ، لا يزال من الممكن أن يكون هناك مكاسب كبيرة من الاستماع إلى اقتراحات وآراء ومواقف الأشخاص الذين يقومون بالعمل بالفعل. قد لا يكون نهجهم هو نفس نهج مصمم العمل الخارجي وليس نفس الافتراضات التي وضعها مصمم العمل أو المدير. هذه الاختلافات في وجهات النظر مهمة ويمكن أن توفر تغييرًا منعشًا في الإستراتيجية من جانب جميع المعنيين.
من الثابت أن الإنسان هو متعلم مستمر أو يمكن أن يكون ، في ظل الظروف المناسبة. الشرط الأساسي هو تقديم ملاحظات حول الأداء الماضي والحاضر والتي يمكن استخدامها لتحسين الأداء في المستقبل. علاوة على ذلك ، فإن هذه التعليقات في حد ذاتها تعمل كحافز للأداء. وهكذا يكسب الجميع ، المؤدي والمسؤولون بمعنى أوسع عن الأداء. ويترتب على ذلك أن هناك الكثير الذي يمكن اكتسابه من تحسين الأداء ، بما في ذلك التطوير الذاتي. يتطلب المبدأ القائل بأن التطوير الشخصي يجب أن يكون جانبًا من تطبيق بيئة العمل مهارات أكبر في التصميم والمدير ، ولكن إذا أمكن تطبيقه بنجاح ، يمكن تحسين جميع جوانب الأداء البشري التي تمت مناقشتها أعلاه.
غالبًا ما يتبع التطبيق الناجح لبيئة العمل من القيام بما لا يزيد عن تطوير الموقف أو وجهة النظر المناسبة. إن الأشخاص المعنيين هم حتما العامل المركزي في أي جهد بشري والاعتبار المنهجي لمزاياهم وقيودهم واحتياجاتهم وتطلعاتهم أمر مهم بطبيعته.
وفي الختام
بيئة العمل هي الدراسة المنهجية للأشخاص في العمل بهدف تحسين حالة العمل وظروف العمل والمهام التي يتم أداؤها. ينصب التركيز على الحصول على أدلة ذات صلة وموثوق بها يمكن بناء عليها التوصية بالتغييرات في مواقف محددة وعلى تطوير نظريات ومفاهيم وإرشادات وإجراءات أكثر عمومية من شأنها أن تسهم في التطوير المستمر للخبرات المتاحة من بيئة العمل.
التعرض والجرعة والاستجابة
سمية هي القدرة الذاتية لعامل كيميائي للتأثير سلبا على الكائن الحي.
المواد الغريبة الحيوية مصطلح يشير إلى "مواد غريبة" ، أي غريبة على الكائن الحي. نقيضه هو المركبات الذاتية. تشمل Xenobiotics الأدوية والمواد الكيميائية الصناعية والسموم التي تحدث بشكل طبيعي والملوثات البيئية.
خطر هي احتمالية تحقيق السمية في بيئة أو موقف معين.
المخاطرة هو احتمال حدوث تأثير سلبي معين. غالبًا ما يتم التعبير عنها كنسبة مئوية من الحالات في مجموعة سكانية معينة وخلال فترة زمنية محددة. يمكن أن يستند تقدير المخاطر إلى الحالات الفعلية أو توقعات الحالات المستقبلية ، بناءً على الاستقراء.
تصنيف السمية و تصنيف السمية يمكن استخدامها لأغراض تنظيمية. تصنيف السمية هو تصنيف تعسفي للجرعات أو مستويات التعرض التي تسبب تأثيرات سامة. يمكن أن يكون التصنيف "عالي السمية" و "شديد السمية" و "متوسط السمية" وما إلى ذلك. التصنيفات الأكثر شيوعًا تتعلق بالسمية الحادة. يتعلق تصنيف السمية بتجميع المواد الكيميائية في فئات عامة وفقًا لتأثيرها السام الأكثر أهمية. يمكن أن تشمل هذه الفئات مسببات الحساسية ، والمواد السامة للأعصاب ، والمواد المسرطنة وما إلى ذلك. يمكن أن يكون لهذا التصنيف قيمة إدارية كتحذير وكمعلومات.
• العلاقة بين الجرعة والتأثير هي العلاقة بين الجرعة والتأثير على المستوى الفردي. قد تؤدي زيادة الجرعة إلى زيادة شدة التأثير ، أو قد ينتج عن ذلك تأثير أكثر حدة. يمكن الحصول على منحنى تأثير الجرعة على مستوى الكائن الحي بأكمله أو الخلية أو الجزيء المستهدف. بعض التأثيرات السامة ، مثل الموت أو السرطان ، ليست متدرجة ولكنها تأثيرات "كلها أو لا شيء".
• العلاقة بين الجرعة والاستجابة هي العلاقة بين الجرعة والنسبة المئوية للأفراد الذين يظهرون تأثيرًا معينًا. مع زيادة الجرعة ، عادة ما يتأثر عدد أكبر من الأفراد في السكان المعرضين.
من الضروري لعلم السموم إنشاء علاقات بين الجرعة والتأثير والجرعة والاستجابة. في الدراسات الطبية (الوبائية) ، غالبًا ما يستخدم المعيار لقبول العلاقة السببية بين العامل والمرض وهو أن التأثير أو الاستجابة تتناسب مع الجرعة.
يمكن رسم منحنيات متعددة للجرعة والاستجابة لمادة كيميائية - واحدة لكل نوع من التأثير. منحنى الجرعة والاستجابة لمعظم التأثيرات السامة (عند دراستها في أعداد كبيرة من السكان) له شكل سيني. عادة ما يكون هناك نطاق جرعة منخفضة حيث لا يتم اكتشاف استجابة ؛ مع زيادة الجرعة ، تتبع الاستجابة منحنى تصاعديًا يصل عادةً إلى هضبة عند استجابة 100٪. يعكس منحنى الجرعة والاستجابة الاختلافات بين الأفراد في مجموعة سكانية. يختلف ميل المنحنى من مادة كيميائية إلى كيميائية وبين أنواع مختلفة من التأثيرات. بالنسبة لبعض المواد الكيميائية ذات التأثيرات المحددة (المواد المسرطنة ، البادئات ، المطفرات) ، قد يكون منحنى الاستجابة للجرعة خطيًا من جرعة صفر ضمن نطاق جرعة معين. هذا يعني أنه لا توجد عتبة وأنه حتى الجرعات الصغيرة تمثل خطرًا. فوق هذا النطاق للجرعة ، قد يزيد الخطر بمعدل أكبر من المعدل الخطي.
قد يكون التباين في التعرض خلال اليوم والمدة الإجمالية للتعرض خلال حياة المرء بنفس أهمية النتيجة (الاستجابة) كمستوى متوسط أو متوسط أو حتى متكامل للجرعة. قد تكون حالات التعرض المرتفعة في الذروة أكثر ضررًا من مستوى التعرض المتساوي. هذا هو الحال بالنسبة لبعض المذيبات العضوية. من ناحية أخرى ، بالنسبة لبعض المواد المسرطنة ، فقد ثبت تجريبياً أن تجزئة جرعة واحدة إلى عدة حالات تعرض بنفس الجرعة الإجمالية قد يكون أكثر فعالية في إنتاج الأورام.
A جرعة غالبًا ما يتم التعبير عنها على أنها كمية كائن حيوي يدخل كائن حي (بوحدات مثل مجم / كجم من وزن الجسم). يمكن التعبير عن الجرعة بطرق مختلفة (أكثر أو أقل إفادة): جرعة التعرض، وهو تركيز الملوثات في الهواء المستنشق خلال فترة زمنية معينة (في نظافة العمل عادة ثماني ساعات) ، أو المحتجزة or الجرعة الممتصة (في النظافة الصناعية تسمى أيضًا عبء الجسم) ، وهي الكمية الموجودة في الجسم في وقت معين أثناء أو بعد التعرض. ال جرعة الأنسجة هي كمية المادة في نسيج معين و الجرعة المستهدفة هي كمية المادة (المستقلب عادة) المرتبطة بالجزيء الحرج. يمكن التعبير عن الجرعة المستهدفة على شكل مجم مادة كيميائية مرتبطة لكل مجم من جزيء معين في الأنسجة. لتطبيق هذا المفهوم ، هناك حاجة إلى معلومات حول آلية التأثير السام على المستوى الجزيئي. ترتبط الجرعة المستهدفة بشكل أكثر دقة بالتأثير السام. قد تكون جرعة التعرض أو عبء الجسم متاحين بسهولة أكبر ، لكنهما أقل ارتباطًا بالتأثير.
غالبًا ما يتم تضمين جانب الوقت في مفهوم الجرعة ، حتى لو لم يتم التعبير عنه دائمًا. الجرعة النظرية حسب قانون هابر هي D = قيراط ، أين D هو جرعة c هو تركيز الكائنات الحية الغريبة في الهواء و t مدة التعرض للمادة الكيميائية. إذا تم استخدام هذا المفهوم على مستوى العضو أو الجزيئي المستهدف ، فيمكن استخدام الكمية لكل مجم من الأنسجة أو الجزيء خلال فترة زمنية معينة. عادة ما يكون الجانب الزمني أكثر أهمية لفهم التعرض المتكرر والآثار المزمنة مقارنة بالتعرض الفردي والتأثيرات الحادة.
تأثيرات مضافة تحدث نتيجة التعرض لمزيج من المواد الكيميائية ، حيث يتم ببساطة إضافة السميات الفردية لبعضها البعض (1 + 1 = 2). عندما تعمل المواد الكيميائية من خلال نفس الآلية ، يُفترض إضافة تأثيراتها على الرغم من أن هذا ليس هو الحال دائمًا في الواقع. قد يؤدي التفاعل بين المواد الكيميائية إلى تثبيط (عداوة) ، مع تأثير أقل من المتوقع من إضافة تأثيرات المواد الكيميائية الفردية (1 + 1 2). بدلاً من ذلك ، قد ينتج عن مجموعة من المواد الكيميائية تأثير أكثر وضوحًا مما هو متوقع عن طريق الإضافة (زيادة الاستجابة بين الأفراد أو زيادة تواتر الاستجابة بين السكان) ، وهذا ما يسمى التآزر (1 + 1> 2).
الوقت الكمون هو الوقت بين التعرض الأول وظهور تأثير أو استجابة يمكن اكتشافها. غالبًا ما يستخدم المصطلح للتأثيرات المسببة للسرطان ، حيث قد تظهر الأورام لفترة طويلة بعد بدء التعرض وأحيانًا بعد فترة طويلة من توقف التعرض.
A عتبة الجرعة هو مستوى جرعة لا يحدث تحته أي تأثير يمكن ملاحظته. يُعتقد أن هناك حدودًا لتأثيرات معينة ، مثل التأثيرات السمية الحادة ؛ ولكن ليس للآخرين ، مثل التأثيرات المسببة للسرطان (بواسطة البادئات المكونة لقرب الحمض النووي). ومع ذلك ، لا ينبغي اعتبار مجرد عدم وجود استجابة في مجموعة سكانية معينة دليلاً على وجود عتبة. يمكن أن يكون عدم الاستجابة ناتجًا عن ظواهر إحصائية بسيطة: التأثير الضار الذي يحدث عند التردد المنخفض قد لا يمكن اكتشافه في مجموعة سكانية صغيرة.
LD50 (الجرعة الفعالة) هي الجرعة التي تسبب الموت بنسبة 50٪ بين الحيوانات. ال LD50 غالبًا ما يتم تقديمه في الأدبيات القديمة كمقياس للسمية الحادة للمواد الكيميائية. ارتفاع LD50، السمية الحادة أقل. مادة كيميائية شديدة السمية (منخفضة LD50) قوي. لا توجد علاقة ارتباط ضرورية بين السمية الحادة والمزمنة. ED50 (الجرعة الفعالة) هي الجرعة التي تسبب تأثيرًا محددًا غير الفتاكة في 50٪ من الحيوانات.
نويل (نويل) تعني عدم وجود تأثير ملحوظ (معاكس) ، أو أعلى جرعة لا تسبب تأثيرًا سامًا. يتطلب تحديد المستوى الذي ليس له تأثير ملاحظ (NOEL) جرعات متعددة وعدد كبير من السكان ومعلومات إضافية للتأكد من أن عدم وجود استجابة ليس مجرد ظاهرة إحصائية. أدنى مستوى من التأثير هي أقل جرعة فعالة ملحوظة على منحنى الاستجابة للجرعة ، أو أقل جرعة تسبب تأثيرًا.
A عامل الأمان هو رقم تعسفي رسمي يقسم به المرء مستوى NOEL أو LOEL المشتق من التجارب على الحيوانات للحصول على جرعة مؤقتة مسموح بها للبشر. غالبًا ما يستخدم هذا في مجال علم السموم الغذائية ، ولكن يمكن استخدامه أيضًا في علم السموم المهنية. يمكن أيضًا استخدام عامل الأمان لاستقراء البيانات من مجموعات سكانية صغيرة إلى مجموعات سكانية أكبر. تتراوح عوامل الأمان من 100 إلى 103. قد يكون عامل الأمان المكون من اثنين كافياً عادةً للحماية من تأثير أقل خطورة (مثل التهيج) ويمكن استخدام عامل كبير مثل 1,000 للتأثيرات الخطيرة جدًا (مثل السرطان). المصطلح عامل الأمان يمكن استبداله بشكل أفضل بالمصطلح الحماية عامل او حتى، عامل عدم اليقين. يعكس استخدام المصطلح الأخير عدم اليقين العلمي ، مثل ما إذا كان يمكن ترجمة بيانات الاستجابة للجرعة الدقيقة من الحيوانات إلى البشر من أجل التأثير الكيميائي أو السام أو حالة التعرض.
استقراء هي تقديرات نظرية نوعية أو كمية للسمية (استقراء المخاطر) مشتقة من ترجمة البيانات من نوع إلى آخر أو من مجموعة واحدة من بيانات الاستجابة للجرعة (عادة في نطاق الجرعات العالية) إلى مناطق الاستجابة للجرعة حيث لا توجد بيانات. يجب إجراء الاستقراء عادة للتنبؤ بالاستجابات السامة خارج نطاق المراقبة. تُستخدم النمذجة الرياضية للاستقراء بناءً على فهم سلوك المادة الكيميائية في الكائن الحي (النمذجة السمية الحركية) أو بناءً على فهم الاحتمالات الإحصائية بحدوث أحداث بيولوجية محددة (النماذج القائمة على أساس بيولوجي أو ميكانيكي). طورت بعض الوكالات الوطنية نماذج استقراء معقدة كطريقة رسمية للتنبؤ بالمخاطر للأغراض التنظيمية. (انظر مناقشة تقييم المخاطر لاحقًا في الفصل).
التأثيرات الجهازية هي تأثيرات سامة في الأنسجة البعيدة عن طريق الامتصاص.
الجهاز المستهدف هو العضو الأساسي أو الأكثر حساسية الذي يتأثر بعد التعرض. قد تؤثر نفس المادة الكيميائية التي تدخل الجسم عن طريق طرق مختلفة لجرعة التعرض ومعدل الجرعة والجنس والأنواع على أعضاء مستهدفة مختلفة. قد يؤثر التفاعل بين المواد الكيميائية أو بين المواد الكيميائية وعوامل أخرى على الأعضاء المستهدفة المختلفة أيضًا.
آثار حادة تحدث بعد التعرض المحدود وبعد فترة قصيرة (ساعات ، أيام) بعد التعرض وقد تكون قابلة للعكس أو لا رجعة فيها.
التأثيرات المزمنة تحدث بعد التعرض لفترات طويلة (شهور ، سنوات ، عقود) و / أو تستمر بعد توقف التعرض.
حاد تعرض هو التعرض لفترة قصيرة ، بينما التعرض المزمن هو تعرض طويل الأمد (أحيانًا مدى الحياة).
تسامح قد يحدث لمادة كيميائية عندما يؤدي التعرض المتكرر إلى استجابة أقل مما كان متوقعًا بدون المعالجة المسبقة.
الاستيعاب والتخلص
عمليات النقل
التوزيع. من أجل دخول الكائن الحي والوصول إلى موقع يحدث فيه الضرر ، يجب أن تمر المادة الأجنبية بعدة حواجز ، بما في ذلك الخلايا وأغشيتها. تمر معظم المواد السامة عبر الأغشية بشكل سلبي عن طريق الانتشار. قد يحدث هذا للجزيئات الصغيرة القابلة للذوبان في الماء عن طريق المرور عبر القنوات المائية أو ، بالنسبة للذوبان في الدهون ، عن طريق الذوبان في الجزء الدهني من الغشاء وانتشاره عبره. ينتشر الإيثانول ، وهو جزيء صغير قابل للذوبان في الماء والدهون ، بسرعة عبر أغشية الخلايا.
انتشار الأحماض والقواعد الضعيفة. قد تقوم الأحماض والقواعد الضعيفة بتمرير الأغشية بسهولة في شكلها غير المؤين والقابل للذوبان في الدهون بينما تكون الأشكال المتأينة قطبية للغاية بحيث لا يمكن تجاوزها. درجة تأين هذه المواد تعتمد على الرقم الهيدروجيني. إذا كان هناك تدرج في الأس الهيدروجيني عبر الغشاء ، فسوف يتراكمون على جانب واحد. يعتمد إفراز الأحماض والقواعد الضعيفة في البول بشكل كبير على درجة حموضة المسالك البولية. الرقم الهيدروجيني للجنين أو الجنين أعلى إلى حد ما من الرقم الهيدروجيني للأم ، مما يتسبب في تراكم طفيف للأحماض الضعيفة في الجنين أو الجنين.
نشر الميسر. يمكن تسهيل مرور مادة ما بواسطة ناقلات في الغشاء. يشبه الانتشار الميسر عمليات الإنزيم من حيث أنه يتوسط البروتين ، وانتقائي للغاية ، وقابل للتشبع. قد تمنع المواد الأخرى النقل الميسر للأجانب الحيوية.
النقل النشط. يتم نقل بعض المواد بنشاط عبر أغشية الخلايا. يتم التوسط في هذا النقل بواسطة البروتينات الحاملة في عملية مماثلة لتلك الخاصة بالأنزيمات. يشبه النقل النشط الانتشار الميسر ، ولكنه قد يحدث مقابل تدرج تركيز. يتطلب إدخال الطاقة ويمكن لمثبط التمثيل الغذائي أن يعيق العملية. لا يتم نقل معظم الملوثات البيئية بنشاط. استثناء واحد هو الإفراز الأنبوبي النشط وإعادة امتصاص مستقلبات الحمض في الكلى.
البلعمة هي عملية تقوم فيها الخلايا المتخصصة مثل البلاعم بابتلاع الجزيئات للهضم اللاحق. عملية النقل هذه مهمة ، على سبيل المثال ، لإزالة الجزيئات في الحويصلات الهوائية.
تدفق بالجملة. كما يتم نقل المواد في الجسم جنبًا إلى جنب مع حركة الهواء في الجهاز التنفسي أثناء التنفس ، وحركات الدم أو اللمف أو البول.
الترشيح. بسبب الضغط الهيدروستاتيكي أو التناضحي ، يتدفق الماء بكميات كبيرة عبر المسام في البطانة. سيتم ترشيح أي مادة مذابة صغيرة بما يكفي مع الماء. يحدث الترشيح إلى حد ما في السرير الشعري في جميع الأنسجة ولكنه مهم بشكل خاص في تكوين البول الأولي في الكبيبات الكلوية.
امتصاص
الامتصاص هو امتصاص الجسم لمادة من البيئة. لا يشمل المصطلح عادةً المدخل إلى النسيج الحاجز فحسب ، بل يشمل أيضًا النقل الإضافي إلى الدورة الدموية.
الامتصاص الرئوي. الرئتان هما الطريق الأساسي لترسب وامتصاص الجزيئات الصغيرة المحمولة في الهواء والغازات والأبخرة والهباء الجوي. بالنسبة للغازات والأبخرة عالية الذوبان في الماء ، يحدث جزء كبير من الامتصاص في الأنف والشجرة التنفسية ، ولكن بالنسبة للمواد الأقل قابلية للذوبان ، يحدث بشكل أساسي في الحويصلات الرئوية. تبلغ مساحة الحويصلات الهوائية مساحة كبيرة جدًا (حوالي 100 متر مربع2 في البشر). بالإضافة إلى ذلك ، فإن حاجز الانتشار صغير للغاية ، مع طبقتين من الخلايا الرفيعة فقط ومسافة بترتيب الميكرومتر من الهواء السنخي إلى الدورة الدموية الجهازية. هذا يجعل الرئتين فعالتين للغاية ، ليس فقط في تبادل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون ولكن أيضًا في الغازات والأبخرة الأخرى. بشكل عام ، يكون الانتشار عبر الجدار السنخي سريعًا جدًا بحيث لا يحد من الامتصاص. وبدلاً من ذلك ، يعتمد معدل الامتصاص على التدفق (التهوية الرئوية ، النتاج القلبي) وقابلية الذوبان (الدم: معامل تقسيم الهواء). عامل مهم آخر هو القضاء على التمثيل الغذائي. تختلف الأهمية النسبية لهذه العوامل لامتصاص الرئة اختلافًا كبيرًا باختلاف المواد. يؤدي النشاط البدني إلى زيادة التهوية الرئوية والناتج القلبي ، وانخفاض تدفق الدم في الكبد (وبالتالي ، معدل التحول الأحيائي). بالنسبة للعديد من المواد المستنشقة ، يؤدي هذا إلى زيادة ملحوظة في الامتصاص الرئوي.
امتصاص عن طريق الجلد. الجلد هو حاجز فعال للغاية. بصرف النظر عن دوره في التنظيم الحراري ، فهو مصمم لحماية الكائن الحي من الكائنات الحية الدقيقة والأشعة فوق البنفسجية والعوامل الضارة الأخرى ، وكذلك ضد فقدان الماء المفرط. تبلغ مسافة الانتشار في الأدمة أعشار المليمترات. بالإضافة إلى ذلك ، تتمتع طبقة الكيراتين بمقاومة عالية جدًا للانتشار لمعظم المواد. ومع ذلك ، قد يحدث امتصاص جلدي كبير ينتج عنه تسمم لبعض المواد - مواد شديدة السمية وقابلة للذوبان في الدهون مثل المبيدات الحشرية الفسفورية العضوية والمذيبات العضوية ، على سبيل المثال. من المحتمل أن يحدث امتصاص كبير بعد التعرض للمواد السائلة. قد يكون الامتصاص عن طريق الجلد للبخار مهمًا للمذيبات ذات ضغط بخار منخفض جدًا وقابلية عالية للماء والجلد.
امتصاص الجهاز الهضمي يحدث بعد الابتلاع العرضي أو المتعمد. قد يتم ابتلاع الجسيمات الأكبر حجمًا التي يتم استنشاقها وترسبها في الجهاز التنفسي بعد النقل المخاطي الهدبي إلى البلعوم. عمليا يتم امتصاص جميع المواد القابلة للذوبان بكفاءة في الجهاز الهضمي. قد يسهل الرقم الهيدروجيني المنخفض للأمعاء امتصاص المعادن ، على سبيل المثال.
طرق أخرى. في اختبار السمية والتجارب الأخرى ، غالبًا ما يتم استخدام طرق خاصة للإعطاء للراحة ، على الرغم من ندرة هذه الطرق وعادة ما تكون غير ذات صلة في البيئة المهنية. تشمل هذه الطرق الحقن في الوريد (IV) ، وتحت الجلد (SC) ، والحقن داخل الصفاق (IP) والحقن العضلي (im). بشكل عام ، يتم امتصاص المواد بمعدل أعلى وبشكل كامل عن طريق هذه الطرق ، خاصة بعد الحقن الوريدي. هذا يؤدي إلى قمم قصيرة الأمد ولكن عالية التركيز قد تزيد من سمية الجرعة.
التوزيع
يعتبر توزيع مادة داخل الكائن الحي عملية ديناميكية تعتمد على معدلات الامتصاص والتخلص ، وكذلك تدفق الدم إلى الأنسجة المختلفة وانتماءاتها للمادة. تنتشر الجزيئات الصغيرة غير المشحونة والقابلة للذوبان في الماء والكاتيونات أحادية التكافؤ ومعظم الأنيونات بسهولة وستصل في النهاية إلى توزيع متساوٍ نسبيًا في الجسم.
حجم التوزيع هي كمية مادة في الجسم في وقت معين مقسومة على التركيز في الدم أو البلازما أو المصل في ذلك الوقت. القيمة ليس لها معنى كحجم مادي ، حيث لا يتم توزيع العديد من المواد بشكل موحد في الكائن الحي. يشير حجم التوزيع الذي يقل عن XNUMX لتر / كجم من وزن الجسم إلى التوزيع التفضيلي في الدم (أو المصل أو البلازما) ، بينما تشير القيمة فوق واحد إلى تفضيل الأنسجة المحيطية مثل الأنسجة الدهنية للمواد القابلة للذوبان في الدهون.
تراكم هو تراكم مادة في نسيج أو عضو لمستويات أعلى من الدم أو البلازما. قد يشير أيضًا إلى تراكم تدريجي بمرور الوقت في الكائن الحي. العديد من الكائنات الحية الأحيائية قابلة للذوبان بدرجة عالية في الدهون وتميل إلى التراكم في الأنسجة الدهنية ، في حين أن البعض الآخر له صلة خاصة بالعظام. على سبيل المثال ، يمكن استبدال الكالسيوم في العظام بكاتيونات الرصاص والسترونتيوم والباريوم والراديوم ، ويمكن استبدال مجموعات الهيدروكسيل في العظام بالفلورايد.
حواجز. تتمتع الأوعية الدموية في الدماغ والخصيتين والمشيمة بسمات تشريحية خاصة تمنع مرور الجزيئات الكبيرة مثل البروتينات. هذه الميزات ، التي يشار إليها غالبًا باسم حواجز الدم في الدماغ ، وخصيتين الدم ، وحواجز الدم والمشيمة ، قد تعطي انطباعًا خاطئًا بأنها تمنع مرور أي مادة. هذه الحواجز ذات أهمية قليلة أو معدومة بالنسبة للأجانب الحيوية التي يمكن أن تنتشر من خلال أغشية الخلايا.
ارتباط الدم. قد ترتبط المواد بخلايا الدم الحمراء أو مكونات البلازما ، أو تحدث غير مرتبطة بالدم. يحتوي أول أكسيد الكربون والزرنيخ والزئبق العضوي والكروم سداسي التكافؤ على انجذاب كبير لخلايا الدم الحمراء ، بينما يُظهر الزئبق غير العضوي والكروم ثلاثي التكافؤ تفضيلًا لبروتينات البلازما. يرتبط عدد من المواد الأخرى أيضًا ببروتينات البلازما. يتوفر الجزء غير المنضم فقط للترشيح أو الانتشار في الأعضاء المستبعدة. لذلك قد يؤدي ارتباط الدم إلى زيادة وقت الإقامة في الكائن الحي ولكنه يقلل من امتصاص الأعضاء المستهدفة.
قضاء
قضاء هو اختفاء مادة في الجسم. قد يشمل الإزالة إفرازًا من الجسم أو التحول إلى مواد أخرى لا يتم التقاطها بواسطة طريقة قياس محددة. يمكن التعبير عن معدل الاختفاء من خلال ثابت معدل الإزالة أو نصف الوقت البيولوجي أو التصفية.
منحنى وقت التركيز. منحنى التركيز في الدم (أو البلازما) مقابل الوقت هو طريقة ملائمة لوصف امتصاص والتخلص من الكائنات الحية الغريبة.
المنطقة الواقعة تحت المنحنى (AUC) هو جزء لا يتجزأ من التركيز في الدم (البلازما) بمرور الوقت. عندما يكون التشبع الأيضي والعمليات غير الخطية الأخرى غائبة ، فإن المساحة تحت المنحنى تتناسب مع الكمية الممتصة من المادة.
نصف الوقت البيولوجي (أو نصف العمر) هو الوقت اللازم بعد انتهاء التعرض لتقليل الكمية في الكائن الحي إلى النصف. نظرًا لأنه غالبًا ما يكون من الصعب تقييم الكمية الإجمالية للمادة ، يتم استخدام قياسات مثل التركيز في الدم (البلازما). يجب استخدام نصف الوقت بحذر ، لأنه قد يتغير ، على سبيل المثال ، مع الجرعة وطول فترة التعرض. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي العديد من المواد على منحنيات انحلال معقدة مع عدة أنصاف مرات.
التوافر البيولوجي هو جزء من الجرعة المعطاة يدخل الدورة الدموية الجهازية. في حالة عدم وجود تصريح ما قبل الجهاز ، أو التمثيل الغذائي الأول يمر، الكسر واحد. في حالة التعرض عن طريق الفم ، قد يكون التصفية الجهازية بسبب التمثيل الغذائي داخل محتوى الجهاز الهضمي أو جدار الأمعاء أو الكبد. سيقلل التمثيل الغذائي للمرور الأول من الامتصاص الجهازي للمادة وبدلاً من ذلك يزيد من امتصاص المستقلبات. قد يؤدي هذا إلى نمط سمية مختلف.
التخصيص هو حجم الدم (البلازما) لكل وحدة زمنية خالية تمامًا من مادة ما. للتمييز عن التصفية الكلوية ، على سبيل المثال ، غالبًا ما يتم إضافة البادئة الكلية أو التمثيل الغذائي أو الدم (البلازما).
التخليص الجوهري هي قدرة الإنزيمات الداخلية على تحويل مادة ما ، ويتم التعبير عنها أيضًا بالحجم لكل وحدة زمنية. إذا كان التصفية الجوهرية في العضو أقل بكثير من تدفق الدم ، يقال إن عملية التمثيل الغذائي محدودة السعة. على العكس من ذلك ، إذا كان التصفية الجوهرية أعلى بكثير من تدفق الدم ، فإن التمثيل الغذائي يكون محدودًا بالتدفق.
إفراز
الإخراج هو خروج مادة ومنتجاتها من الكائن الحي.
إفراز في البول والصفراء. الكلى هي أهم أعضاء الإخراج. بعض المواد ، وخاصة الأحماض ذات الأوزان الجزيئية العالية ، تفرز مع الصفراء. يمكن إعادة امتصاص جزء من المواد الصفراوية المفرزة في الأمعاء. هذه العملية، الدورة الدموية المعوية الكبدية، هو شائع للمواد المترافقة بعد التحلل المائي المعوي للمقارن.
طرق الإخراج الأخرى. بعض المواد ، مثل المذيبات العضوية ومنتجات التحلل مثل الأسيتون ، متطايرة بدرجة كافية بحيث يمكن إفراز جزء كبير عن طريق الزفير بعد الاستنشاق. يتم إفراز الجزيئات الصغيرة القابلة للذوبان في الماء وكذلك الجزيئات القابلة للذوبان في الدهون بسهولة إلى الجنين عبر المشيمة ، وفي حليب الثدييات. بالنسبة للأم ، يمكن أن تكون الإرضاع مسارًا مهمًا كميًا لإخراج المواد الكيميائية القابلة للذوبان في الدهون. قد يتعرض النسل بشكل ثانوي عن طريق الأم أثناء الحمل وكذلك أثناء الرضاعة. قد تفرز المركبات القابلة للذوبان في الماء إلى حد ما في العرق واللعاب. هذه الطرق بشكل عام ذات أهمية ثانوية. ومع ذلك ، نظرًا لإنتاج كمية كبيرة من اللعاب وابتلاعها ، فقد يساهم إفراز اللعاب في إعادة امتصاص المركب. تفرز بعض المعادن مثل الزئبق عن طريق الارتباط الدائم بمجموعات الكيراتين الكبريتيدريل في الشعر.
نماذج الحركية السمية
النماذج الرياضية هي أدوات مهمة لفهم ووصف امتصاص المواد الغريبة والتخلص منها. معظم النماذج مجزأة ، أي أن الكائن الحي يتم تمثيله بواسطة مقصورة واحدة أو أكثر. الحيز هو حجم نظري كيميائيًا وفيزيائيًا يُفترض أن تتوزع فيه المادة بشكل متجانس وفوري. يمكن التعبير عن النماذج البسيطة كمجموع من المصطلحات الأسية ، بينما تتطلب النماذج الأكثر تعقيدًا إجراءات عددية على الكمبيوتر لحلها. يمكن تقسيم النماذج إلى فئتين ، وصفية وفسيولوجية.
In وصفي عارضات ازياء، يتم إجراء الملاءمة للبيانات المقاسة عن طريق تغيير القيم العددية لمعلمات النموذج أو حتى بنية النموذج نفسها. عادة ما يكون لبنية النموذج علاقة قليلة ببنية الكائن الحي. تتمثل مزايا النهج الوصفي في أنه يتم إجراء عدد قليل من الافتراضات وأنه لا توجد حاجة إلى بيانات إضافية. عيب النماذج الوصفية هو فائدتها المحدودة في الاستقراء.
النماذج الفسيولوجية يتم إنشاؤها من البيانات الفسيولوجية والتشريحية وغيرها من البيانات المستقلة. ثم يتم تنقيح النموذج والتحقق من صحته من خلال المقارنة مع البيانات التجريبية. من مزايا النماذج الفسيولوجية أنه يمكن استخدامها لأغراض الاستقراء. على سبيل المثال ، يمكن التنبؤ بتأثير النشاط البدني على امتصاص المواد المستنشقة والتخلص منها من خلال التعديلات الفسيولوجية المعروفة في التهوية والناتج القلبي. من عيوب النماذج الفسيولوجية أنها تتطلب كمية كبيرة من البيانات المستقلة.
الإستقلاب
الإستقلاب هي عملية تؤدي إلى التحويل الأيضي للمركبات الغريبة (xenobiotics) في الجسم. غالبًا ما يشار إلى هذه العملية على أنها عملية التمثيل الغذائي للأجانب الحيوية. كقاعدة عامة ، يحول التمثيل الغذائي للأجانب الحيوية القابلة للذوبان في الدهون إلى مستقلبات كبيرة قابلة للذوبان في الماء يمكن إفرازها بشكل فعال.
الكبد هو الموقع الرئيسي للتحول الأحيائي. يتم نقل جميع الكائنات الحية الغريبة المأخوذة من الأمعاء إلى الكبد عن طريق وعاء دموي واحد (فينا بورتا). إذا تم تناولها بكميات صغيرة ، فقد يتم استقلاب مادة غريبة تمامًا في الكبد قبل الوصول إلى الدورة الدموية العامة والأعضاء الأخرى (التأثير التمريري الأول). يتم توزيع المستنشقات الغريبة الحيوية عن طريق الدوران العام إلى الكبد. في هذه الحالة يتم استقلاب جزء بسيط من الجرعة في الكبد قبل الوصول إلى الأعضاء الأخرى.
تحتوي خلايا الكبد على العديد من الإنزيمات التي تعمل على أكسدة الكائنات الحية الدقيقة. تنشط هذه الأكسدة المركب بشكل عام - يصبح أكثر تفاعلًا من الجزيء الأصل. في معظم الحالات ، يتم استقلاب المستقلب المؤكسد بواسطة إنزيمات أخرى في المرحلة الثانية. تقرن هذه الإنزيمات المستقلب مع ركيزة داخلية ، بحيث يصبح الجزيء أكبر وأكثر قطبية. هذا يسهل الإخراج.
توجد أيضًا الإنزيمات التي تقوم بعملية التمثيل الغذائي للأجانب الحيوية في أعضاء أخرى مثل الرئتين والكلى. في هذه الأعضاء ، قد يلعبون أدوارًا محددة ومهمة نوعياً في عملية التمثيل الغذائي لبعض المواد الغريبة الحيوية. يمكن استقلاب المستقلبات المتكونة في عضو واحد في عضو آخر. قد تشارك البكتيريا الموجودة في الأمعاء أيضًا في التحول الأحيائي.
يمكن أن تفرز نواتج المستقلبات من xenobiotics عن طريق الكلى أو عن طريق الصفراء. يمكن أيضًا أن يتم زفيرها عبر الرئتين ، أو مرتبطة بجزيئات داخلية في الجسم.
العلاقة بين التحول الأحيائي والسمية معقدة. يمكن اعتبار التحول الأحيائي عملية ضرورية للبقاء على قيد الحياة. يحمي الجسم من التسمم عن طريق منع تراكم المواد الضارة في الجسم. ومع ذلك ، قد تتشكل نواتج الأيض الوسيطة التفاعلية في التحول الأحيائي ، وقد تكون ضارة. وهذا ما يسمى التنشيط الأيضي. وبالتالي ، قد يؤدي التحول الأحيائي أيضًا إلى حدوث سمية. يمكن أن ترتبط المستقلبات المؤكسدة الوسيطة غير المقترنة بالهياكل الخلوية وتتلفها. على سبيل المثال ، إذا ارتبط مستقلب أجنبي حيوي بالحمض النووي ، يمكن إحداث طفرة (انظر "علم السموم الوراثي"). إذا كان نظام التحول الأحيائي مثقلًا بشكل زائد ، فقد يحدث تدمير هائل للبروتينات الأساسية أو الأغشية الدهنية. يمكن أن يؤدي هذا إلى موت الخلايا (انظر "إصابة الخلايا وموتها").
الأيض هي كلمة غالبًا ما تستخدم بالتبادل مع التحول الأحيائي. يشير إلى التحلل الكيميائي أو تفاعلات التوليف التي تحفزها الإنزيمات في الجسم. يتم استقلاب العناصر الغذائية من الطعام والمركبات الذاتية والمواد الغريبة الحيوية في الجسم.
تنشيط التمثيل الغذائي يعني أن المركب الأقل تفاعلًا يتم تحويله إلى جزيء أكثر تفاعلًا. يحدث هذا عادة أثناء تفاعلات المرحلة الأولى.
تثبيط التمثيل الغذائي يعني أن الجزيء النشط أو السام يتم تحويله إلى مستقلب أقل نشاطًا. يحدث هذا عادة أثناء تفاعلات المرحلة 2. في بعض الحالات ، يمكن إعادة تنشيط المستقلب المعطل ، على سبيل المثال عن طريق الانقسام الأنزيمي.
تفاعل المرحلة الثانية يشير إلى الخطوة الأولى في التمثيل الغذائي للأجانب. عادة ما يعني أن المركب يتأكسد. عادة ما تجعل الأكسدة المركب أكثر قابلية للذوبان في الماء ويسهل المزيد من التفاعلات.
الانزيمات Cytochrome P450 هي مجموعة من الإنزيمات التي تؤكسد بشكل مفضل xenobiotics في تفاعلات المرحلة الأولى. الأنزيمات المختلفة متخصصة في التعامل مع مجموعات معينة من الكائنات الحية الدقيقة بخصائص معينة. الجزيئات الداخلية هي أيضًا ركائز. يتم تحفيز إنزيمات السيتوكروم P1 بواسطة xenobiotics بطريقة معينة. يمكن أن يكون الحصول على بيانات الاستقراء على السيتوكروم P450 مفيدًا حول طبيعة حالات التعرض السابقة (انظر "المحددات الجينية للاستجابة السامة").
تفاعل المرحلة الثانية يشير إلى الخطوة الثانية في الميتابوليزم الغريبة الحيوية. عادة ما يعني أن المركب المؤكسد مترافق (مقترنًا) بجزيء داخلي. هذا التفاعل يزيد من قابلية الذوبان في الماء. يتم إفراز العديد من الميتوليتات المترافقة بشكل نشط عن طريق الكلى.
ترانسفيراز هي مجموعة من الإنزيمات التي تحفز تفاعلات المرحلة الثانية. يقترن الكائنات الحية الغريبة مع المركبات الذاتية مثل الجلوتاثيون والأحماض الأمينية وحمض الجلوكورونيك أو الكبريتات.
الجلوتاثيون عبارة عن جزيء داخلي ، ثلاثي الببتيد ، مترافق مع مواد غريبة في تفاعلات المرحلة الثانية. إنه موجود في جميع الخلايا (وفي خلايا الكبد بتركيزات عالية) ، وعادة ما يحمي من تنشيط الكائنات الحية الغريبة. عندما ينضب الجلوتاثيون ، قد تحدث تفاعلات سامة بين المستقلبات الغريبة الحيوية النشطة والبروتينات والدهون أو الحمض النووي.
الاستقراء يعني أن الإنزيمات المشاركة في التحول الأحيائي تزداد (في النشاط أو الكمية) كاستجابة للتعرض للأحياء الغريبة. في بعض الحالات في غضون أيام قليلة يمكن زيادة نشاط الإنزيم عدة مرات. غالبًا ما يكون الحث متوازنًا بحيث يتم زيادة تفاعلات المرحلة 1 والمرحلة 2 في وقت واحد. قد يؤدي هذا إلى تحول أحيائي أسرع ويمكن أن يفسر التسامح. في المقابل ، قد يؤدي الحث غير المتوازن إلى زيادة السمية.
كبت يمكن أن يحدث التحول الأحيائي إذا تم استقلاب اثنين من الكائنات الحية الغريبة بواسطة نفس الإنزيم. يجب أن تتنافس الركيزتان ، وعادة ما يكون أحد الركائز هو المفضل. في هذه الحالة لا يتم استقلاب الركيزة الثانية ، أو يتم استقلابها ببطء. كما هو الحال مع الحث ، قد يزيد التثبيط وكذلك يقلل السمية.
تنشيط الأكسجين يمكن أن تسببه نواتج الأيض لبعض المواد الغريبة الحيوية. قد تتأكسد تلقائيًا في ظل إنتاج أنواع الأكسجين المنشط. هذه الأنواع المشتقة من الأكسجين ، والتي تشمل الأكسيد الفائق وبيروكسيد الهيدروجين وجذر الهيدروكسيل ، قد تتلف الحمض النووي والدهون والبروتينات في الخلايا. يشارك تنشيط الأكسجين أيضًا في العمليات الالتهابية.
التباين الجيني بين الأفراد في العديد من الجينات المشفرة لأنزيمات المرحلة 1 والمرحلة 2. قد يفسر التباين الجيني سبب كون بعض الأفراد أكثر عرضة للتأثيرات السامة للأجانب الحيوي من غيرهم.
يجب أن تستند القرارات التي تؤثر على صحة العمال ورفاههم وقابليتهم للتوظيف أو نهج صاحب العمل لقضايا الصحة والسلامة إلى بيانات ذات نوعية جيدة. هذا هو الحال بشكل خاص في حالة بيانات الرصد البيولوجي ، وبالتالي فهي مسؤولية أي مختبر يقوم بعمل تحليلي على العينات البيولوجية من السكان العاملين لضمان موثوقية ودقة ودقة نتائجها. تمتد هذه المسؤولية من توفير الأساليب والإرشادات المناسبة لجمع العينات إلى ضمان إعادة النتائج إلى المهني الصحي المسؤول عن رعاية العامل الفردي في شكل مناسب. كل هذه الأنشطة مغطاة بالتعبير عن ضمان الجودة.
يتمثل النشاط المركزي في برنامج ضمان الجودة في التحكم والحفاظ على الدقة التحليلية والدقة. غالبًا ما تطورت مختبرات المراقبة البيولوجية في بيئة سريرية واتخذت تقنيات وفلسفات ضمان الجودة من تخصص الكيمياء السريرية. في الواقع ، لا تختلف قياسات المواد الكيميائية السامة ومؤشرات التأثير البيولوجي في الدم والبول بشكل أساسي عن تلك التي تم إجراؤها في الكيمياء السريرية وفي مختبرات خدمات الصيدلة السريرية الموجودة في أي مستشفى كبير.
يبدأ برنامج ضمان الجودة للمحلل الفردي باختيار وإنشاء طريقة مناسبة. المرحلة التالية هي تطوير إجراء داخلي لمراقبة الجودة للحفاظ على الدقة ؛ يحتاج المختبر بعد ذلك إلى التأكد من دقة التحليل ، وقد يشمل ذلك تقييمًا خارجيًا للجودة (انظر أدناه). ومع ذلك ، من المهم أن ندرك أن ضمان الجودة يشمل أكثر من هذه الجوانب من مراقبة الجودة التحليلية.
اختيار الطريقة
هناك العديد من النصوص التي تقدم طرقًا تحليلية في الرصد البيولوجي. على الرغم من أن هذه توفر إرشادات مفيدة ، إلا أنه يتعين على المحلل الفردي القيام بالكثير قبل إنتاج البيانات ذات الجودة المناسبة. من الأمور المركزية لأي برنامج لضمان الجودة إنتاج بروتوكول معمل يجب أن يحدد بالتفصيل تلك الأجزاء من الطريقة التي لها أكبر تأثير على موثوقيتها ودقتها ودقتها. في الواقع ، عادةً ما يعتمد الاعتماد الوطني للمختبرات في الكيمياء السريرية وعلم السموم وعلوم الطب الشرعي على جودة بروتوكولات المختبر. عادة ما يكون تطوير بروتوكول مناسب عملية تستغرق وقتًا طويلاً. إذا رغب المختبر في إنشاء طريقة جديدة ، فمن الأكثر فعالية من حيث التكلفة الحصول من المختبر الحالي على بروتوكول أثبت أدائه ، على سبيل المثال ، من خلال التحقق من الصحة في برنامج دولي لضمان الجودة. إذا كان المختبر الجديد ملتزمًا بتقنية تحليلية محددة ، على سبيل المثال كروماتوغرافيا الغاز بدلاً من كروماتوغرافيا السائل عالية الأداء ، فمن الممكن غالبًا تحديد مختبر لديه سجل أداء جيد ويستخدم نفس النهج التحليلي. غالبًا ما يمكن تحديد المختبرات من خلال المقالات الصحفية أو من خلال منظمي مختلف مخططات تقييم الجودة الوطنية.
مراقبة الجودة الداخلية
تعتمد جودة النتائج التحليلية على دقة الطريقة التي تم تحقيقها في الممارسة ، وهذا بدوره يعتمد على الالتزام الوثيق ببروتوكول محدد. يتم تقييم الدقة بشكل أفضل من خلال تضمين "عينات مراقبة الجودة" على فترات منتظمة أثناء التشغيل التحليلي. على سبيل المثال ، للتحكم في تحاليل الرصاص في الدم ، يتم إدخال عينات مراقبة الجودة بعد كل ست أو ثماني عينات فعلية للعاملين. يمكن مراقبة الأساليب التحليلية الأكثر استقرارًا باستخدام عدد أقل من عينات مراقبة الجودة في كل عملية تشغيل. يتم تحضير عينات مراقبة الجودة لتحليل الرصاص في الدم من 500 مل من الدم (الإنسان أو البقري) الذي يضاف إليه الرصاص غير العضوي ؛ يتم تخزين قسامات فردية في درجة حرارة منخفضة (Bullock، Smith and Whitehead 1986). قبل استخدام كل دفعة جديدة ، يتم تحليل 20 قسمة في عمليات منفصلة في مناسبات مختلفة لتحديد النتيجة المتوسطة لهذه المجموعة من عينات مراقبة الجودة ، بالإضافة إلى انحرافها المعياري (Whitehead 1977). يتم استخدام هذين الرقمين لإعداد مخطط تحكم Shewhart (الشكل 27.2). يتم عرض نتائج تحليل عينات مراقبة الجودة المدرجة في عمليات التشغيل اللاحقة على الرسم البياني. ثم يستخدم المحلل قواعد قبول أو رفض إجراء تحليلي اعتمادًا على ما إذا كانت نتائج هذه العينات تقع ضمن انحرافين أو ثلاثة انحرافات معيارية عن المتوسط. تم اقتراح سلسلة من القواعد ، تم التحقق من صحتها عن طريق نمذجة الكمبيوتر ، بواسطة Westgard et al. (1981) لتطبيق مراقبة العينات. تم وصف هذا النهج لمراقبة الجودة في الكتب المدرسية للكيمياء السريرية ونهج بسيط لإدخال ضمان الجودة منصوص عليه في وايتهيد (1977). يجب التأكيد على أن تقنيات مراقبة الجودة هذه تعتمد على إعداد وتحليل عينات مراقبة الجودة بشكل منفصل عن عينات المعايرة التي يتم استخدامها في كل مناسبة تحليلية.
الشكل 27.2 مخطط مراقبة Shewhart لعينات مراقبة الجودة
يمكن تكييف هذا النهج مع مجموعة من المراقبة البيولوجية أو فحوصات مراقبة التأثير البيولوجي. يمكن تحضير دفعات من عينات الدم أو البول عن طريق إضافة إما المادة السامة أو المستقلب المراد قياسه. وبالمثل ، يمكن فصل الدم أو المصل أو البلازما أو البول وتخزينها مجمدة أو مجففة بالتجميد لقياس الإنزيمات أو البروتينات. ومع ذلك ، يجب توخي الحذر لتجنب المخاطر المعدية للمحلل من عينات تعتمد على دم الإنسان.
يعد الالتزام الدقيق ببروتوكول محدد جيدًا وقواعد القبول مرحلة أولى أساسية في برنامج ضمان الجودة. يجب أن يكون أي مختبر مستعدًا لمناقشة مراقبة الجودة وأداء تقييم الجودة مع المهنيين الصحيين الذين يستخدمونه والتحقيق في النتائج المفاجئة أو غير العادية.
تقييم الجودة الخارجي
بمجرد أن يثبت المختبر أنه يمكن أن ينتج نتائج بدقة كافية ، فإن المرحلة التالية هي تأكيد دقة ("صحة") القيم المقاسة ، أي علاقة القياسات التي تم إجراؤها بالكمية الفعلية الموجودة. هذا تمرين صعب على المختبر القيام به بمفرده ولكن يمكن تحقيقه من خلال المشاركة في مخطط تقييم الجودة الخارجي المنتظم. لقد كانت هذه جزءًا أساسيًا من ممارسة الكيمياء السريرية لبعض الوقت ولكنها لم تكن متاحة على نطاق واسع للرصد البيولوجي. الاستثناء هو تحليل الرصاص في الدم ، حيث كانت المخططات متاحة منذ السبعينيات (على سبيل المثال ، Bullock و Smith و Whitehead 1970). تسمح مقارنة النتائج التحليلية مع تلك التي تم الإبلاغ عنها من مختبرات أخرى لتحليل العينات من نفس الدفعة بتقييم أداء المختبر مقارنة بالآخرين ، فضلاً عن قياس دقته. تتوفر العديد من مخططات تقييم الجودة الوطنية والدولية. ترحب العديد من هذه المخططات بالمختبرات الجديدة ، حيث تزداد صلاحية متوسط نتائج التحليل من جميع المختبرات المشاركة (المأخوذة كمقياس للتركيز الفعلي) مع زيادة عدد المشاركين. المخططات مع العديد من المشاركين هي أيضًا أكثر قدرة على تحليل أداء المختبر وفقًا للطريقة التحليلية وبالتالي تقديم المشورة بشأن بدائل للطرق ذات خصائص الأداء الضعيفة. في بعض البلدان ، تعد المشاركة في مثل هذا المخطط جزءًا أساسيًا من اعتماد المختبرات. نشرت منظمة الصحة العالمية (1986) مبادئ توجيهية لتصميم وتشغيل مخطط تقييم الجودة الخارجي.
في حالة عدم وجود مخططات خارجية لتقييم الجودة ، يمكن التحقق من الدقة باستخدام مواد مرجعية معتمدة والتي تتوفر على أساس تجاري لمجموعة محدودة من التحليلات. تتمثل مزايا العينات المتداولة بواسطة مخططات تقييم الجودة الخارجية في أن (1) المحلل ليس لديه معرفة مسبقة بالنتيجة ، (2) يتم تقديم مجموعة من التركيزات ، و (3) كطرق تحليلية نهائية لا يجب أن تكون كذلك استخدام المواد المستخدمة أرخص.
مراقبة الجودة قبل التحليل
يضيع الجهد المبذول في الحصول على دقة ودقة معملية جيدة إذا لم يتم أخذ العينات المقدمة إلى المختبر في الوقت الصحيح ، أو إذا كانت قد تعرضت للتلوث ، أو تدهورت أثناء النقل ، أو تم تصنيفها بشكل غير كافٍ أو غير صحيح. من الممارسات المهنية السيئة أيضًا إخضاع الأفراد لأخذ العينات الغازية دون الاهتمام الكافي بمواد العينة. على الرغم من أن أخذ العينات لا يخضع في كثير من الأحيان للسيطرة المباشرة للمحلل المختبر ، إلا أن برنامج الجودة الكاملة للرصد البيولوجي يجب أن يأخذ هذه العوامل في الاعتبار ويجب أن يضمن المختبر أن المحاقن وحاويات العينات المقدمة خالية من التلوث ، مع تعليمات واضحة حول تقنية أخذ العينات و تخزين العينات ونقلها. تم التعرف الآن على أهمية الوقت الصحيح لأخذ العينات خلال فترة العمل أو أسبوع العمل واعتماده على الحرائك السمية للمواد المأخوذة من العينات (ACGIH 1993 ؛ HSE 1992) ، ويجب توفير هذه المعلومات للمهنيين الصحيين المسؤولين عن جمع العينات .
مراقبة الجودة بعد التحليل
قد تكون النتائج التحليلية عالية الجودة ذات فائدة قليلة للفرد أو المهني الصحي إذا لم يتم إبلاغها إلى المحترف في شكل قابل للتفسير وفي الوقت المناسب. يجب على كل مختبر رصد بيولوجي أن يطور إجراءات إبلاغ لتنبيه أخصائي الرعاية الصحية بتقديم العينات إلى نتائج غير طبيعية أو غير متوقعة أو محيرة في الوقت المناسب للسماح باتخاذ الإجراء المناسب. غالبًا ما يعتمد تفسير النتائج المختبرية ، وخاصة التغييرات في التركيز بين العينات المتتالية ، على معرفة دقة الفحص. كجزء من إدارة الجودة الشاملة من جمع العينات إلى إرجاع النتائج ، يجب إعطاء المتخصصين الصحيين معلومات تتعلق بدقة ودقة مختبر المراقبة البيولوجية ، بالإضافة إلى النطاقات المرجعية والحدود الاستشارية والقانونية ، من أجل مساعدتهم في تفسير النتائج.
من الصعب الحديث عن تحليل العمل دون وضعه في منظور التغيرات الأخيرة في العالم الصناعي ، لأن طبيعة الأنشطة والظروف التي تنفذ فيها قد شهدت تطورًا كبيرًا في السنوات الأخيرة. كانت العوامل التي أدت إلى هذه التغييرات عديدة ، ولكن هناك عاملين أثبت تأثيرهما أنه حاسم. من ناحية أخرى ، أحدث التقدم التكنولوجي بوتيرة متسارعة باستمرار والاضطرابات التي أحدثتها تقنيات المعلومات ثورة في الوظائف (De Keyser 1986). من ناحية أخرى ، تطلبت حالة عدم اليقين في السوق الاقتصادية مزيدًا من المرونة في إدارة شؤون الموظفين وتنظيم العمل. إذا كان العمال قد اكتسبوا رؤية أوسع لعملية الإنتاج التي تكون أقل توجهاً نحو الروتينية وأكثر منهجية بلا شك ، فقد فقدوا في نفس الوقت روابط حصرية مع بيئة أو فريق أو أداة إنتاج. من الصعب رؤية هذه التغييرات بهدوء ، لكن علينا أن نواجه حقيقة أنه تم إنشاء مشهد صناعي جديد ، وفي بعض الأحيان يكون أكثر إثراءً لأولئك العمال الذين يمكنهم العثور على مكانهم فيه ، ولكن أيضًا مليء بالمزالق والمخاوف لأولئك الذين مهمشين أو مستبعدين. ومع ذلك ، يتم تبني فكرة واحدة في الشركات وتم تأكيدها من خلال التجارب التجريبية في العديد من البلدان: يجب أن يكون من الممكن توجيه التغييرات وتخفيف آثارها السلبية باستخدام التحليلات ذات الصلة وباستخدام جميع الموارد للتفاوض بين مختلف الأعمال ممثلين. في هذا السياق ، يجب أن نضع تحليلات العمل اليوم - كأدوات تتيح لنا وصف المهام والأنشطة بشكل أفضل من أجل توجيه التدخلات من أنواع مختلفة ، مثل التدريب ، أو إنشاء أنماط تنظيمية جديدة أو تصميم الأدوات والعمل الأنظمة. نحن نتحدث عن التحليلات ، وليس مجرد تحليل واحد ، نظرًا لوجود عدد كبير منها ، اعتمادًا على السياقات النظرية والثقافية التي تم تطويرها فيها ، أو الأهداف الخاصة التي يسعون إليها ، أو الأدلة التي يجمعونها ، أو اهتمام المحلل بأي منهما الخصوصية أو العمومية. في هذه المقالة ، سنقتصر على تقديم بعض خصائص تحليلات العمل والتأكيد على أهمية العمل الجماعي. ستسلط استنتاجاتنا الضوء على مسارات أخرى تمنعنا حدود هذا النص من اتباعها بعمق أكبر.
بعض خصائص تحليلات العمل
السياق
إذا كان الهدف الأساسي لأي تحليل عمل هو وصف المشغل هلالطرق أو ينبغي أن تفعل، يبدو أن وضعها بدقة أكبر في سياقها لا غنى عنه للباحثين. يذكرون ، وفقًا لآرائهم الخاصة ، ولكن بطريقة مشابهة إلى حد كبير ، مفاهيم سياق الكلام, حالة, بيئة, مجال العمل, عالم العمل or بيئة العمل. تكمن المشكلة في الفروق الدقيقة بين هذه المصطلحات بقدر أقل في اختيار المتغيرات التي يجب وصفها لمنحها معنى مفيدًا. في الواقع ، العالم شاسع والصناعة معقدة ، والخصائص التي يمكن الإشارة إليها لا تعد ولا تحصى. يمكن ملاحظة اتجاهين بين المؤلفين في هذا المجال. الأول يرى وصف السياق كوسيلة لجذب اهتمام القارئ وتزويده أو لها بإطار دلالي ملائم. والثاني له منظور نظري مختلف: فهو يحاول احتضان كل من السياق والنشاط ، ويصف فقط عناصر السياق القادرة على التأثير في سلوك المشغلين.
الإطار الدلالي
السياق له قوة استفزازية. يكفي للقارئ المطلع أن يقرأ عن عامل في غرفة تحكم منخرط في عملية مستمرة لاستدعاء صورة للعمل من خلال الأوامر والمراقبة عن بعد ، حيث تسود مهام الكشف والتشخيص والتنظيم. ما هي المتغيرات التي يجب وصفها من أجل إنشاء سياق ذي مغزى كافٍ؟ كل هذا يتوقف على القارئ. ومع ذلك ، هناك إجماع في الأدبيات حول بعض المتغيرات الرئيسية. ال طبيعة من القطاع الاقتصادي ، ونوع الإنتاج أو الخدمة ، والحجم والموقع الجغرافي للموقع مفيدة.
عمليات الإنتاج أدوات أو آلات وعلى مستوى الأتمتة السماح ببعض القيود وبعض المؤهلات الضرورية ليتم تخمينها. ال هيكل الموظفين، جنبًا إلى جنب مع العمر ومستوى المؤهلات والخبرة هي بيانات مهمة عندما يتعلق التحليل بجوانب التدريب أو المرونة التنظيمية. ال تنظيم العمل. المنشأة تعتمد على فلسفة الشركة أكثر من اعتمادها على التكنولوجيا. يتضمن وصفه ، على وجه الخصوص ، جداول العمل ، ودرجة مركزية القرارات وأنواع الرقابة التي تمارس على العمال. يمكن إضافة عناصر أخرى في حالات مختلفة. وهي مرتبطة بتاريخ الشركة وثقافتها ووضعها الاقتصادي وظروف العمل وأي إعادة هيكلة ودمج واستثمارات. يوجد على الأقل العديد من أنظمة التصنيف مثل المؤلفين ، وهناك العديد من القوائم الوصفية المتداولة. في فرنسا ، تم بذل جهد خاص لتعميم الطرق الوصفية البسيطة ، ولا سيما السماح بترتيب عوامل معينة وفقًا لما إذا كانت مرضية للمشغل أم لا (RNUR 1976 ؛ Guelaud et al. 1977).
وصف العوامل ذات الصلة بالنشاط
يمثل تصنيف الأنظمة المعقدة التي وصفها Rasmussen و Pejtersen و Schmidts (1990) واحدة من أكثر المحاولات طموحًا لتغطية السياق وتأثيره على المشغل في نفس الوقت. تتمثل فكرتها الرئيسية في دمج العناصر المختلفة التي تتكون منها بطريقة منهجية وإبراز درجات الحرية والقيود التي يمكن من خلالها تطوير الاستراتيجيات الفردية. هدفها الشامل يجعل من الصعب التلاعب بها ، لكن استخدام أنماط متعددة للتمثيل ، بما في ذلك الرسوم البيانية ، لتوضيح القيود له قيمة إرشادية لا بد أن تكون جذابة للعديد من القراء. الأساليب الأخرى أكثر استهدافًا. ما يبحث عنه المؤلفون هو اختيار العوامل التي يمكن أن تؤثر على نشاط محدد. ومن ثم ، مع الاهتمام بالتحكم في العمليات في بيئة متغيرة ، يقترح Brehmer (1990) سلسلة من الخصائص الزمنية للسياق والتي تؤثر على تحكم المشغل وتوقعه (انظر الشكل 1). تم تطوير تصنيف هذا المؤلف من "العوالم الدقيقة" ، المحاكاة المحوسبة للمواقف الديناميكية ، لكن المؤلف نفسه ، إلى جانب العديد من الآخرين منذ ذلك الحين ، استخدمها في صناعة العملية المستمرة (Van Daele 1992). بالنسبة لبعض الأنشطة ، يكون تأثير البيئة معروفًا جيدًا ، واختيار العوامل ليس صعبًا للغاية. وبالتالي ، إذا كنا مهتمين بمعدل ضربات القلب في بيئة العمل ، فإننا غالبًا ما نقتصر على وصف درجات حرارة الهواء ، والقيود المادية للمهمة أو العمر والتدريب للموضوع - على الرغم من أننا نعلم أنه من خلال القيام بذلك ربما نترك من العناصر ذات الصلة. بالنسبة للآخرين ، يكون الاختيار أكثر صعوبة. تظهر الدراسات حول الخطأ البشري ، على سبيل المثال ، أن العوامل القادرة على إنتاجها عديدة (Reason 1989). في بعض الأحيان ، عندما تكون المعرفة النظرية غير كافية ، فإن المعالجة الإحصائية فقط ، والجمع بين تحليل السياق والنشاط ، تسمح لنا بإخراج العوامل السياقية ذات الصلة (Fadier 1990).
الشكل 1. المعايير والمعايير الفرعية لتصنيف العوالم الدقيقة التي اقترحها بريمر (1990)
المهمة أم النشاط؟
المهمة
يتم تحديد المهمة من خلال أهدافها وقيودها والوسائل التي تتطلبها لتحقيقها. تتميز الوظيفة داخل الشركة عمومًا بمجموعة من المهام. تختلف المهمة المحققة عن المهمة المحددة التي حددتها الشركة لعدد كبير من الأسباب: تختلف استراتيجيات المشغلين داخل الأفراد وفيما بينهم ، وتتذبذب البيئة وتتطلب الأحداث العشوائية استجابات غالبًا ما تكون خارج الإطار المحدد. وأخيرا، فإن مهمة لا يتم جدولتها دائمًا بالمعرفة الصحيحة بشروط تنفيذها ، ومن هنا تأتي الحاجة إلى إجراء تعديلات في الوقت الفعلي. ولكن حتى إذا تم تحديث المهمة أثناء النشاط ، وأحيانًا إلى نقطة التحول ، فإنها تظل المرجع المركزي.
الاستبيانات وقوائم الجرد وتصنيفات المهام عديدة ، لا سيما في أدب اللغة الإنجليزية - سيجد القارئ مراجعات ممتازة في Fleishman and Quaintance (1984) وفي Greuter and Algera (1989). بعض هذه الأدوات هي مجرد قوائم من العناصر - على سبيل المثال ، أفعال العمل لتوضيح المهام - التي يتم تحديدها وفقًا للوظيفة المدروسة. تبنى البعض الآخر مبدأ هرميًا ، يصف المهمة بأنها عناصر متشابكة ، مرتبة من العالمي إلى الخاص. هذه الأساليب موحدة ويمكن تطبيقها على عدد كبير من الوظائف ؛ فهي سهلة الاستخدام ، والمرحلة التحليلية أقصر كثيرًا. ولكن عندما يتعلق الأمر بتعريف عمل معين ، فهي ثابتة جدًا وعمومية جدًا بحيث لا تكون مفيدة.
بعد ذلك ، هناك تلك الأدوات التي تتطلب مزيدًا من المهارة من جانب الباحث ؛ نظرًا لأن عناصر التحليل غير محددة مسبقًا ، فالأمر متروك للباحث لتوصيفها. إن تقنية الحوادث الحرجة التي عفا عليها الزمن بالفعل لفلاناغان (1954) ، حيث يصف المراقب وظيفة بالرجوع إلى صعوباتها ويحدد الحوادث التي سيتعين على الفرد مواجهتها ، تنتمي إلى هذه المجموعة.
وهو أيضًا المسار الذي يعتمده تحليل المهام المعرفية (Roth and Woods 1988). تهدف هذه التقنية إلى تسليط الضوء على المتطلبات المعرفية للوظيفة. تتمثل إحدى طرق القيام بذلك في تقسيم الوظيفة إلى أهداف وقيود ووسائل. يوضح الشكل 2 كيف يمكن تقسيم مهمة طبيب التخدير ، التي تتميز أولاً بهدف عالمي للغاية يتمثل في بقاء المريض على قيد الحياة ، إلى سلسلة من الأهداف الفرعية ، والتي يمكن تصنيفها على أنها إجراءات ووسائل يجب استخدامها. أكثر من 100 ساعة من المراقبة في غرفة العمليات والمقابلات اللاحقة مع أطباء التخدير كانت ضرورية للحصول على هذه "الصورة" الشاملة لمتطلبات الوظيفة. هذه التقنية ، على الرغم من كونها شاقة للغاية ، إلا أنها مفيدة في بيئة العمل في تحديد ما إذا كانت جميع أهداف المهمة مزودة بوسائل تحقيقها. كما أنه يسمح بفهم مدى تعقيد المهمة (على سبيل المثال الصعوبات الخاصة والأهداف المتضاربة) ويسهل تفسير بعض الأخطاء البشرية. لكنها تعاني ، مثلها مثل الأساليب الأخرى ، من عدم وجود لغة وصفية (Grant and Mayes 1991). علاوة على ذلك ، فإنه لا يسمح بصياغة فرضيات فيما يتعلق بطبيعة العمليات المعرفية التي يتم إدخالها في اللعب لتحقيق الأهداف المعنية.
الشكل 2. التحليل المعرفي للمهمة: التخدير العام
قامت مناهج أخرى بتحليل العمليات المعرفية المرتبطة بمهام معينة من خلال وضع فرضيات فيما يتعلق بمعالجة المعلومات اللازمة لإنجازها. النموذج المعرفي المستخدم بشكل متكرر من هذا النوع هو نموذج راسموسن (1986) ، والذي يوفر ، وفقًا لطبيعة المهمة ومدى إلمامها بالموضوع ، ثلاثة مستويات ممكنة من النشاط القائم إما على العادات القائمة على المهارة وردود الفعل ، على قاعدة مكتسبة - الإجراءات المستندة إلى المعرفة أو الإجراءات. لكن النماذج أو النظريات الأخرى التي وصلت إلى ذروة شعبيتها خلال السبعينيات لا تزال قيد الاستخدام. ومن ثم ، فإن نظرية التحكم الأمثل ، التي تعتبر الإنسان كمتحكم في التناقضات بين الأهداف المحددة والمراقبة ، لا تزال مطبقة في بعض الأحيان على العمليات المعرفية. والنمذجة عن طريق شبكات المهام المترابطة والمخططات الانسيابية لا تزال تلهم مؤلفي تحليل المهام المعرفية ؛ يقدم الشكل 1970 وصفًا مبسطًا للتسلسلات السلوكية في مهمة التحكم في الطاقة ، مما يؤدي إلى إنشاء فرضية حول عمليات عقلية معينة. تعكس كل هذه المحاولات اهتمام الباحثين بأن يجمعوا في نفس الوصف ليس فقط عناصر السياق ولكن أيضًا المهمة نفسها والعمليات المعرفية التي تكمن وراءها - وتعكس الطابع الديناميكي للعمل أيضًا.
الشكل 3. وصف مبسط لمحددات تسلسل السلوك في مهام التحكم في الطاقة: حالة استهلاك غير مقبول للطاقة
منذ وصول التنظيم العلمي للعمل ، تم انتقاد مفهوم المهمة الموصوفة بشكل سلبي لأنه تم النظر إليه على أنه ينطوي على فرض على العمال مهام لم يتم تصميمها فقط دون استشارة احتياجاتهم ولكن غالبًا ما تكون مصحوبة بوقت أداء محدد ، وهو قيد لا يرحب به كثير من العمال. حتى لو أصبح جانب الفرض أكثر مرونة اليوم وحتى لو ساهم العمال في كثير من الأحيان في تصميم المهام ، يظل الوقت المخصص للمهام ضروريًا لتخطيط الجدول الزمني ويظل عنصرًا أساسيًا في تنظيم العمل. لا ينبغي دائمًا النظر إلى التقدير الكمي للوقت بطريقة سلبية. إنه يشكل مؤشرا قيما لعبء العمل. تتمثل الطريقة البسيطة والشائعة لقياس ضغط الوقت الذي يمارس على العامل في تحديد حاصل الوقت اللازم لتنفيذ مهمة مقسومًا على الوقت المتاح. وكلما اقترب حاصل القسمة من الوحدة ، زاد الضغط (Wickens 1992). علاوة على ذلك ، يمكن استخدام القياس الكمي في إدارة الموظفين المرنة ولكن المناسبة. لنأخذ حالة الممرضات حيث تم تعميم تقنية التحليل التنبئي للمهام ، على سبيل المثال ، في اللوائح الكندية التخطيط للتمريض المطلوب (PRN 80) (Kepenne 1984) أو أحد المتغيرات الأوروبية. بفضل قوائم المهام هذه ، مصحوبة بوقت تنفيذها ، يمكن للمرء ، كل صباح ، مع مراعاة عدد المرضى وحالاتهم الطبية ، وضع جدول رعاية وتوزيع الموظفين. بعيدًا عن كونه قيدًا ، أظهر PRN 80 ، في عدد من المستشفيات ، وجود نقص في طاقم التمريض ، حيث تسمح التقنية بإحداث فرق (انظر الشكل 4) بين المطلوب والمالحظ ، أي بين عدد الموظفين اللازمين والعدد المتاح وحتى بين المهام المخططة والمهام المنفذة. الأوقات المحسوبة هي متوسطات فقط ، والتقلبات في الموقف لا تجعلها قابلة للتطبيق دائمًا ، ولكن يتم تقليل هذا الجانب السلبي من خلال منظمة مرنة تقبل التعديلات وتسمح للموظفين بالمشاركة في إحداث تلك التعديلات.
الشكل 4. الاختلافات بين عدد الموظفين الحاليين والمطلوبين على أساس PRN80
النشاط والأدلة والأداء
يتم تعريف النشاط على أنه مجموعة السلوكيات والموارد التي يستخدمها المشغل بحيث يحدث العمل - أي تحويل أو إنتاج السلع أو تقديم خدمة. يمكن فهم هذا النشاط من خلال الملاحظة بطرق مختلفة. وصف Faverge (1972) أربعة أشكال من التحليل. الأول هو تحليل من حيث لفتات و المواقف، حيث يحدد المراقب ، ضمن النشاط المرئي للمشغل ، فئات السلوك التي يمكن التعرف عليها وتكرارها أثناء العمل. غالبًا ما تقترن هذه الأنشطة باستجابة دقيقة: على سبيل المثال ، معدل ضربات القلب ، مما يسمح لنا بتقييم الحمل البدني المرتبط بكل نشاط. الشكل الثاني من التحليل من حيث استيعاب المعلومات. ما يتم اكتشافه ، من خلال الملاحظة المباشرة - أو بمساعدة الكاميرات أو مسجلات حركات العين - هو مجموعة الإشارات التي يلتقطها المشغل في مجال المعلومات المحيط به. هذا التحليل مفيد بشكل خاص في بيئة العمل المعرفية في محاولة فهم معالجة المعلومات التي يقوم بها المشغل بشكل أفضل. النوع الثالث من التحليل من حيث اللائحة. الفكرة هي تحديد تعديلات النشاط التي يقوم بها المشغل من أجل التعامل مع التقلبات في البيئة أو التغيرات في حالته الخاصة. هناك نجد التدخل المباشر للسياق ضمن التحليل. أحد أكثر المشاريع البحثية التي يتم الاستشهاد بها في هذا المجال هو مشروع Sperandio (1972). درس هذا المؤلف نشاط مراقبي الحركة الجوية وحدد تغييرات استراتيجية مهمة أثناء زيادة الحركة الجوية. لقد فسرها على أنها محاولة لتبسيط النشاط من خلال محاولة الحفاظ على مستوى تحميل مقبول ، مع الاستمرار في نفس الوقت في تلبية متطلبات المهمة. الرابع هو تحليل من حيث عمليات التفكير. تم استخدام هذا النوع من التحليل على نطاق واسع في بيئة العمل للوظائف المؤتمتة للغاية. في الواقع ، يتطلب تصميم المعينات المحوسبة والمساعدات الذكية للمشغل فهماً شاملاً للطريقة التي يفسر بها المشغل من أجل حل بعض المشكلات. كان المنطق المتضمن في الجدولة والتوقع والتشخيص موضوعًا للتحليلات ، ويمكن العثور على مثال لها في الشكل 5. ومع ذلك ، لا يمكن استنتاج دليل على النشاط العقلي إلا. بصرف النظر عن بعض جوانب السلوك التي يمكن ملاحظتها ، مثل حركات العين ووقت حل المشكلات ، تلجأ معظم هذه التحليلات إلى الاستجابة اللفظية. تم التركيز بشكل خاص ، في السنوات الأخيرة ، على المعرفة اللازمة لإنجاز أنشطة معينة ، مع محاولة الباحثين عدم افتراضها في البداية ولكن لجعلها واضحة من خلال التحليل نفسه.
الشكل 5. تحليل النشاط العقلي. استراتيجيات التحكم في العمليات ذات أوقات الاستجابة الطويلة: الحاجة إلى الدعم المحوسب في التشخيص
سلطت هذه الجهود الضوء على حقيقة أنه يمكن الحصول على أداء متطابق تقريبًا بمستويات مختلفة جدًا من المعرفة ، طالما أن المشغلين على دراية بحدودهم ويطبقون استراتيجيات تتكيف مع قدراتهم. ومن ثم ، في دراستنا لبدء تشغيل مصنع للطاقة الحرارية (De Keyser and Housiaux 1989) ، تم تنفيذ الشركات الناشئة من قبل المهندسين والمشغلين. كانت المعرفة النظرية والإجرائية التي تمتلكها هاتان المجموعتان ، والتي تم الحصول عليها من خلال المقابلات والاستبيانات ، مختلفة تمامًا. كان لدى المشغلين على وجه الخصوص في بعض الأحيان فهم خاطئ للمتغيرات في الروابط الوظيفية للعملية. على الرغم من ذلك ، كان أداء المجموعتين متقاربين للغاية. لكن المشغلين أخذوا في الحسبان المزيد من المتغيرات من أجل التحقق من التحكم في بدء التشغيل وإجراء المزيد من عمليات التحقق المتكررة. تم الحصول على هذه النتائج أيضًا من قبل Amalberti (1991) ، الذي ذكر وجود المعرفة الوصفية التي تسمح للخبراء بإدارة مواردهم الخاصة.
ابحث عن دليل على النشاط هو مناسب لاستنباط؟ طبيعتها ، كما رأينا ، تعتمد بشكل وثيق على شكل التحليل المخطط. يختلف شكله حسب درجة الرعاية المنهجية التي يمارسها المراقب. استفزاز يتميز الدليل من من تلقاء نفسها دليل و يصاحب ذلك تبدأ من لاحق دليل. بشكل عام ، عندما تسمح طبيعة العمل ، يفضل الدليل المصاحب والعفوي. فهي خالية من العيوب المختلفة مثل عدم موثوقية الذاكرة ، وتداخل المراقب ، وتأثير ترشيد إعادة البناء من جانب الموضوع ، وما إلى ذلك. لتوضيح هذه الفروق ، سوف نأخذ مثالاً على الكلام اللفظي. اللفظ العفوي هو تبادل لفظي ، أو المونولوجات التي يتم التعبير عنها بشكل عفوي دون أن يطلبها المراقب ؛ الاستفزازات اللفظية هي تلك التي يتم إجراؤها بناءً على طلب محدد من المراقب ، مثل الطلب المقدم للموضوع بـ "التفكير بصوت عالٍ" ، وهو أمر معروف جيدًا في الأدبيات المعرفية. يمكن عمل كلا النوعين في الوقت الفعلي ، وأثناء العمل ، وبالتالي يكونان متزامنين.
كما يمكن أن تكون لاحقة ، كما هو الحال في المقابلات ، أو الكلمات اللفظية للموضوعات عندما يشاهدون أشرطة فيديو لعملهم. أما فيما يتعلق بصحة الكلام اللفظي ، فلا ينبغي للقارئ أن يتجاهل الشك الذي أثير في هذا الصدد بسبب الجدل بين نيسبت ودي كامب ويلسون (1977) ووايت (1988) والاحتياطات التي اقترحها العديد من المؤلفين الذين يدركون أهميتها في الدراسة. للنشاط العقلي في ضوء الصعوبات المنهجية المواجهة (Ericson and Simon 1984؛ Savoyant and Leplat 1983؛ Caverni 1988؛ Bainbridge 1986).
يتطلب تنظيم هذا الدليل ومعالجته وإضفاء الطابع الرسمي عليه لغات وصفية وأحيانًا تحليلات تتجاوز المراقبة الميدانية. تلك الأنشطة العقلية التي يتم استنتاجها من الدليل ، على سبيل المثال ، تظل افتراضية. غالبًا ما يتم وصفها اليوم باستخدام اللغات المشتقة من الذكاء الاصطناعي ، والاستفادة من التمثيلات من حيث المخططات وقواعد الإنتاج والشبكات المتصلة. علاوة على ذلك ، فإن استخدام المحاكاة الحاسوبية - للعوالم الدقيقة - لتحديد أنشطة عقلية معينة قد انتشر على نطاق واسع ، على الرغم من أن صحة النتائج التي تم الحصول عليها من مثل هذه المحاكاة المحوسبة ، في ضوء تعقيد العالم الصناعي ، هي موضع نقاش. أخيرًا ، يجب أن نذكر النمذجة المعرفية لبعض الأنشطة العقلية المستخرجة من المجال. من بين أشهرها تشخيص مشغل محطة للطاقة النووية ، الذي تم إجراؤه في ISPRA (Decortis and Cacciabue 1990) ، وتخطيط الطيار القتالي الذي تم إتقانه في مركز الدراسات والبحوث للطب الجوي (CERMA) (Amalberti وآخرون 1989).
يعد قياس التناقضات بين أداء هذه النماذج وأداء المشغلين الحقيقيين حقلاً مثمرًا في تحليل النشاط. الأداء هي نتيجة النشاط ، الاستجابة النهائية التي يقدمها الموضوع لمتطلبات المهمة. يتم التعبير عنها على مستوى الإنتاج: الإنتاجية ، الجودة ، الخطأ ، الحوادث ، الحوادث - وحتى ، على المستوى العالمي ، التغيب أو معدل الدوران. ولكن يجب أيضًا تحديده على المستوى الفردي: التعبير الذاتي عن الرضا أو الإجهاد أو التعب أو عبء العمل ، والعديد من الاستجابات الفسيولوجية هي أيضًا مؤشرات أداء. فقط مجموعة البيانات الكاملة تسمح بتفسير النشاط - أي الحكم على ما إذا كان يعزز الأهداف المرجوة أم لا مع البقاء ضمن الحدود البشرية. توجد مجموعة من المعايير التي توجه المراقب إلى حد معين. لكن هذه القواعد ليست كذلك تقع- لا يأخذون بعين الاعتبار السياق وتقلباته وظروف العامل. هذا هو السبب في تصميم بيئة العمل ، حتى في حالة وجود قواعد ومعايير ونماذج ، يُنصح المصممون باختبار المنتج باستخدام النماذج الأولية في أقرب وقت ممكن وتقييم نشاط المستخدمين وأدائهم.
العمل الفردي أو الجماعي؟
بينما في الغالبية العظمى من الحالات ، يكون العمل فعلًا جماعيًا ، إلا أن معظم تحليلات العمل تركز على المهام أو الأنشطة الفردية. ومع ذلك ، فإن الحقيقة هي أن التطور التكنولوجي ، تمامًا مثل تنظيم العمل ، يؤكد اليوم على العمل الموزع ، سواء كان ذلك بين العمال والآلات أو ببساطة داخل مجموعة. ما هي المسارات التي تم استكشافها من قبل المؤلفين لأخذ هذا التوزيع في الاعتبار (Rasmussen، Pejtersen and Schmidts 1990)؟ يركزون على ثلاثة جوانب: الهيكل وطبيعة التبادلات والقدرة الهيكلية.
الهيكلية
سواء نظرنا إلى الهيكل كعناصر لتحليل الأشخاص ، أو الخدمات ، أو حتى من الفروع المختلفة لشركة تعمل في شبكة ، فإن وصف الروابط التي توحدهم لا يزال يمثل مشكلة. نحن على دراية بالهيكل التنظيمي داخل الشركات التي تشير إلى هيكل السلطة والتي تعكس أشكالها المختلفة الفلسفة التنظيمية للشركة - منظمة بشكل هرمي للغاية لهيكل شبيه بتايلور ، أو مفلطحة مثل أشعل النار ، حتى المصفوفة ، من أجل هيكل أكثر مرونة. من الممكن تقديم أوصاف أخرى للأنشطة الموزعة: يوجد مثال في الشكل 6. وفي الآونة الأخيرة ، أدت حاجة الشركات إلى تمثيل عمليات تبادل المعلومات الخاصة بها على المستوى العالمي إلى إعادة التفكير في أنظمة المعلومات. بفضل لغات وصفية معينة - على سبيل المثال ، مخططات التصميم ، أو مصفوفات سمات علاقات الكيانات - يمكن وصف هيكل العلاقات على المستوى الجماعي اليوم بطريقة مجردة للغاية ويمكن أن يكون بمثابة نقطة انطلاق لإنشاء أنظمة إدارة محوسبة .
الشكل 6. تصميم دورة الحياة المتكاملة
طبيعة التبادلات
إن مجرد وجود وصف للروابط التي توحد الكيانات لا يخبرنا كثيرًا عن محتوى التبادلات ؛ بالطبع يمكن تحديد طبيعة العلاقة - الحركة من مكان إلى آخر ، ونقل المعلومات ، والاعتماد الهرمي ، وما إلى ذلك - ولكن هذا غالبًا ما يكون غير كافٍ تمامًا. أصبح تحليل الاتصالات داخل الفرق وسيلة مفضلة لالتقاط طبيعة العمل الجماعي ، بما في ذلك الموضوعات المذكورة ، وإنشاء لغة مشتركة في الفريق ، وتعديل الاتصالات عندما تكون الظروف حرجة ، وما إلى ذلك (Tardieu و Nanci و Pascot 1985 ؛ Rolland 1986 ؛ Navarro 1990 ؛ Van Daele 1992 ؛ Lacoste 1983 ؛ Moray ، Sanderson and Vincente 1989). تعد معرفة هذه التفاعلات مفيدة بشكل خاص لإنشاء أدوات الكمبيوتر ، ولا سيما وسائل صنع القرار لفهم الأخطاء. تم وصف المراحل المختلفة والصعوبات المنهجية المرتبطة باستخدام هذا الدليل بشكل جيد بواسطة Falzon (1991).
القدرة الهيكلية
إن العمل على الأنشطة بدلاً من المهام هو الذي فتح مجال القدرة الهيكلية - أي إعادة التشكيل المستمرة للعمل الجماعي تحت تأثير العوامل السياقية. دراسات مثل تلك التي أجراها روغالسكي (1991) ، الذي قام على مدى فترة طويلة بتحليل الأنشطة الجماعية التي تتعامل مع حرائق الغابات في فرنسا ، وبوردون وويل فاسينا (1994) ، الذين درسوا الهيكل التنظيمي الذي تم إنشاؤه للتعامل مع حوادث السكك الحديدية ، كلاهما مليء بالمعلومات. وهي توضح بوضوح كيف يصوغ السياق هيكل التبادلات ، وعدد ونوع الفاعلين المعنيين ، وطبيعة الاتصالات وعدد المعلمات الأساسية للعمل. كلما تذبذب هذا السياق ، كلما تمت إزالة الأوصاف الثابتة للمهمة من الواقع. إن معرفة هذه القدرة ، وفهم أفضل للظواهر التي تحدث داخلها ، أمران أساسيان في التخطيط لما لا يمكن التنبؤ به ومن أجل توفير تدريب أفضل لأولئك المشاركين في العمل الجماعي في أزمة.
استنتاجات
تعد المراحل المختلفة لتحليل العمل التي تم وصفها جزءًا تكراريًا من أي دورة تصميم للعوامل البشرية (انظر الشكل 6). في هذا التصميم لأي كائن تقني ، سواء كان أداة أو محطة عمل أو مصنعًا ، حيث يتم اعتبار العوامل البشرية ، هناك حاجة إلى معلومات معينة في الوقت المناسب. بشكل عام ، تتميز بداية دورة التصميم بالحاجة إلى البيانات التي تتضمن قيودًا بيئية ، وأنواع الوظائف التي يتعين القيام بها ، والخصائص المختلفة للمستخدمين. تسمح هذه المعلومات الأولية بوضع مواصفات الكائن بحيث تأخذ في الاعتبار متطلبات العمل. لكن هذا ، إلى حد ما ، مجرد نموذج خشن مقارنة بموقف العمل الحقيقي. وهذا يفسر سبب أهمية النماذج والنماذج الأولية بحيث لا تسمح ، منذ بدايتها ، بتقييم الوظائف نفسها ، ولكن أنشطة المستخدمين المستقبليين. وبالتالي ، في حين أن تصميم الصور على الشاشة في غرفة التحكم يمكن أن يعتمد على تحليل إدراكي شامل للوظيفة التي يتعين القيام بها ، فإن التحليل القائم على البيانات للنشاط فقط سيسمح بتحديد دقيق لما إذا كان النموذج الأولي سوف يفعل بالفعل تكون مفيدة في وضع العمل الفعلي (Van Daele 1988). بمجرد تشغيل الكائن الفني النهائي ، يتم التركيز بشكل أكبر على أداء المستخدمين وعلى المواقف المختلة ، مثل الحوادث أو الخطأ البشري. يسمح جمع هذا النوع من المعلومات بإجراء التصحيحات النهائية التي ستزيد من موثوقية الكائن المكتمل وقابليته للاستخدام. تعمل كل من الصناعة النووية وصناعة الطيران كمثال: تتضمن التعليقات التشغيلية الإبلاغ عن كل حادث يقع. بهذه الطريقة ، تأتي حلقة التصميم بدائرة كاملة.
يمثل الكائن البشري نظامًا بيولوجيًا معقدًا على مستويات مختلفة من التنظيم ، من المستوى الجزيئي الخلوي إلى الأنسجة والأعضاء. الكائن الحي عبارة عن نظام مفتوح ، يتبادل المادة والطاقة مع البيئة من خلال العديد من التفاعلات الكيميائية الحيوية في توازن ديناميكي. يمكن أن تكون البيئة ملوثة أو ملوثة بمواد سامة مختلفة.
يمكن لاختراق جزيئات أو أيونات المواد السامة من بيئة العمل أو البيئة المعيشية في مثل هذا النظام البيولوجي المنسق بشدة أن يفسد بشكل عكسي أو لا رجعة فيه العمليات الكيميائية الحيوية الخلوية العادية ، أو حتى يؤذي الخلية ويدمرها (انظر "الإصابة الخلوية والموت الخلوي").
يمكن تقسيم اختراق مادة سامة من البيئة إلى مواقع تأثيرها السام داخل الكائن الحي إلى ثلاث مراحل:
هنا سنركز اهتمامنا حصريًا على عمليات الحركية السمية داخل الكائن البشري بعد التعرض للمواد السامة في البيئة.
سوف تخترق جزيئات أو أيونات المواد السامة الموجودة في البيئة الكائن الحي من خلال الجلد والغشاء المخاطي ، أو الخلايا الظهارية للجهاز التنفسي والجهاز الهضمي ، اعتمادًا على نقطة الدخول. وهذا يعني أن جزيئات وأيونات المواد السامة يجب أن تخترق الأغشية الخلوية لهذه الأنظمة البيولوجية ، وكذلك من خلال نظام معقد من الأغشية الداخلية داخل الخلية.
تحدث جميع العمليات السمية والديناميكية السامة على المستوى الجزيئي الخلوي. تؤثر العديد من العوامل على هذه العمليات ويمكن تقسيمها إلى مجموعتين أساسيتين:
الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمواد السامة
في عام 1854 بدأ عالم السموم الروسي EV Pelikan دراسات حول العلاقة بين التركيب الكيميائي لمادة ما ونشاطها البيولوجي - علاقة نشاط التركيب (SAR). يحدد التركيب الكيميائي بشكل مباشر الخواص الفيزيائية والكيميائية ، وبعضها مسؤول عن النشاط البيولوجي.
لتحديد التركيب الكيميائي ، يمكن اختيار العديد من المعلمات كوصفات ، والتي يمكن تقسيمها إلى مجموعات مختلفة:
1. فيزيائي-كيميائي:
2. مجسم: الحجم الجزيئي والشكل ومساحة السطح وشكل البنية التحتية والتفاعل الجزيئي وما إلى ذلك.
3. الهيكلي: عدد الروابط عدد الحلقات (في المركبات متعددة الحلقات) ، مدى التفرع ، إلخ.
لكل مادة سامة من الضروري اختيار مجموعة من الواصفات المتعلقة بآلية نشاط معينة. ومع ذلك ، من وجهة نظر الحركية السمية ، هناك عاملان لهما أهمية عامة لجميع المواد السامة:
بالنسبة للغبار المستنشق والهباء الجوي ، فإن حجم الجسيمات وشكلها ومساحة السطح والكثافة تؤثر أيضًا على حركتها السامة ودينامياتها السامة.
هيكل وخصائص الأغشية
الخلية حقيقية النواة للكائنات البشرية والحيوانية محاطة بغشاء هيولي ينظم نقل المواد ويحافظ على التوازن الخلوي. تمتلك عضيات الخلية (النواة ، الميتوكوندريا) أغشية أيضًا. يتم تجزئة السيتوبلازم الخلوي بواسطة هياكل غشائية معقدة ، وشبكة البلازمية الداخلية ومركب جولجي (الأغشية الداخلية). كل هذه الأغشية متشابهة من الناحية الهيكلية ، ولكنها تختلف في محتوى الدهون والبروتينات.
الهيكل الهيكلي للأغشية عبارة عن طبقة ثنائية من جزيئات الدهون (الفوسفوليبيد ، الشحميات الشحمية ، الكوليسترول). العمود الفقري لجزيء الفسفوليبيد هو الجلسرين مع مجموعتين من مجموعات -OH الخاصة به والتي تم استيرتها بواسطة الأحماض الدهنية الأليفاتية مع 16 إلى 18 ذرة كربون ، والمجموعة الثالثة مؤسترة بواسطة مجموعة فوسفات ومركب نيتروجين (كولين ، إيثانول أمين ، سيرين). في sphyngolipids ، sphyngosine هو القاعدة.
جزيء الدهن برمائي لأنه يتكون من قطبي "رأس" ماء (كحول أميني ، فوسفات ، جلسرين) وتوأم غير قطبي "ذيل" (أحماض دهنية). يتم ترتيب الطبقة الدهنية الثنائية بحيث تشكل الرؤوس المحبة للماء السطح الخارجي والداخلي للغشاء وتمتد ذيول المحبة للدهون نحو الجزء الداخلي من الغشاء ، والذي يحتوي على الماء والأيونات والجزيئات المختلفة.
يتم إدخال البروتينات والبروتينات السكرية في طبقة ثنائية الدهون (بروتينات جوهرية) أو تعلق على سطح الغشاء (بروتينات خارجية). تساهم هذه البروتينات في السلامة الهيكلية للغشاء ، ولكنها قد تؤدي أيضًا وظيفتها كأنزيمات أو ناقلات أو جدران مسامية أو مستقبلات.
يمثل الغشاء بنية ديناميكية يمكن تفكيكها وإعادة بنائها بنسب مختلفة من الدهون والبروتينات ، وفقًا للاحتياجات الوظيفية.
يمثل تنظيم نقل المواد داخل وخارج الخلية إحدى الوظائف الأساسية للأغشية الخارجية والداخلية.
تمر بعض الجزيئات المحبة للدهون مباشرة عبر طبقة ثنائية الدهون. تنتقل الجزيئات والأيونات المحبة للماء عبر المسام. تستجيب الأغشية للظروف المتغيرة عن طريق فتح أو سد مسام معينة بأحجام مختلفة.
تشارك العمليات والآليات التالية في نقل المواد ، بما في ذلك المواد السامة ، عبر الأغشية:
العمليات النشطة:
التوزيع
يمثل هذا حركة الجزيئات والأيونات من خلال طبقة ثنائية الدهون أو المسام من منطقة ذات تركيز عالٍ ، أو جهد كهربائي مرتفع ، إلى منطقة ذات تركيز أو جهد منخفض ("منحدر"). الفرق في التركيز أو الشحنة الكهربائية هو القوة الدافعة التي تؤثر على شدة التدفق في كلا الاتجاهين. في حالة التوازن ، سيكون التدفق مساوياً للتدفق. يتبع معدل الانتشار قانون فيكي ، الذي ينص على أنه يتناسب طرديًا مع السطح المتاح للغشاء ، والاختلاف في التركيز (الشحنة) ومعامل الانتشار المميز ، ويتناسب عكسيًا مع سمك الغشاء.
تمر الجزيئات الصغيرة المحبة للدهون بسهولة عبر طبقة الغشاء الدهنية ، وفقًا لمعامل تقسيم نيرنست.
سوف تستخدم الجزيئات الكبيرة المحبة للدهون والجزيئات والأيونات القابلة للذوبان في الماء قنوات المسام المائية لمرورها. سيؤثر الحجم والتكوين المجسم على مرور الجزيئات. بالنسبة للأيونات ، إلى جانب الحجم ، سيكون نوع الشحنة أمرًا حاسمًا. يمكن أن تكتسب جزيئات البروتين الموجودة في جدران المسام شحنة موجبة أو سالبة. تميل المسام الضيقة إلى أن تكون انتقائية - تسمح الروابط السالبة الشحنة بالمرور فقط للكاتيونات ، وستسمح الروابط المشحونة إيجابياً بالمرور للأنيونات فقط. مع زيادة قطر المسام ، يكون التدفق الهيدروديناميكي هو السائد ، مما يسمح بالمرور الحر للأيونات والجزيئات ، وفقًا لقانون Poiseuille. هذا الترشيح هو نتيجة للتدرج الأسموزي. في بعض الحالات ، يمكن للأيونات أن تخترق جزيئات معقدة معينة -الأيونوفور- التي يمكن أن تنتجها كائنات دقيقة لها تأثيرات المضادات الحيوية (نونكتين ، فالينومايسين ، جراماسيدين ، إلخ).
الانتشار الميسر أو المحفز
هذا يتطلب وجود ناقل في الغشاء ، وعادة ما يكون جزيء بروتين (بيرميز). يقوم الناقل بربط المواد بشكل انتقائي ، ويشبه مركب الركيزة الإنزيم. يمكن للجزيئات المماثلة (بما في ذلك المواد السامة) التنافس على الناقل المحدد حتى يتم الوصول إلى نقطة التشبع. يمكن أن تتنافس المواد السامة على الناقل وعندما تكون مرتبطة به بشكل لا رجعة فيه ، يتم حظر النقل. معدل النقل هو سمة لكل نوع من الناقلات. إذا تم إجراء النقل في كلا الاتجاهين ، فإنه يسمى انتشار التبادل.
النقل النشط
لنقل بعض المواد الحيوية للخلية ، يتم استخدام نوع خاص من المواد الحاملة ، التي تنتقل عكس تدرج التركيز أو الجهد الكهربائي ("صعودًا"). الحامل ذو خصوصية مفرغة للغاية ويمكن أن يكون مشبعًا.
بالنسبة للنقل الشاق ، فإن الطاقة مطلوبة. يتم الحصول على الطاقة اللازمة عن طريق الانقسام التحفيزي لجزيئات ATP إلى ADP بواسطة إنزيم الأدينوزين ثلاثي الفوسفاتيز (ATP-ase).
يمكن أن تتداخل المواد السامة مع هذا النقل عن طريق التثبيط التنافسي أو غير التنافسي للناقل أو عن طريق تثبيط نشاط ATP-ase.
كثرة الخلايا
كثرة الخلايا يُعرَّف بأنه آلية نقل يقوم فيها غشاء الخلية بتطويق المادة عن طريق الالتواء لتشكيل حويصلة تنقلها عبر الخلية. عندما تكون المادة سائلة ، تسمى العملية كثرة الكريات. في بعض الحالات ، ترتبط المادة بمستقبل وينتقل هذا المركب بواسطة حويصلة غشائية. يستخدم هذا النوع من النقل بشكل خاص بواسطة الخلايا الظهارية في الجهاز الهضمي وخلايا الكبد والكلى.
امتصاص المواد السامة
يتعرض الناس للعديد من المواد السامة الموجودة في بيئة العمل والمعيشة ، والتي يمكن أن تخترق الكائن البشري من خلال ثلاث بوابات رئيسية للدخول:
في حالة التعرض في الصناعة ، يمثل الاستنشاق الطريقة السائدة لدخول المواد السامة ، يليه اختراق الجلد. في الزراعة ، يكون التعرض لمبيدات الآفات عن طريق الامتصاص الجلدي مساويًا تقريبًا لحالات الاستنشاق والاختراق الجلدي معًا. يتعرض عامة السكان في الغالب عن طريق تناول الأطعمة والمياه والمشروبات الملوثة ، ثم عن طريق الاستنشاق وفي كثير من الأحيان عن طريق اختراق الجلد.
الامتصاص عن طريق الجهاز التنفسي
يمثل الامتصاص في الرئتين المسار الرئيسي لامتصاص العديد من المواد السامة المحمولة جوًا (الغازات ، والأبخرة ، والأبخرة ، والضباب ، والدخان ، والغبار ، والهباء الجوي ، وما إلى ذلك).
يمثل الجهاز التنفسي (RT) نظامًا مثاليًا لتبادل الغازات يمتلك غشاءًا بسطح 30 مترًا2 (انتهاء الصلاحية) حتى 100 م2 (إلهام عميق) ، يوجد خلفها شبكة من الشعيرات الدموية يبلغ طولها حوالي 2,000 كيلومتر. يتم استيعاب النظام ، الذي تم تطويره من خلال التطور ، في مساحة صغيرة نسبيًا (تجويف الصدر) محميًا بأضلاع.
من الناحية التشريحية والفسيولوجية ، يمكن تقسيم RT إلى ثلاث أقسام:
يتم امتصاص المواد السامة المحبة للماء بسهولة بواسطة ظهارة المنطقة الأنفية الشريانية. يتم تغطية الظهارة الكاملة لمناطق NP و TB بغشاء من الماء. يتم امتصاص المواد السامة المحبة للدهون جزئيًا في NP و TB ، ولكن في الغالب في الحويصلات الهوائية عن طريق الانتشار من خلال الأغشية الحويصلية الشعرية. يعتمد معدل الامتصاص على تهوية الرئة والناتج القلبي (تدفق الدم عبر الرئتين) وقابلية الذوبان في الدم ومعدل الأيض.
في الحويصلات الهوائية ، يتم إجراء تبادل الغازات. يتكون الجدار السنخي من ظهارة ، وهي إطار خلالي من الغشاء القاعدي والنسيج الضام والبطانة الشعرية. يكون انتشار المواد السامة سريعًا جدًا عبر هذه الطبقات التي يبلغ سمكها حوالي 0.8 ميكرومتر. في الحويصلات الهوائية ، تنتقل المادة السامة من الطور الهوائي إلى الطور السائل (الدم). يعتمد معدل امتصاص المادة السامة (توزيع الهواء إلى الدم) على تركيزها في الهواء السنخي ومعامل تقسيم نيرنست للدم (معامل الذوبان).
يمكن إذابة المادة السامة في الدم في المرحلة السائلة عن طريق عمليات فيزيائية بسيطة أو ترتبط بخلايا الدم و / أو مكونات البلازما وفقًا للألفة الكيميائية أو عن طريق الامتزاز. يبلغ محتوى الماء في الدم 75٪ ، وبالتالي فإن الغازات والأبخرة المحبة للماء تظهر قابلية عالية للذوبان في البلازما (على سبيل المثال ، الكحوليات). عادة ما ترتبط المواد السامة المحبة للدهون (مثل البنزين) بالخلايا أو الجزيئات الكبيرة مثل الزلال.
منذ بداية التعرض في الرئتين ، تحدث عمليتان متعاكستان: الامتصاص والامتصاص. يعتمد التوازن بين هذه العمليات على تركيز المادة السامة في الهواء السنخي والدم. في بداية التعرض ، يكون تركيز المادة السامة في الدم صفراً ويبلغ الاحتفاظ بالدم حوالي 0٪. مع استمرار التعرض ، يتحقق التوازن بين الامتصاص والامتصاص. سوف تصل المواد السامة المحبة للماء إلى التوازن بسرعة ، ويعتمد معدل الامتصاص على التهوية الرئوية بدلاً من تدفق الدم. تحتاج المواد السامة المحبة للدهون إلى وقت أطول لتحقيق التوازن ، وهنا يتحكم تدفق الدم غير المشبع في معدل الامتصاص.
يعتمد ترسيب الجسيمات والهباء الجوي في RT على العوامل الفيزيائية والفسيولوجية ، وكذلك حجم الجسيمات. باختصار ، كلما كان الجسيم أصغر كلما تعمق اختراقه في RT.
يشير الاحتفاظ المنخفض الثابت نسبيًا بجزيئات الغبار في رئتي الأشخاص المعرضين بشدة (مثل عمال المناجم) إلى وجود نظام فعال للغاية لإزالة الجسيمات. في الجزء العلوي من RT (القصبة الهوائية) ، تقوم بطانية مخاطية الهدبية بالتخليص. في الجزء الرئوي ، تعمل ثلاث آليات مختلفة: (1) البطانية المخاطية الهدبية ، (2) البلعمة و (3) الاختراق المباشر للجسيمات من خلال الجدار السنخي.
تمتلك أول 17 فرعًا من أصل 23 فرعًا لشجرة القصبة الهوائية خلايا طلائية مهدبة. من خلال ضرباتهم ، تحرك هذه الأهداب باستمرار بطانية مخاطية نحو الفم. سيتم ابتلاع الجسيمات المترسبة على البطانية المخاطية الهدبية في الفم (الابتلاع). تغطي البطانية المخاطية أيضًا سطح الظهارة السنخية ، وتتجه نحو البطانية المخاطية الهدبية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الخلايا المتخصصة المتحركة - البالعات - تبتلع الجسيمات والكائنات الدقيقة في الحويصلات الهوائية وتهاجر في اتجاهين محتملين:
الامتصاص عن طريق الجهاز الهضمي
يمكن تناول المواد السامة في حالة البلع العرضي ، أو تناول الأطعمة والمشروبات الملوثة ، أو ابتلاع الجزيئات التي تم التخلص منها من RT.
تم بناء القناة الهضمية بأكملها ، من المريء إلى فتحة الشرج ، بنفس الطريقة. الطبقة المخاطية (الظهارة) مدعومة بنسيج ضام ثم بشبكة من الشعيرات الدموية والعضلات الملساء. تتجعد ظهارة سطح المعدة بشدة لزيادة مساحة سطح الامتصاص / الإفراز. تحتوي منطقة الأمعاء على العديد من النتوءات الصغيرة (الزغابات) ، والتي تكون قادرة على امتصاص المواد عن طريق "الضخ". تبلغ المساحة النشطة للامتصاص في الأمعاء حوالي 100 متر2.
في الجهاز الهضمي (GIT) ، تكون جميع عمليات الامتصاص نشطة للغاية:
تستخدم بعض أيونات المعادن السامة أنظمة نقل متخصصة للعناصر الأساسية: يستخدم الثاليوم والكوبالت والمنغنيز نظام الحديد ، بينما يبدو أن الرصاص يستخدم نظام الكالسيوم.
تؤثر العديد من العوامل على معدل امتصاص المواد السامة في أجزاء مختلفة من الجهاز الهضمي:
من الضروري أيضًا ذكر الدوران المعوي الكبدي. تفرز المواد السامة القطبية و / أو المستقلبات (الغلوكورونيدات والمقارنات الأخرى) مع الصفراء في الاثني عشر. هنا تقوم إنزيمات البكتيريا بإجراء التحلل المائي ويمكن إعادة امتصاص المنتجات المحررة ونقلها عن طريق الوريد البابي إلى الكبد. هذه الآلية خطيرة للغاية في حالة المواد السامة للكبد ، مما يتيح تراكمها المؤقت في الكبد.
في حالة المواد السامة التي تتحول حيوياً في الكبد إلى مستقلبات أقل سمية أو غير سامة ، قد يمثل الابتلاع بوابة دخول أقل خطورة. بعد الامتصاص في الجهاز الهضمي ، يتم نقل هذه المواد السامة عن طريق الوريد البابي إلى الكبد ، وهناك يمكن إزالة السموم منها جزئيًا عن طريق التحول الأحيائي.
الامتصاص عن طريق الجلد (عن طريق الجلد ، عن طريق الجلد)
الجلد (1.8 م2 من السطح في الإنسان البالغ) مع الأغشية المخاطية لفتحات الجسم ، تغطي سطح الجسم. إنه يمثل حاجزًا ضد العوامل الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية ، ويحافظ على سلامة الجسم والتوازن وأداء العديد من المهام الفسيولوجية الأخرى.
يتكون الجلد بشكل أساسي من ثلاث طبقات: البشرة والجلد الحقيقي (الأدمة) والأنسجة تحت الجلد (اللحمة). من وجهة نظر السموم ، فإن البشرة هي الأكثر أهمية هنا. إنه مبني من طبقات عديدة من الخلايا. السطح القرني للخلايا الميتة المفلطحة (الطبقة القرنية) هي الطبقة العليا ، والتي توجد تحتها طبقة مستمرة من الخلايا الحية (الطبقة القرنية المدمجة) ، يليها غشاء دهني نموذجي ، ثم الطبقة الصافية ، والطبقة النحوية والطبقة مخاط. يمثل الغشاء الدهني حاجزًا وقائيًا ، ولكن في الأجزاء المشعرة من الجلد ، تخترق بصيلات الشعر وقنوات الغدد العرقية من خلاله. لذلك ، يمكن أن يحدث امتصاص الجلد من خلال الآليات التالية:
يعتمد معدل الامتصاص عبر الجلد على عدة عوامل:
نقل المواد السامة عن طريق الدم واللمف
بعد امتصاص أي من بوابات الدخول هذه ، ستصل المواد السامة إلى الدم أو الليمفاوية أو سوائل الجسم الأخرى. يمثل الدم الوسيلة الرئيسية لنقل المواد السامة ومستقلباتها.
الدم عبارة عن عضو يدور في السوائل ، ينقل الأكسجين الضروري والمواد الحيوية إلى الخلايا ويزيل فضلات التمثيل الغذائي. يحتوي الدم أيضًا على مكونات خلوية وهرمونات وجزيئات أخرى تشارك في العديد من الوظائف الفسيولوجية. يتدفق الدم داخل الأوعية الدموية المغلقة نسبيًا وذات الضغط المرتفع ، مدفوعًا بنشاط القلب. بسبب الضغط العالي ، يحدث تسرب للسوائل. يمثل الجهاز الليمفاوي نظام الصرف ، على شكل شبكة دقيقة من الشعيرات الدموية الليمفاوية الصغيرة ذات الجدران الرقيقة المتفرعة عبر الأنسجة والأعضاء الرخوة.
الدم هو خليط من الطور السائل (البلازما ، 55٪) وخلايا الدم الصلبة (45٪). تحتوي البلازما على البروتينات (الألبومين ، الجلوبيولين ، الفيبرينوجين) ، الأحماض العضوية (اللاكتيك ، الجلوتاميك ، الستريك) والعديد من المواد الأخرى (الدهون ، البروتينات الدهنية ، البروتينات السكرية ، الإنزيمات ، الأملاح ، الكائنات الحية الدقيقة ، إلخ). تشمل عناصر خلايا الدم كريات الدم الحمراء (Er) ، والكريات البيض ، والخلايا الشبكية ، والوحيدات ، والصفائح الدموية.
يتم امتصاص المواد السامة في صورة جزيئات وأيونات. تشكل بعض المواد السامة عند درجة حموضة الدم جزيئات غروانية كشكل ثالث في هذا السائل. للجزيئات والأيونات والغرويات من المواد السامة احتمالات مختلفة للنقل في الدم:
توجد معظم المواد السامة في الدم جزئيًا في حالة حرة في البلازما ومرتبطة جزئيًا بخلايا الدم الحمراء ومكونات البلازما. يعتمد التوزيع على ألفة المواد السامة لهذه المكونات. جميع الكسور في حالة توازن ديناميكي.
يتم نقل بعض المواد السامة عن طريق عناصر الدم - غالبًا عن طريق كريات الدم الحمراء ، ونادرًا ما يتم نقلها عن طريق الكريات البيض. يمكن امتصاص المواد السامة على سطح Er ، أو يمكن أن ترتبط بروابط السدى. إذا تغلغلوا في Er فيمكنهم الارتباط بالهيم (مثل أول أكسيد الكربون والسيلينيوم) أو بالجلوبين (Sb111، بو210). بعض المواد السامة التي تنقلها Er هي الزرنيخ والسيزيوم والثوريوم والرادون والرصاص والصوديوم. يرتبط الكروم سداسي التكافؤ حصريًا بـ Er و الكروم ثلاثي التكافؤ ببروتينات البلازما. بالنسبة للزنك ، تحدث المنافسة بين Er والبلازما. يتم نقل حوالي 96٪ من الرصاص بواسطة Er. يرتبط الزئبق العضوي في الغالب بـ Er وينقل الزئبق غير العضوي في الغالب بواسطة ألبومين البلازما. تحمل Er الأجزاء الصغيرة من البريليوم والنحاس والتيلوريوم واليورانيوم.
يتم نقل غالبية المواد السامة عن طريق بروتينات البلازما أو البلازما. توجد العديد من الإلكتروليتات على شكل أيونات في حالة توازن مع جزيئات غير مفككة حرة أو مرتبطة بأجزاء البلازما. هذا الجزء الأيوني من المواد السامة قابل للانتشار بشكل كبير ، حيث يخترق جدران الشعيرات الدموية في الأنسجة والأعضاء. يمكن إذابة الغازات والأبخرة في البلازما.
تبلغ مساحة سطح بروتينات البلازما حوالي 600 إلى 800 كيلومتر2 عرضت لامتصاص المواد السامة. تمتلك جزيئات الألبومين حوالي 109 كاتيوني و 120 رابطة أنيونية في التخلص من الأيونات. يحمل الألبومين العديد من الأيونات جزئيًا (على سبيل المثال ، النحاس والزنك والكادميوم) ، مثل مركبات مثل دينترو- وكريسول أورثو- ومشتقات النيترو والهالوجين للهيدروكربونات العطرية والفينولات.
تنقل جزيئات الجلوبيولين (ألفا وبيتا) جزيئات صغيرة من المواد السامة وكذلك بعض الأيونات المعدنية (النحاس والزنك والحديد) والجزيئات الغروانية. يُظهر الفيبرينوجين تقاربًا لبعض الجزيئات الصغيرة. يمكن أن تشارك أنواع عديدة من الروابط في ربط المواد السامة ببروتينات البلازما: قوى فان دير فالس ، جذب الشحنات ، الارتباط بين المجموعات القطبية وغير القطبية ، جسور الهيدروجين ، الروابط التساهمية.
تنقل البروتينات الدهنية في البلازما المواد السامة المحبة للدهون مثل مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور. تعمل كسور البلازما الأخرى كوسيلة نقل أيضًا. يقترح تقارب المواد السامة لبروتينات البلازما تقاربها للبروتينات في الأنسجة والأعضاء أثناء التوزيع.
تشكل الأحماض العضوية (اللاكتيك ، الجلوتامين ، الستريك) معقدات تحتوي على بعض المواد السامة. الأتربة القلوية والأتربة النادرة ، بالإضافة إلى بعض العناصر الثقيلة على شكل كاتيونات ، تكون معقدًا أيضًا بالأكسجين العضوي والأحماض الأمينية. عادة ما تكون كل هذه المجمعات قابلة للانتشار ويمكن توزيعها بسهولة في الأنسجة والأعضاء.
تتنافس عوامل التخلب الفسيولوجية في البلازما مثل الترانسفيرين والميتالوثيونين مع الأحماض العضوية والأحماض الأمينية على الكاتيونات لتكوين مخلّبات مستقرة.
يتم إزالة الأيونات الحرة القابلة للانتشار وبعض المركبات وبعض الجزيئات الحرة بسهولة من الدم إلى الأنسجة والأعضاء. يكون الجزء الحر من الأيونات والجزيئات في حالة توازن ديناميكي مع الجزء المرتبط. يتحكم تركيز المادة السامة في الدم في معدل انتشارها في الأنسجة والأعضاء ، أو انتقالها منها إلى الدم.
توزيع المواد السامة في الجسم
يمكن تقسيم الكائن البشري إلى ما يلي مقصورات. (1) الأعضاء الداخلية ، (2) الجلد والعضلات ، (3) الأنسجة الدهنية ، (4) النسيج الضام والعظام. يعتمد هذا التصنيف في الغالب على درجة نضح الأوعية الدموية (الدم) بترتيب تنازلي. على سبيل المثال ، الأعضاء الداخلية (بما في ذلك الدماغ) ، والتي تمثل 12٪ فقط من إجمالي وزن الجسم ، تتلقى حوالي 75٪ من إجمالي حجم الدم. من ناحية أخرى ، تتلقى الأنسجة الضامة والعظام (15٪ من إجمالي وزن الجسم) XNUMX٪ فقط من إجمالي حجم الدم.
تحقق الأعضاء الداخلية المروية جيدًا عمومًا أعلى تركيز للمواد السامة في أقصر وقت ، بالإضافة إلى التوازن بين الدم وهذه الحيز. إن امتصاص المواد السامة من قبل الأنسجة الأقل تروية يكون أبطأ بكثير ، لكن الاحتفاظ بها أعلى ومدة البقاء أطول بكثير (التراكم) بسبب انخفاض التروية.
هناك ثلاثة مكونات ذات أهمية كبيرة لتوزيع المواد السامة داخل الخلايا: محتوى الماء والدهون والبروتينات في خلايا الأنسجة والأعضاء المختلفة. يتبع ترتيب المقصورات المذكور أعلاه أيضًا عن كثب انخفاض محتوى الماء في خلاياهم. سوف يتم توزيع المواد السامة المحبة للماء بسرعة أكبر على سوائل الجسم والخلايا ذات المحتوى المائي العالي ، والمواد السامة المحبة للدهون إلى الخلايا ذات المحتوى الدهني العالي (الأنسجة الدهنية).
يمتلك الكائن الحي بعض الحواجز التي تعيق تغلغل بعض مجموعات المواد السامة ، ومعظمها محبة للماء ، إلى أعضاء وأنسجة معينة ، مثل:
كما لوحظ سابقًا ، تتوفر فقط الأشكال الحرة من المواد السامة في البلازما (الجزيئات والأيونات والغرويات) للاختراق من خلال جدران الشعيرات الدموية المشاركة في التوزيع. هذا الكسر الحر في توازن ديناميكي مع الكسر المنضم. يكون تركيز المواد السامة في الدم في حالة توازن ديناميكي مع تركيزها في الأعضاء والأنسجة ، والتحكم في الاحتفاظ (التراكم) أو التعبئة منها.
تلعب حالة الكائن الحي والحالة الوظيفية للأعضاء (خاصة التنظيم العصبي الخلطي) والتوازن الهرموني وعوامل أخرى دورًا في التوزيع.
عادة ما يكون الاحتفاظ بالمادة السامة في حجرة معينة مؤقتًا ويمكن أن تحدث إعادة التوزيع في الأنسجة الأخرى. يعتمد الاستبقاء والتراكم على الفرق بين معدلات الامتصاص والقضاء. يتم التعبير عن مدة الاحتفاظ في الحجرة بنصف العمر البيولوجي. هذه هي الفترة الزمنية التي يتم فيها إزالة 50٪ من المادة السامة من الأنسجة أو العضو وإعادة توزيعها أو نقلها أو إزالتها من الكائن الحي.
تحدث عمليات التحول الأحيائي أثناء التوزيع والاحتفاظ في مختلف الأعضاء والأنسجة. ينتج التحول الأحيائي المزيد من الأيضات القطبية والأكثر محبة للماء ، والتي يتم التخلص منها بسهولة أكبر. سيؤدي انخفاض معدل التحول الأحيائي لمادة سامة محبة للدهون بشكل عام إلى تراكمها في حجرة.
يمكن تقسيم المواد السامة إلى أربع مجموعات رئيسية وفقًا لتقاربها ، والاحتفاظ السائد والتراكم في حجرة معينة:
التراكم في الأنسجة الغنية بالدهون
"الرجل القياسي" الذي يبلغ وزنه 70 كجم يحتوي على حوالي 15٪ من وزن الجسم على شكل أنسجة دهنية ، تزداد مع السمنة إلى 50٪. ومع ذلك ، فإن هذا الجزء الدهني لا يتم توزيعه بشكل موحد. الدماغ (CNS) هو عضو غني بالدهون ، والأعصاب الطرفية ملفوفة بغمد المايلين الغني بالدهون وخلايا شوان. كل هذه الأنسجة توفر إمكانيات لتراكم المواد السامة المحبة للدهون.
سيتم توزيع العديد من المواد السامة غير المنحل بالكهرباء وغير القطبية مع معامل تقسيم نيرنست المناسب على هذه الحجرة ، بالإضافة إلى العديد من المذيبات العضوية (الكحوليات ، والألدهيدات ، والكيتونات ، وما إلى ذلك) ، والهيدروكربونات المكلورة (بما في ذلك المبيدات الحشرية الكلورية العضوية مثل DDT) ، بعض الغازات الخاملة (الرادون) ، إلخ.
سوف تتراكم الأنسجة الدهنية المواد السامة بسبب انخفاض الأوعية الدموية وانخفاض معدل التحول الأحيائي. قد يمثل تراكم المواد السامة هنا نوعًا من "التعادل" المؤقت بسبب عدم وجود أهداف للتأثيرات السامة. ومع ذلك ، فإن الخطر المحتمل على الكائن الحي موجود دائمًا بسبب إمكانية نقل المواد السامة من هذه المقصورة إلى الدورة الدموية.
يعتبر ترسب المواد السامة في الدماغ (CNS) أو الأنسجة الغنية بالدهون من غمد المايلين للجهاز العصبي المحيطي أمرًا خطيرًا للغاية. تترسب المواد السامة للأعصاب هنا بجوار أهدافها مباشرة. يمكن أن تسبب المواد السامة المحتجزة في الأنسجة الغنية بالدهون في الغدد الصماء اضطرابات هرمونية. على الرغم من الحاجز الدموي الدماغي ، فإن العديد من المواد السامة للأعصاب ذات الطبيعة المحبة للدهون تصل إلى الدماغ (CNS): التخدير ، والمذيبات العضوية ، والمبيدات الحشرية ، ورابع إيثيل الرصاص ، ومضادات الأكسدة العضوية ، وما إلى ذلك.
الاحتفاظ في الجهاز الشبكي البطاني
في كل نسيج وعضو ، تكون نسبة معينة من الخلايا متخصصة في نشاط البلعمة ، وابتلاع الكائنات الحية الدقيقة ، والجزيئات ، والجزيئات الغروانية ، وما إلى ذلك. يُطلق على هذا النظام اسم الجهاز الشبكي البطاني (RES) ، والذي يشمل الخلايا الثابتة وكذلك الخلايا المتحركة (الخلايا البالعة). هذه الخلايا موجودة في شكل غير نشط. ستؤدي زيادة الميكروبات والجزيئات المذكورة أعلاه إلى تنشيط الخلايا حتى نقطة التشبع.
سيتم التقاط المواد السامة في شكل الغرويات بواسطة RES للأعضاء والأنسجة. يعتمد التوزيع على حجم الجسيمات الغروانية. بالنسبة للجزيئات الأكبر ، يفضل الاحتفاظ في الكبد. مع وجود جزيئات غروانية أصغر ، سيحدث توزيع موحد أكثر أو أقل بين الطحال ونخاع العظام والكبد. إزالة الغرويات من RES بطيئة للغاية ، على الرغم من إزالة الجسيمات الصغيرة بسرعة أكبر نسبيًا.
تراكم العظام
يمكن التعرف على حوالي 60 عنصرًا كعناصر عظمية أو باحثين عن العظام.
يمكن تقسيم العناصر الموجه للعظم إلى ثلاث مجموعات:
يمثل الهيكل العظمي للرجل القياسي 10 إلى 15 ٪ من إجمالي وزن الجسم ، وهو ما يمثل مستودع تخزين كبير محتمل للمواد السامة للعظام. العظام هو نسيج عالي التخصص يتكون من 54٪ معادن و 38٪ مادة عضوية. المصفوفة المعدنية للعظام هي هيدروكسيباتيت ، كاليفورنيا10(أ ف ب4)6(OH)2 ، حيث تكون نسبة الكالسيوم إلى الفوسفور حوالي 1.5 إلى واحد. تبلغ مساحة سطح المعدن المتاح للامتصاص حوالي 100 متر2 لكل غرام من العظام.
يمكن تقسيم النشاط الأيضي لعظام الهيكل العظمي إلى فئتين:
في الجنين ، تمثل العظام الأيضية للرضع والأطفال الصغار (انظر "الهيكل العظمي المتاح") ما يقرب من 100٪ من الهيكل العظمي. مع تقدم العمر تنخفض هذه النسبة المئوية من العظام الأيضية. يظهر دمج المواد السامة أثناء التعرض في العظم الأيضي وفي حجيرات تقلب ببطء.
يحدث دمج المواد السامة في العظام بطريقتين:
تفاعلات التبادل الأيوني
يمثل معدن العظم ، هيدروكسيباتيت ، نظام تبادل أيوني معقد. يمكن استبدال كاتيونات الكالسيوم بمختلف الكاتيونات. يمكن أيضًا تبادل الأنيونات الموجودة في العظام بواسطة الأنيونات: الفوسفات مع السترات والكربونات ، الهيدروكسيل مع الفلور. الأيونات غير القابلة للتبديل يمكن أن تمتص على السطح المعدني. عندما يتم دمج الأيونات السامة في المعدن ، يمكن لطبقة جديدة من المعدن أن تغطي السطح المعدني ، ودفن المواد السامة في بنية العظام. التبادل الأيوني هو عملية قابلة للعكس تعتمد على تركيز الأيونات ودرجة الحموضة وحجم السائل. وهكذا ، على سبيل المثال ، قد تؤدي زيادة الكالسيوم الغذائي إلى تقليل ترسب الأيونات السامة في شبكة المعادن. لقد ذكر أنه مع تقدم العمر تنخفض النسبة المئوية للعظام الأيضية ، على الرغم من استمرار التبادل الأيوني. مع تقدم العمر ، يحدث ارتشاف معادن العظام ، حيث تقل كثافة العظام بالفعل. في هذه المرحلة ، يمكن إطلاق المواد السامة في العظام (مثل الرصاص).
حوالي 30٪ من الأيونات المدمجة في معادن العظام مرتبطة بشكل غير محكم ويمكن تبادلها ، والتقاطها بواسطة عوامل مخلبية طبيعية وإخراجها ، مع عمر نصف بيولوجي يبلغ 15 يومًا. الـ 70٪ الباقية ملتزمة بقوة أكبر. يُظهر تعبئة وإفراز هذا الجزء عمرًا بيولوجيًا يبلغ 2.5 سنة وأكثر اعتمادًا على نوع العظام (عمليات إعادة التشكيل).
يمكن للعوامل المخلبية (Ca-EDTA ، البنسيلامين ، BAL ، إلخ) تعبئة كميات كبيرة من بعض المعادن الثقيلة ، ويزداد إفرازها في البول بشكل كبير.
الامتزاز الغرواني
يتم امتصاص جزيئات الغروانية كغشاء على السطح المعدني (100 م2 لكل ز) بواسطة قوى فان دير فال أو الامتصاص الكيميائي. هذه الطبقة من الغرويات على الأسطح المعدنية مغطاة بالطبقة التالية من المعادن المشكلة ، والمواد السامة مدفونة أكثر في بنية العظام. يعتمد معدل التعبئة والقضاء على عمليات إعادة التشكيل.
تراكم في الشعر والأظافر
يحتوي الشعر والأظافر على الكيراتين ، مع مجموعات الكبريتيد القادرة على تخليب الكاتيونات المعدنية مثل الزئبق والرصاص.
توزيع مادة سامة داخل الخلية
في الآونة الأخيرة ، أصبح توزيع المواد السامة ، وخاصة بعض المعادن الثقيلة ، داخل خلايا الأنسجة والأعضاء أمرًا مهمًا. باستخدام تقنيات التنبيذ الفائق ، يمكن فصل أجزاء مختلفة من الخلية لتحديد محتواها من أيونات المعادن والمواد السامة الأخرى.
كشفت الدراسات التي أجريت على الحيوانات أنه بعد اختراق الخلية ، ترتبط بعض أيونات المعادن ببروتين معين ، ميتالوثيونين. يوجد هذا البروتين ذو الوزن الجزيئي المنخفض في خلايا الكبد والكلى والأعضاء والأنسجة الأخرى. يمكن لمجموعات الكبريتيدريل أن تربط ستة أيونات لكل جزيء. يؤدي زيادة وجود أيونات المعادن إلى تحفيز التخليق الحيوي لهذا البروتين. أيونات الكادميوم هي المحفز الأكثر فاعلية. يعمل الميتالوثيونين أيضًا على الحفاظ على توازن أيونات النحاس والزنك الحيوية. يمكن أن يربط الميتالوثيونين الزنك والنحاس والكادميوم والزئبق والبزموت والذهب والكوبالت وغيرها من الكاتيونات.
التحول البيولوجي والقضاء على المواد السامة
أثناء الاحتفاظ في خلايا الأنسجة والأعضاء المختلفة ، تتعرض المواد السامة إلى إنزيمات يمكنها تحويلها (استقلابها) ، وإنتاج المستقلبات. هناك العديد من المسارات للتخلص من المواد السامة و / أو المستقلبات: عن طريق الهواء الزفير عبر الرئتين ، والبول عبر الكلى ، والصفراء عبر الجهاز الهضمي ، والعرق عبر الجلد ، واللعاب عبر الغشاء المخاطي للفم ، والحليب عن طريق الغدد الثديية ، وعن طريق الشعر والأظافر عن طريق النمو الطبيعي ودوران الخلايا.
يعتمد التخلص من المادة السامة الممتصة على بوابة الدخول. تبدأ عملية الامتصاص / الامتصاص في الرئتين على الفور ويتم التخلص من المواد السامة جزئيًا عن طريق هواء الزفير. إن القضاء على المواد السامة التي تمتصها مسارات الدخول الأخرى مطول ويبدأ بعد النقل بالدم ، ويكتمل في النهاية بعد التوزيع والتحول الأحيائي. أثناء الامتصاص يوجد توازن بين تركيزات مادة سامة في الدم والأنسجة والأعضاء. يقلل الإفراز من تركيز المادة السامة في الدم وقد يؤدي إلى تحريك المادة السامة من الأنسجة إلى الدم.
يمكن أن تؤثر العديد من العوامل على معدل التخلص من المواد السامة ومستقلباتها من الجسم:
هنا نميز مجموعتين من المقصورات: (1) نظام التبادل السريع - في هذه الأجزاء ، يكون تركيز المادة السامة في الأنسجة مشابهًا لتركيز الدم ؛ و (2) نظام التبادل البطيء، حيث يكون تركيز المادة السامة في الأنسجة أعلى منه في الدم بسبب الترابط والتراكم - يمكن للأنسجة الدهنية والهيكل العظمي والكليتين الاحتفاظ مؤقتًا ببعض المواد السامة ، مثل الزرنيخ والزنك.
يمكن أن تفرز المادة السامة في وقت واحد عن طريق طريقين أو أكثر من طرق الإخراج. ومع ذلك ، عادة ما يكون مسار واحد هو السائد.
يطور العلماء نماذج رياضية تصف إفراز مادة سامة معينة. تعتمد هذه النماذج على الحركة من أحد الجزأين أو كليهما (أنظمة التبادل) ، والتحول الأحيائي وما إلى ذلك.
الإخراج عن طريق هواء الزفير عن طريق الرئتين
يعتبر التخلص من خلال الرئتين (الامتصاص) نموذجيًا للمواد السامة ذات القابلية العالية للتطاير (على سبيل المثال ، المذيبات العضوية). سيتم التخلص بسرعة من الغازات والأبخرة ذات القابلية المنخفضة للذوبان في الدم بهذه الطريقة ، في حين سيتم التخلص من المواد السامة ذات القابلية العالية للذوبان في الدم بطرق أخرى.
تفرز المذيبات العضوية التي تمتصها القناة الهضمية أو الجلد جزئيًا عن طريق هواء الزفير في كل ممر للدم عبر الرئتين ، إذا كان لديهم ضغط بخار كافٍ. يعتمد اختبار Breathalyser المستخدم للسائقين المشتبه بهم في حالة سكر على هذه الحقيقة. يكون تركيز ثاني أكسيد الكربون في هواء الزفير في حالة توازن مع محتوى الدم من CO-Hb. يظهر غاز الرادون المشع في هواء الزفير بسبب اضمحلال الراديوم المتراكم في الهيكل العظمي.
عادة ما يتم التعبير عن التخلص من مادة سامة عن طريق هواء الزفير فيما يتعلق بفترة ما بعد التعرض من خلال منحنى ثلاثي الطور. تمثل المرحلة الأولى التخلص من المادة السامة من الدم ، وتظهر نصف عمر قصير. تمثل المرحلة الثانية ، الأبطأ ، الإقصاء بسبب تبادل الدم مع الأنسجة والأعضاء (نظام التبادل السريع). المرحلة الثالثة بطيئة للغاية بسبب تبادل الدم مع الأنسجة الدهنية والهيكل العظمي. إذا لم تتراكم مادة سامة في مثل هذه الحجيرات ، فسيكون المنحنى على مرحلتين. في بعض الحالات ، يكون منحنى رباعي الطور ممكنًا أيضًا.
يُستخدم تقدير الغازات والأبخرة في هواء الزفير في فترة ما بعد التعرض أحيانًا لتقييم حالات التعرض لدى العمال.
إفراز كلوي
الكلى عبارة عن عضو متخصص في إفراز العديد من المواد السامة والأيضات القابلة للذوبان في الماء ، مما يحافظ على التوازن في الجسم. تمتلك كل كلية حوالي مليون نيفرون قادرة على القيام بالإفراز. يمثل الإفراز الكلوي حدثًا معقدًا للغاية يشمل ثلاث آليات مختلفة:
يعتمد إفراز مادة سامة عن طريق الكلى إلى البول على معامل تقسيم نيرنست ، وثابت التفكك ودرجة حموضة البول ، والحجم الجزيئي والشكل ، ومعدل الأيض إلى نواتج الأيض المحبة للماء ، وكذلك الحالة الصحية للكلى.
يمكن التعبير عن حركية الإفراز الكلوي لمادة سامة أو مستقلبها من خلال منحنى إفراز من مرحلتين أو ثلاث أو أربع مراحل ، اعتمادًا على توزيع المادة السامة المعينة في أجزاء الجسم المختلفة التي تختلف في معدل التبادل مع الدم.
لعاب
يمكن إفراز بعض الأدوية والأيونات المعدنية من خلال الغشاء المخاطي للفم عن طريق اللعاب - على سبيل المثال ، الرصاص ("خط الرصاص") ، والزئبق ، والزرنيخ ، والنحاس ، وكذلك البروميدات ، واليود ، والكحول الإيثيلي ، والقلويدات ، وما إلى ذلك. ثم يتم ابتلاع المواد السامة لتصل إلى الجهاز الهضمي ، حيث يمكن إعادة امتصاصها أو التخلص منها عن طريق البراز.
عرق
يمكن التخلص من العديد من الشوارد غير المنحلة جزئيًا عن طريق الجلد عن طريق العرق: كحول الإيثيل ، والأسيتون ، والفينولات ، وثاني كبريتيد الكربون ، والهيدروكربونات المكلورة.
الحليب
يتم إفراز العديد من المعادن والمذيبات العضوية وبعض مبيدات الآفات الكلورية العضوية (DDT) عبر الغدة الثديية في لبن الأم. يمكن أن يمثل هذا المسار خطرًا على رضاعة الأطفال.
الشعر
يمكن استخدام تحليل الشعر كمؤشر على التوازن لبعض المواد الفسيولوجية. كما يمكن تقييم التعرض لبعض المواد السامة ، وخاصة المعادن الثقيلة ، من خلال هذا النوع من المقايسة الحيوية.
يمكن زيادة التخلص من المواد السامة من الجسم عن طريق:
قرارات التعرض
يستخدم تحديد المواد السامة والأيضات في الدم وهواء الزفير والبول والعرق والبراز والشعر أكثر فأكثر لتقييم تعرض الإنسان (اختبارات التعرض) و / أو تقييم درجة التسمم. لذلك تم وضع حدود التعرض البيولوجي (قيم MAC البيولوجية ، مؤشرات التعرض البيولوجي - BEI) مؤخرًا. تُظهر هذه الاختبارات الحيوية "التعرض الداخلي" للكائن الحي ، أي التعرض الكلي للجسم في كل من بيئات العمل والمعيشة من خلال جميع بوابات الدخول (انظر "طرق اختبار علم السموم: المؤشرات الحيوية").
التأثيرات المجمعة بسبب التعرض المتعدد
عادة ما يتعرض الأشخاص في بيئة العمل و / أو المعيشة في وقت واحد أو على التوالي لمختلف العوامل الفيزيائية والكيميائية. كما أنه من الضروري مراعاة أن بعض الأشخاص يتعاطون الأدوية ويدخنون ويستهلكون الكحول والأطعمة التي تحتوي على مواد مضافة وما إلى ذلك. هذا يعني أن التعرض المتعدد يحدث عادة. يمكن أن تتفاعل العوامل الفيزيائية والكيميائية في كل خطوة من العمليات السمية الحركية و / أو الديناميكية السمية ، مما ينتج عنه ثلاثة تأثيرات محتملة:
ومع ذلك ، فإن الدراسات حول الآثار المشتركة نادرة. هذا النوع من الدراسة معقد للغاية بسبب مزيج من العوامل والوكلاء المختلفة.
يمكننا أن نستنتج أنه عندما يتعرض الكائن البشري إلى نوعين أو أكثر من المواد السامة في وقت واحد أو على التوالي ، فمن الضروري النظر في إمكانية حدوث بعض التأثيرات المشتركة ، والتي يمكن أن تزيد أو تقلل من معدل العمليات السمية الحركية.
تم التعرف على المعادن السامة والمركبات الفلزية العضوية مثل الألمنيوم والأنتيمون والزرنيخ غير العضوي والبريليوم والكادميوم والكروم والكوبالت والرصاص وألكيل الرصاص والزئبق المعدني وأملاحه ومركبات الزئبق العضوية والنيكل والسيلينيوم والفاناديوم منذ بعض الوقت تشكل مخاطر صحية محتملة على الأشخاص المعرضين. في بعض الحالات ، تمت دراسة الدراسات الوبائية حول العلاقات بين الجرعة الداخلية والتأثير / الاستجابة الناتجة في العمال المعرضين مهنياً ، مما يسمح باقتراح قيم حدود بيولوجية قائمة على الصحة (انظر الجدول 1).
الجدول 1. المعادن: القيم المرجعية والقيم الحدية البيولوجية التي اقترحها المؤتمر الأمريكي لخبراء حفظ الصحة الصناعية الحكوميين (ACGIH) و Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) و Lauwerys and Hoet (L و H)
معدن |
عينة |
الرقم المرجعي1 القيم* |
حد ACGIH (BEI)2 |
حد DFG (BAT)3 |
حد L و H.4 (TMPC) |
الألومنيوم |
مصل / بلازما بول |
<1 ميكروغرام / 100 مل <30 ميكروغرام / غرام |
200 ميكروجرام / لتر (نهاية الوردية) |
150 ميكروجرام / جرام (نهاية الوردية) |
|
الأنتيمون |
بول |
<1 ميكروغرام / غرام |
35 ميكروجرام / جرام (نهاية الوردية) |
||
زرنيخ |
البول (مجموع الزرنيخ غير العضوي والمستقلبات الميثيلية) |
<10 ميكروغرام / غرام |
50 ميكروغرام / جم (نهاية أسبوع العمل) |
50 ميكروجرام / جرام (إذا كان TWA: 0.05 مجم / م3 ) ؛ 30 ميكروجرام / جرام (إذا كان TWA: 0.01 مجم / م3 ) (نهاية النوبة) |
|
البريليوم |
بول |
<2 ميكروغرام / غرام |
|||
الكادميوم |
دم بول |
<0.5 ميكروغرام / 100 مل <2 ميكروغرام / غرام |
0.5 ميكروجرام / 100 مل 5 ميكروجرام / جرام |
1.5 ميكروجرام / 100 مل 15 ميكروجرام / لتر |
0.5 ميكروجرام / 100 مل 5 ميكروجرام / جرام |
الكروم (مركبات قابلة للذوبان) |
مصل / بلازما بول |
<0.05 ميكروغرام / 100 مل <5 ميكروغرام / غرام |
30 ميكروغرام / جم (نهاية الوردية ، نهاية أسبوع العمل) ؛ 10 ميكروجرام / جرام (زيادة أثناء التحول) |
30 ميكروجرام / جرام (نهاية الوردية) |
|
الكوبالت |
مصل / بلازما دم بول |
<0.05 ميكروغرام / 100 مل <0.2 ميكروغرام / 100 مل <2 ميكروغرام / غرام |
0.1 ميكروغرام / 100 مل (نهاية الوردية ، نهاية أسبوع العمل) 15 ميكروغرام / لتر (نهاية الوردية ، نهاية أسبوع العمل) |
0.5 ميكروغرام / 100 مل (EKA) ** 60 ميكروغرام / لتر (EKA) ** |
30 ميكروغرام / جم (نهاية الوردية ، نهاية أسبوع العمل) |
قيادة |
الدم (الرصاص) ZPP في الدم البول (الرصاص) بول ALA |
<25 ميكروغرام / 100 مل <40 ميكروغرام / 100 مل دم <2.5 ميكروغرام / غرام Hb <50 ميكروغرام / غرام <4.5 ملغ / غ |
30 ميكروغرام / 100 مل (غير حرج) |
الإناث أقل من 45 سنة: 30 ميكروجرام / 100 مل ذكور: 70 ميكروغرام / 100 مل الإناث أقل من 45 سنة: 6 ملغم / لتر ؛ ذكور: 15 ملجم / لتر |
40 ميكروجرام / 100 مل 40 ميكروجرام / 100 مل دم أو 3 ميكروجرام / جرام خضاب 50 ميكروجرام / جرام 5 mg / g |
المنغنيز |
دم بول |
<1 ميكروغرام / 100 مل <3 ميكروغرام / غرام |
|||
الزئبق غير العضوي |
دم بول |
<1 ميكروغرام / 100 مل <5 ميكروغرام / غرام |
1.5 ميكروغرام / 100 مل (نهاية الوردية ، نهاية أسبوع العمل) 35 ميكروجرام / جرام (تغيير مسبق) |
5 ميكروجرام / 100 مل 200 ميكروجرام / لتر |
2 ميكروغرام / 100 مل (نهاية الوردية) 50 ميكروجرام / جرام (نهاية الوردية) |
النيكل (مركبات قابلة للذوبان) |
مصل / بلازما بول |
<0.05 ميكروغرام / 100 مل <2 ميكروغرام / غرام |
45 ميكروغرام / لتر (EKA) ** |
30 ميكروجرام / جرام |
|
عنصر السيلينيوم |
مصل / بلازما بول |
<15 ميكروغرام / 100 مل <25 ميكروغرام / غرام |
|||
الفاناديوم عنصر فلزي |
مصل / بلازما دم بول |
<0.2 ميكروغرام / 100 مل <0.1 ميكروغرام / 100 مل <1 ميكروغرام / غرام |
70 ميكروجرام / جرام كرياتينين |
50 ميكروجرام / جرام |
* قيم البول لكل جرام من الكرياتينين.
** EKA = مكافئات التعرض للمواد المسببة للسرطان.
1 مأخوذة مع بعض التعديلات من Lauwerys و Hoet 1993.
2 من ACGIH 1996-97.
3 من DFG 1996.
4 التركيزات القصوى المؤقتة المسموح بها (TMPCs) مأخوذة من Lauwerys و Hoet 1993.
تتمثل إحدى المشكلات في البحث عن قياسات دقيقة ودقيقة للمعادن في المواد البيولوجية في أن المواد المعدنية ذات الأهمية غالبًا ما تكون موجودة في الوسائط عند مستويات منخفضة جدًا. عندما تتكون المراقبة البيولوجية من أخذ عينات من البول وتحليلها ، كما هو الحال غالبًا ، يتم إجراؤها عادةً على عينات "موضعية" ؛ لذلك يُنصح عادةً بتصحيح نتائج تخفيف البول. التعبير عن النتائج لكل جرام من الكرياتينين هو طريقة التقييس الأكثر استخدامًا. التحليلات التي يتم إجراؤها على عينات البول المخففة جدًا أو شديدة التركيز لا يمكن الاعتماد عليها ويجب تكرارها.
الألومنيوم
في الصناعة ، قد يتعرض العمال لمركبات الألومنيوم غير العضوية عن طريق الاستنشاق وربما أيضًا عن طريق ابتلاع الغبار المحتوي على الألومنيوم. يمتص الألمنيوم بشكل سيئ عن طريق الفم ، ولكن يزداد امتصاصه عن طريق التناول المتزامن للسيترات. معدل امتصاص الألمنيوم المترسب في الرئة غير معروف ؛ ربما يعتمد التوافر البيولوجي على الخصائص الفيزيائية والكيميائية للجسيم. البول هو الطريق الرئيسي لإفراز الألمنيوم الممتص. يتم تحديد تركيز الألومنيوم في مصل الدم والبول من خلال شدة التعرض الأخير وعبء الجسم المصنوع من الألومنيوم. في الأشخاص غير المعرضين مهنياً ، يكون تركيز الألمنيوم في المصل عادة أقل من 1 ميكروغرام / 100 مل وفي البول نادراً ما يتجاوز 30 ميكروغرام / غرام كرياتينين. في الأشخاص الذين يعانون من وظائف الكلى الطبيعية ، يعد إفراز الألمنيوم في البول مؤشرًا أكثر حساسية للتعرض للألمنيوم من تركيزه في المصل / البلازما.
تشير البيانات الموجودة على عمال اللحام إلى أن حركية إفراز الألمنيوم في البول تتضمن آلية من خطوتين ، الأولى لها عمر نصف بيولوجي يبلغ حوالي ثماني ساعات. في العمال الذين تعرضوا لعدة سنوات ، يحدث بعض تراكم المعدن في الجسم بشكل فعال وتتأثر أيضًا تركيزات الألومنيوم في المصل والبول بعبء الألمنيوم في الجسم. يُخزن الألمنيوم في عدة أقسام بالجسم ويُفرز من هذه الحجيرات بمعدلات مختلفة على مدار سنوات عديدة. كما تم العثور على تراكم عالي للألمنيوم في الجسم (العظام ، الكبد ، المخ) في المرضى الذين يعانون من القصور الكلوي. يتعرض المرضى الذين يخضعون لغسيل الكلى لخطر الإصابة بتسمم العظام و / أو اعتلال الدماغ عندما يتجاوز تركيز الألمنيوم في الدم لديهم بشكل مزمن 20 ميكروغرام / 100 مل ، ولكن من الممكن اكتشاف علامات السمية بتركيزات أقل. أوصت لجنة المجتمعات الأوروبية بأنه ، من أجل منع سمية الألومنيوم ، يجب ألا يتجاوز تركيز الألومنيوم في البلازما 20 ميكروغرام / 100 مل ؛ يجب أن يؤدي المستوى الذي يزيد عن 10 ميكروغرام / 100 مل إلى زيادة وتيرة المراقبة والمراقبة الصحية ، ويجب اعتبار التركيز الذي يتجاوز 6 ميكروغرام / 100 مل دليلاً على التراكم المفرط لأعباء الجسم المصنوعة من الألومنيوم.
الأنتيمون
يمكن أن يدخل الأنتيمون غير العضوي إلى الكائن الحي عن طريق الابتلاع أو الاستنشاق ، لكن معدل الامتصاص غير معروف. تفرز المركبات الخماسية التكافؤ الممتصة في المقام الأول مع البول والمركبات ثلاثية التكافؤ عن طريق البراز. من الممكن الاحتفاظ ببعض مركبات الأنتيمون بعد التعرض طويل الأمد. من المحتمل أن تكون التركيزات الطبيعية للأنتيمون في مصل الدم والبول أقل من 0.1 ميكروغرام / 100 مل و 1 ميكروغرام / غرام من الكرياتينين ، على التوالي.
تشير دراسة أولية أجريت على العمال المعرضين للأنتيمون خماسي التكافؤ إلى أن متوسط التعرض المرجح زمنياً يصل إلى 0.5 مجم / متر مربع.3 من شأنه أن يؤدي إلى زيادة تركيز الأنتيمون البولي بمقدار 35 ميكروغرام / غرام من الكرياتينين أثناء التحول.
زرنيخ غير عضوي
يمكن أن يدخل الزرنيخ غير العضوي الكائن الحي عن طريق الجهاز الهضمي والجهاز التنفسي. يتم التخلص من الزرنيخ الممتص بشكل أساسي من خلال الكلى إما دون تغيير أو بعد المثيلة. يُفرز الزرنيخ غير العضوي أيضًا في الصفراء كمركب جلوتاثيون.
بعد التعرض الفموي لجرعة منخفضة من الزرنيخ ، يتم إفراز 25 و 45٪ من الجرعة المعطاة في البول خلال يوم وأربعة أيام على التوالي.
بعد التعرض للزرنيخ غير العضوي أو خماسي التكافؤ ، يتكون إفراز البول من 10 إلى 20٪ زرنيخ غير عضوي ، و 10 إلى 20٪ حمض مونوميثيلارسونيك ، و 60 إلى 80٪ حمض كاكوديليك. بعد التعرض المهني للزرنيخ غير العضوي ، تعتمد نسبة أنواع الزرنيخ في البول على وقت أخذ العينات.
يتم أيضًا امتصاص المواد العضوية المتساقطة الموجودة في الكائنات البحرية بسهولة عن طريق الجهاز الهضمي ولكن يتم إفرازها في معظمها دون تغيير.
تنتج التأثيرات السمية طويلة المدى للزرنيخ (بما في ذلك التأثيرات السامة على الجينات) بشكل رئيسي من التعرض للزرنيخ غير العضوي. لذلك ، تهدف المراقبة البيولوجية إلى تقييم التعرض لمركبات الزرنيخ غير العضوية. لهذا الغرض ، فإن التحديد المحدد للزرنيخ غير العضوي (Asi) ، وحمض monomethylarsonic (MMA) ، وحمض cacodylic (DMA) في البول هي الطريقة المفضلة. ومع ذلك ، نظرًا لأن استهلاك المأكولات البحرية قد لا يزال يؤثر على معدل إفراز DMA ، يجب على العمال الذين يتم اختبارهم الامتناع عن تناول المأكولات البحرية خلال 48 ساعة قبل جمع البول.
في الأشخاص غير المعرضين مهنيًا للزرنيخ غير العضوي والذين لم يستهلكوا مؤخرًا كائنًا بحريًا ، لا يتجاوز مجموع هذه الأنواع الثلاثة من الزرنيخ عادةً 10 ميكروغرام / غرام من الكرياتينين البولي. يمكن العثور على قيم أعلى في المناطق الجغرافية حيث تحتوي مياه الشرب على كميات كبيرة من الزرنيخ.
تشير التقديرات إلى أنه في حالة عدم استهلاك المأكولات البحرية ، فإن متوسط التعرض المرجح زمنياً يبلغ 50 و 200 ميكروغرام / م.3 يؤدي الزرنيخ غير العضوي إلى تركيزات بولية لمجموع المستقلبات (Asi، MMA ، DMA) في عينات البول بعد التحول من 54 و 88 ميكروغرام / غرام كرياتينين ، على التوالي.
في حالة التعرض لمركبات الزرنيخ غير العضوية الأقل قابلية للذوبان (مثل زرنيخيد الغاليوم) ، فإن تحديد الزرنيخ في البول سيعكس الكمية الممتصة ولكن ليس الجرعة الإجمالية التي يتم تسليمها إلى الجسم (الرئة والجهاز الهضمي).
الزرنيخ في الشعر هو مؤشر جيد على كمية الزرنيخ غير العضوي الممتص خلال فترة نمو الشعر. لا يبدو أن الزرنيخ العضوي ذو الأصل البحري يؤخذ في الشعر بنفس درجة الزرنيخ غير العضوي. قد يوفر تحديد تركيز الزرنيخ على طول الشعر معلومات قيمة فيما يتعلق بوقت التعرض وطول فترة التعرض. ومع ذلك ، لا ينصح بتحديد الزرنيخ في الشعر عندما يتلوث الهواء المحيط بالزرنيخ ، حيث لن يكون من الممكن التمييز بين الزرنيخ الداخلي والزرنيخ الخارجي المترسب على الشعر. عادة ما تكون مستويات الزرنيخ في الشعر أقل من 1 مجم / كجم. الزرنيخ في الأظافر له نفس أهمية الزرنيخ في الشعر.
كما هو الحال مع مستويات البول ، قد تعكس مستويات الزرنيخ في الدم كمية الزرنيخ التي تم امتصاصها مؤخرًا ، ولكن لم يتم بعد تقييم العلاقة بين شدة التعرض للزرنيخ وتركيزه في الدم.
البريليوم
الاستنشاق هو المسار الأساسي لامتصاص البريليوم للأشخاص المعرضين مهنياً. يمكن أن يؤدي التعرض طويل المدى إلى تخزين كميات ملحوظة من البريليوم في أنسجة الرئة والهيكل العظمي ، وهو الموقع النهائي للتخزين. يحدث التخلص من البريليوم الممتص بشكل رئيسي عن طريق البول وفقط بدرجة طفيفة في البراز.
يمكن تحديد مستويات البريليوم في الدم والبول ، ولكن في الوقت الحالي ، يمكن استخدام هذه التحليلات فقط كاختبارات نوعية لتأكيد التعرض للمعدن ، حيث لا يُعرف إلى أي مدى قد تتأثر تركيزات البريليوم في الدم والبول بالأحدث. التعرض والكمية المخزنة بالفعل في الجسم. علاوة على ذلك ، من الصعب تفسير البيانات المنشورة المحدودة حول إفراز البريليوم في العمال المعرضين ، لأنه عادة لم يتم وصف التعرض الخارجي بشكل كافٍ ولأن الطرق التحليلية لها حساسيات ودقة مختلفة. من المحتمل أن تكون مستويات البريليوم الطبيعية في البول والمصل أقل
2 ميكروغرام / غرام كرياتينين و 0.03 ميكروغرام / 100 مل على التوالي.
ومع ذلك ، فإن العثور على تركيز طبيعي من البريليوم في البول ليس دليلاً كافياً لاستبعاد احتمال التعرض السابق للبريليوم. في الواقع ، لم يتم دائمًا العثور على زيادة في إفراز البريليوم في البول لدى العمال على الرغم من تعرضهم للبريليوم في الماضي ، وبالتالي أصيبوا بالورم الحبيبي الرئوي ، وهو مرض يتميز بأورام حبيبية متعددة ، أي عقيدات من الأنسجة الالتهابية الموجودة في الرئتين.
الكادميوم
في البيئة المهنية ، يحدث امتصاص الكادميوم بشكل رئيسي من خلال الاستنشاق. ومع ذلك ، قد يساهم الامتصاص المعدي المعوي بشكل كبير في الجرعة الداخلية للكادميوم. إحدى الخصائص المهمة للكادميوم هي عمر النصف البيولوجي الطويل في الجسم ، والذي يتجاوز
10 سنوات. في الأنسجة ، يرتبط الكادميوم أساسًا بالميتالوثيونين. في الدم ، يرتبط بشكل أساسي بخلايا الدم الحمراء. في ضوء خاصية تراكم الكادميوم ، يجب أن يحاول أي برنامج رصد بيولوجي للمجموعات السكانية المعرضة بشكل مزمن للكادميوم تقييم كل من التعرض الحالي والتعرض المتكامل.
عن طريق التنشيط النيوتروني ، من الممكن حاليًا تنفيذها في الجسم الحي قياسات كميات الكادميوم المتراكمة في مواقع التخزين الرئيسية والكلى والكبد. ومع ذلك ، لا يتم استخدام هذه التقنيات بشكل روتيني. حتى الآن ، في المراقبة الصحية للعاملين في الصناعة أو في الدراسات واسعة النطاق على عامة السكان ، عادة ما يتم تقييم التعرض للكادميوم بشكل غير مباشر عن طريق قياس المعدن في البول والدم.
الحركية التفصيلية لعمل الكادميوم في البشر لم يتم توضيحها بالكامل بعد ، ولكن لأغراض عملية يمكن صياغة الاستنتاجات التالية فيما يتعلق بأهمية الكادميوم في الدم والبول. في العمال المعرضين حديثًا ، تزداد مستويات الكادميوم في الدم تدريجياً وبعد أربعة إلى ستة أشهر تصل إلى تركيز يتوافق مع شدة التعرض. في الأشخاص الذين يعانون من التعرض المستمر للكادميوم لفترة طويلة ، يعكس تركيز الكادميوم في الدم بشكل أساسي متوسط المدخول خلال الأشهر الأخيرة. قد يكون التأثير النسبي لحمل جسم الكادميوم على مستوى الكادميوم في الدم أكثر أهمية لدى الأشخاص الذين تراكمت لديهم كمية كبيرة من الكادميوم وتم استبعادهم من التعرض. بعد التوقف عن التعرض ، ينخفض مستوى الكادميوم في الدم بشكل سريع نسبيًا ، مع نصف الوقت الأولي من شهرين إلى ثلاثة أشهر. اعتمادًا على عبء الجسم ، قد يظل المستوى أعلى منه في الأشخاص الخاضعين للمراقبة. أشارت العديد من الدراسات التي أُجريت على البشر والحيوانات إلى أن مستوى الكادميوم في البول يمكن تفسيره على النحو التالي: في حالة عدم التعرض المفرط الحاد للكادميوم ، وطالما لم يتم تجاوز القدرة التخزينية لقشرة الكلى أو حدوث اعتلال الكلية الناجم عن الكادميوم. لم يحدث بعد ، فإن مستوى الكادميوم في البول يزداد تدريجياً مع كمية الكادميوم المخزنة في الكلى. في ظل هذه الظروف ، التي تسود بشكل رئيسي في عموم السكان وفي العمال المعرضين بشكل معتدل للكادميوم ، هناك ارتباط كبير بين الكادميوم البولي والكادميوم في الكلى. إذا كان التعرض للكادميوم مفرطًا ، فإن مواقع ارتباط الكادميوم في الكائن الحي تصبح مشبعة بشكل تدريجي ، وعلى الرغم من التعرض المستمر ، فإن تركيز الكادميوم في مستويات القشرة الكلوية متوقف.
من هذه المرحلة فصاعدًا ، لا يمكن الاحتفاظ بالكادميوم الممتص في هذا العضو ويتم إفرازه بسرعة في البول. ثم في هذه المرحلة ، يتأثر تركيز الكادميوم في البول بكل من عبء الجسم والمتناول الأخير. إذا استمر التعرض ، فقد يصاب بعض الأشخاص بتلف كلوي ، مما يؤدي إلى زيادة أخرى في الكادميوم البولي نتيجة لإطلاق الكادميوم المخزن في الكلى وإعادة امتصاص الكادميوم المنتشر. ومع ذلك ، بعد نوبة من التعرض الحاد ، قد تزداد مستويات الكادميوم في البول بشكل سريع ومختصر دون أن يعكس ذلك زيادة في عبء الجسم.
تشير الدراسات الحديثة إلى أن الميتالوثيونين في البول له نفس الأهمية البيولوجية. وقد لوحظت ارتباطات جيدة بين تركيز الميتالوثيونين في البول وتلك الخاصة بالكادميوم ، بغض النظر عن شدة التعرض وحالة وظائف الكلى.
عادة ما تكون المستويات الطبيعية للكادميوم في الدم والبول أقل من 0.5 ميكروغرام / 100 مل و
2 ميكروجرام / جرام كرياتينين على التوالي. وهي أعلى لدى المدخنين منها لدى غير المدخنين. في العمال الذين يتعرضون بشكل مزمن للكادميوم ، يكون خطر الإصابة بالضعف الكلوي ضئيلًا عندما لا تتجاوز مستويات الكادميوم البولي 10 ميكروغرام / غرام من الكرياتينين. يجب منع تراكم الكادميوم في الجسم والذي من شأنه أن يؤدي إلى إفراز بولي يتجاوز هذا المستوى. ومع ذلك ، تشير بعض البيانات إلى أن بعض المؤشرات الكلوية (التي لا تزال أهميتها الصحية غير معروفة) قد تصبح غير طبيعية لقيم الكادميوم البولي بين 3 و 5 ميكروغرام / غرام من الكرياتينين ، لذلك يبدو من المعقول اقتراح قيمة حد بيولوجية أقل تبلغ 5 ميكروغرام / غرام من الكرياتينين . بالنسبة للدم ، تم اقتراح حد بيولوجي قدره 0.5 ميكروغرام / 100 مل للتعرض طويل الأمد. ومع ذلك ، فمن الممكن أنه في حالة عامة السكان المعرضين للكادميوم عن طريق الطعام أو التبغ أو في كبار السن ، الذين يعانون عادة من تدهور وظائف الكلى ، قد يكون المستوى الحرج في القشرة الكلوية أقل.
الكروم
تُعزى سمية الكروم بشكل رئيسي إلى مركباته سداسية التكافؤ. يعد امتصاص المركبات سداسية التكافؤ أعلى نسبيًا من امتصاص المركبات ثلاثية التكافؤ. يحدث الإخراج بشكل رئيسي عن طريق البول.
في الأشخاص غير المعرضين مهنياً للكروم ، لا يتجاوز تركيز الكروم في مصل الدم وفي البول عادة 0.05 ميكروغرام / 100 مل و 2 ميكروغرام / غرام كرياتينين ، على التوالي. يمكن تقييم التعرض الأخير لأملاح الكروم سداسية التكافؤ القابلة للذوبان (على سبيل المثال ، في الطلات الكهربائية ولحام الفولاذ المقاوم للصدأ) من خلال مراقبة مستوى الكروم في البول في نهاية فترة العمل. تشير الدراسات التي أجراها العديد من المؤلفين إلى العلاقة التالية: التعرض لـ TWA بمقدار 0.025 أو 0.05 مجم / م3 يرتبط الكروم سداسي التكافؤ بمتوسط تركيز في نهاية فترة التعرض يبلغ 15 أو 30 ميكروغرام / غرام كرياتينين ، على التوالي. هذه العلاقة صالحة فقط على أساس المجموعة. بعد التعرض لـ 0.025 مجم / م3 الكروم سداسي التكافؤ ، فإن قيمة حد الثقة الأدنى بنسبة 95 ٪ هي حوالي 5 ميكروغرام / غرام من الكرياتينين. وجدت دراسة أخرى بين عمال اللحام بالفولاذ المقاوم للصدأ أن تركيز الكروم البولي بترتيب 40 ميكروغرام / لتر يتوافق مع متوسط التعرض لـ 0.1 مجم / م.3 ثالث أكسيد الكروم.
يعبر الكروم سداسي التكافؤ بسهولة أغشية الخلايا ، ولكن بمجرد دخوله داخل الخلية ، يتحول إلى كروم ثلاثي التكافؤ. قد يكون تركيز الكروم في كريات الدم الحمراء مؤشرا على شدة التعرض للكروم سداسي التكافؤ خلال عمر خلايا الدم الحمراء ، ولكن هذا لا ينطبق على الكروم ثلاثي التكافؤ.
إلى أي مدى يكون رصد الكروم في البول مفيدًا لتقدير المخاطر الصحية ، فلا يزال يتعين تقييمه.
الكوبالت
بمجرد امتصاصه ، عن طريق الاستنشاق وإلى حد ما عن طريق الفم ، يتم التخلص من الكوبالت (مع نصف عمر بيولوجي لبضعة أيام) بشكل رئيسي عن طريق البول. يؤدي التعرض لمركبات الكوبالت القابلة للذوبان إلى زيادة تركيز الكوبالت في الدم والبول.
تتأثر تركيزات الكوبالت في الدم والبول بشكل رئيسي بالتعرض الأخير. في الحالات غير المعرضة مهنيًا ، يكون الكوبالت البولي عادةً أقل من 2 ميكروغرام / غرام من الكرياتينين وكوبالت المصل / البلازما أقل من 0.05 ميكروغرام / 100 مل.
لتعرض TWA بمقدار 0.1 مجم / م3 و 0.05 ملغ / م3، متوسط مستويات البول تتراوح من حوالي 30 إلى 75 ميكروغرام / لتر و 30 إلى 40 ميكروغرام / لتر ، على التوالي ، تم الإبلاغ عنها (باستخدام عينات نهاية الوردية). يعد وقت أخذ العينات أمرًا مهمًا نظرًا لوجود زيادة تدريجية في مستويات الكوبالت البولي خلال أسبوع العمل.
في العمال المعرضين لأكاسيد الكوبالت ، أو أملاح الكوبالت ، أو مسحوق معدن الكوبالت في مصفاة ، يكون TWA 0.05 مجم / م3 وجد أنه يؤدي إلى متوسط تركيز كوبالت 33 و 46 ميكروغرام / غرام كرياتينين في البول تم جمعه في نهاية التحول يومي الاثنين والجمعة على التوالي.
قيادة
من الواضح أن الرصاص غير العضوي ، وهو مادة سامة تراكمية تمتصها الرئتان والجهاز الهضمي ، هو المعدن الذي تمت دراسته على نطاق واسع ؛ وبالتالي ، من بين جميع الملوثات المعدنية ، فإن موثوقية طرق تقييم التعرض الأخير أو عبء الجسم بالطرق البيولوجية هي الأكبر بالنسبة للرصاص.
في حالة التعرض المستقرة ، يعتبر الرصاص في الدم الكامل أفضل مؤشر لتركيز الرصاص في الأنسجة الرخوة وبالتالي التعرض الأخير. ومع ذلك ، فإن زيادة مستويات الرصاص في الدم (Pb-B) تصبح أقل بشكل تدريجي مع زيادة مستويات التعرض للرصاص. عندما يطول التعرض المهني ، لا يرتبط التوقف عن التعرض بالضرورة بعودة الرصاص من الرصاص إلى قيمة ما قبل التعرض (الخلفية) بسبب الإطلاق المستمر للرصاص من مستودعات الأنسجة. تكون مستويات الرصاص في الدم والبول بشكل عام أقل من 20 ميكروغرام / 100 مل و 50 ميكروغرام / غرام من الكرياتينين ، على التوالي. قد تتأثر هذه المستويات بالعادات الغذائية ومكان إقامة الأشخاص. اقترحت منظمة الصحة العالمية 40 ميكروغرام / 100 مل كأقصى تركيز فردي للرصاص في الدم يمكن تحمله للعمال الذكور البالغين ، و 30 ميكروغرام / 100 مل للنساء في سن الإنجاب. عند الأطفال ، ارتبط انخفاض تركيزات الرصاص في الدم بآثار ضارة على الجهاز العصبي المركزي. يزداد مستوى الرصاص في البول أضعافًا مضاعفة مع زيادة الرصاص في البروتين وفي حالة الحالة المستقرة هو انعكاس للتعرض الأخير.
تعكس كمية الرصاص التي تفرز في البول بعد إعطاء عامل مخلب (على سبيل المثال ، CaEDTA) تجمع الرصاص القابل للتعبئة. في الأشخاص الخاضعين للمراقبة ، لا تتجاوز عادةً كمية الرصاص التي تفرز في البول خلال 24 ساعة بعد إعطاء جرام واحد من EDTA في الوريد 600 ميكروغرام. يبدو أنه في ظل التعرض المستمر ، تعكس قيم الرصاص القابلة للخلاب أساسًا تجمع الرصاص في الدم والأنسجة الرخوة ، مع جزء صغير فقط مشتق من العظام.
تم تطوير تقنية مضان بالأشعة السينية لقياس تركيز الرصاص في العظام (الكتائب ، الظنبوب ، العقبي ، الفقرات) ، ولكن في الوقت الحالي ، حد الكشف عن هذه التقنية يقيد استخدامها للأشخاص المعرضين مهنياً.
تم اقتراح تحديد نسبة الرصاص في الشعر كطريقة لتقييم مجموعة الرصاص القابلة للتعبئة. ومع ذلك ، في البيئات المهنية ، من الصعب التمييز بين الرصاص المدمج داخليًا في الشعر والذي يمتص ببساطة على سطحه.
تم استخدام تحديد تركيز الرصاص في العاج المحيطي للأسنان اللبنية (أسنان الطفل) لتقدير التعرض للرصاص أثناء الطفولة المبكرة.
يمكن أيضًا استخدام المعلمات التي تعكس تداخل الرصاص مع العمليات البيولوجية لتقييم شدة التعرض للرصاص. المعلمات البيولوجية المستخدمة حاليًا هي الكوبروبورفيرين في البول (كوبرو- U) ، وحمض دلتا أمينولايفولينيك في البول (ALA-U) ، وبروتوبرفيرين كرات الدم الحمراء (EP ، أو بروتوبورفيرين الزنك) ، وحمض دلتا أمينولايفولينك ديهيدراتاز (ALA-D) ، و pyrimidine-5'-nucleotidase (P5N) في خلايا الدم الحمراء. في حالات الحالة المستقرة ، تكون التغييرات في هذه المعلمات إيجابية (COPRO-U ، ALA-U ، EP) أو سلبية (ALA-D ، P5N) مرتبطة بمستويات الدم في الدم. يبدأ إفراز البول لـ COPRO (معظمه أيزومر III) و ALA في الزيادة عندما يصل تركيز الرصاص في الدم إلى حوالي 40 ميكروغرام / 100 مل. يبدأ بروتوبرفيرين كرات الدم الحمراء في الزيادة بشكل ملحوظ عند مستويات الرصاص في الدم حوالي 35 ميكروغرام / 100 مل في الذكور و 25 ميكروغرام / 100 مل في الإناث. بعد إنهاء التعرض المهني للرصاص ، تظل كريات الدم الحمراء البروتوبورفيرين مرتفعة بما لا يتناسب مع المستويات الحالية للرصاص في الدم. في هذه الحالة ، يكون مستوى EP أكثر ارتباطًا بكمية الرصاص المخلّبة التي تفرز في البول أكثر من ارتباطها بالرصاص في الدم.
يؤدي نقص الحديد الطفيف أيضًا إلى ارتفاع تركيز البروتوبورفيرين في خلايا الدم الحمراء. إن إنزيمات خلايا الدم الحمراء ، ALA-D و P5N ، حساسة جدًا للعمل المثبط للرصاص. ضمن نطاق مستويات الرصاص في الدم من 10 إلى 40 ميكروغرام / 100 مل ، هناك علاقة سلبية وثيقة بين نشاط كل من الإنزيمات والرصاص في الدم.
ألكيل الرصاص
في بعض البلدان ، يتم استخدام رباعي إيثيل الرصاص ورباعي ميثيلليد كعوامل مانعة للانزعاج في وقود السيارات. الرصاص الموجود في الدم ليس مؤشرًا جيدًا على التعرض لرباعي الألكيل ، بينما يبدو أن الرصاص الموجود في البول مفيد لتقييم مخاطر التعرض المفرط.
المنغنيز
في بيئة العمل ، يدخل المنجنيز الجسم بشكل رئيسي من خلال الرئتين ؛ الامتصاص عبر الجهاز الهضمي منخفض وربما يعتمد على آلية الاستتباب. يحدث التخلص من المنغنيز من خلال الصفراء ، مع كميات صغيرة فقط تفرز مع البول.
عادة ما تكون التركيزات الطبيعية للمنغنيز في البول والدم والمصل أو البلازما أقل من 3 ميكروغرام / غرام من الكرياتينين و 1 ميكروغرام / 100 مل و 0.1 ميكروغرام / 100 مل على التوالي.
يبدو أنه ، على أساس فردي ، لا يوجد ارتباط بين المنجنيز في الدم ولا المنجنيز في البول بمعايير التعرض الخارجية.
يبدو أنه لا توجد علاقة مباشرة بين تركيز المنغنيز في المواد البيولوجية وشدة التسمم المزمن بالمنغنيز. من الممكن ، بعد التعرض المهني للمنغنيز ، اكتشاف تأثيرات الجهاز العصبي المركزي العكسية المبكرة بالفعل على مستويات بيولوجية قريبة من القيم الطبيعية.
الزئبق المعدني وأملاحه غير العضوية
يمثل الاستنشاق الطريق الرئيسي لامتصاص الزئبق المعدني. إن الامتصاص المعدي المعوي للزئبق المعدني ضئيل. يمكن امتصاص أملاح الزئبق غير العضوي من خلال الرئتين (استنشاق رذاذ الزئبق غير العضوي) وكذلك من خلال الجهاز الهضمي. الامتصاص الجلدي للزئبق المعدني وأملاحه غير العضوية ممكن.
يبلغ عمر النصف البيولوجي للزئبق شهرين في الكلية ولكنه أطول بكثير في الجهاز العصبي المركزي.
يُفرز الزئبق غير العضوي بشكل رئيسي مع البراز والبول. كميات صغيرة تفرز من خلال الغدد اللعابية والدمعية والعرقية. يمكن أيضًا اكتشاف الزئبق في الهواء المنتهي الصلاحية خلال الساعات القليلة التالية للتعرض لبخار الزئبق. في ظل ظروف التعرض المزمن ، توجد ، على الأقل على أساس جماعي ، علاقة بين شدة التعرض الأخير لبخار الزئبق وتركيز الزئبق في الدم أو البول. أظهرت الاستقصاءات المبكرة ، التي تم خلالها استخدام عينات ثابتة لرصد هواء غرفة العمل العام ، أن متوسط الزئبق في الهواء ، والزئبق في الهواء ، وتركيز 100 ميكروغرام / م.3 يتوافق مع متوسط مستويات الزئبق في الدم (Hg-B) وفي البول (Hg-U) من 6 ميكروغرام زئبق / 100 مل و 200 إلى 260 ميكروغرام / لتر على التوالي. تشير الملاحظات الأحدث ، لا سيما تلك التي تقيم مساهمة البيئة الدقيقة الخارجية القريبة من الجهاز التنفسي للعمال ، إلى أن الهواء (ميكروغرام / م)3) / البول (ميكروغرام / غرام كرياتينين) / دم (ميكروغرام / 100 مل) علاقة الزئبق تقارب 1 / 1.2 / 0.045. أظهرت العديد من الدراسات الوبائية على العمال المعرضين لبخار الزئبق أنه بالنسبة للتعرض طويل الأمد ، فإن مستويات التأثير الحرج للزئبق- U و Hg-B هي حوالي 50 ميكروغرام / غرام من الكرياتينين و 2 ميكروغرام / 100 مل على التوالي.
ومع ذلك ، يبدو أن بعض الدراسات الحديثة تشير إلى أن علامات الآثار الضارة على الجهاز العصبي المركزي أو الكلى يمكن بالفعل ملاحظتها عند مستوى الزئبق البولي أقل من 50 ميكروغرام / غرام من الكرياتينين.
تكون المستويات الطبيعية في البول والدم بشكل عام أقل من 5 ميكروغرام / غرام من الكرياتينين و 1 ميكروغرام / 100 مل على التوالي. يمكن أن تتأثر هذه القيم باستهلاك الأسماك وعدد حشوات ملغم الزئبق في الأسنان.
مركبات الزئبق العضوية
يتم امتصاص مركبات الزئبق العضوية بسهولة عن طريق جميع المسارات. في الدم ، توجد بشكل رئيسي في خلايا الدم الحمراء (حوالي 90٪). ومع ذلك ، يجب التمييز بين مركبات الألكيل قصيرة السلسلة (بشكل رئيسي ميثيل الزئبق) ، والتي تكون مستقرة جدًا ومقاومة للتحول الأحيائي ، ومشتقات الأريل أو ألكوكس ألكيل ، التي تحرر الزئبق غير العضوي في الجسم الحي. بالنسبة للمركبات الأخيرة ، من المحتمل أن يكون تركيز الزئبق في الدم ، وكذلك في البول ، مؤشراً على شدة التعرض.
في ظل ظروف الحالة المستقرة ، يرتبط الزئبق الموجود في الدم الكامل وفي الشعر بعبء جسم ميثيل الزئبق ومع خطر ظهور علامات التسمم بميثيل الزئبق. في الأشخاص المعرضين بشكل مزمن لزئبق الألكيل ، قد تظهر أولى علامات التسمم (تنمل ، اضطرابات حسية) عندما يتجاوز مستوى الزئبق في الدم والشعر 20 ميكروغرام / 100 مل و 50 ميكروغرام / غرام على التوالي.
النيكل
النيكل ليس سمًا متراكمًا ويتم إخراج كل الكمية الممتصة تقريبًا عن طريق البول ، مع عمر نصف بيولوجي يتراوح من 17 إلى 39 ساعة. في الأشخاص غير المعرضين مهنيًا ، تكون تركيزات النيكل في البول والبلازما أقل من 2 ميكروغرام / غرام من الكرياتينين و 0.05 ميكروغرام / 100 مل على التوالي.
تعتبر تركيزات النيكل في البلازما والبول مؤشرات جيدة للتعرض الأخير للنيكل المعدني ومركباته القابلة للذوبان (على سبيل المثال ، أثناء الطلاء الكهربائي بالنيكل أو إنتاج بطاريات النيكل). تشير القيم ضمن النطاقات العادية عادةً إلى تعرض غير مهم والقيم المتزايدة تدل على التعرض المفرط.
بالنسبة للعمال المعرضين لمركبات النيكل القابلة للذوبان ، تم اقتراح قيمة حد بيولوجية تبلغ 30 ميكروغرام / غرام من الكرياتينين (نهاية النوبة) للنيكل في البول.
في العمال المعرضين لمركبات النيكل القابلة للذوبان أو غير القابلة للذوبان بشكل طفيف ، تشير المستويات المتزايدة في سوائل الجسم بشكل عام إلى امتصاص كبير أو إطلاق تدريجي من الكمية المخزنة في الرئتين ؛ ومع ذلك ، قد تترسب كميات كبيرة من النيكل في الجهاز التنفسي (تجاويف الأنف ، والرئتين) دون أي ارتفاع ملحوظ في تركيز البلازما أو البول. لذلك ، يجب تفسير القيم "العادية" بحذر ولا تشير بالضرورة إلى عدم وجود مخاطر صحية.
عنصر السيلينيوم
السيلينيوم عنصر أساسي في التتبع. يبدو أن مركبات السيلينيوم القابلة للذوبان يمكن امتصاصها بسهولة من خلال الرئتين والجهاز الهضمي. يُفرز السيلينيوم بشكل رئيسي في البول ، ولكن عندما يكون التعرض مرتفعًا جدًا ، يمكن أيضًا إفرازه في هواء الزفير على شكل بخار ثنائي ميثيل سيلينيد. تعتمد تركيزات السيلينيوم الطبيعية في المصل والبول على المدخول اليومي ، والذي قد يختلف بشكل كبير في أجزاء مختلفة من العالم ولكنه عادة ما يكون أقل من 15 ميكروغرام / 100 مل و 25 ميكروغرام / غرام كرياتينين ، على التوالي. إن تركيز السيلينيوم في البول هو في الأساس انعكاس للتعرض الأخير. لم يتم بعد تحديد العلاقة بين شدة التعرض وتركيز السيلينيوم في البول.
يبدو أن التركيز في البلازما (أو المصل) والبول يعكس بشكل أساسي التعرض قصير المدى ، بينما يعكس محتوى السيلينيوم في كريات الدم الحمراء مزيدًا من التعرض طويل الأمد.
يعطي قياس السيلينيوم في الدم أو البول بعض المعلومات عن حالة السيلينيوم. حاليًا ، يتم استخدامه غالبًا للكشف عن النقص بدلاً من التعرض المفرط. نظرًا لأن البيانات المتاحة المتعلقة بالمخاطر الصحية للتعرض طويل الأمد للسيلينيوم والعلاقة بين المخاطر الصحية المحتملة والمستويات في الوسائط البيولوجية محدودة للغاية ، لا يمكن اقتراح قيمة عتبة بيولوجية.
الفاناديوم عنصر فلزي
في الصناعة ، يتم امتصاص الفاناديوم بشكل رئيسي عبر الطريق الرئوي. يبدو أن الامتصاص عن طريق الفم منخفض (أقل من 1٪). يُفرز الفاناديوم في البول بعمر نصف بيولوجي يتراوح من 20 إلى 40 ساعة ، وإلى درجة ثانوية في البراز. يبدو أن الفاناديوم البولي مؤشر جيد للتعرض الأخير ، لكن العلاقة بين مستويات الامتصاص والفاناديوم في البول لم تثبت بعد بشكل كافٍ. تم اقتراح أن الاختلاف بين تركيزات الفاناديوم في البول بعد النوبة وقبل التحول يسمح بتقييم التعرض خلال يوم العمل ، في حين أن الفاناديوم البولي بعد يومين من التوقف عن التعرض (صباح الاثنين) سيعكس تراكم المعدن في الجسم. . في الأشخاص غير المعرضين مهنياً ، يكون تركيز الفاناديوم في البول عادة أقل من 1 ميكروغرام / غرام من الكرياتينين. تم اقتراح قيمة حد بيولوجي مؤقت تبلغ 50 ميكروغرام / غرام من الكرياتينين (نهاية التحول) للفاناديوم في البول.
Origins
التوحيد القياسي في مجال بيئة العمل له تاريخ قصير نسبيًا. بدأت في بداية السبعينيات عندما تأسست اللجان الأولى على المستوى الوطني (على سبيل المثال ، في ألمانيا داخل معهد التقييس DIN) ، واستمرت على المستوى الدولي بعد تأسيس ISO (المنظمة الدولية للتوحيد القياسي) TC (اللجنة الفنية) 1970 "بيئة العمل" ، في عام 159. في غضون ذلك ، يتم توحيد معايير بيئة العمل على المستويات الإقليمية أيضًا ، على سبيل المثال ، على المستوى الأوروبي داخل CEN (المفوضية الأوروبية للتطبيع) ، التي أسست TC 122 "بيئة العمل" في عام 1987. إن وجود اللجنة الأخيرة يؤكد حقيقة أن أحد الأسباب المهمة لإنشاء لجان لتوحيد المعرفة والمبادئ المتعلقة ببيئة العمل يمكن العثور عليها في القانون (وشبه القانوني) اللوائح ، خاصة فيما يتعلق بالسلامة والصحة ، والتي تتطلب تطبيق مبادئ بيئة العمل والنتائج في تصميم المنتجات وأنظمة العمل. كانت القوانين الوطنية التي تتطلب تطبيق نتائج بيئة العمل الراسخة هي السبب وراء إنشاء لجنة بيئة العمل الألمانية في عام 1970 ، وكانت التوجيهات الأوروبية ، وخاصة توجيهات الماكينات (المتعلقة بمعايير السلامة) ، مسؤولة عن إنشاء لجنة بيئة العمل في أوروبا. مستوى. نظرًا لأن اللوائح القانونية عادة لا تكون محددة للغاية ولا يمكن ولا ينبغي أن تكون محددة للغاية ، فإن مهمة تحديد مبادئ بيئة العمل والنتائج التي يجب تطبيقها تم إعطاؤها أو تناولها من قبل لجان التقييس المريحة. خاصة على المستوى الأوروبي ، يمكن الاعتراف بأن توحيد معايير بيئة العمل يمكن أن يساهم في مهمة توفير شروط واسعة وقابلة للمقارنة لسلامة الآلات ، وبالتالي إزالة الحواجز أمام التجارة الحرة للآلات داخل القارة نفسها.
وجهات نظر
وهكذا بدأ التوحيد القياسي لبيئة العمل بـ حماية، على الرغم من أنه منظور وقائي ، مع معايير بيئة العمل التي يتم تطويرها بهدف حماية العمال من الآثار الضارة على مستويات مختلفة من حماية الصحة. وهكذا تم إعداد معايير بيئة العمل مع مراعاة النوايا التالية:
التوحيد القياسي الدولي ، الذي لم يكن مقترنًا بشكل وثيق بالتشريعات ، من ناحية أخرى ، حاول دائمًا فتح منظور في اتجاه إنتاج المعايير التي من شأنها أن تتجاوز الوقاية والحماية من الآثار الضارة (على سبيل المثال ، من خلال تحديد الحد الأدنى / الحد الأقصى القيم) وبدلاً من ذلك استباقي توفير ظروف العمل المثلى لتعزيز الرفاهية والتنمية الشخصية للعامل ، فضلاً عن فعالية نظام العمل وكفاءته وموثوقيته وإنتاجيته.
هذه نقطة حيث يتضح أن بيئة العمل ، وخاصة توحيد معايير بيئة العمل ، لها أبعاد اجتماعية وسياسية متميزة للغاية. في حين أن النهج الوقائي فيما يتعلق بالسلامة والصحة مقبول بشكل عام ومتفق عليه بين الأطراف المعنية (أرباب العمل والنقابات وخبراء الإدارة وبيئة العمل) لجميع مستويات التوحيد القياسي ، فإن النهج الاستباقي لا يقبله جميع الأطراف بنفس الطريقة. . قد يكون هذا بسبب حقيقة أنه ، خاصة عندما يتطلب التشريع تطبيق مبادئ بيئة العمل (وبالتالي تطبيق معايير بيئة العمل بشكل صريح أو ضمني) ، تشعر بعض الأطراف أن هذه المعايير قد تحد من حريتها في العمل أو التفاوض. نظرًا لأن المعايير الدولية أقل إلحاحًا (يكون نقلها إلى مجموعة المعايير الوطنية وفقًا لتقدير لجان التقييس الوطنية) ، فقد تم تطوير النهج الاستباقي على المستوى الدولي لتوحيد معايير بيئة العمل.
حقيقة أن بعض اللوائح من شأنها بالفعل تقييد حرية التقدير لأولئك الذين يطبقون عليهم عملت على تثبيط التوحيد القياسي في مجالات معينة ، على سبيل المثال فيما يتعلق بالتوجيهات الأوروبية بموجب المادة 118 أ من القانون الأوروبي الموحد ، فيما يتعلق بالسلامة والصحة في الاستخدام و تشغيل الآلات في مكان العمل ، وفي تصميم أنظمة العمل وتصميم مكان العمل. من ناحية أخرى ، بموجب التوجيهات الصادرة بموجب المادة 100 أ ، المتعلقة بالسلامة والصحة في تصميم الآلات فيما يتعلق بالتجارة الحرة لهذه الماكينة داخل الاتحاد الأوروبي (EU) ، فإن توحيد معايير بيئة العمل الأوروبية مفوض من قبل المفوضية الأوروبية.
ومع ذلك ، من وجهة نظر بيئة العمل ، من الصعب فهم سبب اختلاف بيئة العمل في تصميم الآلات عن تلك الموجودة في استخدام وتشغيل الآلات داخل نظام العمل. وبالتالي ، من المأمول أن يتم التخلي عن التمييز في المستقبل ، حيث يبدو أنه أكثر ضررًا من كونه مفيدًا لتطوير مجموعة متسقة من معايير بيئة العمل.
أنواع معايير بيئة العمل
أول معيار عالمي لبيئة العمل تم تطويره (استنادًا إلى معيار DIN الوطني الألماني) هو ISO 6385 ، "المبادئ المريحة في تصميم أنظمة العمل" ، المنشور عام 1981. إنه المعيار الأساسي لسلسلة معايير بيئة العمل وتعيين مرحلة المعايير التي تليها تحديد المفاهيم الأساسية وبيان المبادئ العامة للتصميم المريح لأنظمة العمل ، بما في ذلك المهام والأدوات والآلات ومحطات العمل ومساحة العمل وبيئة العمل وتنظيم العمل. هذا المعيار الدولي ، الذي يخضع الآن للمراجعة ، هو أ المعيار التوجيهي، وعلى هذا النحو يوفر إرشادات يجب اتباعها. ومع ذلك ، فإنه لا يوفر المواصفات الفنية أو المادية التي يجب الوفاء بها. يمكن العثور عليها في نوع مختلف من المعايير ، أي معايير المواصفات، على سبيل المثال ، تلك الموجودة في القياسات البشرية أو الظروف الحرارية. كلا النوعين من المعايير تفي بوظائف مختلفة. بينما المعايير الإرشادية تنوي إظهار مستخدميها "ما يجب القيام به وكيفية القيام به" والإشارة إلى تلك المبادئ التي يجب أو يجب مراعاتها ، على سبيل المثال ، فيما يتعلق بعبء العمل العقلي ، تزود معايير المواصفات المستخدمين بمعلومات مفصلة حول مسافات الأمان أو إجراءات القياس ، من أجل على سبيل المثال ، يجب استيفاء ذلك وحيث يمكن اختبار الامتثال لهذه الوصفات من خلال إجراءات محددة. هذا ليس ممكنًا دائمًا مع المعايير الإرشادية ، على الرغم من افتقارها النسبي إلى الخصوصية ، يمكن عادةً إثبات متى وأين يتم انتهاك الإرشادات. مجموعة فرعية من معايير المواصفات هي معايير "قاعدة البيانات" ، والتي تزود المستخدم ببيانات بيئة العمل ذات الصلة ، على سبيل المثال ، أبعاد الجسم.
يتم تصنيف معايير CEN على أنها معايير من النوع A و B و C ، اعتمادًا على نطاقها ومجال تطبيقها. معايير النوع A هي معايير عامة وأساسية تنطبق على جميع أنواع التطبيقات ، ومعايير النوع B خاصة بمجال التطبيق (مما يعني أن معظم معايير بيئة العمل داخل CEN ستكون من هذا النوع) ، و C- معايير النوع خاصة بنوع معين من الآلات ، على سبيل المثال ، آلات الحفر اليدوية.
لجان التقييس
يتم إنتاج معايير بيئة العمل ، مثل المعايير الأخرى ، في اللجان الفنية المناسبة (TCs) أو لجانها الفرعية (SCs) أو مجموعات العمل (WGs). بالنسبة إلى ISO هذا هو TC 159 ، بالنسبة لـ CEN فهو TC 122 ، وعلى المستوى الوطني ، اللجان الوطنية المعنية. إلى جانب لجان بيئة العمل ، يتم التعامل أيضًا مع بيئة العمل في أبرز المساهمين الذين يعملون على سلامة الماكينة (على سبيل المثال ، CEN TC 114 و ISO TC 199) والتي يتم الحفاظ على الاتصال والتعاون الوثيق معها. يتم أيضًا إنشاء علاقات اتصال مع اللجان الأخرى التي قد تكون بيئة العمل ذات صلة بها. ومع ذلك ، فإن المسؤولية عن معايير بيئة العمل محجوزة للجان بيئة العمل نفسها.
يشارك عدد من المنظمات الأخرى في إنتاج معايير بيئة العمل ، مثل IEC (اللجنة الكهروتقنية الدولية) ؛ CENELEC ، أو اللجان الوطنية المعنية في المجال الكهروتقني ؛ CCITT (اللجنة الاستشارية الدولية للمنظمات التلفونية والإلكترونية) أو ETSI (المعهد الأوروبي لمعايير الاتصالات) في مجال الاتصالات ؛ ECMA (الرابطة الأوروبية لمصنعي الكمبيوتر) في مجال أنظمة الكمبيوتر ؛ و CAMAC (جمعية القياس والتحكم بمساعدة الكمبيوتر) في مجال التقنيات الجديدة في التصنيع ، على سبيل المثال لا الحصر. مع بعض هذه اللجان المريحة لديها علاقات اتصال من أجل تجنب ازدواجية العمل أو عدم اتساق المواصفات ؛ مع بعض المنظمات (على سبيل المثال ، IEC) يتم إنشاء لجان فنية مشتركة للتعاون في المجالات ذات الاهتمام المشترك. ومع ذلك ، مع اللجان الأخرى ، لا يوجد تنسيق أو تعاون على الإطلاق. الغرض الرئيسي من هذه اللجان هو إنتاج معايير (بيئة العمل) الخاصة بمجال نشاطها. نظرًا لأن عدد هذه المنظمات على المستويات المختلفة كبير نوعًا ما ، يصبح من الصعب جدًا (إن لم يكن من المستحيل) إجراء نظرة عامة كاملة على توحيد معايير بيئة العمل. لذلك ستقتصر المراجعة الحالية على توحيد معايير بيئة العمل في اللجان الدولية والأوروبية لبيئة العمل.
هيكلية لجان التقييس
لجان التقييس لبيئة العمل متشابهة تمامًا مع بعضها البعض في الهيكل. عادةً ما يكون أحد المساهمين الأساسيين داخل منظمة التقييس مسؤولاً عن بيئة العمل. تتعلق هذه اللجنة (على سبيل المثال ، ISO TC 159) بشكل أساسي بقرارات حول ما يجب توحيده (على سبيل المثال ، بنود العمل) وكيفية تنظيم وتنسيق التوحيد القياسي داخل اللجنة ، ولكن عادةً لا يتم إعداد معايير على هذا المستوى. تحت مستوى TC توجد لجان أخرى. على سبيل المثال ، لدى ISO لجان فرعية (SCs) ، مسؤولة عن مجال محدد من التقييس: SC 1 للمبادئ التوجيهية العامة المريحة ، SC 3 للقياسات البشرية والميكانيكا الحيوية ، SC 4 للتفاعل بين النظام البشري و SC 5 للعمل البدني بيئة. لدى CEN TC 122 مجموعات عمل (WGs) أقل من مستوى TC والتي تم تشكيلها للتعامل مع الحقول المحددة ضمن معايير بيئة العمل. تعمل اللجان الفرعية داخل ISO TC 159 كلجان توجيهية في مجال مسؤوليتها وتقوم بالتصويت الأول ، ولكنها عادة لا تعد المعايير أيضًا. يتم ذلك في مجموعات العمل الخاصة بهم ، والتي تتكون من خبراء ترشحهم لجانهم الوطنية ، في حين تحضر اجتماعات اللجنة الدائمة ولجنة التعاون التقني وفود وطنية تمثل وجهات نظر وطنية. داخل CEN ، لا يتم تمييز الواجبات بشكل حاد على مستوى مجموعة العمل ؛ تعمل مجموعات العمل كل من لجان التوجيه والإنتاج ، على الرغم من إنجاز قدر كبير من العمل في مجموعات مخصصة ، والتي تتكون من أعضاء مجموعة العمل (ترشحهم لجانهم الوطنية) ويتم إنشاؤها لإعداد المسودات الخاصة بالمعيار. تم إنشاء مجموعات العمل داخل لجنة دعم المعايير ISO للقيام بأعمال التقييس العملية ، أي إعداد المسودات ، والعمل على التعليقات ، وتحديد الاحتياجات للتوحيد القياسي ، وإعداد المقترحات إلى SC و TC ، والتي ستتخذ بعد ذلك القرارات أو الإجراءات المناسبة.
إعداد معايير بيئة العمل
لقد تغير إعداد معايير بيئة العمل بشكل ملحوظ خلال السنوات الماضية في ضوء التركيز الأقوى الآن على التطورات الأوروبية والدولية الأخرى. في البداية ، تم نقل المعايير الوطنية ، التي أعدها خبراء من دولة واحدة في لجنتهم الوطنية ووافقت عليها الأطراف المعنية من بين عامة الجمهور في ذلك البلد في إجراء تصويت محدد ، كمدخلات إلى SC و WG المسؤولين ISO TC 159 ، بعد إجراء تصويت رسمي على مستوى TC ، يجب إعداد مثل هذا المعيار الدولي. مجموعة العمل ، المكونة من خبراء بيئة العمل (وخبراء من الأطراف المهتمة سياسيًا) من جميع الهيئات الأعضاء المشاركة (أي منظمات التقييس الوطنية) من TC 159 الذين كانوا على استعداد للتعاون في مشروع العمل هذا ، سيعملون بعد ذلك على أي مدخلات والاستعداد مسودة عمل (WD). بعد الموافقة على مسودة الاقتراح في مجموعة العمل ، تصبح مسودة لجنة (CD) ، والتي يتم توزيعها على الهيئات الأعضاء في SC للموافقة عليها والتعليق عليها. إذا تلقت المسودة دعمًا كبيرًا من الهيئات الأعضاء في SC (أي إذا صوت ثلثاها على الأقل لصالح) وبعد أن أدرجت مجموعة العمل تعليقات اللجان الوطنية في النسخة المحسنة ، فإن مسودة المعيار الدولي (DIS) مقدم للتصويت لجميع أعضاء TC 159. إذا تم تحقيق دعم كبير ، في هذه الخطوة من الهيئات الأعضاء في TC ، (وربما بعد دمج التغييرات التحريرية) ، سيتم نشر هذا الإصدار كمعيار دولي (IS) بواسطة ISO. يعتمد تصويت الهيئات الأعضاء على مستوى TC و SC على التصويت على المستوى الوطني ، ويمكن تقديم التعليقات من خلال الهيئات الأعضاء من قبل الخبراء أو الأطراف المهتمة في كل بلد. الإجراء مكافئ تقريبًا في CEN TC 122 ، باستثناء أنه لا توجد SCs أقل من مستوى TC وأن التصويت يشارك بأصوات مرجحة (وفقًا لحجم البلد) بينما في ISO ، القاعدة هي دولة واحدة ، واحدة تصويت. إذا فشلت المسودة في أي خطوة ، وما لم تقرر مجموعة العمل أنه لا يمكن إجراء مراجعة مقبولة ، فيجب مراجعتها ومن ثم تمرير إجراءات التصويت مرة أخرى.
ثم يتم تحويل المعايير الدولية إلى معايير وطنية إذا صوتت اللجان الوطنية وفقًا لذلك. على النقيض من ذلك ، يجب نقل المعايير الأوروبية (ENs) إلى معايير وطنية من قبل أعضاء CEN ويجب سحب المعايير الوطنية المتضاربة. وهذا يعني أن ENs المنسقة ستكون فعالة في جميع دول CEN (وبسبب تأثيرها على التجارة ، ستكون ذات صلة بالمصنعين في جميع البلدان الأخرى الذين يعتزمون بيع البضائع إلى عميل في بلد CEN).
تعاون ISO-CEN
من أجل تجنب المعايير المتضاربة وازدواجية العمل والسماح لغير أعضاء CEN بالمشاركة في التطورات في CEN ، تم التوصل إلى اتفاقية تعاونية بين ISO و CEN (ما يسمى اتفاقية فيينا) الذي ينظم الإجراءات الشكلية وينص على ما يسمى بإجراء التصويت الموازي ، والذي يسمح بالتصويت على نفس المسودات في CEN و ISO بالتوازي ، إذا وافقت اللجان المسؤولة على القيام بذلك. الاتجاه واضح تمامًا بين لجان الهندسة البشرية: تجنب الازدواجية في العمل (القوى العاملة والموارد المالية محدودة للغاية) ، وتجنب المواصفات المتضاربة ، وحاول تحقيق مجموعة متسقة من معايير بيئة العمل على أساس تقسيم العمل. في حين أن CEN TC 122 ملزمة بقرارات إدارة الاتحاد الأوروبي وتحصل على بنود العمل الإلزامية التي تنص على مواصفات التوجيهات الأوروبية ، فإن ISO TC 159 حر في توحيد كل ما تراه ضروريًا أو مناسبًا في مجال بيئة العمل. وقد أدى ذلك إلى تحولات في تركيز كلتا اللجنتين ، مع تركيز CEN على الآلات والموضوعات المتعلقة بالسلامة وتركيز ISO على المجالات التي تكون فيها اهتمامات السوق أوسع من أوروبا (على سبيل المثال ، العمل مع VDUs وتصميم غرفة التحكم للعملية. والصناعات ذات الصلة) ؛ في المناطق التي يتعلق بها تشغيل الآلات ، كما هو الحال في تصميم نظام العمل ؛ وفي مجالات مثل بيئة العمل وتنظيم العمل أيضًا. ومع ذلك ، فإن النية هي نقل نتائج العمل من CEN إلى ISO ، والعكس صحيح ، من أجل بناء مجموعة من معايير بيئة العمل المتسقة والتي تكون في الواقع فعالة في جميع أنحاء العالم.
الإجراء الرسمي لإنتاج المعايير لا يزال هو نفسه اليوم. ولكن منذ تحول التركيز أكثر فأكثر إلى المستوى الدولي أو المستوى الأوروبي ، يتم نقل المزيد والمزيد من الأنشطة إلى هذه اللجان. عادة ما يتم وضع المسودات الآن بشكل مباشر في هذه اللجان ولم تعد تستند إلى المعايير الوطنية الحالية. بعد اتخاذ القرار بضرورة تطوير معيار ، يبدأ العمل مباشرة على أحد هذه المستويات فوق الوطنية ، بناءً على أي مدخلات قد تكون متاحة ، تبدأ أحيانًا من الصفر. هذا يغير دور لجان بيئة العمل الوطنية بشكل كبير. بينما قاموا حتى الآن بتطوير المعايير الوطنية الخاصة بهم رسميًا وفقًا لقواعدهم الوطنية ، فإن لديهم الآن مهمة مراقبة التقييس والتأثير عليه على المستويات فوق الوطنية - من خلال الخبراء الذين يعملون على المعايير أو من خلال التعليقات التي تم إجراؤها في خطوات التصويت المختلفة (ضمن CEN ، سيتم إيقاف مشروع توحيد وطني إذا تم العمل على مشروع مماثل في وقت واحد على مستوى CEN). هذا يجعل المهمة أكثر تعقيدًا ، حيث لا يمكن ممارسة هذا التأثير إلا بشكل غير مباشر وبما أن إعداد معايير بيئة العمل ليس مجرد مسألة علم بحت بل مسألة مساومة وإجماع واتفاق (لأسباب ليس أقلها الآثار السياسية المترتبة على قد يكون المعيار). هذا ، بالطبع ، هو أحد الأسباب التي تجعل عملية إنتاج معيار بيئة العمل الدولية أو الأوروبية تستغرق عادةً عدة سنوات ولماذا لا تعكس معايير بيئة العمل أحدث التقنيات في بيئة العمل. وبالتالي ، يجب فحص معايير بيئة العمل الدولية كل خمس سنوات ، وإذا لزم الأمر ، تخضع للمراجعة.
مجالات التوحيد القياسي لبيئة العمل
بدأ توحيد معايير بيئة العمل الدولية بإرشادات حول المبادئ العامة لبيئة العمل في تصميم أنظمة العمل ؛ تم وضعها في ISO 6385 ، والتي هي الآن قيد المراجعة من أجل دمج التطورات الجديدة. أنتجت CEN معيارًا أساسيًا مشابهًا (EN 614 ، الجزء 1 ، 1994) - وهذا موجه بشكل أكبر إلى الآلات والسلامة - وتقوم بإعداد معيار مع إرشادات حول تصميم المهام كجزء ثانٍ من هذا المعيار الأساسي. وبالتالي تؤكد CEN على أهمية مهام المشغل في تصميم الآلات أو أنظمة العمل ، والتي يجب تصميم الأدوات أو الآلات المناسبة لها.
مجال آخر حيث تم وضع المفاهيم والمبادئ التوجيهية في المعايير هو مجال عبء العمل العقلي. يحدد ISO 10075 ، الجزء 1 ، المصطلحات والمفاهيم (على سبيل المثال ، التعب والرتابة وتقليل اليقظة) ، ويقدم الجزء 2 (في مرحلة DIS في النصف الأخير من التسعينيات) إرشادات لتصميم أنظمة العمل فيما يتعلق عبء العمل العقلي من أجل تجنب الإعاقات.
تنتج SC 3 من ISO TC 159 و WG 1 من CEN TC 122 معايير حول القياسات البشرية والميكانيكا الحيوية ، تغطي ، من بين موضوعات أخرى ، طرق القياسات البشرية ، أبعاد الجسم ، مسافات الأمان وأبعاد الوصول ، تقييم أوضاع العمل وتصميم أماكن العمل فيما يتعلق بالآلات ، حدود القوة البدنية الموصى بها ومشاكل المناولة اليدوية.
توضح SC 4 من ISO 159 كيف تؤثر التغييرات التكنولوجية والاجتماعية على توحيد معايير بيئة العمل وبرنامج مثل هذه اللجنة الفرعية. بدأت SC 4 كـ "إشارات وعناصر تحكم" من خلال توحيد مبادئ عرض المعلومات وتصميم مشغلات التحكم ، مع كون أحد عناصر عملها هو وحدة العرض المرئي (VDU) ، المستخدمة لمهام المكتب. سرعان ما أصبح واضحًا ، مع ذلك ، أن توحيد معايير بيئة العمل لوحدات VDU لن يكون كافيًا ، وأن التوحيد "حول" محطة العمل هذه - بمعنى نظام العمل—كان مطلوبًا ، ويغطي مجالات مثل الأجهزة (على سبيل المثال ، VDU نفسها ، بما في ذلك شاشات العرض ولوحات المفاتيح وأجهزة الإدخال بدون لوحة المفاتيح ومحطات العمل) وبيئة العمل (مثل الإضاءة) وتنظيم العمل (على سبيل المثال ، متطلبات المهمة) والبرامج ( على سبيل المثال ، مبادئ الحوار والقائمة وحوارات التلاعب المباشر). أدى ذلك إلى معيار متعدد الأجزاء (ISO 9241) يغطي "المتطلبات المريحة للعمل المكتبي مع VDUs" مع 17 جزءًا في الوقت الحالي ، وصل 3 منها إلى حالة IS بالفعل. سيتم نقل هذا المعيار إلى CEN (مثل EN 29241) والذي سيحدد متطلبات توجيه VDU (90/270 EEC) للاتحاد الأوروبي - على الرغم من أن هذا توجيه بموجب المادة 118 أ من القانون الأوروبي الموحد. توفر هذه السلسلة من المعايير إرشادات بالإضافة إلى المواصفات ، اعتمادًا على موضوع الجزء المحدد من المعيار ، وتقدم مفهومًا جديدًا للتوحيد القياسي ، وهو نهج أداء المستخدم ، والذي قد يساعد في حل بعض المشكلات في توحيد معايير بيئة العمل. تم وصفه بشكل كامل في الفصل وحدات العرض المرئية .
يعتمد نهج أداء المستخدم على فكرة أن الهدف من التوحيد القياسي هو منع الضرر وتوفير ظروف العمل المثلى للمشغل ، ولكن ليس لتحديد المواصفات الفنية في حد ذاتها. وبالتالي ، تعتبر المواصفات فقط وسيلة لتحقيق نهاية الأداء الأمثل للمستخدم. الشيء المهم هو تحقيق هذا الأداء غير المعيب للمشغل ، بغض النظر عما إذا تم استيفاء مواصفات مادية معينة. يتطلب ذلك تحديد أداء المشغل غير المعوق الذي يجب تحقيقه ، على سبيل المثال ، قراءة الأداء على VDU ، في المقام الأول ، وثانيًا ، تطوير المواصفات الفنية التي ستمكن من تحقيق الأداء المطلوب ، بناءً على الأدلة المتاحة. بعد ذلك ، يحق للشركة المصنعة اتباع هذه المواصفات الفنية ، والتي ستضمن أن المنتج يتوافق مع متطلبات بيئة العمل. أو قد يبرهن ، بالمقارنة مع منتج معروف أنه يفي بالمتطلبات (إما عن طريق الامتثال للمواصفات الفنية للمعيار أو بالأداء المثبت) ، أنه مع المنتج الجديد يتم الوفاء بمتطلبات الأداء بشكل متساوٍ أو أفضل مما هو عليه مع المنتج المرجعي ، مع أو بدون الامتثال للمواصفات الفنية للمواصفة القياسية. تم تحديد إجراء الاختبار الذي يجب اتباعه لإثبات التوافق مع متطلبات أداء المستخدم للمعيار في المعيار.
هذا النهج يساعد على التغلب على مشكلتين. يمكن للمعايير ، بحكم مواصفاتها ، التي تستند إلى أحدث ما توصلت إليه التقنية (والتكنولوجيا) في وقت إعداد المعيار ، تقييد التطورات الجديدة. قد تكون المواصفات التي تعتمد على تقنية معينة (على سبيل المثال ، أنابيب أشعة الكاثود) غير مناسبة لتقنيات أخرى. بغض النظر عن التكنولوجيا ، يجب أن يكون مستخدم جهاز العرض (على سبيل المثال) قادرًا على قراءة وفهم المعلومات المعروضة بفعالية وكفاءة دون أي عيوب ، بغض النظر عن أي تقنية يمكن استخدامها. ومع ذلك ، يجب ألا يقتصر الأداء في هذه الحالة على الناتج الخالص (كما تم قياسه من حيث السرعة أو الدقة) ولكن يجب أن يشمل اعتبارات الراحة والجهد أيضًا.
المشكلة الثانية التي يمكن التعامل معها من خلال هذا النهج هي مشكلة التفاعلات بين الظروف. عادة ما تكون المواصفات المادية أحادية البعد ، مع ترك الشروط الأخرى خارج الاعتبار. ومع ذلك ، في حالة التأثيرات التفاعلية ، قد يكون هذا مضللًا أو حتى خاطئًا. من ناحية أخرى ، من خلال تحديد متطلبات الأداء ، وترك الوسائل لتحقيقها للشركة المصنعة ، سيكون أي حل يفي بمتطلبات الأداء هذه مقبولاً. وبالتالي فإن معالجة المواصفات كوسيلة لتحقيق غاية يمثل منظورًا مريحًا حقيقيًا.
هناك معيار آخر مع نهج نظام العمل قيد الإعداد في SC 4 ، والذي يتعلق بتصميم غرف التحكم ، على سبيل المثال ، للصناعات المعالجة أو محطات الطاقة. من المتوقع إعداد معيار متعدد الأجزاء (ISO 11064) نتيجة لذلك ، مع الأجزاء المختلفة التي تتناول جوانب تصميم غرفة التحكم مثل التخطيط وتصميم محطة عمل المشغل وتصميم شاشات العرض وأجهزة الإدخال للتحكم في العملية. نظرًا لأن عناصر العمل هذه والنهج المتبع يتجاوزان بوضوح مشكلات تصميم "شاشات العرض وأدوات التحكم" ، فقد تمت إعادة تسمية SC 4 باسم "التفاعل بين الإنسان والنظام".
يتم التعامل مع المشكلات البيئية ، خاصة تلك المتعلقة بالظروف الحرارية والتواصل في البيئات الصاخبة ، في SC 5 ، حيث تم أو يتم إعداد المعايير حول طرق القياس وطرق تقدير الإجهاد الحراري وظروف الراحة الحرارية وإنتاج الحرارة الأيضية ، وعلى إشارات الخطر السمعية والبصرية ، ومستوى تداخل الكلام وتقييم الاتصال الكلامي.
يغطي CEN TC 122 تقريبًا نفس مجالات توحيد معايير بيئة العمل ، على الرغم من وجود تركيز مختلف وهيكل مختلف لمجموعات العمل الخاصة به. من المفترض ، مع ذلك ، أنه من خلال تقسيم العمل بين لجان بيئة العمل ، والقبول المتبادل لنتائج العمل ، سيتم تطوير مجموعة عامة وقابلة للاستخدام من معايير بيئة العمل.
الهدف ذو الأولوية لعلم السموم المهنية والبيئية هو تحسين الوقاية أو الحد بشكل كبير من الآثار الصحية للتعرض للعوامل الخطرة في البيئات العامة والمهنية. ولهذا الغرض ، تم تطوير أنظمة للتقييم الكمي للمخاطر المتعلقة بتعرض معين (انظر قسم "علم السموم التنظيمي").
ترتبط تأثيرات مادة كيميائية على أنظمة وأعضاء معينة بحجم التعرض وما إذا كان التعرض حادًا أو مزمنًا. في ضوء تنوع التأثيرات السامة حتى داخل نظام أو عضو واحد ، تم اقتراح فلسفة موحدة تتعلق بالعضو الحرج والتأثير الحرج لغرض تقييم المخاطر وتطوير حدود التركيز الصحية الموصى بها للمواد السامة في الوسائط البيئية المختلفة .
من وجهة نظر الطب الوقائي ، من الأهمية بمكان تحديد الآثار الضائرة المبكرة ، بناءً على الافتراض العام بأن منع الآثار المبكرة أو الحد منها قد يمنع حدوث آثار صحية أكثر خطورة من التطور.
تم تطبيق هذا النهج على المعادن الثقيلة. على الرغم من أن المعادن الثقيلة ، مثل الرصاص والكادميوم والزئبق ، تنتمي إلى مجموعة محددة من المواد السامة حيث يعتمد التأثير المزمن للنشاط على تراكمها في الأعضاء ، فقد تم نشر التعريفات الواردة أدناه من قبل فريق المهام المعني بسمية المعادن (نوردبيرج). 1976).
تم اعتماد تعريف العضو الحرج على النحو الذي اقترحه فريق العمل المعني بسمية المعادن مع تعديل طفيف: الكلمة معدن تم استبداله بالتعبير مادة يحتمل أن تكون سامة (دافوس 1993).
يعتمد اعتبار عضو أو نظام معين على أنه أمر بالغ الأهمية ليس فقط على ميكانيكا السموم للعامل الخطير ولكن أيضًا على طريق الامتصاص والسكان المعرضين.
المعنى البيولوجي للتأثير دون الحرج غير معروف في بعض الأحيان ؛ قد يمثل مؤشرًا حيويًا للتعرض أو مؤشر التكيف أو سلائف التأثير الحرج (انظر "طرق اختبار علم السموم: المؤشرات الحيوية"). يمكن أن يكون الاحتمال الأخير مهمًا بشكل خاص في ضوء الأنشطة الوقائية.
يعرض الجدول 1 أمثلة على الأعضاء الحرجة وتأثيرات المواد الكيميائية المختلفة. في التعرض البيئي المزمن للكادميوم ، حيث يكون طريق الامتصاص ذا أهمية طفيفة (تتراوح تركيزات الكادميوم في الهواء من 10 إلى 20 ميكروغرام / م XNUMX3 في المناطق الحضرية و1 إلى 2 ميكروغرام / م3 في المناطق الريفية) ، والعضو الأساسي هو الكلى. في البيئة المهنية حيث يصل TLV إلى 50 ميكروغرام / م3 والاستنشاق هو السبيل الرئيسي للتعرض ، ويعتبر عضوان ، الرئة والكلى ، حرجين.
الجدول 1. أمثلة على الأعضاء الحرجة والآثار الحرجة
المادة | عضو حرج في التعرض المزمن | تأثير حاسم |
الكادميوم | الرئتين | غير عتبة: سرطان الرئة (خطر الوحدة 4.6 × 10-3) |
كلوي | عتبة: زيادة إفراز البروتينات الجزيئية المنخفضة (β2 -M، RBP) في البول |
|
الرئتين | تغيرات طفيفة في وظائف انتفاخ الرئة | |
قيادة | الكبار نظام المكونة للدم |
زيادة إفراز حمض دلتا أمينوليفولينك في البول (ALA-U) ؛ زيادة تركيز البروتوبرفيرين (FEP) في كريات الدم الحمراء |
الجهاز العصبي المحيطي | إبطاء سرعات التوصيل للألياف العصبية الأبطأ | |
الزئبق (عنصري) | الأطفال الصغار الجهاز العصبي المركزي |
انخفاض معدل الذكاء والتأثيرات الدقيقة الأخرى ؛ الرعاش الزئبقي (الأصابع والشفتين والجفون) |
الزئبق (الزئبق) | كلوي | بروتينية |
المنغنيز | الكبار الجهاز العصبي المركزي |
ضعف الوظائف الحركية |
أطفال الرئتين |
أعراض الجهاز التنفسي | |
الجهاز العصبي المركزي | ضعف الوظائف الحركية | |
التولوين | الأغشية المخاطية | التهيج |
كلوريد الفينيل | كبد | السرطان. (خطر وحدة الساركوما الوعائية 1 × 10-6 ) |
إيثيل الأسيتات | الغشاء المخاطي | التهيج |
بالنسبة للرصاص ، فإن الأعضاء الحيوية لدى البالغين هي الجهاز العصبي المُكوِّن للدم والجهاز العصبي المحيطي ، حيث تظهر التأثيرات الحرجة (على سبيل المثال ، ارتفاع تركيز البروتوبورفيرين في كريات الدم الحمراء (FEP) ، وزيادة إفراز حمض دلتا أمينوليفولينك في البول ، أو ضعف توصيل العصب المحيطي) عندما يقترب مستوى الرصاص في الدم (مؤشر امتصاص الرصاص في النظام) من 200 إلى 300 ميكروغرام / لتر. في الأطفال الصغار ، العضو المهم هو الجهاز العصبي المركزي (CNS) ، وقد وُجد أن أعراض الخلل الوظيفي المكتشفة باستخدام بطارية اختبار نفسي تظهر في المجموعات السكانية التي تم فحصها حتى عند تركيزات في حدود حوالي 100 ميكروغرام / لتر Pb في الدم.
تمت صياغة عدد من التعريفات الأخرى التي قد تعكس بشكل أفضل معنى الفكرة. وفقًا لمنظمة الصحة العالمية (1989) ، تم تعريف التأثير الحرج على أنه "التأثير الضار الأول الذي يظهر عندما يتم الوصول إلى عتبة التركيز أو الجرعة (الحرجة) في العضو الحرج. غالبًا ما تُعتبر التأثيرات الضائرة ، مثل السرطان ، مع عدم وجود تركيز عتبة محدد ، على أنها خطيرة. إن اتخاذ قرار بشأن ما إذا كان التأثير حاسمًا هو مسألة تقدير الخبراء ". في إرشادات البرنامج الدولي للسلامة الكيميائية (IPCS) للتطوير وثائق معايير الصحة البيئية، يوصف التأثير الحرج بأنه "التأثير الضار الذي يعتبر الأكثر ملاءمة لتحديد المدخول المسموح به". تمت صياغة التعريف الأخير مباشرة لغرض تقييم حدود التعرض الصحي في البيئة العامة. في هذا السياق ، يبدو أن الأمر الأكثر أهمية هو تحديد التأثير الذي يمكن اعتباره تأثيرًا ضارًا. باتباع المصطلحات الحالية ، فإن التأثير الضار هو "التغيير في مورفولوجيا ، وعلم وظائف الأعضاء ، والنمو ، والتطور أو العمر الافتراضي للكائن الحي مما يؤدي إلى ضعف القدرة على التعويض عن الإجهاد الإضافي أو زيادة القابلية للتأثيرات الضارة للتأثيرات البيئية الأخرى. يتطلب اتخاذ قرار بشأن ما إذا كان أي تأثير سلبيًا أم لا حكمًا خبيرًا ".
يعرض الشكل 1 منحنيات افتراضية للاستجابة للجرعة من أجل تأثيرات مختلفة. في حالة التعرض للرصاص ، A يمكن أن يمثل تأثيرًا دون الحرج (تثبيط خلايا الدم الحمراء ALA-dehydratase) ، B التأثير الحرج (زيادة في بروتوبرفيرين الزنك في كرات الدم الحمراء أو زيادة في إفراز حمض دلتا أمينوليفولينك ، C التأثير السريري (فقر الدم) و D التأثير القاتل (الموت). بالنسبة للتعرض للرصاص ، توجد أدلة وفيرة توضح كيف أن تأثيرات معينة للتعرض تعتمد على تركيز الرصاص في الدم (المقابل العملي للجرعة) ، إما في شكل علاقة بين الجرعة والاستجابة أو فيما يتعلق بمتغيرات مختلفة (الجنس ، والعمر ، إلخ. .). إن تحديد التأثيرات الحرجة والعلاقة بين الجرعة والاستجابة لمثل هذه التأثيرات على البشر يجعل من الممكن التنبؤ بتكرار تأثير معين لجرعة معينة أو نظيرها (التركيز في المادة البيولوجية) في مجموعة سكانية معينة.
الشكل 1. منحنيات افتراضية للجرعة والاستجابة لتأثيرات مختلفة
يمكن أن تكون التأثيرات الحرجة من نوعين: تلك التي تعتبر ذات عتبة وتلك التي قد يكون هناك بعض المخاطر على أي مستوى تعرض لها (المواد المسرطنة غير الحدية والسامة للجينات والمطفرات الجرثومية). كلما كان ذلك ممكناً ، يجب استخدام البيانات البشرية المناسبة كأساس لتقييم المخاطر. من أجل تحديد آثار العتبة بالنسبة لعامة السكان ، يجب وضع الافتراضات المتعلقة بمستوى التعرض (المدخول المسموح به ، المؤشرات الحيوية للتعرض) بحيث يتوافق تواتر التأثير الحرج في السكان المعرضين لعامل خطر معين مع التردد من هذا التأثير في عموم السكان. في حالة التعرض للرصاص ، يكون الحد الأقصى لتركيز الرصاص في الدم الموصى به لعامة السكان (200 ميكروغرام / لتر ، الوسيط أقل من 100 ميكروغرام / لتر) (منظمة الصحة العالمية 1987) أقل عمليا من قيمة العتبة للتأثير الحرج المفترض - ارتفاع مستوى البروتوبورفيرين في كريات الدم الحمراء الحرة ، على الرغم من ذلك ليس أقل من المستوى المرتبط بالتأثيرات على الجهاز العصبي المركزي عند الأطفال أو ضغط الدم لدى البالغين. بشكل عام ، إذا كانت البيانات المأخوذة من دراسات سكانية بشرية جيدة الأداء تحدد مستوى تأثير سلبي غير ملحوظ هي الأساس لتقييم السلامة ، فعندئذٍ يعتبر عامل عدم اليقين البالغ عشرة مناسبًا. في حالة التعرض المهني ، قد تشير التأثيرات الحرجة إلى جزء معين من السكان (مثل 10٪). وفقًا لذلك ، في التعرض المهني للرصاص ، تم اعتماد التركيز الصحي الموصى به للرصاص في الدم ليكون 400 مجم / لتر عند الرجال حيث حدث مستوى استجابة بنسبة 10٪ لـ ALA-U يبلغ 5 مجم / لتر عند تركيزات PbB من حوالي 300 إلى 400 مجم / لتر. . بالنسبة للتعرض المهني للكادميوم (بافتراض أن زيادة إفراز البول للبروتينات منخفضة الوزن هو التأثير الحاسم) ، فقد تم اعتبار مستوى 200 جزء في المليون من الكادميوم في القشرة الكلوية هو القيمة المسموح بها ، وقد لوحظ هذا التأثير في 10٪ من السكان المعرضين. وهاتان القيمتان قيد الدراسة لخفضهما في كثير من البلدان في الوقت الحاضر (أي 1996).
لا يوجد إجماع واضح على المنهجية المناسبة لتقييم مخاطر المواد الكيميائية التي قد لا يكون لتأثيرها الحرج حد أدنى ، مثل المواد المسرطنة السامة للجينات. تم اعتماد عدد من الأساليب التي تستند إلى حد كبير على توصيف العلاقة بين الجرعة والاستجابة لتقييم مثل هذه الآثار. بسبب عدم القبول الاجتماعي والسياسي للمخاطر الصحية التي تسببها المواد المسرطنة في وثائق مثل إرشادات جودة الهواء لأوروبا (منظمة الصحة العالمية 1987) ، القيم فقط مثل مخاطر عمر الوحدة (أي ، المخاطر المرتبطة بالتعرض مدى الحياة لـ 1 ميكروغرام / متر مربع)3 من العامل الخطير) للتأثيرات غير الحدية (انظر "علم السموم التنظيمي").
في الوقت الحاضر ، تتمثل الخطوة الأساسية في القيام بأنشطة تقييم المخاطر في تحديد الجهاز الحرج والآثار الحرجة. تعكس تعاريف كل من التأثير الحرج والضار مسؤولية تحديد أي من التأثيرات داخل عضو أو نظام معين ينبغي اعتباره حرجًا ، وهذا يرتبط ارتباطًا مباشرًا بالتحديد اللاحق للقيم الموصى بها لمادة كيميائية معينة في البيئة العامة -على سبيل المثال، إرشادات جودة الهواء لأوروبا (منظمة الصحة العالمية 1987) أو الحدود الصحية في التعرض المهني (منظمة الصحة العالمية 1980). قد يؤدي تحديد التأثير الحرج ضمن نطاق التأثيرات دون الحرجة إلى حالة قد يتعذر فيها عمليًا الحفاظ على الحدود الموصى بها لتركيز المواد الكيميائية السامة في البيئة العامة أو المهنية. فيما يتعلق بالحرج ، فإن التأثير الذي قد يتداخل مع الآثار السريرية المبكرة قد يؤدي إلى تبني القيم التي قد تتطور الآثار الضارة في جزء من السكان. يظل القرار بشأن ما إذا كان يجب اعتبار تأثير معين أمرًا حاسمًا أم لا ، تقع على عاتق مجموعات الخبراء المتخصصة في تقييم السمية والمخاطر.
المُقدّمة
المذيبات العضوية متطايرة وقابلة للذوبان بشكل عام في دهون الجسم (محبة للدهون) ، على الرغم من أن بعضها ، مثل الميثانول والأسيتون ، قابل للذوبان في الماء (محبة للماء) أيضًا. لقد تم استخدامها على نطاق واسع ليس فقط في الصناعة ولكن في المنتجات الاستهلاكية ، مثل الدهانات والأحبار والمخففات ومزيلات الشحوم وعوامل التنظيف الجاف ومزيلات البقع والمواد الطاردة للحشرات وما إلى ذلك. على الرغم من أنه من الممكن تطبيق المراقبة البيولوجية لاكتشاف الآثار الصحية ، على سبيل المثال ، التأثيرات على الكبد والكلى ، لغرض المراقبة الصحية للعاملين الذين يتعرضون مهنياً للمذيبات العضوية ، فمن الأفضل استخدام المراقبة البيولوجية بدلاً من " "رصد التعرض" من أجل حماية صحة العمال من سمية هذه المذيبات ، لأن هذا نهج حساس بدرجة كافية لإعطاء تحذيرات قبل حدوث أي آثار صحية بوقت طويل. قد يسهم فحص العاملين للكشف عن الحساسية العالية لسمية المذيبات في حماية صحتهم.
ملخص حركة السموم
المذيبات العضوية متطايرة بشكل عام في ظل الظروف القياسية ، على الرغم من أن التطاير يختلف من مذيب إلى مذيب. وبالتالي ، فإن الطريق الرئيسي للتعرض في الأماكن الصناعية يكون من خلال الاستنشاق. معدل الامتصاص من خلال الجدار السنخي للرئتين أعلى بكثير من ذلك من خلال جدار الجهاز الهضمي ، ويعتبر معدل امتصاص الرئة الذي يبلغ حوالي 50٪ نموذجيًا للعديد من المذيبات الشائعة مثل التولوين. بعض المذيبات ، على سبيل المثال ، ثاني كبريتيد الكربون و N ، ثنائي ميثيل فورماميد N في الحالة السائلة ، يمكن أن تخترق جلد الإنسان السليم بكميات كبيرة بما يكفي لتكون سامة.
عندما يتم امتصاص هذه المذيبات ، يتم زفير جزء في التنفس دون أي تحول أحيائي ، ولكن الجزء الأكبر يتوزع في الأعضاء والأنسجة الغنية بالدهون نتيجة لدهنها. يحدث التحول الأحيائي بشكل أساسي في الكبد (وأيضًا في الأعضاء الأخرى إلى حد طفيف) ، ويصبح جزيء المذيب أكثر تحلية للماء ، عادةً عن طريق عملية الأكسدة التي يتبعها الاقتران ، ليتم إفرازها عبر الكلى في البول كمستقلب (جزيئات). ). قد يتم التخلص من جزء صغير دون تغيير في البول.
وهكذا ، تتوفر ثلاث مواد بيولوجية ، البول والدم والزفير ، لمراقبة التعرض للمذيبات من وجهة نظر عملية. عامل مهم آخر في اختيار المواد البيولوجية لرصد التعرض هو سرعة اختفاء المادة الممتصة ، حيث يعتبر نصف العمر البيولوجي ، أو الوقت اللازم لتقلص مادة ما إلى نصف تركيزها الأصلي ، معلمة كمية. على سبيل المثال ، ستختفي المذيبات من الزفير بسرعة أكبر بكثير من المستقلبات المقابلة من البول ، مما يعني أن لها نصف عمر أقصر بكثير. داخل المستقلبات البولية ، يختلف عمر النصف البيولوجي اعتمادًا على سرعة استقلاب المركب الأم ، لذلك غالبًا ما يكون وقت أخذ العينات فيما يتعلق بالتعرض ذا أهمية حاسمة (انظر أدناه). الاعتبار الثالث في اختيار مادة بيولوجية هو خصوصية المادة الكيميائية المستهدفة التي سيتم تحليلها فيما يتعلق بالتعرض. على سبيل المثال ، يعد حمض الهيبوريك علامة مستخدمة منذ فترة طويلة للتعرض للتولوين ، ولكنه لا يتشكل بشكل طبيعي من قبل الجسم فحسب ، بل يمكن أيضًا اشتقاقه من مصادر غير مهنية مثل بعض المضافات الغذائية ، ولم يعد يُعد عاملًا موثوقًا به. علامة عندما يكون التعرض للتولوين منخفضًا (أقل من 50 سم3/m3). بشكل عام ، تم استخدام المستقلبات البولية على نطاق واسع كمؤشرات للتعرض للمذيبات العضوية المختلفة. يتم تحليل المذيب في الدم كمقياس نوعي للتعرض لأنه يبقى عادة في الدم لفترة أقصر ويكون أكثر انعكاسًا للتعرض الحاد ، في حين يصعب استخدام المذيب في الزفير لتقدير متوسط التعرض لأن التركيز في التنفس ينخفض. بسرعة بعد التوقف عن التعرض. المذيب في البول مرشح واعد كمقياس للتعرض ، لكنه يحتاج إلى مزيد من التحقق من الصحة.
اختبارات التعرض البيولوجي للمذيبات العضوية
عند تطبيق المراقبة البيولوجية للتعرض للمذيبات ، فإن وقت أخذ العينات مهم ، كما هو موضح أعلاه. يوضح الجدول 1 أوقات أخذ العينات الموصى بها للمذيبات الشائعة في مراقبة التعرض المهني اليومي. عندما يتم تحليل المذيب نفسه ، يجب الانتباه إلى منع الخسارة المحتملة (على سبيل المثال ، التبخر في هواء الغرفة) وكذلك التلوث (على سبيل المثال ، الذوبان من هواء الغرفة إلى العينة) أثناء عملية معالجة العينة. في حالة الحاجة إلى نقل العينات إلى مختبر بعيد أو تخزينها قبل التحليل ، يجب توخي الحذر لمنع الخسارة. يوصى بالتجميد بالنسبة للمستقلبات ، في حين يوصى بالتبريد (ولكن بدون تجميد) في حاوية محكمة الإغلاق بدون مساحة هوائية (أو يفضل أكثر ، في قنينة فراغ الرأس) لتحليل المذيب نفسه. في التحليل الكيميائي ، تعتبر مراقبة الجودة ضرورية للحصول على نتائج موثوقة (للحصول على التفاصيل ، راجع مقالة "ضمان الجودة" في هذا الفصل). عند الإبلاغ عن النتائج ، يجب احترام الأخلاق (انظر الفصل قضايا أخلاقية في مكان آخر في موسوعة).
الجدول 1. بعض الأمثلة على المواد الكيميائية المستهدفة للرصد البيولوجي ووقت أخذ العينات
مذيب |
الهدف الكيميائي |
بول / دم |
وقت الحصول على العينات1 |
ثاني كبريتيد الكربون |
2-ثيوثيازوليدين-4-كربوكسيليكاسيد |
بول |
ث و |
N ، N- ثنائي ميثيل فورماميد |
N- ميثيل فورماميد |
بول |
م تو ث ف |
2-إيثوكسي إيثانول وخلاته |
حمض الإيثوكسيسيتيك |
بول |
Th F (نهاية الورشة الأخيرة) |
الهكسان |
2,4،XNUMX-Hexanedione الهكسان |
بول دم |
م تو ث ف تأكيد التعرض |
الميثانول |
الميثانول |
بول |
م تو ث ف |
الستايرين |
حمض ماندليك حمض فينيل جليوكسيليك الستايرين |
بول بول دم |
ث و ث و تأكيد التعرض |
التولوين |
حمض هيبوريك o- كريسول التولوين التولوين |
بول بول دم بول |
تو ث ف تو ث ف تأكيد التعرض تو ث ف |
ثلاثي كلور |
حمض الخليك ثلاثي الكلور (TCA) مجموع ثلاثي كلورو- مركبات (مجموع TCA و ثلاثي كلورو إيثانول الحر والمترافق) ثلاثي كلور |
بول بول دم |
ث و ث و تأكيد التعرض |
زيلين2 |
أحماض ميثيل هيبوريك زيلين |
بول دم |
تو ث ف تو ث ف |
1 نهاية فترة العمل ما لم يذكر خلاف ذلك: تشير أيام الأسبوع إلى أيام أخذ العينات المفضلة.
2 ثلاثة ايزومرات ، إما بشكل منفصل أو في أي مجموعة.
المصدر: ملخص من منظمة الصحة العالمية 1996.
تم إنشاء عدد من الإجراءات التحليلية للعديد من المذيبات. تختلف الطرق اعتمادًا على المادة الكيميائية المستهدفة ، ولكن معظم الطرق المطورة حديثًا تستخدم كروماتوجرافيا الغاز (GC) أو كروماتوجرافيا السائل عالية الأداء (HPLC) للفصل. يوصى باستخدام جهاز أخذ العينات الأوتوماتيكي ومعالج البيانات من أجل مراقبة الجودة الجيدة في التحليل الكيميائي. عندما يتم تحليل المذيب نفسه في الدم أو في البول ، يكون تطبيق تقنية headspace في GC (headspace GC) مناسبًا جدًا ، خاصةً عندما يكون المذيب متطايرًا بدرجة كافية. يوضح الجدول 2 بعض الأمثلة للطرق الموضوعة للمذيبات الشائعة.
الجدول 2. بعض الأمثلة على الطرق التحليلية للرصد البيولوجي للتعرض للمذيبات العضوية
مذيب |
الهدف الكيميائي |
الدم / البول |
المنهج التحليلي |
ثاني كبريتيد الكربون |
2-ثيوثيازوليدين -4 |
بول |
جهاز كروماتوجراف سائل عالي الأداء مع الكشف عن الأشعة فوق البنفسجية (الأشعة فوق البنفسجية-HPLC) |
N ، N- ثنائي ميثيل فورماميد |
N- ميثيل فورماميد |
بول |
كروماتوجراف الغاز مع الكشف عن اللهب الحراري (FTD-GC) |
2-إيثوكسي إيثانول وخلاته |
حمض الإيثوكسيسيتيك |
بول |
الاستخراج والاشتقاق وكروماتوجراف الغاز مع كشف التأين باللهب (FID-GC) |
الهكسان |
2,4،XNUMX-Hexanedione الهكسان |
بول دم |
الاستخراج (التحلل المائي) و FID-GC مساحة الرأس FID-GC |
الميثانول |
الميثانول |
بول |
مساحة الرأس FID-GC |
الستايرين |
حمض ماندليك حمض فينيل جليوكسيليك الستايرين |
بول بول دم |
تحلية المياه والأشعة فوق البنفسجية - HPLC تحلية المياه والأشعة فوق البنفسجية - HPLC فراغ الرأس FID-GC |
التولوين |
حمض هيبوريك o- كريسول التولوين التولوين |
بول بول دم بول |
تحلية المياه والأشعة فوق البنفسجية - HPLC التحلل المائي والاستخراج و FID-GC فراغ الرأس FID-GC فراغ الرأس FID-GC |
ثلاثي كلور |
حمض الخليك ثلاثي الكلور إجمالي مركبات ثلاثي كلورو (مجموع TCA و ثلاثي كلورو الإيثانول الحر والمترافق) ثلاثي كلور |
بول بول دم |
قياس الألوان أو الأسترة وكروماتوجراف الغاز مع اكتشاف التقاط الإلكترون (ECD-GC) الأكسدة وقياس الألوان ، أو التحلل المائي ، والأكسدة ، والأسترة و ECD-GC فراغ الرأس ECD-GC |
زيلين |
أحماض ميثيل هيبوريك (ثلاثة أيزومرات ، إما بشكل منفصل أو مزيج) |
بول |
فراغ الرأس FID-GC |
المصدر: ملخص من منظمة الصحة العالمية 1996.
التقييم
يمكن إنشاء علاقة خطية لمؤشرات التعرض (المدرجة في الجدول 2) مع شدة التعرض للمذيبات المقابلة إما من خلال مسح للعمال المعرضين مهنياً للمذيبات ، أو عن طريق التعرض التجريبي للمتطوعين من البشر. وفقًا لذلك ، حددت ACGIH (1994) و DFG (1994) ، على سبيل المثال ، مؤشر التعرض البيولوجي (BEI) وقيمة التحمل البيولوجي (BAT) ، على التوالي ، كقيم في العينات البيولوجية التي تعادل المستوى المهني. حد التعرض للمواد الكيميائية المحمولة جواً - أي قيمة حد العتبة (TLV) وأقصى تركيز في مكان العمل (MAK) ، على التوالي. ومع ذلك ، فمن المعروف أن مستوى المادة الكيميائية المستهدفة في العينات المأخوذة من الأشخاص غير المعرضين قد يختلف ، مما يعكس ، على سبيل المثال ، العادات المحلية (مثل الطعام) ، وقد توجد اختلافات عرقية في استقلاب المذيبات. لذلك من المستحسن وضع قيم حدية من خلال دراسة السكان المحليين المعنيين.
عند تقييم النتائج ، يجب استبعاد التعرض غير المهني للمذيب (على سبيل المثال ، عن طريق استخدام المنتجات الاستهلاكية المحتوية على المذيبات أو الاستنشاق المتعمد) والتعرض للمواد الكيميائية التي تؤدي إلى نفس المستقلبات (على سبيل المثال ، بعض المضافات الغذائية) بعناية. في حالة وجود فجوة واسعة بين شدة التعرض للبخار ونتائج المراقبة البيولوجية ، قد يشير الاختلاف إلى إمكانية امتصاص الجلد. سيثبط تدخين السجائر عملية التمثيل الغذائي لبعض المذيبات (مثل التولوين) ، في حين أن تناول الإيثانول الحاد قد يثبط استقلاب الميثانول بطريقة تنافسية.
تشمل أنظمة العمل المتغيرات التنظيمية على المستوى الكلي مثل النظام الفرعي للموظفين والنظام الفرعي التكنولوجي والبيئة الخارجية. لذلك ، فإن تحليل أنظمة العمل هو في الأساس محاولة لفهم توزيع الوظائف بين العامل والزي التقني وتقسيم العمل بين الناس في بيئة اجتماعية تقنية. يمكن أن يساعد مثل هذا التحليل في اتخاذ قرارات مستنيرة لتعزيز سلامة الأنظمة ، والكفاءة في العمل ، والتطور التكنولوجي والرفاهية العقلية والبدنية للعمال.
يفحص الباحثون أنظمة العمل وفقًا لمقاربات متباينة (ميكانيكية ، بيولوجية ، إدراكية / حركية ، تحفيزية) مع النتائج الفردية والتنظيمية المقابلة (كامبيون وثاير 1985). إن اختيار الأساليب في تحليل أنظمة العمل تمليه المناهج المحددة المتبعة والهدف المحدد في النظر ، والسياق التنظيمي ، والوظيفة والخصائص البشرية ، والتعقيد التكنولوجي للنظام قيد الدراسة (Drury 1987). قوائم المراجعة والاستبيانات هي الوسائل الشائعة لتجميع قواعد البيانات للمخططين التنظيميين في تحديد أولويات خطط العمل في مجالات اختيار الموظفين والتنسيب ، وتقييم الأداء ، وإدارة السلامة والصحة ، وتصميم العمال والآلة وتصميم العمل أو إعادة تصميمه. طرق جرد قوائم المراجعة ، على سبيل المثال استبيان تحليل الوظيفة ، أو PAQ (ماكورميك 1979) ، وجرد مكونات الوظيفة (البنوك وميلر 1984) ، واستطلاع تشخيص الوظائف (Hackman and Oldham 1975) ، واستبيان تصميم الوظائف متعدد الأساليب ( Campion 1988) هي أكثر الأدوات شعبية ، وهي موجهة لمجموعة متنوعة من الأهداف.
يتكون برنامج PAQ من ستة أقسام رئيسية ، تضم 189 عنصرًا سلوكيًا مطلوبًا لتقييم الأداء الوظيفي وسبعة عناصر تكميلية تتعلق بالتعويض النقدي:
يحتوي مارك جرد مكونات الوظيفة على سبعة أقسام. يتعامل القسم التمهيدي مع تفاصيل المنظمة والوصف الوظيفي وتفاصيل السيرة الذاتية لصاحب الوظيفة. الأقسام الأخرى هي كما يلي:
تحتوي طرق الملف الشخصي على عناصر مشتركة ، أي (1) مجموعة شاملة من عوامل الوظيفة المستخدمة لتحديد نطاق العمل ، (2) مقياس تصنيف يسمح بتقييم متطلبات الوظيفة ، و (3) وزن خصائص الوظيفة على أساس الهيكل التنظيمي والمتطلبات الاجتماعية التقنية. Les Profils des Postes، أداة ملف تعريف مهمة أخرى ، تم تطويرها في منظمة رينو (RNUR 1976) ، تحتوي على جدول إدخالات للمتغيرات التي تمثل ظروف العمل ، وتوفر للمشاركين مقياسًا من خمس نقاط يمكنهم من خلاله تحديد قيمة متغير يتراوح من مرضي للفقراء جدا عن طريق تسجيل ردود موحدة. تغطي المتغيرات (1) تصميم محطة العمل ، (2) البيئة المادية ، (3) عوامل الحمل المادية ، (4) التوتر العصبي ، (5) استقلالية الوظيفة ، (6) العلاقات ، (7) التكرار و ( 8) محتويات العمل.
تم تطوير AET (تحليل الوظيفة المريح) (Rohmert and Landau 1985) على أساس مفهوم الإجهاد والانفعال. يتم ترميز كل عنصر من عناصر AET البالغ عددها 216: يحدد رمز واحد عوامل الضغط ، مما يشير إلى ما إذا كان عنصر العمل مؤهلًا أو غير مؤهل كعامل ضغط ؛ تحدد الرموز الأخرى درجة الضغط المرتبط بالوظيفة ؛ ومع ذلك يصف آخرون مدة وتواتر الإجهاد أثناء نوبة العمل.
يتكون AET من ثلاثة أجزاء:
بشكل عام ، تتبنى قوائم المراجعة أحد النهجين ، (1) النهج الموجه للوظيفة (على سبيل المثال ، AET ، Les Profils des Postes) و (2) النهج الموجه للعمال (على سبيل المثال ، برنامج PAQ). تقدم قوائم جرد المهام والملفات الشخصية مقارنة دقيقة للمهام المعقدة والتنميط المهني للوظائف وتحدد جوانب العمل التي تعتبر بدائية كعوامل حتمية في تحسين ظروف العمل. ينصب تركيز PAQ على تصنيف العائلات أو المجموعات الوظيفية (Fleishman and Quaintence 1984 ؛ Mossholder and Arvey 1984 ؛ Carter and Biersner 1987) ، واستنتاج صلاحية مكون الوظيفة وضغوط العمل (Jeanneret 1980 ؛ Shaw and Riskind 1983). من وجهة النظر الطبية ، تسمح كل من أساليب AET والملف الشخصي بإجراء مقارنات بين القيود والقدرات عند الحاجة (Wagner 1985). استبيان الشمال هو عرض توضيحي لتحليل بيئة العمل المريحة (Ahonen، Launis and Kuorinka 1989) ، والذي يغطي الجوانب التالية:
من بين أوجه القصور في تنسيق قائمة التحقق للأغراض العامة المستخدمة في التحليل الوظيفي المريح ما يلي:
تلزمنا قائمة التحقق التي تم إنشاؤها بشكل منهجي بالتحقيق في عوامل ظروف العمل المرئية أو التي يسهل تعديلها ، وتسمح لنا بالمشاركة في حوار اجتماعي بين أصحاب العمل وأصحاب الوظائف وغيرهم من المعنيين. يجب على المرء أن يتوخى درجة من الحذر تجاه وهم البساطة والكفاءة في قوائم المراجعة ، وتجاه مناهجها التقنية والكمية أيضًا. يمكن تحقيق التنوع في قائمة التحقق أو الاستبيان من خلال تضمين وحدات محددة لتناسب أهدافًا محددة. لذلك ، يرتبط اختيار المتغيرات إلى حد كبير بالغرض الذي سيتم تحليل أنظمة العمل من أجله وهذا يحدد النهج العام لبناء قائمة مرجعية سهلة الاستخدام.
يمكن اعتماد "قائمة مراجعة بيئة العمل" المقترحة لتطبيقات مختلفة. يعد جمع البيانات والمعالجة الحاسوبية لبيانات قائمة المراجعة أمرًا سهلاً نسبيًا ، من خلال الرد على العبارات الأولية والثانوية (qv).
قائمة مراجعة بيئة العمل
يُقترح هنا دليل عريض لقائمة مراجعة لأنظمة العمل ذات الهيكل التنظيمي ، والتي تغطي خمسة جوانب رئيسية (ميكانيكية ، وبيولوجية ، وإدراكية / حركية ، وتقنية ، ونفسية اجتماعية). يختلف ترجيح الوحدات باختلاف طبيعة الوظيفة (الوظائف) التي سيتم تحليلها ، والسمات المحددة للبلد أو السكان قيد الدراسة ، والأولويات التنظيمية والاستخدام المقصود لنتائج التحليل. يشير المستجيبون إلى "البيان الأساسي" على أنه نعم / لا. تشير الإجابات بـ "نعم" إلى الغياب الواضح لمشكلة ، على الرغم من أنه لا ينبغي استبعاد استصواب إجراء مزيد من التدقيق الدقيق. تشير الإجابات بـ "لا" إلى الحاجة إلى تقييم وتحسين بيئة العمل. يشار إلى الردود على "البيانات الثانوية" برقم واحد على مقياس شدة الاتفاق / الاختلاف الموضح أدناه.
0 لا أعرف أو لا ينطبق
1 أعارض بشدة
2 لا أوافق
3 لا أوافق ولا أرفض
4 توافق
5 أوافق بشدة
أ. التنظيم والعامل والمهمة إجاباتك / تقييماتك
قد يقدم مصمم قائمة التحقق عينة رسم / صورة للعمل و
مكان العمل قيد الدراسة.
1. وصف المنظمة والوظائف.
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
2. خصائص العامل: وصف موجز لمجموعة العمل.
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
3. وصف المهمة: قائمة الأنشطة والمواد المستخدمة. أعط بعض المؤشرات على
مخاطر العمل.
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
ب. الجانب الآلي إجاباتك / تقييماتك
أولا التخصص الوظيفي
4- أنماط المهام / العمل بسيطة وغير معقدة. نعم / لا
If لاقيم ما يلي: (أدخل 0-5)
4.1 تعيين الوظيفة خاص بالمنطوق.
4.2 أدوات وأساليب العمل متخصصة لغرض الوظيفة.
4.3 حجم الإنتاج وجودة العمل.
4.4 صاحب العمل يؤدي مهام متعددة.
ثانيًا. متطلبات المهارة
5. تتطلب الوظيفة عملاً حركيًا بسيطًا. نعم / لا
If لاقيم ما يلي: (أدخل 0-5)
5.1 تتطلب الوظيفة المعرفة والقدرة الماهرة.
5.2 تتطلب الوظيفة التدريب لاكتساب المهارات.
5.3 يرتكب العامل أخطاء متكررة في العمل.
5.4 تتطلب الوظيفة تناوبًا متكررًا ، وفقًا للتوجيهات.
5.5 تتم عملية العمل حسب وتيرة الآلة / بمساعدة الأتمتة.
ملاحظات واقتراحات للتحسين. العناصر من 4 إلى 5.5:
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
q تصنيف المحلل تصنيف العامل ف
جيم - الجانب البيولوجي إجاباتك / تقييماتك
ثالثا. النشاط البدني العام
6. يتم تحديد النشاط البدني بالكامل و
ينظمها العامل. نعم / لا
If لاقيم ما يلي: (أدخل 0-5)
6.1 يحافظ العامل على وتيرة موجهة نحو الهدف.
6.2 تتطلب الوظيفة حركات متكررة.
6.3 الطلب القلبي التنفسي للوظيفة:
مستقر / خفيف / معتدل / ثقيل / ثقيل للغاية.
(ما هي عناصر العمل الشاق؟):
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
(أدخل 0-5)
6.4 تتطلب الوظيفة مجهودًا عضليًا عاليًا.
6.5 الوظيفة (تشغيل المقبض ، عجلة القيادة ، فرامل الدواسة) هي عمل ثابت في الغالب.
6.6. تتطلب الوظيفة وضع عمل ثابت (الجلوس أو الوقوف).
رابعا. مناولة المواد اليدوية (MMH)
طبيعة الأشياء التي يتم التعامل معها: متحرك / غير حي ، وحجم وشكل.
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
7. تتطلب الوظيفة الحد الأدنى من نشاط MMH. نعم / لا
If لاحدد العمل:
7.1 طريقة العمل: (ضع دائرة حول واحدة)
سحب / دفع / لف / رفع / أسفل / حمل
(حدد دورة التكرار):
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
7.2 وزن الحمولة (كلغ): (ضع دائرة حول واحدة)
5-10, 10-20, 20-30, 30-40, >>40.
7.3 المسافة الأفقية لتحميل الهدف (سم): (ضع دائرة واحدة)
<25 ، 25-40 ، 40-55 ، 55-70 ،> 70.
7.4 ارتفاع تحميل الموضوع: (ضع دائرة واحدة)
الأرض والركبة والخصر والصدر ومستوى الكتف.
(أدخل 0-5)
7.5 الملابس تقيد مهام MMH.
8. وضع المهمة خالية من مخاطر الإصابة الجسدية. نعم / لا
If لاقيم ما يلي: (أدخل 0-5)
8.1 يمكن تعديل المهمة لتقليل الحمل المطلوب التعامل معه.
8.2 يمكن تعبئة المواد بأحجام قياسية.
8.3 يمكن تحسين حجم / موضع المقابض على الكائنات.
8.4 لا يتبنى العمال طرقًا أكثر أمانًا للتعامل مع الأحمال.
8.5 المساعدات الميكانيكية قد تقلل من إجهاد الجسم.
ضع قائمة بكل عنصر في حالة توفر رافعات أو مساعدات مناولة أخرى.
اقتراحات للتحسين ، البنود من 6 إلى 8.5:
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
XNUMX. تصميم مكان العمل / مساحة العمل
يمكن توضيح مكان العمل بشكل تخطيطي ، وإظهار مدى وصول الإنسان و
تخليص:
9. مكان العمل متوافق مع الأبعاد البشرية. نعم / لا
If لاقيم ما يلي: (أدخل 0-5)
9.1 مسافة العمل بعيدة عن متناول اليد الطبيعي في المستوى الأفقي أو العمودي (> 60 سم).
9.2 ارتفاع مكتب / معدات العمل ثابت أو قابل للتعديل إلى الحد الأدنى.
9.3 لا توجد مساحة للعمليات الفرعية (مثل الفحص والصيانة).
9.4 محطات العمل لديها عوائق وأجزاء بارزة أو حواف حادة.
9.5 أرضيات سطح العمل زلقة أو غير مستوية أو مزدحمة أو غير مستقرة.
10. ترتيب المقاعد مناسب (على سبيل المثال ، كرسي مريح ،
دعم وضعي جيد). نعم / لا
If لا، الأسباب هي: (أدخل 0-5)
10.1 أبعاد المقعد (مثل ارتفاع المقعد ومسند الظهر) غير متطابقة مع الأبعاد البشرية.
10.2 الحد الأدنى من تعديل المقعد.
10.3 لا يوفر مقعد العمل أي تعليق / دعم (على سبيل المثال ، عن طريق الحواف الرأسية / الغطاء الصلب الإضافي) للعمل مع الماكينة.
10.4 عدم وجود آلية التخميد الاهتزازي في مقعد العمل.
11. الدعم الإضافي الكافي متوفر للسلامة
في مكان العمل. نعم / لا
If لا، اذكر ما يلي: (أدخل 0-5)
11.1 عدم توفر مساحة تخزين للأدوات والمواد الشخصية.
11.2 يتم تقييد المداخل أو طرق الدخول / الخروج أو الممرات.
11.3 عدم تطابق تصميم المقابض والسلالم والسلالم والدرابزين.
11.4 تتطلب أيدي ومواطئ القدم وضعية غير ملائمة للأطراف.
11.5 لا يمكن التعرف على الدعامات من خلال مكانها أو شكلها أو بنائها.
11.6 الاستخدام المحدود للقفازات / الأحذية للعمل وتشغيل أدوات التحكم في المعدات.
اقتراحات للتحسين ، البنود من 9 إلى 11.6:
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
السادس. وضعية العمل
12. الوظيفة تسمح بوضعية عمل مريحة. نعم / لا
If لاقيم ما يلي: (أدخل 0-5)
12.1 العمل بذراع فوق الكتف و / أو بعيدًا عن الجسم.
12.2 التمدد المفرط للمعصم والطلب بقوة عالية.
12.3 لا يتم الحفاظ على الرقبة / الكتف بزاوية تبلغ حوالي 15 درجة.
12.4 الظهر مثني وملتوي.
12.5 الوركين والساقين غير مدعومين جيدًا في وضع الجلوس.
12.6 حركة الجسم من جانب واحد وغير متكافئة.
12.7 ذكر أسباب الموقف القسري:
(1) موقع الجهاز
(2) تصميم المقعد ،
(3) مناولة المعدات ،
(4) مكان العمل / مساحة العمل
12.8 تحديد كود OWAS. (للحصول على وصف تفصيلي لـ OWAS
الطريقة تشير إلى Karhu et al. 1981.)
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
اقتراحات للتحسين ، البنود من 12 إلى 12.7:
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
سابعا. بيئة العمل
(أعط القياسات حيثما أمكن ذلك)
الضوضاء
[تحديد مصادر الضوضاء ونوع ومدة التعرض ؛ راجع قانون 1984 لمنظمة العمل الدولية].
13. مستوى الضوضاء أقل من الحد الأقصى نعم / لا
يوصى بمستوى الصوت. (استخدم الجدول التالي.)
التقييم |
العمل الذي لا يتطلب التواصل اللفظي |
العمل الذي يتطلب التواصل اللفظي |
العمل الذي يتطلب التركيز |
1 |
أقل من 60 ديسيبل |
أقل من 50 ديسيبل |
أقل من 45 ديسيبل |
2 |
شنومكس-شنومكس دبا |
شنومكس-شنومكس دبا |
شنومكس-شنومكس دبا |
3 |
شنومكس-شنومكس دبا |
شنومكس-شنومكس دبا |
شنومكس-شنومكس دبا |
4 |
شنومكس-شنومكس دبا |
شنومكس-شنومكس دبا |
شنومكس-شنومكس دبا |
5 |
أكثر من 90 ديسيبل |
أكثر من 80 ديسيبل |
أكثر من 75 ديسيبل |
المصدر: Ahonen et al. 1989.
أعط موافقتك / درجة عدم موافقتك (0-5)
14. يتم قمع الضوضاء الضارة من المصدر. نعم / لا
إذا كانت الإجابة "لا" ، معدل الإجراءات المضادة: (أدخل 0-5)
14.1 لا يوجد عزل فعال للصوت.
14.2 لا يتم اتخاذ تدابير الطوارئ المتعلقة بالضوضاء (على سبيل المثال ، تقييد وقت العمل ، واستخدام المدافعين / الواقيات الشخصية للأذن).
15 مناخ
حدد الظروف المناخية.
درجة الحرارة ____
رطوبة ____
درجة الحرارة المشعة ____
فجوات ____
16. المناخ مريح. نعم / لا
If لاقيم ما يلي: (أدخل 0-5)
16.1 الإحساس بالحرارة (ضع دائرة حول واحدة):
بارد / بارد قليلاً / محايد / دافئ / حار جداً
16.2 أجهزة التهوية (مثل المراوح والنوافذ ومكيفات الهواء) غير كافية.
16.3 عدم تنفيذ التدابير التنظيمية بشأن حدود التعرض (إذا كانت متوفرة ، يرجى التوضيح).
16.4 لا يرتدي العمال الملابس الواقية / المساعدة من الحرارة.
16.5 نافورات مياه الشرب الباردة غير متوفرة في مكان قريب.
17 إضاءة
مكان العمل / الآلة (الآلات) مضاءة بشكل كافٍ في جميع الأوقات. نعم / لا
If لاقيم ما يلي: (أدخل 0-5)
17.1 الإضاءة مكثفة بدرجة كافية.
17.2 إضاءة منطقة العمل موحدة بشكل كافٍ.
17.3 ظاهرة الوميض قليلة أو غائبة.
17.4 تشكيل الظل غير إشكالي.
17.5 الوهج المنعكس المزعج ضئيل أو غائب.
17.6 ديناميات اللون (إبراز بصري ، دفء اللون) كافية.
18 الغبار والدخان والسموم
البيئة خالية من الغبار الزائد ،
أبخرة ومواد سامة. نعم / لا
إذا كانت الإجابة "لا" ، قم بتقييم ما يلي: (أدخل 0-5)
18.1 أنظمة التهوية والعادم غير الفعالة لحمل الأبخرة والدخان والأوساخ.
18.2 عدم وجود تدابير حماية ضد الإطلاق الطارئ والاتصال بالمواد الخطرة / السامة.
قائمة المواد السامة الكيميائية:
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
18.3 لا يتم بانتظام مراقبة مكان العمل بحثًا عن المواد السامة الكيميائية.
18.4 عدم توافر تدابير الحماية الشخصية (مثل القفازات والأحذية والقناع والمئزر).
19 الإشعاع
حماية العمال بشكل فعال من التعرض للإشعاع. نعم / لا
إذا كانت الإجابة لا ، اذكر حالات التعرض
(انظر قائمة مراجعة ISSA ، توازن): (أدخل 0-5)
19.1 الأشعة فوق البنفسجية (200 نانومتر - 400 نانومتر).
19.2 إشعاع الأشعة تحت الحمراء (780 نانومتر - 100 ميكرومتر).
19.3 النشاط الإشعاعي / إشعاع الأشعة السينية (<200 نانومتر).
19.4 أفران ميكروويف (1 مم - 1 م).
19.5 ليزر (300 نانومتر - 1.4 ميكرومتر).
19.6 أخرى (أذكر):
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
20. الاهتزاز
يمكن تشغيل الجهاز بدون انتقال الاهتزاز
لجسم المشغل. نعم / لا
If لاقيم ما يلي: (أدخل 0-5)
20.1 ينتقل الاهتزاز إلى الجسم كله عن طريق القدمين.
20.2 يحدث انتقال الاهتزاز من خلال المقعد (على سبيل المثال ، الآلات المتنقلة التي يقودها المشغل).
20.3 ينتقل الاهتزاز من خلال نظام الذراع اليدوية (على سبيل المثال ، الأدوات اليدوية التي تعمل بالطاقة ، والآلات التي يتم تشغيلها أثناء سير المشغل).
20.4 التعرض المطول لمصدر الاهتزاز المستمر / المتكرر.
20.5 لا يمكن عزل مصادر الاهتزاز أو التخلص منها.
20.6 تحديد مصادر الاهتزازات.
التعليقات والاقتراحات ، البنود من 13 إلى 20:
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
ثامنا. جدول وقت العمل
اذكر وقت العمل: ساعات العمل / اليوم / الأسبوع / السنة ، بما في ذلك العمل الموسمي ونظام الورديات.
21. ضغط وقت العمل هو الحد الأدنى. نعم / لا
If لاقيم ما يلي: (أدخل 0-5)
21.1 العمل يتطلب العمل الليلي.
21.2 العمل ينطوي على العمل الإضافي / وقت العمل الإضافي.
حدد متوسط المدة:
_______________________________________________________________
21.3 يتم توزيع المهام الثقيلة بشكل غير متساو طوال فترة التحول.
21.4 يعمل الناس بوتيرة محددة مسبقًا / حد زمني.
21.5 لم يتم دمج بدلات التعب / أنماط الراحة في العمل بشكل كافٍ (استخدم معايير القلب والجهاز التنفسي في شدة العمل).
التعليقات والاقتراحات ، البنود من 21 إلى 21.5:
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
معدل المحلل تصنيف العامل
D. الجانب الإدراكي / الحركي إجاباتك / تقييماتك
تاسعا. يعرض
22- شاشات العرض المرئية (المقاييس ، العدادات ، إشارات التحذير)
سهلة القراءة. نعم / لا
إذا كانت الإجابة لا ، قم بتقييم الصعوبات: (أدخل 0-5)
22.1 إضاءة غير كافية (راجع البند رقم 17).
22.2 وضعية غير ملائمة للرأس / العين للخط المرئي.
22.3 نمط عرض الأرقام / التقدم العددي يخلق ارتباكًا ويسبب أخطاء في القراءة.
22.4 لا تتوفر الشاشات الرقمية لقراءة دقيقة.
22.5 مسافة بصرية كبيرة لدقة القراءة.
22.6 المعلومات المعروضة ليست مفهومة بسهولة.
23- يسهل التعرف على إشارات / نبضات الطوارئ. نعم / لا
إذا كانت الإجابة لا ، فقم بتقييم الأسباب:
23.1 الإشارات (المرئية / السمعية) لا تتوافق مع عملية العمل.
23.2 الإشارات الوامضة خارج مجال الرؤية.
23.3 إشارات العرض السمعية غير مسموعة.
24. مجموعات ميزات العرض منطقية. نعم / لا
إذا كانت الإجابة "لا" ، قم بتقييم ما يلي:
24.1 لا يتم تمييز شاشات العرض بالشكل أو الموضع أو اللون أو الدرجة اللونية.
24.2 يتم إزالة شاشات العرض المستخدمة بشكل متكرر والحرجة من خط الرؤية المركزي.
X. الضوابط
25. أدوات التحكم (مثل المفاتيح والمقابض والرافعات وعجلات القيادة والدواسات) يسهل التعامل معها. نعم / لا
إذا كانت الإجابة لا ، فالأسباب هي: (أدخل 0-5)
25.1 أوضاع التحكم في اليد / القدم محرجة.
25.2 استخدام أدوات التحكم / الأدوات غير صحيح.
25.3 أبعاد أدوات التحكم لا تتطابق مع جزء جسم التشغيل.
25.4 الضوابط تتطلب قوة تشغيل عالية.
25.5 الضوابط تتطلب دقة عالية وسرعة.
25.6 أدوات التحكم غير مشفرة بالشكل لقبضة جيدة.
25.7 عناصر التحكم ليست ملونة / مشفرة بالرموز لتحديد الهوية.
25.8 الضوابط تسبب شعورًا مزعجًا (الدفء ، البرودة ، الاهتزاز).
26. تتوافق العروض والضوابط (مجتمعة) مع ردود الفعل البشرية السهلة والمريحة. نعم / لا
إذا كانت الإجابة "لا" ، قم بتقييم ما يلي: (أدخل 0-5)
26.1 المواضع ليست قريبة بدرجة كافية من بعضها البعض.
26.2 لا يتم ترتيب العرض / أدوات التحكم بشكل تسلسلي للوظائف / تكرار الاستخدام.
26.3 تكون عمليات العرض / التحكم متتالية ، بدون فترة زمنية كافية لإتمام العملية (هذا يخلق الحمل الزائد الحسي).
26.4 عدم الانسجام في اتجاه حركة العرض / التحكم (على سبيل المثال ، حركة التحكم اليسرى لا تعطي حركة الوحدة اليسرى).
التعليقات والاقتراحات ، البنود من 22 إلى 26.4:
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
تصنيف المحلل تصنيف العامل
E. الجانب التقني إجاباتك / تقييماتك
الحادي عشر. الات
27. آلة (مثل عربة نقل ، شاحنة رفع ، أداة آلية)
من السهل القيادة والعمل معها. نعم / لا
إذا كانت الإجابة "لا" ، قم بتقييم ما يلي: (أدخل 0-5)
27.1 الآلة غير مستقرة في التشغيل.
27.2 سوء صيانة الآلات.
27.3 لا يمكن تنظيم سرعة قيادة الماكينة.
27.4 يتم تشغيل عجلات / مقابض التوجيه من وضع الوقوف.
27.5 آليات التشغيل تعرقل حركات الجسم في مكان العمل.
27.6 خطر الإصابة بسبب نقص حراسة الآلة.
27.7 الآلات غير مزودة بإشارات تحذير.
27.8 الآلة سيئة التجهيز لتخميد الاهتزازات.
27.9 مستويات ضوضاء الآلة أعلى من الحدود القانونية (راجع البندين رقم 13 و 14)
27.10 ضعف رؤية أجزاء الماكينة والمنطقة المجاورة (راجع البندين رقم 17 و 22).
ثاني عشر. أدوات / أدوات صغيرة
28. الأدوات / الأدوات المقدمة إلى النشطاء هي
مريح للعمل معه. نعم / لا
إذا كانت الإجابة "لا" ، قم بتقييم ما يلي: (أدخل 0-5)
28.1 لا تحتوي الأداة / المعدة على حزام حمل / إطار خلفي.
28.2 لا يمكن استخدام الأداة بأيدي بديلة.
28.3 يؤدي الوزن الثقيل للأداة إلى تمدد مفرط للمعصم.
28.4 لم يتم تصميم شكل وموضع المقبض من أجل قبضة مريحة.
28.5 الأداة التي تعمل بالطاقة غير مصممة للتشغيل باليدين.
28.6 يمكن أن تتسبب الحواف / الحواف الحادة للأداة / المعدات في حدوث إصابة.
28.7 لا تُستخدم الأحزمة (القفازات ، إلخ) بانتظام في تشغيل أداة الاهتزاز.
28.8 مستويات الضوضاء للأداة التي تعمل بالطاقة أعلى من الحدود المقبولة
(راجع البند رقم 13).
اقتراحات للتحسين ، البنود من 27 إلى 28.8:
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
الثالث عشر. اعمل بحذر
29. تدابير سلامة الآلات كافية للوقاية
الحوادث والمخاطر الصحية. نعم / لا
إذا كانت الإجابة "لا" ، قم بتقييم ما يلي: (أدخل 0-5)
29.1 لا يمكن تثبيت ملحقات الماكينة وإزالتها بسهولة.
29.2 النقاط الخطرة والأجزاء المتحركة والتركيبات الكهربائية غير محمية بشكل كاف.
29.3 يمكن أن يتسبب الاتصال المباشر / غير المباشر لأجزاء الجسم بالآلات في حدوث مخاطر.
29.4 صعوبة فحص وصيانة الماكينة.
29.5 لا توجد تعليمات واضحة متاحة بشأن تشغيل الماكينة وصيانتها وسلامتها.
اقتراحات للتحسين ، البنود من 29 إلى 29. 5:
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
تصنيف المحلل تصنيف العامل
F. الجانب النفسي-الاجتماعي إجاباتك / تقييماتك
الرابع عشر. الاستقلالية الوظيفية
30- الوظيفة تسمح بالاستقلالية (على سبيل المثال ، الحرية فيما يتعلق بطريقة العمل ،
شروط الأداء ، والجدول الزمني ، ومراقبة الجودة). نعم / لا
إذا كانت الإجابة لا ، فإن الأسباب المحتملة هي: (أدخل 0-5)
30.1 لا توجد سلطة تقديرية بشأن أوقات بدء / انتهاء العمل.
30.2 لا يوجد دعم تنظيمي فيما يتعلق بطلب المساعدة في العمل.
30.3 عدد غير كافٍ من الأشخاص للمهمة (العمل الجماعي).
30.4 الجمود في أساليب العمل وظروفه.
الخامس عشر. التعليقات على الوظائف (الجوهرية والخارجية)
31. الوظيفة تسمح بالتغذية الراجعة المباشرة للمعلومات فيما يتعلق بالجودة
وكمية الأداء. نعم / لا
إذا كانت الإجابة لا ، فالأسباب هي: (أدخل 0-5)
31.1 لا دور تشاركي في المعلومات المهمة واتخاذ القرار.
31.2 قيود الاتصال الاجتماعي بسبب الحواجز المادية.
31.3 صعوبة الاتصال بسبب ارتفاع مستوى الضوضاء.
31.4 زيادة الطلب على سرعة الماكينة.
31.5 يقوم أشخاص آخرون (المديرون ، زملاء العمل) بإبلاغ العامل بفعاليته في الأداء الوظيفي.
السادس عشر. تنوع المهام / الوضوح
32. الوظيفة لها مهام متنوعة وتدعو إلى العفوية من جانب العامل. نعم / لا
إذا كانت الإجابة "لا" ، قم بتقييم ما يلي: (أدخل 0-5)
32.1 الأدوار والأهداف الوظيفية غامضة.
32.2 تفرض قيود العمل على آلة أو عملية أو مجموعة عمل.
32.3 العلاقة بين العامل والآلة تثير الصراع فيما يتعلق بالسلوك الذي سيظهره المشغل.
32.4 مستوى التحفيز المقيد (على سبيل المثال ، البيئة المرئية والسمعية غير المتغيرة).
32.5 مستوى عال من الملل في العمل.
32.6 نطاق محدود لتوسيع الوظيفة.
السابع عشر. هوية / أهمية المهمة
33. يُعطى العامل مجموعة من المهام "نعم / لا"
ويرتب جدوله الخاص لإكمال العمل
(على سبيل المثال ، يخطط المرء للمهمة وينفذها ويتفقد و
يدير المنتجات).
أعط موافقتك / درجة عدم موافقتك (0-5)
34. الوظيفة مهمة في المنظمة. نعم / لا
يوفر اعترافًا وتقديرًا من الآخرين.
(أعط موافقتك / درجة عدم موافقتك)
الثامن عشر. الزائد العقلي / نقص الحمل
35. الوظيفة تتكون من المهام التي من أجلها اتصال واضح و
تتوفر أنظمة دعم معلومات لا لبس فيها. نعم / لا
إذا كانت الإجابة "لا" ، قم بتقييم ما يلي: (أدخل 0-5)
35.1 المعلومات المقدمة فيما يتعلق بالوظيفة واسعة النطاق.
35.2 يلزم التعامل مع المعلومات تحت الضغط (على سبيل المثال ، المناورات الطارئة في التحكم في العملية).
35.3 عبء عمل كبير في معالجة المعلومات (على سبيل المثال ، مهمة تحديد المواقع الصعبة - لا يلزم وجود دافع خاص).
35.4 يتم توجيه الانتباه من حين لآخر إلى معلومات غير تلك المطلوبة للمهمة الفعلية.
35.5 تتكون المهمة من فعل حركي بسيط متكرر ، مع الانتباه السطحي المطلوب.
35.6 الأدوات / المعدات ليست معدة مسبقًا لتجنب التأخير العقلي.
35.7 الخيارات المتعددة مطلوبة في صنع القرار والحكم على المخاطر.
(تعليقات واقتراحات ، البنود من 30 إلى 35.7)
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
التاسع عشر. التدريب والترويج
36. الوظيفة لديها فرص للنمو المرتبط في الكفاءة
وإنجاز المهمة. نعم / لا
إذا كانت الإجابة لا ، فإن الأسباب المحتملة هي: (أدخل 0-5)
36.1 لا توجد فرصة للتقدم إلى مستويات أعلى.
36.2 لا يوجد تدريب دوري للمشغلين ، خاص بالوظائف.
36.3 برامج / أدوات التدريب ليست سهلة التعلم والاستخدام.
36.4 لا توجد مخططات دفع حوافز.
XX. الالتزام التنظيمي
37. التزام محدد تجاه المنظمة "نعم / لا"
الفعالية والرفاهية الجسدية والعقلية والاجتماعية.
قم بتقييم درجة إتاحة ما يلي: (أدخل 0-5)
37.1 الدور التنظيمي في تضارب الدور الفردي والغموض.
37.2 الخدمات الطبية / الإدارية للتدخل الوقائي في حالة مخاطر العمل.
37.3 تدابير ترويجية للسيطرة على التغيب في مجموعة العمل.
37.4 لوائح السلامة الفعالة.
37.5 تفتيش العمل ومراقبة ممارسات العمل الأفضل.
37.6 إجراءات المتابعة لإدارة الحوادث / الإصابة.
يمكن استخدام ورقة التقييم الموجزة لتحديد مجموعة مختارة من العناصر وتجميعها ، والتي قد تشكل الأساس لاتخاذ قرارات بشأن أنظمة العمل. غالبًا ما تستغرق عملية التحليل وقتًا طويلاً ويجب أن يحصل مستخدمو هذه الأدوات على تدريب سليم في بيئة العمل النظرية والعملية على حد سواء ، في تقييم أنظمة العمل.
ورقة التقييم الموجزة
وصف موجز للمنظمة وخصائص العامل ووصف المهمة
.................................................. .................................................. .................................................. .................................................. ...................
.................................................. .................................................. .................................................. .................................................. ...................
اتفاقية الخطورة |
||||||||||
الوحدات |
لإعادة التشكيل |
رقم |
|
|
|
|
|
|
نسبي |
البند رقم (ق). |
B. ميكانيكي |
أولا التخصص الوظيفي ثانيًا. متطلبات المهارة |
4 5 |
||||||||
جيم البيولوجية |
ثالثا. النشاط البدني العام رابعا. مناولة المواد اليدوية V. تصميم مكان العمل / مكان العمل السادس. وضعية العمل سابعا. بيئة العمل ثامنا. جدول وقت العمل |
5 6 15 6 28 5 |
||||||||
D. الإدراك الحسي / الحركي |
تاسعا. يعرض X. الضوابط |
12 10 |
||||||||
E. التقنية |
الحادي عشر. الات ثاني عشر. أدوات / أدوات صغيرة الثالث عشر. اعمل بحذر |
10 8 5 |
||||||||
F. النفسية الاجتماعية |
الرابع عشر. الاستقلالية الوظيفية الخامس عشر. ملاحظات الوظيفة السادس عشر. تنوع المهام / الوضوح السابع عشر. هوية / أهمية المهمة الثامن عشر. الزائد العقلي / نقص الحمل التاسع عشر. التدريب والترويج XX. الالتزام التنظيمي |
5 5 6 2 7 4 6 |
التقييم العام
اتفاقية درجة الخطورة للوحدات |
ملاحظات |
||
A |
|||
B |
|||
C |
|||
D |
|||
E |
|||
F |
|||
محلل عمل: |
غالبًا ما تكون هناك اختلافات كبيرة بين البشر في شدة الاستجابة للمواد الكيميائية السامة ، والاختلافات في قابلية الفرد للتأثر على مدى العمر. يمكن أن تعزى هذه إلى مجموعة متنوعة من العوامل القادرة على التأثير على معدل الامتصاص ، والتوزيع في الجسم ، والتحول الأحيائي و / أو معدل إفراز مادة كيميائية معينة. بصرف النظر عن العوامل الوراثية المعروفة التي ثبت بوضوح أنها مرتبطة بزيادة التعرض للسمية الكيميائية لدى البشر (انظر "المحددات الجينية للاستجابة السامة") ، تشمل العوامل الأخرى: الخصائص الدستورية المتعلقة بالعمر والجنس ؛ حالات المرض الموجودة مسبقًا أو انخفاض في وظائف الأعضاء (غير وراثي ، أي مكتسب) ؛ العادات الغذائية والتدخين واستهلاك الكحول واستخدام الأدوية ؛ التعرض المصاحب للسموم الحيوية (الكائنات الحية الدقيقة المختلفة) والعوامل الفيزيائية (الإشعاع ، والرطوبة ، ودرجات الحرارة المنخفضة أو المرتفعة للغاية أو الضغوط البارومترية ذات الصلة بشكل خاص بالضغط الجزئي للغاز) ، بالإضافة إلى التمارين البدنية المصاحبة أو حالات الإجهاد النفسي ؛ التعرض المهني و / أو البيئي السابق لمادة كيميائية معينة ، وعلى وجه الخصوص التعرض المصاحب لمواد كيميائية أخرى ، ليس بالضرورة سامة (مثل المعادن الأساسية). المساهمات المحتملة للعوامل المذكورة أعلاه في زيادة أو تقليل القابلية للتأثيرات الصحية الضارة ، وكذلك آليات عملها ، خاصة بمادة كيميائية معينة. لذلك لن يتم هنا تقديم سوى العوامل الأكثر شيوعًا والآليات الأساسية وبعض الأمثلة المميزة ، بينما يمكن العثور على معلومات محددة تتعلق بكل مادة كيميائية معينة في مكان آخر من هذا موسوعة.
وفقًا للمرحلة التي تعمل فيها هذه العوامل (الامتصاص ، التوزيع ، التحول الأحيائي أو إفراز مادة كيميائية معينة) ، يمكن تصنيف الآليات تقريبًا وفقًا لعنصرين أساسيين للتفاعل: (1) تغيير في كمية المادة الكيميائية في مادة كيميائية معينة. العضو المستهدف ، أي في موقع (مواقع) تأثيره في الكائن الحي (التفاعلات السمية الحركية) ، أو (2) تغيير في شدة استجابة معينة لكمية المادة الكيميائية في العضو المستهدف (التفاعلات الديناميكية السمية) . ترتبط الآليات الأكثر شيوعًا لأي نوع من التفاعلات بالتنافس مع مادة (مواد) كيميائية أخرى للارتباط بنفس المركبات المشاركة في نقلها في الكائن الحي (على سبيل المثال ، بروتينات مصل محددة) و / أو لنفس مسار التحول الأحيائي (على سبيل المثال ، إنزيمات معينة) تؤدي إلى تغيير في السرعة أو التسلسل بين التفاعل الأولي والتأثير الصحي الضار النهائي. ومع ذلك ، قد تؤثر التفاعلات السمية والديناميكية السمية على قابلية الفرد للتأثر بمادة كيميائية معينة. يمكن أن يؤدي تأثير العديد من العوامل المصاحبة إلى إما: (أ) تأثيرات مضافة- كثافة التأثير المركب تساوي مجموع التأثيرات الناتجة عن كل عامل على حدة ، (ب) التأثيرات التآزرية- كثافة التأثير المركب أكبر من مجموع التأثيرات الناتجة عن كل عامل على حدة ، أو (ج) تأثيرات معادية- شدة التأثير المركب أصغر من مجموع التأثيرات الناتجة عن كل عامل على حدة.
يمكن تقييم كمية مادة كيميائية سامة معينة أو مستقلب مميز في موقع (مواقع) تأثيرها في جسم الإنسان بشكل أو بآخر عن طريق المراقبة البيولوجية ، أي عن طريق اختيار العينة البيولوجية الصحيحة والتوقيت الأمثل لأخذ العينات ، مع أخذ في الاعتبار فترات نصف العمر البيولوجية لمادة كيميائية معينة في كل من العضو الحرج والمقصورة البيولوجية المقاسة. ومع ذلك ، فإن المعلومات الموثوقة المتعلقة بالعوامل المحتملة الأخرى التي قد تؤثر على قابلية الفرد للإصابة لدى البشر غير متوفرة بشكل عام ، وبالتالي فإن غالبية المعرفة المتعلقة بتأثير العوامل المختلفة تستند إلى بيانات الحيوانات التجريبية.
وينبغي التأكيد على وجود اختلافات كبيرة نسبياً في بعض الحالات بين البشر والثدييات الأخرى في شدة الاستجابة لمستوى مكافئ و / أو مدة التعرض للعديد من المواد الكيميائية السامة ؛ على سبيل المثال ، يبدو أن البشر أكثر حساسية للتأثيرات الصحية الضارة للعديد من المعادن السامة من الفئران (شائعة الاستخدام في الدراسات على الحيوانات التجريبية). يمكن أن تُعزى بعض هذه الاختلافات إلى حقيقة أن مسارات النقل والتوزيع والتحول الأحيائي للمواد الكيميائية المختلفة تعتمد بشكل كبير على التغيرات الطفيفة في درجة حموضة الأنسجة وتوازن الأكسدة والاختزال في الكائن الحي (مثل أنشطة الإنزيمات المختلفة) ، وذلك يختلف نظام الأكسدة والاختزال للإنسان اختلافًا كبيرًا عن نظام الجرذ.
من الواضح أن هذا هو الحال فيما يتعلق بمضادات الأكسدة الهامة مثل فيتامين C والجلوتاثيون (GSH) ، والتي تعتبر ضرورية للحفاظ على توازن الأكسدة والاختزال والتي لها دور وقائي ضد الآثار الضارة للأكسجين أو الجذور الحرة المشتقة من الكائنات الحية الأحيائية التي تشارك في مجموعة متنوعة من الحالات المرضية (Kehrer 1993). لا يستطيع البشر تصنيع فيتامين سي تلقائيًا ، على عكس الفئران ، كما أن مستويات ومعدل دوران كريات الدم الحمراء GSH في البشر أقل بكثير من تلك الموجودة في الفئران. يفتقر البشر أيضًا إلى بعض الإنزيمات الواقية المضادة للأكسدة ، مقارنة بالفئران أو الثدييات الأخرى (على سبيل المثال ، يعتبر GSH- بيروكسيديز ضعيف النشاط في الحيوانات المنوية البشرية). توضح هذه الأمثلة إمكانية التعرض الأكبر للإجهاد التأكسدي لدى البشر (خاصة في الخلايا الحساسة ، على سبيل المثال ، تعرض الحيوانات المنوية البشرية للتأثيرات السامة على ما يبدو أكثر من تلك الموجودة في الجرذ) ، والتي يمكن أن تؤدي إلى استجابة مختلفة أو قابلية أكبر لتأثير عوامل مختلفة في البشر مقارنة بالثدييات الأخرى (Telišman 1995).
تأثير العمر
بالمقارنة مع البالغين ، غالبًا ما يكون الأطفال الصغار جدًا أكثر عرضة للتسمم الكيميائي بسبب أحجام استنشاقهم الأكبر نسبيًا ومعدل امتصاص الجهاز الهضمي بسبب زيادة نفاذية ظهارة الأمعاء ، وبسبب أنظمة إنزيمات إزالة السموم غير الناضجة ومعدل إفراز المواد الكيميائية السامة نسبيًا . يبدو أن الجهاز العصبي المركزي حساس بشكل خاص في المرحلة المبكرة من التطور فيما يتعلق بالسمية العصبية للعديد من المواد الكيميائية ، مثل الرصاص وميثيل الزئبق. من ناحية أخرى ، قد يكون كبار السن عرضة للإصابة بسبب تاريخ التعرض للمواد الكيميائية وزيادة مخزون الجسم من بعض الكائنات الغريبة الحيوية ، أو الوظيفة المخترقة الموجودة مسبقًا للأعضاء المستهدفة و / أو الإنزيمات ذات الصلة مما يؤدي إلى خفض معدل التخلص من السموم والإفراز. يمكن أن يساهم كل من هذه العوامل في إضعاف دفاعات الجسم - انخفاض في السعة الاحتياطية ، مما يؤدي إلى زيادة التعرض لاحقًا لمخاطر أخرى. على سبيل المثال ، يمكن أن تكون إنزيمات السيتوكروم P450 (المشاركة في مسارات التحول الأحيائي لجميع المواد الكيميائية السامة تقريبًا) إما مستحثة أو منخفضة النشاط بسبب تأثير العوامل المختلفة على مدى الحياة (بما في ذلك العادات الغذائية والتدخين والكحول واستخدام الأدوية و التعرض لمضادات الحيوية البيئية).
تأثير الجنس
تم وصف الاختلافات المتعلقة بالجنس في القابلية للتأثر بعدد كبير من المواد الكيميائية السامة (حوالي 200) ، وتوجد هذه الاختلافات في العديد من أنواع الثدييات. يبدو أن الذكور بشكل عام أكثر عرضة للسموم الكلوية والإناث لسموم الكبد. ترتبط أسباب الاستجابة المختلفة بين الذكور والإناث بالاختلافات في مجموعة متنوعة من العمليات الفسيولوجية (على سبيل المثال ، الإناث قادرة على إفراز إضافي لبعض المواد الكيميائية السامة من خلال فقدان دم الحيض و / أو حليب الثدي و / أو نقلها إلى الجنين ، ولكن يعانون من إجهاد إضافي أثناء الحمل والولادة والرضاعة) ، أو أنشطة الإنزيم ، أو آليات الإصلاح الجيني ، أو العوامل الهرمونية ، أو وجود مستودعات دهون أكبر نسبيًا في الإناث ، مما يؤدي إلى زيادة تراكم بعض المواد الكيميائية السامة المحبة للدهون ، مثل المذيبات العضوية وبعض الأدوية .
تأثير العادات الغذائية
العادات الغذائية لها تأثير مهم على قابلية التعرض للسمية الكيميائية ، ويرجع ذلك في الغالب إلى أن التغذية الكافية ضرورية لعمل نظام الدفاع الكيميائي للجسم في الحفاظ على صحة جيدة. يعتبر تناول كميات كافية من المعادن الأساسية (بما في ذلك أشباه الفلزات) والبروتينات ، وخاصة الأحماض الأمينية المحتوية على الكبريت ، أمرًا ضروريًا للتخليق الحيوي لأنزيمات إزالة السموم المختلفة وتوفير الجلايسين والجلوتاثيون لتفاعلات الاقتران مع المركبات الداخلية والخارجية. تعتبر الدهون ، وخاصة الدهون الفوسفورية ، و lipotropes (المتبرعين لمجموعة الميثيل) ضرورية لتركيب الأغشية البيولوجية. توفر الكربوهيدرات الطاقة اللازمة لعمليات إزالة السموم المختلفة وتوفر حمض الجلوكورونيك لاقتران المواد الكيميائية السامة ومستقلباتها. يلعب السيلينيوم (معدن أساسي) والجلوتاثيون والفيتامينات مثل فيتامين ج (القابل للذوبان في الماء) وفيتامين هـ وفيتامين أ (قابل للذوبان في الدهون) دورًا مهمًا كمضادات للأكسدة (على سبيل المثال ، في التحكم في بيروكسيد الدهون والحفاظ على سلامة الأغشية الخلوية) وأدوات إزالة الجذور الحرة للحماية من المواد الكيميائية السامة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تؤثر المكونات الغذائية المختلفة (محتوى البروتين والألياف والمعادن والفوسفات وحمض الستريك وما إلى ذلك) بالإضافة إلى كمية الطعام المستهلكة بشكل كبير على معدل امتصاص الجهاز الهضمي للعديد من المواد الكيميائية السامة (على سبيل المثال ، متوسط معدل امتصاص المواد القابلة للذوبان. تصل نسبة أملاح الرصاص التي يتم تناولها مع الوجبات إلى ما يقرب من ثمانية في المائة ، مقابل حوالي 60 في المائة في الأشخاص الصائمين). ومع ذلك ، يمكن أن يكون النظام الغذائي نفسه مصدرًا إضافيًا للتعرض الفردي للعديد من المواد الكيميائية السامة (على سبيل المثال ، الزيادة الكبيرة في المتحصلات اليومية وتراكم الزرنيخ والزئبق والكادميوم و / أو الرصاص في الأشخاص الذين يتناولون المأكولات البحرية الملوثة).
تأثير التدخين
يمكن أن تؤثر عادة التدخين على قابلية الفرد للعديد من المواد الكيميائية السامة بسبب تنوع التفاعلات الممكنة التي تنطوي على العدد الكبير من المركبات الموجودة في دخان السجائر (خاصة الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات ، وأول أكسيد الكربون ، والبنزين ، والنيكوتين ، والأكرولين ، وبعض المبيدات الحشرية ، والكادميوم ، و ، إلى حد أقل ، الرصاص والمعادن السامة الأخرى ، وما إلى ذلك) ، وبعضها قادر على التراكم في جسم الإنسان مدى الحياة ، بما في ذلك حياة ما قبل الولادة (مثل الرصاص والكادميوم). تحدث التفاعلات بشكل أساسي لأن العديد من المواد الكيميائية السامة تتنافس على نفس موقع (مواقع) الارتباط للنقل والتوزيع في الكائن الحي و / أو لنفس مسار التحول الأحيائي الذي يتضمن إنزيمات معينة. على سبيل المثال ، يمكن للعديد من مكونات دخان السجائر تحفيز إنزيمات السيتوكروم P450 ، في حين أن البعض الآخر يمكن أن يحد من نشاطها ، وبالتالي يؤثر على مسارات التحول الأحيائي الشائعة للعديد من المواد الكيميائية السامة الأخرى ، مثل المذيبات العضوية وبعض الأدوية. يمكن للتدخين المفرط للسجائر على مدى فترة طويلة أن يقلل بشكل كبير من آليات دفاع الجسم عن طريق تقليل القدرة الاحتياطية للتعامل مع التأثير الضار لعوامل نمط الحياة الأخرى.
تأثير الكحول
يمكن أن يؤثر استهلاك الكحول (الإيثانول) على القابلية للعديد من المواد الكيميائية السامة بعدة طرق. يمكن أن يؤثر على معدل الامتصاص وتوزيع مواد كيميائية معينة في الجسم - على سبيل المثال ، زيادة معدل الامتصاص المعدي المعوي للرصاص ، أو تقليل معدل الامتصاص الرئوي لبخار الزئبق عن طريق تثبيط الأكسدة الضرورية للاحتفاظ باستنشاق بخار الزئبق. يمكن أن يؤثر الإيثانول أيضًا على قابلية التعرض للمواد الكيميائية المختلفة من خلال التغيرات قصيرة المدى في درجة حموضة الأنسجة وزيادة إمكانات الأكسدة الناتجة عن استقلاب الإيثانول ، حيث يؤدي كل من أكسدة الإيثانول إلى أسيتالديهيد وأسيتالديهيد المؤكسد إلى أسيتات إلى إنتاج ما يعادل انخفاض نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد (NADH) و الهيدروجين (H+). نظرًا لأن تقارب كل من المعادن الأساسية والسامة والفلزات للارتباط بمركبات وأنسجة مختلفة يتأثر بدرجة الحموضة والتغيرات في إمكانات الأكسدة والاختزال (Telišman 1995) ، حتى تناول معتدل من الإيثانول قد يؤدي إلى سلسلة من النتائج مثل: ( 1) إعادة توزيع الرصاص المتراكم على المدى الطويل في الكائن البشري لصالح جزء الرصاص النشط بيولوجيًا ، (2) استبدال الزنك الأساسي بالرصاص في الإنزيم (الإنزيمات) المحتوي على الزنك ، مما يؤثر على نشاط الإنزيم ، أو تأثير المعبأ- يؤدي استخدام الرصاص في توزيع المعادن الأساسية والفلزات الأخرى في الكائن الحي مثل الكالسيوم والحديد والنحاس والسيلينيوم ، (3) زيادة إفراز البول للزنك وما إلى ذلك. يمكن زيادة تأثير الأحداث المذكورة أعلاه بسبب حقيقة أن المشروبات الكحولية يمكن أن تحتوي على كمية ملحوظة من الرصاص من السفن أو المعالجة (Prpic-Majic et al. 1984 ؛ Telišman et al. 1984 ؛ 1993).
سبب شائع آخر للتغيرات المرتبطة بالإيثانول في القابلية للتأثر هو أن العديد من المواد الكيميائية السامة ، على سبيل المثال ، المذيبات العضوية المختلفة ، تشترك في نفس مسار التحول الأحيائي الذي يتضمن إنزيمات السيتوكروم P450. اعتمادًا على شدة التعرض للمذيبات العضوية وكذلك كمية وتكرار تناول الإيثانول (أي استهلاك الكحول الحاد أو المزمن) ، يمكن أن يقلل الإيثانول أو يزيد من معدلات التحول الأحيائي للمذيبات العضوية المختلفة وبالتالي يؤثر على سميتها (Sato 1991) .
تأثير الأدوية
يمكن أن يؤثر الاستخدام الشائع للأدوية المختلفة على قابلية التعرض للمواد الكيميائية السامة بشكل أساسي لأن العديد من الأدوية ترتبط ببروتينات المصل وبالتالي تؤثر على نقل أو توزيع أو معدل إفراز العديد من المواد الكيميائية السامة ، أو لأن العديد من الأدوية قادرة على تحفيز إنزيمات إزالة السموم ذات الصلة أو تثبيط نشاطها (على سبيل المثال ، إنزيمات السيتوكروم P450) ، مما يؤثر على سمية المواد الكيميائية التي لها نفس مسار التحول الأحيائي. السمة المميزة لأي من الآليتين هي زيادة إفراز البول من حمض ثلاثي كلورو أسيتيك (مستقلب العديد من الهيدروكربونات المكلورة) عند استخدام الساليسيلات أو السلفوناميد أو فينيل بوتازون ، وزيادة السمية الكلوية الكبدية لرابع كلوريد الكربون عند استخدام الفينوباربيتال. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي بعض الأدوية على كمية كبيرة من مادة كيميائية قد تكون سامة ، على سبيل المثال ، مضادات الحموضة المحتوية على الألومنيوم أو المستحضرات المستخدمة للإدارة العلاجية لفرط فوسفات الدم الناجم عن الفشل الكلوي المزمن.
تأثير التعرض المصاحب لمواد كيميائية أخرى
تمت دراسة التغيرات في القابلية للتأثيرات الصحية الضارة بسبب تفاعل مواد كيميائية مختلفة (أي تأثيرات مضافة أو تآزرية أو معادية) بشكل حصري تقريبًا في حيوانات التجارب ، ومعظمها في الجرذان. الدراسات الوبائية والسريرية ذات الصلة غير متوفرة. هذا أمر مثير للقلق خاصة بالنظر إلى كثافة الاستجابة الأكبر نسبيًا أو تنوع الآثار الصحية الضارة للعديد من المواد الكيميائية السامة لدى البشر مقارنة بالفئران والثدييات الأخرى. بصرف النظر عن البيانات المنشورة في مجال علم الأدوية ، ترتبط معظم البيانات فقط بمجموعات من مادتين كيميائيتين مختلفتين ضمن مجموعات محددة ، مثل مبيدات الآفات المختلفة ، والمذيبات العضوية ، أو المعادن الأساسية و / أو السامة والفلزات.
يمكن أن يؤدي التعرض المشترك للمذيبات العضوية المختلفة إلى تأثيرات مضافة أو تآزرية أو عدائية مختلفة (اعتمادًا على مزيج بعض المذيبات العضوية وشدتها ومدة التعرض) ، ويرجع ذلك أساسًا إلى القدرة على التأثير على التحول البيولوجي لبعضهما البعض (Sato 1991).
ومن الأمثلة المميزة الأخرى التفاعلات بين المعادن الأساسية و / أو السامة والفلزات ، حيث تشارك في التأثير المحتمل للعمر (على سبيل المثال ، تراكم الرصاص والكادميوم في الجسم مدى الحياة) ، والجنس (على سبيل المثال ، نقص الحديد الشائع عند النساء ) ، والعادات الغذائية (على سبيل المثال ، زيادة المدخول الغذائي للمعادن السامة والفلزات و / أو نقص المدخول الغذائي للمعادن الأساسية والفلزات) ، وعادات التدخين واستهلاك الكحول (على سبيل المثال ، التعرض الإضافي للكادميوم والرصاص والمعادن السامة الأخرى) ، والاستخدام من الأدوية (على سبيل المثال ، يمكن أن تؤدي جرعة واحدة من مضادات الحموضة إلى زيادة بمقدار 50 ضعفًا في متوسط المدخول اليومي من الألمنيوم من خلال الطعام). يمكن توضيح إمكانية التأثيرات الإضافية أو التآزرية أو العدائية للتعرض لمختلف المعادن والفلزات في البشر من خلال الأمثلة الأساسية المتعلقة بالعناصر السامة الرئيسية (انظر الجدول 1) ، بصرف النظر عن التفاعلات الإضافية التي قد تحدث لأن العناصر الأساسية يمكن أن تؤثر أيضًا بعضها البعض (على سبيل المثال ، التأثير المضاد المعروف للنحاس على معدل الامتصاص المعدي المعوي وكذلك استقلاب الزنك ، والعكس بالعكس). السبب الرئيسي لكل هذه التفاعلات هو التنافس بين مختلف المعادن والفلزات على نفس موقع الارتباط (خاصة مجموعة السلفهيدريل ، -SH) في العديد من الإنزيمات والبروتينات المعدنية (خاصة الميتالوثيونين) والأنسجة (على سبيل المثال ، أغشية الخلايا وحواجز الأعضاء). قد يكون لهذه التفاعلات دور مهم في تطوير العديد من الأمراض المزمنة التي يتم التوسط فيها من خلال عمل الجذور الحرة والإجهاد التأكسدي (Telišman 1995).
الجدول 1. الآثار الأساسية للتفاعلات المتعددة المحتملة فيما يتعلق بالمعادن الأساسية السامة و / أو الأساسية وأشباه الماتالويد في الثدييات
معدن سام أو فلز | التأثيرات الأساسية للتفاعل مع المعادن الأخرى أو الفلزات |
الألومنيوم (آل) | يقلل من معدل امتصاص الكالسيوم ويضعف عملية التمثيل الغذائي للكالسيوم ؛ يزيد نقص الكالسيوم في الغذاء من معدل امتصاص Al. يضعف استقلاب الفوسفات. البيانات المتعلقة بالتفاعلات مع الحديد والزنك والنحاس ملتبسة (أي الدور المحتمل لمعدن آخر كوسيط). |
الزرنيخ (ع) | يؤثر على توزيع النحاس (زيادة النحاس في الكلى وانخفاض النحاس في الكبد والمصل والبول). يضعف عملية التمثيل الغذائي للحديد (زيادة الحديد في الكبد مع ما يصاحب ذلك من انخفاض في الهيماتوكريت). يقلل الزنك من معدل امتصاص المادة اللاعضوية As ويقلل من سمية As. يقلل Se من سمية As والعكس صحيح. |
الكادميوم (Cd) | يقلل من معدل امتصاص الكالسيوم ويضعف عملية التمثيل الغذائي للكالسيوم ؛ يزيد نقص الكالسيوم في الغذاء من معدل امتصاص الكادميوم. يضعف استقلاب الفوسفات ، أي يزيد من إفراز البول للفوسفات. يضعف التمثيل الغذائي للحديد. الحديد الغذائي الناقص يزيد من معدل امتصاص الكادميوم. يؤثر على توزيع الزنك ؛ يقلل الزنك من سمية الكادميوم ، في حين أن تأثيره على معدل امتصاص الكادميوم يكون ملتبسًا. يقلل من سمية الكادميوم. يقلل المنغنيز من سمية الكادميوم عند التعرض المنخفض المستوى للـ Cd. البيانات المتعلقة بالتفاعل مع النحاس ملتبسة (أي الدور المحتمل للزنك أو معدن آخر كوسيط). يمكن أن تؤدي المستويات الغذائية العالية من Pb أو Ni أو Sr أو Mg أو Cr (III) إلى تقليل معدل امتصاص الكادميوم. |
الزئبق (Hg) | يؤثر على توزيع النحاس (زيادة النحاس في الكبد). يقلل الزنك من معدل امتصاص الزئبق غير العضوي ويقلل من سمية الزئبق. يقلل من سمية الزئبق. يزيد الكادميوم من تركيز الزئبق في الكلى ، ولكنه في الوقت نفسه يقلل من سمية الزئبق في الكلى (تأثير تخليق الميتالوثيونين الناجم عن الكادميوم). |
الرصاص (Pb) | يضعف عملية التمثيل الغذائي للكالسيوم. يزيد نقص الكالسيوم في الغذاء من معدل امتصاص الرصاص غير العضوي ويزيد من سمية الرصاص. يضعف التمثيل الغذائي للحديد. الحديد الغذائي الناقص يزيد من سمية الرصاص ، في حين أن تأثيره على معدل امتصاص الرصاص يكون ملتبسًا. يضعف عملية التمثيل الغذائي للزنك ويزيد من إفراز الزنك في البول ؛ يزيد الزنك الغذائي الناقص من معدل امتصاص الرصاص غير العضوي ويزيد من سمية الرصاص. يقلل من سمية الرصاص. البيانات المتعلقة بالتفاعلات مع النحاس والمغنيسيوم ملتبسة (أي الدور المحتمل للزنك أو معدن آخر كوسيط). |
ملاحظة: ترتبط البيانات في الغالب بالدراسات التجريبية في الجرذان ، في حين أن البيانات السريرية والوبائية ذات الصلة (خاصة فيما يتعلق بعلاقات الاستجابة الكمية للجرعة) غير متوفرة بشكل عام (Elsenhans et al. 1991؛ Fergusson 1990؛ Telišman et al. 1993).
يستخدم الرصد البيولوجي البشري عينات من سوائل الجسم أو غيرها من المواد البيولوجية التي يمكن الحصول عليها بسهولة لقياس التعرض لمواد معينة أو غير محددة و / أو مستقلباتها أو لقياس الآثار البيولوجية لهذا التعرض. يسمح الرصد البيولوجي للفرد بتقدير إجمالي التعرض الفردي من خلال مسارات التعرض المختلفة (الرئتين والجلد والجهاز الهضمي) ومصادر التعرض المختلفة (الهواء أو النظام الغذائي أو نمط الحياة أو المهنة). ومن المعروف أيضًا أنه في حالات التعرض المعقدة ، والتي غالبًا ما يتم مواجهتها في أماكن العمل ، قد تتفاعل عوامل التعريض المختلفة مع بعضها البعض ، إما تعزيز أو تثبيط تأثيرات المركبات الفردية. وبما أن الأفراد يختلفون في تكوينهم الجيني ، فإنهم يظهرون تنوعًا في استجابتهم للتعرضات الكيميائية. وبالتالي ، قد يكون من المعقول البحث عن التأثيرات المبكرة مباشرة في الأفراد أو المجموعات المعرضة بدلاً من محاولة التنبؤ بالمخاطر المحتملة لأنماط التعرض المعقدة من البيانات المتعلقة بمركبات مفردة. هذه ميزة للرصد الحيوي الجيني للتأثيرات المبكرة ، وهو نهج يستخدم تقنيات تركز على الضرر الوراثي الخلوي ، أو الطفرات النقطية ، أو مقاربات الحمض النووي في الأنسجة البشرية البديلة (راجع مقالة "المبادئ العامة" في هذا الفصل).
ما هي السمية الجينية؟
السمية الجينية للعوامل الكيميائية هي سمة كيميائية جوهرية ، تعتمد على قدرة العامل المحبة للكهرباء للارتباط مع هذه المواقع المحبة للنواة في الجزيئات الكبيرة الخلوية مثل حمض الديوكسي ريبونوكلييك ، الحمض النووي ، الناقل للمعلومات الوراثية. وبالتالي فإن السمية الجينية تتجلى في المادة الوراثية للخلايا.
تعريف السمية الجينية ، كما نوقش في تقرير إجماعي (IARC 1992) ، واسع ، ويتضمن كلاً من التأثيرات المباشرة وغير المباشرة في الحمض النووي: (1) تحريض الطفرات (الجينات ، الكروموسومات ، الجينوميات ، المؤتلفة) التي على المستوى الجزيئي تشبه الأحداث المعروفة بأنها متورطة في التسرطن ، (2) أحداث بديلة غير مباشرة مرتبطة بالطفرات (على سبيل المثال ، تخليق الحمض النووي غير المجدول (UDS) والتبادل الكروماتيد الشقيق (SCE) ، أو (3) تلف الحمض النووي (على سبيل المثال ، تكوين المقاربات) ) ، مما قد يؤدي في النهاية إلى حدوث طفرات.
السمية الجينية والطفرات والسرطنة
الطفرات هي تغيرات وراثية دائمة في خطوط الخلايا ، إما أفقياً في الخلايا الجسدية أو عموديًا في الخلايا الجنسية (الجنسية) في الجسم. بمعنى أن الطفرات قد تؤثر على الكائن الحي نفسه من خلال التغيرات في خلايا الجسم ، أو قد تنتقل إلى الأجيال الأخرى من خلال تغيير الخلايا الجنسية. وبالتالي ، فإن السمية الجينية تسبق حدوث الطفرات على الرغم من أن معظم السمية الجينية يتم إصلاحها ولا يتم التعبير عنها على أنها طفرات. تحدث الطفرات الجسدية على المستوى الخلوي ، وفي حالة تسببها في موت الخلايا أو حدوث أورام خبيثة ، فقد تظهر على شكل اضطرابات مختلفة في الأنسجة أو في الكائن الحي نفسه. يُعتقد أن الطفرات الجسدية مرتبطة بتأثيرات الشيخوخة أو تحريض لويحات تصلب الشرايين (انظر الشكل 1 والفصل الخاص بـ السرطان. ).
الشكل 1. عرض تخطيطي للنموذج العلمي في علم السموم الوراثي وتأثيرات صحة الإنسان
يمكن نقل الطفرات في خط الخلية الجرثومية إلى البيضة الملقحة - خلية البويضة المخصبة - ويتم التعبير عنها في النسل (انظر أيضًا الفصل الجهاز التناسلي). تحدث الاضطرابات الطفرية الأكثر أهمية في الأطفال حديثي الولادة عن طريق سوء الفصل في الكروموسومات أثناء التكوُّن الجيني (تطور الخلايا الجرثومية) وتؤدي إلى متلازمات كروموسومية شديدة (على سبيل المثال ، تثلث الصبغي 21 أو متلازمة داون ، وحيدة الصبغي X أو متلازمة تيرنر).
يمكن تبسيط نموذج علم السموم الجينية من التعرض للآثار المتوقعة كما هو موضح في الشكل 1.
إن العلاقة بين السمية الجينية والسرطنة مدعومة بشكل جيد من خلال حقائق بحث غير مباشرة مختلفة ، كما هو موضح في الشكل 2.
الشكل 2. العلاقات المتبادلة بين السمية الجينية والسرطنة
يوفر هذا الارتباط الأساس لتطبيق المؤشرات الحيوية للسمية الجينية لاستخدامها في المراقبة البشرية كمؤشرات لخطر الإصابة بالسرطان.
السمية الجينية في تحديد المخاطر
يؤكد دور التغيرات الجينية في التسرطن على أهمية اختبار السمية الجينية في تحديد المواد المسرطنة المحتملة. تم تطوير طرق اختبار مختلفة قصيرة المدى قادرة على اكتشاف بعض نقاط النهاية في السمية الجينية التي يُفترض أنها ذات صلة بالتسرطن.
تم إجراء العديد من الدراسات الاستقصائية الشاملة لمقارنة مسببات السرطان للمواد الكيميائية بالنتائج التي تم الحصول عليها من خلال فحصها في اختبارات قصيرة المدى. كان الاستنتاج العام أنه بما أنه لا يوجد اختبار واحد تم التحقق من صحته يمكن أن يوفر معلومات عن جميع النقاط النهائية الجينية المذكورة أعلاه ؛ من الضروري اختبار كل مادة كيميائية في أكثر من فحص. أيضًا ، تمت مناقشة قيمة الاختبارات قصيرة المدى للسمية الجينية للتنبؤ بالسرطان الكيميائي ومراجعتها مرارًا وتكرارًا. على أساس هذه المراجعات ، خلصت مجموعة عمل في الوكالة الدولية لأبحاث السرطان (IARC) إلى أن معظم المسرطنات البشرية تعطي نتائج إيجابية في الاختبارات قصيرة المدى المستخدمة بشكل روتيني مثل السالمونيلا المقايسة ومقايسات انحراف الكروموسوم (الجدول 1). ومع ذلك ، يجب أن ندرك أن المواد المسرطنة اللاجينية - مثل المركبات النشطة هرمونيًا التي يمكن أن تزيد من النشاط السمي للجينات دون أن تكون سامة للجينات - لا يمكن اكتشافها عن طريق الاختبارات قصيرة المدى ، التي تقيس فقط النشاط الجيني الجيني للمادة.
الجدول 1. السمية الجينية للمواد الكيميائية التي تم تقييمها في الملحقين 6 و 7 من دراسات الوكالة الدولية لبحوث السرطان (1986)
تصنيف السرطنة |
نسبة الأدلة على السمية الجينية / السرطنة |
% |
1: مسببات السرطان البشرية |
24/30 |
80 |
2A: مواد مسرطنة بشرية محتملة |
14/20 |
70 |
2B: مسببات السرطان البشرية المحتملة |
72/128 |
56 |
3: غير قابل للتصنيف |
19/66 |
29 |
المراقبة الحيوية الجينية
يستخدم الرصد الجيني طرق علم السموم الجينية للرصد البيولوجي للتأثيرات الجينية أو تقييم التعرض للسموم الجينية في مجموعة من الأفراد مع التعرض المحدد في موقع العمل أو من خلال البيئة أو نمط الحياة. وبالتالي ، فإن المراقبة الجينية لديها القدرة على التحديد المبكر للتعرضات السامة للجينات في مجموعة من الأشخاص وتمكن من تحديد السكان المعرضين لمخاطر عالية وبالتالي أولويات التدخل. استخدام المؤشرات الحيوية التنبؤية في السكان المعرضين له ما يبرره لتوفير الوقت (مقارنة بالتقنيات الوبائية) ولمنع الآثار النهائية غير الضرورية ، أي السرطان (الشكل 3).
الشكل 3. القدرة على التنبؤ بالعلامات الحيوية تمكن من اتخاذ إجراءات وقائية لتقليل المخاطر على صحة السكان
يتم سرد الطرق المستخدمة حاليًا للرصد الحيوي للتعرض للسموم الجينية والتأثيرات البيولوجية المبكرة في الجدول 2. يجب أن تفي العينات المستخدمة في المراقبة الحيوية بعدة معايير ، بما في ذلك ضرورة أن يكون من السهل الحصول عليها وقابلة للمقارنة مع الأنسجة المستهدفة.
الجدول 2. المؤشرات الحيوية في الرصد الجيني للتعرض للسمية الجينية وعينات الخلايا / الأنسجة الأكثر استخدامًا.
علامة المراقبة الجينية |
عينات الخلايا / الأنسجة |
الانحرافات الصبغية (كاليفورنيا) |
الخلايا الليمفاوية |
التبادلات الكروماتيدية الشقيقة (SCE) |
الخلايا الليمفاوية |
النوى الصغيرة (MN) |
الخلايا الليمفاوية |
الطفرات النقطية (على سبيل المثال ، جين HPRT) |
الخلايا الليمفاوية والأنسجة الأخرى |
مقاربات الحمض النووي |
عزل الحمض النووي من الخلايا / الأنسجة |
مقاربات البروتين |
الهيموغلوبين ، الزلال |
حبلا الحمض النووي ينكسر |
عزل الحمض النووي من الخلايا / الأنسجة |
تفعيل الجينات الورمية |
عزل الحمض النووي أو بروتينات محددة |
الطفرات / البروتينات المسرطنة |
الخلايا والأنسجة المختلفة |
إصلاح الحمض النووي |
خلايا معزولة من عينات الدم |
تشمل أنواع أضرار الحمض النووي التي يمكن التعرف عليها جزيئيًا تكوين مقاربات الحمض النووي وإعادة تنظيم تسلسل الحمض النووي. يمكن الكشف عن هذه الأنواع من الضرر من خلال قياسات مقاربات الحمض النووي باستخدام تقنيات مختلفة ، على سبيل المثال ، إما 32P-postlabelling أو الكشف عن الأجسام المضادة وحيدة النسيلة في مقاربات الحمض النووي. يتم إجراء قياس فواصل حبلا DNA بشكل تقليدي باستخدام اختبارات الشطف القلوي أو فحوصات الفك. يمكن اكتشاف الطفرات عن طريق تسلسل الحمض النووي لجين معين ، على سبيل المثال ، جين HPRT.
ظهرت عدة تقارير منهجية تناقش تقنيات الجدول 2 بالتفصيل (CEC 1987 ؛ IARC 1987 ، 1992 ، 1993).
يمكن أيضًا مراقبة السمية الجينية بشكل غير مباشر من خلال قياس مقاربات البروتين ، أي في الهيموجلوبين بدلاً من الحمض النووي ، أو مراقبة نشاط إصلاح الحمض النووي. كإستراتيجية قياس ، قد يكون نشاط المراقبة إما مرة واحدة أو مستمرًا. في جميع الحالات ، يجب تطبيق النتائج لتطوير ظروف عمل آمنة.
المراقبة الحيوية الوراثية الخلوية
يربط الأساس المنطقي النظري والتجريبي بين السرطان وتلف الكروموسومات. الأحداث الطفرية التي تغير نشاط أو تعبير جينات عامل النمو هي خطوات أساسية في التسرطن. ارتبطت أنواع عديدة من السرطانات بانحرافات صبغية محددة أو غير محددة. في العديد من الأمراض البشرية الوراثية ، يرتبط عدم استقرار الكروموسومات بزيادة القابلية للإصابة بالسرطان.
يمكن للمراقبة الوراثية الخلوية للأشخاص المعرضين للمواد الكيميائية أو الإشعاع المسرطنة و / أو المسببة للطفرات أن تبرز آثارًا على المادة الجينية للأفراد المعنيين. تم تطبيق دراسات الانحراف الكروموسومي للأشخاص المعرضين للإشعاع المؤين في قياس الجرعات البيولوجية لعقود ، لكن النتائج الإيجابية الموثقة جيدًا لا تتوفر حتى الآن إلا لعدد محدود من المواد الكيميائية المسرطنة.
يشمل الضرر الكروموسومي الذي يمكن التعرف عليه مجهريًا كلاً من الانحرافات الهيكلية للكروموسومات (CA) ، حيث حدث تغيير إجمالي في شكل (شكل) الكروموسوم ، وكذلك عن طريق التبادلات الكروماتيدية الشقيقة (SCE). SCE هو التبادل المتماثل للمواد الصبغية بين كروماتيدات شقيقة. يمكن أن تنشأ النوى الدقيقة (MN) إما من شظايا الكروموسوم اللامركزي أو من تباطؤ الكروموسومات الكاملة. هذه الأنواع من التغييرات موضحة في الشكل 4.
الشكل 4: كروموسومات الخلايا الليمفاوية البشرية عند الطور الفوقي ، والتي تكشف عن طفرة كروموسوم مستحثة (سهم يشير إلى جزء لا مركزي)
تعتبر الخلايا الليمفاوية في الدم المحيطي في البشر خلايا مناسبة لاستخدامها في دراسات المراقبة بسبب سهولة الوصول إليها ولأنها يمكن أن تدمج التعرض على مدى عمر طويل نسبيًا. قد يؤدي التعرض لمجموعة متنوعة من المطفرات الكيميائية إلى زيادة تواتر CAs و / أو SCEs في الخلايا الليمفاوية في الدم للأفراد المعرضين. أيضًا ، يرتبط مدى الضرر ارتباطًا وثيقًا بالتعرض ، على الرغم من أن هذا قد ظهر في عدد قليل من المواد الكيميائية.
عندما تُظهر الاختبارات الوراثية الخلوية على الخلايا الليمفاوية في الدم المحيطي تلف المادة الوراثية ، يمكن استخدام النتائج لتقدير المخاطر فقط على مستوى السكان. يجب اعتبار زيادة تواتر CAs في مجموعة سكانية مؤشراً على زيادة خطر الإصابة بالسرطان ، لكن الاختبارات الوراثية الخلوية ، على هذا النحو ، لا تسمح بالتنبؤ بمخاطر الإصابة بالسرطان.
الأهمية الصحية للضرر الجيني الجسدي كما يُرى من خلال النافذة الضيقة لعينة من الخلايا الليمفاوية في الدم المحيطي لها أهمية ضئيلة أو معدومة على صحة الفرد ، حيث أن معظم الخلايا الليمفاوية التي تحمل الضرر الجيني تموت ويتم استبدالها.
المشكلات ومكافحتها في دراسات المراقبة الحيوية البشرية
يعد تصميم الدراسة الصارم ضروريًا في تطبيق أي طريقة مراقبة حيوية بشرية ، نظرًا لأن العديد من العوامل الفردية التي لا تتعلق بالتعرض (التعرضات) الكيميائية المحددة ذات الأهمية قد تؤثر على الاستجابات البيولوجية التي تمت دراستها. نظرًا لأن دراسات المراقبة الحيوية البشرية مملة وصعبة في كثير من النواحي ، فإن التخطيط المسبق الدقيق مهم للغاية. عند إجراء الدراسات الوراثية الخلوية البشرية ، يجب أن يكون التأكيد التجريبي لإمكانية تلف الكروموسوم لعامل (عوامل) التعريض شرطًا مسبقًا تجريبيًا.
في دراسات المراقبة الحيوية الوراثية الخلوية ، تم توثيق نوعين رئيسيين من الاختلافات. الأول يتضمن العوامل التقنية المرتبطة بالتناقضات في قراءة الشرائح وظروف الاستزراع ، وتحديداً مع نوع الوسيط ودرجة الحرارة وتركيز المواد الكيميائية (مثل بروموديوكسيوريدين أو السيتوكالاسين- ب). أيضًا ، يمكن أن تغير أوقات أخذ العينات غلات انحراف الكروموسوم ، وربما أيضًا نتائج حدوث SCE ، من خلال التغييرات في المجموعات السكانية الفرعية للخلايا اللمفاوية التائية والبائية. في تحليلات النواة الدقيقة ، تؤثر الاختلافات المنهجية (على سبيل المثال ، استخدام الخلايا ثنائية النواة التي يسببها السيتوكالاسين- B) بشكل واضح على نتائج التسجيل.
يجب أن تستمر الآفات التي يسببها الحمض النووي للخلايا الليمفاوية عن طريق التعرض الكيميائي الذي يؤدي إلى تكوين انحرافات الكروموسومات الهيكلية ، وتبادل الكروماتيدات الشقيقة ، والنواة الدقيقة في الجسم الحي حتى يتم سحب الدم وبعد ذلك المختبر حتى تبدأ الخلايا الليمفاوية المستزرعة في تخليق الحمض النووي. لذلك ، من المهم تسجيل الخلايا مباشرة بعد الانقسام الأول (في حالة انحرافات الكروموسومات أو النوى الصغيرة) أو بعد الانقسام الثاني (التبادلات الكروماتيدية الشقيقة) من أجل الحصول على أفضل تقدير للضرر المستحث.
يشكل تسجيل النقاط عنصرًا مهمًا للغاية في المراقبة الحيوية الوراثية الخلوية. يجب أن تكون الشرائح عشوائية ومشفرة لتجنب انحياز المسجل قدر الإمكان. يجب الحفاظ على معايير تسجيل متسقة ومراقبة الجودة والتحليلات الإحصائية الموحدة وإعداد التقارير. ترجع الفئة الثانية من التباين إلى الظروف المرتبطة بالمواضيع ، مثل العمر والجنس والأدوية والالتهابات. يمكن أيضًا أن تحدث الاختلافات الفردية بسبب القابلية الوراثية للعوامل البيئية.
من الأهمية بمكان الحصول على مجموعة تحكم متزامنة تتوافق قدر الإمكان مع العوامل الداخلية مثل الجنس والعمر بالإضافة إلى عوامل مثل حالة التدخين والالتهابات الفيروسية واللقاحات وتناول الكحول والمخدرات والتعرض للأشعة السينية . بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري الحصول على تقديرات نوعية (فئة الوظيفة ، سنوات التعرض) وكمية (على سبيل المثال ، عينات هواء منطقة التنفس للتحليل الكيميائي ومستقلبات محددة ، إن أمكن) أو التعرض للعامل (العوامل) السامة الوراثية في مكان العمل. يجب إيلاء اعتبار خاص للمعالجة الإحصائية المناسبة للنتائج.
صلة الرصد الحيوي الجيني بتقييم مخاطر الإصابة بالسرطان
لا يزال عدد العوامل التي تظهر مرارًا وتكرارًا لإحداث تغييرات وراثية خلوية في البشر محدودًا نسبيًا ، ولكن معظم المواد المسرطنة المعروفة تسبب تلفًا في كروموسومات الخلايا الليمفاوية.
مدى الضرر هو دالة على مستوى التعرض ، كما هو موضح ، على سبيل المثال ، مع كلوريد الفينيل ، والبنزين ، وأكسيد الإيثيلين ، وعوامل الألكلة المضادة للسرطان. حتى لو لم تكن نقاط النهاية الوراثية الخلوية حساسة للغاية أو محددة فيما يتعلق باكتشاف حالات التعرض التي تحدث في البيئات المهنية الحالية ، فإن النتائج الإيجابية لمثل هذه الاختبارات غالبًا ما دفعت إلى تنفيذ ضوابط صحية حتى في حالة عدم وجود دليل مباشر يتعلق بأضرار الكروموسومات الجسدية نتائج صحية ضارة.
تنبع معظم الخبرة في تطبيق المراقبة الحيوية الوراثية الخلوية من المواقف المهنية "عالية التعرض". تم تأكيد عدد قليل جدًا من التعرضات من خلال العديد من الدراسات المستقلة ، وقد تم إجراء معظمها باستخدام المراقبة الحيوية للزيغ الكروموسومي. تسرد قاعدة بيانات الوكالة الدولية لأبحاث السرطان في مجلداتها المحدثة 43-50 من دراسات IARC ما مجموعه 14 مادة مسرطنة مهنية في المجموعات 1 أو 2A أو 2B ، والتي تتوفر عنها بيانات وراثية خلوية بشرية إيجابية متوفرة في معظم الحالات بدعم من علم الوراثة الخلوية الحيوانية المقابلة (الجدول 3). تشير قاعدة البيانات المحدودة هذه إلى أن هناك ميلًا للمواد الكيميائية المسببة للسرطان لأن تكون مسببًا للسرطان ، وأن التكاثر تميل إلى الارتباط بمواد مسرطنة بشرية معروفة. من الواضح تمامًا ، مع ذلك ، أن ليس كل المواد المسرطنة تسبب ضررًا خلويًا خلويًا في البشر أو حيوانات التجارب في الجسم الحي. الحالات التي تكون فيها البيانات الحيوانية إيجابية والنتائج البشرية سلبية قد تمثل اختلافات في مستويات التعرض. أيضًا ، قد لا تكون حالات التعرض البشري المعقدة وطويلة الأجل في العمل قابلة للمقارنة مع التجارب على الحيوانات قصيرة المدى.
الجدول 3 - المواد المسببة للسرطان البشرية المؤكدة والمحتملة والمحتملة التي يوجد لها تعرض مهني والتي تم قياس نقاط النهاية الخلوية الوراثية لها في كل من البشر وحيوانات التجارب
النتائج الخلوية1 |
||||||
البشر |
أشكال حيوانات |
|||||
الوكيل / التعرض |
CA |
SCE |
MN |
CA |
SCE |
MN |
المجموعة 1 ، مسببات السرطان البشرية |
||||||
مركبات الزرنيخ والزرنيخ |
? |
? |
|
+ |
|
+ |
الحرير الصخري |
|
? |
|
- |
|
- |
البنزين |
+ |
|
|
+ |
+ |
+ |
ثنائي (كلورو ميثيل) الأثير وكلورو ميثيل ميثيل الأثير (الدرجة التقنية) |
(+) |
|
|
- |
|
|
سيكلوفوسفاميد |
+ |
+ |
|
+ |
+ |
+ |
مركبات الكروم سداسي التكافؤ |
+ |
+ |
|
+ |
+ |
+ |
ملفلان |
+ |
+ |
|
+ |
|
|
مركبات النيكل |
+ |
- |
|
? |
|
|
غاز الرادون |
+ |
|
|
- |
|
|
دخان التبغ |
+ |
+ |
+ |
|
+ |
|
كلوريد الفينيل |
+ |
? |
|
+ |
+ |
+ |
المجموعة 2 أ ، المواد المسببة للسرطان البشرية المحتملة |
||||||
الأكريلونيتريل |
- |
|
|
- |
|
- |
أدرياميسين |
+ |
+ |
|
+ |
+ |
+ |
مركبات الكادميوم والكادميوم |
- |
(-) |
|
- |
|
|
سيسبلاتين |
|
+ |
|
+ |
+ |
|
Epichlorohydrin |
+ |
|
|
? |
+ |
- |
ديبروميد الإثيلين |
- |
- |
|
- |
+ |
- |
أكسيد الإثيلين |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
الفورمالديهايد |
? |
? |
|
- |
|
- |
المجموعة 2 ب ، المواد المسببة للسرطان البشرية المحتملة |
||||||
مبيدات الأعشاب الكلوروفينوكسية (2,4،2,4,5-D و XNUMX،XNUMX،XNUMX-T) |
- |
- |
|
+ |
+ |
- |
DDT |
? |
|
|
+ |
|
- |
ثنائي ميثيل فورماميد |
(+) |
|
|
|
- |
- |
مركبات الرصاص |
? |
? |
|
? |
- |
? |
الستايرين |
+ |
? |
+ |
? |
+ |
+ |
2,3,7,8،XNUMX،XNUMX،XNUMX-رباعي كلورو ثنائي بنزو بارا ديوكسين |
? |
|
|
- |
- |
- |
أبخرة اللحام |
+ |
+ |
|
- |
- |
|
1 CA ، انحراف الكروموسومات ؛ SCE ، تبادل الكروماتيد الشقيق ؛ MN ، النوى الصغيرة.
(-) = علاقة سلبية لدراسة واحدة ؛ - = علاقة سلبية ؛
(+) = علاقة إيجابية لدراسة واحدة ؛ + = علاقة إيجابية ؛
؟ = غير حاسم ؛ منطقة فارغة = لم تتم دراستها
المصدر: IARC، 1987؛ تم تحديثها من خلال المجلدات 43-50 من دراسات IARC.
تشمل دراسات السمية الجينية لدى البشر المعرضين نقاط نهائية مختلفة بخلاف نقاط النهاية الصبغية ، مثل تلف الحمض النووي ، ونشاط إصلاح الحمض النووي ، والعقبات في الحمض النووي والبروتينات. قد تكون بعض هذه النقاط النهائية أكثر صلة من غيرها بالتنبؤ بخطر الإصابة بالسرطان. تعتبر التغيرات الجينية المستقرة (على سبيل المثال ، إعادة ترتيب الكروموسومات ، والحذف ، والطفرات النقطية) وثيقة الصلة بالموضوع ، حيث من المعروف أن هذه الأنواع من الضرر مرتبطة بالتسرطن. تعتمد أهمية مقاربات الحمض النووي على تعريفها الكيميائي والدليل على أنها ناتجة عن التعرض. بعض نقاط النهاية ، مثل SCE ، UDS ، SSB ، كسر خيوط الحمض النووي ، هي مؤشرات محتملة و / أو علامات للأحداث الجينية ؛ ومع ذلك ، تنخفض قيمتها في حالة عدم وجود فهم آلي لقدرتها على أن تؤدي إلى أحداث وراثية. من الواضح أن الواسمات الجينية الأكثر صلة بالبشر ستكون استحثاث طفرة معينة ارتبطت ارتباطًا مباشرًا بالسرطان في القوارض المعرضة للعامل قيد الدراسة (الشكل 5).
الشكل 5. ملاءمة تأثيرات الرصد البيولوجي الجيني المختلفة لخطر الإصابة بالسرطان المحتمل
الاعتبارات الأخلاقية للمراقبة الحيوية الجينية
التقدم السريع في التقنيات الوراثية الجزيئية ، وزيادة سرعة تسلسل الجينوم البشري ، وتحديد دور الجينات القاتلة للورم والجينات الورمية الأولية في التسرطن البشري ، تثير قضايا أخلاقية في التفسير والتواصل واستخدام هذا النوع من معلومات شخصية. ستسمح تقنيات التحسين السريع لتحليل الجينات البشرية قريبًا بتحديد المزيد من جينات القابلية الموروثة في الأفراد الأصحاء الذين لا يعانون من أعراض (مكتب التقييم التكنولوجي بالولايات المتحدة 1990) ، مما يسمح باستخدامهم في الفحص الجيني.
سيتم طرح العديد من الأسئلة ذات الاهتمام الاجتماعي والأخلاقي إذا أصبح تطبيق الفحص الجيني حقيقة واقعة قريبًا. في الوقت الحالي ، هناك ما يقرب من 50 سمة وراثية لعملية التمثيل الغذائي ، وتعدد أشكال الإنزيمات ، وإصلاح الحمض النووي مشتبه بها لحساسيات مرضية معينة ، ويتوفر اختبار الحمض النووي التشخيصي لحوالي 300 مرض وراثي. هل ينبغي إجراء أي فحص جيني على الإطلاق في مكان العمل؟ من الذي يقرر من سيخضع للاختبار ، وكيف سيتم استخدام المعلومات في قرارات التوظيف؟ من الذي سيتمكن من الوصول إلى المعلومات التي تم الحصول عليها من الفحص الجيني ، وكيف سيتم إبلاغ النتائج إلى الشخص (الأشخاص) المعنيين؟ يرتبط العديد من هذه الأسئلة ارتباطًا وثيقًا بالأعراف الاجتماعية والقيم الأخلاقية السائدة. يجب أن يكون الهدف الرئيسي هو الوقاية من المرض والمعاناة البشرية ، ولكن يجب احترام إرادة الفرد والمقدمات الأخلاقية. بعض الأسئلة الأخلاقية ذات الصلة التي يجب الإجابة عليها قبل وقت طويل من بدء أي دراسة رصد حيوي في مكان العمل ترد في الجدول 4 وتناقش أيضًا في الفصل قضايا أخلاقية.
الجدول 4. بعض المبادئ الأخلاقية المتعلقة بالحاجة إلى المعرفة في دراسات الرصد الحيوي الجيني المهني
المجموعات التي يتم تقديم المعلومات إليها |
|||
المعلومات المقدمة |
درس الأشخاص |
وحدة الصحة المهنية |
العمل الحالي |
ما يتم دراسته |
|||
لماذا يتم إجراء الدراسة |
|||
هل تنطوي على مخاطر |
|||
قضايا السرية |
|||
الاستعداد لإدخال تحسينات صحية ممكنة ، وأشار إلى تقليل التعرض |
يجب وضع الوقت والجهد في مرحلة التخطيط لأي دراسة للمراقبة الحيوية الجينية ، ويجب أن تكون جميع الأطراف الضرورية - الموظفون وأرباب العمل والطاقم الطبي في مكان العمل المتعاون - على دراية جيدة قبل الدراسة ، ويجب أن تكون النتائج معروفة لـ لهم بعد الدراسة كذلك. من خلال الرعاية المناسبة والنتائج الموثوقة ، يمكن أن تساعد المراقبة الحيوية الجينية في ضمان أماكن عمل أكثر أمانًا وتحسين صحة العمال.
من المعروف منذ فترة طويلة أن استجابة كل شخص للمواد الكيميائية البيئية مختلفة. أدى الانفجار الأخير في البيولوجيا الجزيئية وعلم الوراثة إلى فهم أوضح للأساس الجزيئي لمثل هذا التباين. تشمل المحددات الرئيسية للاستجابة الفردية للمواد الكيميائية اختلافات مهمة بين أكثر من اثني عشر عائلة فائقة من الإنزيمات ، تسمى مجتمعة أجنبي حيوي- (غريب على الجسم) أو استقلاب المخدرات الانزيمات. على الرغم من أن دور هذه الإنزيمات يُنظر إليه تقليديًا على أنه إزالة السموم ، فإن هذه الإنزيمات نفسها تحول أيضًا عددًا من المركبات الخاملة إلى مواد وسيطة شديدة السمية. في الآونة الأخيرة ، تم تحديد العديد من الفروق الدقيقة وكذلك الجسيمة في الجينات التي تشفر هذه الإنزيمات ، والتي ثبت أنها تؤدي إلى اختلافات ملحوظة في نشاط الإنزيم. من الواضح الآن أن كل فرد يمتلك مجموعة مميزة من أنشطة إنزيم الأيض للأحياء الحيوية ؛ قد يُنظر إلى هذا التنوع على أنه "بصمة استقلابية". إن التفاعل المعقد بين هذه الأنواع المختلفة من الإنزيمات الفائقة هو الذي يحدد في النهاية ليس فقط مصير وإمكانية سمية مادة كيميائية في أي فرد معين ، ولكن أيضًا تقييم التعرض. في هذه المقالة ، اخترنا استخدام عائلة إنزيم السيتوكروم P450 الفائقة لتوضيح التقدم الملحوظ الذي تم إحرازه في فهم الاستجابة الفردية للمواد الكيميائية. إن تطوير اختبارات بسيطة نسبيًا قائمة على الحمض النووي مصممة لتحديد التغيرات الجينية المحددة في هذه الإنزيمات ، يوفر الآن تنبؤات أكثر دقة للاستجابة الفردية للتعرض الكيميائي. نأمل أن تكون النتيجة علم السموم الوقائي. بعبارة أخرى ، قد يتعلم كل فرد عن تلك المواد الكيميائية التي يكون حساسًا لها بشكل خاص ، وبالتالي يتجنب السمية أو السرطان الذي لم يكن متوقعًا في السابق.
على الرغم من أنه لا يتم تقديره بشكل عام ، إلا أن البشر يتعرضون يوميًا لوابل من المواد الكيميائية المتنوعة التي لا حصر لها. العديد من هذه المواد الكيميائية شديدة السمية ، وهي مشتقة من مجموعة متنوعة من المصادر البيئية والغذائية. كانت العلاقة بين حالات التعرض هذه وصحة الإنسان ، ولا تزال ، محورًا رئيسيًا لجهود البحوث الطبية الحيوية في جميع أنحاء العالم.
ما هي بعض الأمثلة على هذا القصف الكيميائي؟ تم عزل وتمييز أكثر من 400 مادة كيميائية من النبيذ الأحمر. يقدر أن ما لا يقل عن 1,000 مادة كيميائية تنتجها سيجارة مشتعلة. توجد مواد كيميائية لا حصر لها في مستحضرات التجميل والصابون المعطر. مصدر رئيسي آخر للتعرض الكيميائي هو الزراعة: في الولايات المتحدة وحدها ، تتلقى الأراضي الزراعية أكثر من 75,000 مادة كيميائية كل عام في شكل مبيدات الآفات ومبيدات الأعشاب وعوامل التسميد. بعد امتصاص النباتات وحيوانات الرعي ، وكذلك الأسماك في المجاري المائية القريبة ، يبتلع البشر (في نهاية السلسلة الغذائية) هذه المواد الكيميائية. هناك مصدران آخران لتركيزات كبيرة من المواد الكيميائية التي يتم تناولها في الجسم ، وهما (أ) الأدوية التي يتم تناولها بشكل مزمن و (ب) التعرض للمواد الخطرة في مكان العمل على مدى حياة العمل.
من الثابت الآن أن التعرض للمواد الكيميائية قد يؤثر سلبًا على العديد من جوانب صحة الإنسان ، مما يتسبب في أمراض مزمنة وتطور العديد من السرطانات. في العقد الماضي أو نحو ذلك ، بدأ الأساس الجزيئي للعديد من هذه العلاقات في الانهيار. بالإضافة إلى ذلك ، ظهر إدراك أن البشر يختلفون بشكل ملحوظ في قابليتهم للتأثر بالآثار الضارة للتعرض للمواد الكيميائية.
تجمع الجهود الحالية للتنبؤ باستجابة الإنسان للتعرض للمواد الكيميائية نهجين أساسيين (الشكل 1): مراقبة مدى تعرض الإنسان من خلال الواسمات البيولوجية (المؤشرات الحيوية) ، والتنبؤ بالاستجابة المحتملة للفرد لمستوى معين من التعرض. على الرغم من أن كلا النهجين مهمان للغاية ، إلا أنه ينبغي التأكيد على أن الاثنين يختلفان بشكل واضح عن بعضهما البعض. ستركز هذه المقالة على عوامل وراثية القابلية الفردية الكامنة للتعرض لأي مادة كيميائية معينة. هذا المجال من البحث على نطاق واسع علم الوراثة البيئيةالطرق أو الوراثة الدوائية (انظر كالو 1962 و 1992). تطورت العديد من التطورات الحديثة في تحديد القابلية الفردية للسمية الكيميائية من تقدير أكبر للعمليات التي يقوم بها البشر والثدييات الأخرى بإزالة السموم من المواد الكيميائية ، والتعقيد الملحوظ لأنظمة الإنزيم المعنية.
الشكل 1 - العلاقات المتبادلة بين تقييم التعرض ، والاختلافات العرقية ، والعمر ، والنظام الغذائي ، والتغذية ، وتقييم القابلية الجينية - وكلها تلعب دورًا في المخاطر الفردية للسمية والسرطان
سنصف أولاً تنوع الاستجابات السامة لدى البشر. سنقوم بعد ذلك بتقديم بعض الإنزيمات المسؤولة عن مثل هذا الاختلاف في الاستجابة ، بسبب الاختلافات في التمثيل الغذائي للمواد الكيميائية الأجنبية. بعد ذلك ، سيتم تفصيل تاريخ وتسمية عائلة السيتوكروم P450 الفائقة. سيتم وصف خمسة أشكال متعددة من P450 بشرية بالإضافة إلى العديد من الأشكال غير P450 باختصار ؛ هذه هي المسؤولة عن الاختلافات البشرية في الاستجابة السامة. سنناقش بعد ذلك مثالاً للتأكيد على النقطة التي مفادها أن الاختلافات الجينية لدى الأفراد يمكن أن تؤثر على تقييم التعرض ، على النحو الذي تحدده المراقبة البيئية. أخيرًا ، سنناقش دور هذه الإنزيمات الأيضية الغريبة الحيوية في وظائف الحياة الحرجة.
التباين في الاستجابة السامة بين البشر
يتحدث علماء السموم والصيدلة عادة عن متوسط الجرعة المميتة لـ 50٪ من السكان (LD50) ، متوسط الجرعة القصوى المسموح بها لـ 50٪ من السكان (MTD50) ، ومتوسط الجرعة الفعالة من دواء معين لـ 50٪ من السكان (ED50). ومع ذلك ، كيف تؤثر هذه الجرعات على كل واحد منا على أساس فردي؟ بعبارة أخرى ، قد يكون الفرد شديد الحساسية 500 مرة أكثر عرضة للتأثر أو 500 مرة أكثر عرضة للتأثر من الشخص الأكثر مقاومة بين السكان ؛ لهؤلاء الناس ، LD50 (و MTD50 و ED50) القيم سيكون لها معنى ضئيل. LD50، مليون دينار50 و ED50 القيم ذات صلة فقط عند الإشارة إلى السكان ككل.
الشكل 2 يوضح علاقة افتراضية بين الجرعة والاستجابة للاستجابة السامة من قبل الأفراد في أي مجموعة سكانية معينة. قد يمثل هذا الرسم البياني العام سرطانًا قصبي المنشأ استجابة لعدد السجائر التي يتم تدخينها ، وحب الشباب كدالة لمستويات الديوكسين في مكان العمل ، والربو كدالة لتركيزات الهواء من الأوزون أو الألدهيد ، وحروق الشمس استجابةً للأشعة فوق البنفسجية ، وانخفاض وقت التخثر. وظيفة تناول الأسبرين ، أو الضائقة المعدية المعوية استجابة لعدد هالبينو تستهلك الفلفل. بشكل عام ، في كل حالة من هذه الحالات ، كلما زاد التعرض ، زادت الاستجابة السامة. سيظهر معظم السكان المتوسط والانحراف المعياري للاستجابة السامة كدالة للجرعة. "الخارج المقاوم" (أسفل اليمين في الشكل 2) هو فرد لديه استجابة أقل عند الجرعات العالية أو التعرض. "الخارج الحساس" (أعلى اليسار) هو فرد لديه استجابة مبالغ فيها لجرعة صغيرة نسبيًا أو تعرض. قد تمثل هذه القيم المتطرفة ، مع وجود اختلافات شديدة في الاستجابة مقارنة بأغلبية الأفراد في السكان ، متغيرات جينية مهمة يمكن أن تساعد العلماء في محاولة فهم الآليات الجزيئية الأساسية للاستجابة السامة.
الشكل 2. علاقة عامة بين أي استجابة سامة وجرعة أي عامل بيئي أو كيميائي أو فيزيائي
باستخدام هذه القيم المتطرفة في الدراسات الأسرية ، بدأ العلماء في عدد من المختبرات في تقدير أهمية الوراثة المندلية لاستجابة سامة معينة. بعد ذلك ، يمكن للمرء أن يلجأ بعد ذلك إلى البيولوجيا الجزيئية والدراسات الجينية لتحديد الآلية الأساسية على مستوى الجينات (النمط الجيني) المسؤولة عن المرض الناجم عن البيئة (السمات الظاهرية للنباتات).
Xenobiotic- أو إنزيمات استقلاب الدواء
كيف يستجيب الجسم لعدد لا يحصى من المواد الكيميائية الخارجية التي نتعرض لها؟ لقد طور البشر والثدييات الأخرى أنظمة إنزيمات أيضية معقدة للغاية تضم أكثر من اثني عشر عائلة متميزة من الإنزيمات. سيتم تعديل كل مادة كيميائية يتعرض لها الإنسان تقريبًا بواسطة هذه الإنزيمات ، من أجل تسهيل إزالة المادة الغريبة من الجسم. بشكل جماعي ، غالبًا ما يشار إلى هذه الإنزيمات باسم إنزيمات استقلاب الدواء or إنزيمات الأيض الغريبة الحيوية. في الواقع ، كلا المصطلحين تسمية خاطئة. أولاً ، العديد من هذه الإنزيمات لا تقوم فقط باستقلاب الأدوية ولكن مئات الآلاف من المواد الكيميائية البيئية والغذائية. ثانيًا ، تحتوي كل هذه الإنزيمات أيضًا على مركبات طبيعية في الجسم مثل الركائز ؛ لا يقوم أي من هذه الإنزيمات باستقلاب المواد الكيميائية الأجنبية فقط.
لأكثر من أربعة عقود ، تم تصنيف عمليات التمثيل الغذائي التي تتوسط فيها هذه الإنزيمات عادةً إما على أنها تفاعلات من المرحلة الأولى أو المرحلة الثانية (الشكل 3)). تتضمن تفاعلات المرحلة الأولى ("الوظيفية") بشكل عام تعديلات هيكلية طفيفة نسبيًا للمادة الكيميائية الأم عن طريق الأكسدة أو الاختزال أو التحلل المائي من أجل إنتاج مستقلب أكثر قابلية للذوبان في الماء. في كثير من الأحيان ، توفر تفاعلات المرحلة الأولى "مقبض" لمزيد من التعديل للمركب عن طريق تفاعلات المرحلة الثانية اللاحقة. يتم التوسط في تفاعلات المرحلة الأولى بشكل أساسي من خلال عائلة فائقة من الإنزيمات متعددة الاستخدامات ، والتي يطلق عليها مجتمعة السيتوكرومات P450 ، على الرغم من أن الأنزيمات الفائقة الأخرى يمكن أن تشارك أيضًا (الشكل 4).
الشكل 3. التعيين الكلاسيكي للمرحلة الأولى والمرحلة الثانية xenobiotic- أو المخدرات الأيض الإنزيمات
الشكل 4. أمثلة على إنزيمات استقلاب الدواء
تتضمن تفاعلات المرحلة الثانية اقتران جزيء داخلي قابل للذوبان في الماء مع مادة كيميائية (مادة كيميائية أصل أو مستقلب المرحلة الأولى) من أجل تسهيل الإخراج. غالبًا ما يطلق على تفاعلات المرحلة الثانية اسم تفاعلات "الاقتران" أو "الاشتقاق". تُسمى عائلات الإنزيم الفائقة التي تحفز تفاعلات المرحلة الثانية عمومًا وفقًا لشق الاقتران الداخلي المتضمن: على سبيل المثال ، الأسيتيل بواسطة N-acetyltransferases ، والكبريتات بواسطة sulphotransferases ، اقتران الجلوتاثيون بواسطة نقل الجلوتاثيون ، و glucuronidase بواسطة UDP glucuronosyltransferase (الشكل 4) . على الرغم من أن الكبد هو العضو الرئيسي في عملية التمثيل الغذائي للدواء ، إلا أن مستويات بعض إنزيمات التمثيل الغذائي للأدوية مرتفعة جدًا في الجهاز الهضمي ، والغدد التناسلية ، والرئة ، والدماغ ، والكلى ، ومثل هذه الإنزيمات موجودة بلا شك إلى حد ما في كل خلية حية.
تمثل الإنزيمات الأيضية للأجانب الحيوية ذات حدين السيوف
بينما نتعلم المزيد عن العمليات البيولوجية والكيميائية التي تؤدي إلى انحرافات صحة الإنسان ، أصبح من الواضح بشكل متزايد أن إنزيمات استقلاب الدواء تعمل بطريقة متناقضة (الشكل 3). في معظم الحالات ، يتم تحويل المواد الكيميائية القابلة للذوبان في الدهون إلى مستقلبات قابلة للذوبان في الماء يتم إفرازها بسهولة. ومع ذلك ، فمن الواضح أنه في مناسبات عديدة ، تكون نفس الإنزيمات قادرة على تحويل المواد الكيميائية الخاملة الأخرى إلى جزيئات شديدة التفاعل. يمكن أن تتفاعل هذه الوسائط بعد ذلك مع الجزيئات الكبيرة الخلوية مثل البروتينات والحمض النووي. وهكذا ، لكل مادة كيميائية يتعرض لها الإنسان ، توجد إمكانية للمسارات المتنافسة تفعيل التمثيل الغذائي و تخلص من السموم.
مراجعة موجزة لعلم الوراثة
في علم الوراثة البشرية ، كل جين (مواضع) يقع على واحد من 23 زوجًا من الكروموسومات. الاثنان الأليلات (يوجد واحد على كل كروموسوم من الزوج) يمكن أن يكون هو نفسه ، أو يمكن أن يكونا مختلفين عن بعضهما البعض. على سبيل المثال ، ملف B و b الأليلات التي فيها B (العيون البنية) هي المهيمنة b (العيون الزرقاء): يمكن أن يكون لدى الأفراد من النمط الظاهري ذو العيون البنية إما BB or Bb الأنماط الجينية ، في حين أن الأفراد من النمط الظاهري للعين الزرقاء يمكن أن يكون لديهم فقط bb التركيب الوراثي.
A تعدد الأشكال يتم تعريفها على أنها نوعان أو أكثر من الأنماط الظاهرية الموروثة بشكل ثابت (السمات) - المستمدة من نفس الجين (الجينات) - التي يتم الاحتفاظ بها في السكان ، غالبًا لأسباب غير واضحة بالضرورة. لكي يكون الجين متعدد الأشكال ، يجب ألا يكون منتج الجين ضروريًا للتنمية أو النشاط الإنجابي أو عمليات الحياة الحرجة الأخرى. في الواقع ، يعد "تعدد الأشكال المتوازن" ، حيث يتمتع الزيجوت المتغاير بميزة بقاء مميزة على أي من الزيجوت متماثل الزيجوت (على سبيل المثال ، مقاومة الملاريا ، وأليل الهيموغلوبين المنجلي) هو تفسير شائع للحفاظ على الأليل في السكان عند ارتفاع غير مفسر بخلاف ذلك. الترددات (انظر غونزاليس ونيبرت 1990).
تعدد الأشكال البشرية للإنزيمات الأيضية للأجانب الحيوية
الاختلافات الجينية في التمثيل الغذائي لمختلف الأدوية والمواد الكيميائية البيئية معروفة لأكثر من أربعة عقود (Kalow 1962 و 1992). كثيرا ما يشار إلى هذه الاختلافات باسم فارماكوجينيتيك أو ، على نطاق أوسع ، تعدد الأشكال البيئية. تمثل هذه الأشكال المتعددة الأليلات المتغيرة التي تحدث بتردد مرتفع نسبيًا في المجتمع وترتبط عمومًا بانحرافات في تعبير الإنزيم أو وظيفته. تاريخيًا ، تم تحديد تعدد الأشكال عادةً بعد استجابات غير متوقعة للعوامل العلاجية. في الآونة الأخيرة ، مكنت تقنية الحمض النووي المؤتلف العلماء من تحديد التعديلات الدقيقة في الجينات المسؤولة عن بعض هذه الأشكال المتعددة. لقد تم الآن وصف تعدد الأشكال في العديد من إنزيمات استقلاب الدواء - بما في ذلك كل من إنزيمات المرحلة الأولى والمرحلة الثانية. مع تحديد المزيد والمزيد من تعدد الأشكال ، أصبح من الواضح بشكل متزايد أن كل فرد قد يمتلك مجموعة مميزة من إنزيمات استقلاب الدواء. يمكن وصف هذا التنوع بأنه "بصمة استقلابية". إن التفاعل المعقد بين العائلات الفائقة لإنزيم التمثيل الغذائي للدواء داخل أي فرد هو الذي سيحدد في النهاية استجابته الخاصة لمادة كيميائية معينة (Kalow 1962 و 1992 ؛ Nebert 1988 ؛ Gonzalez and Nebert 1990 ؛ Nebert and Weber 1990).
التعبير عن الأيض البشري للأجانب الحيوية في الخلية ثقافة
كيف يمكننا تطوير تنبؤات أفضل لاستجابات الإنسان السامة للمواد الكيميائية؟ يجب أن يكون التقدم في تحديد تعدد إنزيمات استقلاب الدواء مصحوبًا بمعرفة دقيقة بشأن الإنزيمات التي تحدد مصير التمثيل الغذائي للمواد الكيميائية الفردية. قدمت البيانات المستقاة من دراسات القوارض المختبرية بالتأكيد معلومات مفيدة. ومع ذلك ، فإن الاختلافات الكبيرة بين الأنواع في إنزيمات التمثيل الغذائي للأحياء الحيوية تستلزم توخي الحذر في استقراء البيانات للسكان البشريين. للتغلب على هذه الصعوبة ، طورت العديد من المختبرات أنظمة يمكن من خلالها هندسة خطوط الخلايا المختلفة في المزرعة لإنتاج إنزيمات بشرية وظيفية مستقرة وبتركيزات عالية (Gonzalez و Crespi و Gelboin 1991). تم تحقيق الإنتاج الناجح للإنزيمات البشرية في مجموعة متنوعة من خطوط الخلايا المتنوعة من المصادر بما في ذلك البكتيريا والخميرة والحشرات والثدييات.
من أجل تحديد عملية التمثيل الغذائي للمواد الكيميائية بشكل أكثر دقة ، إنزيمات متعددة تم أيضًا إنتاجها بنجاح في خط خلية واحدة (Gonzalez و Crespi و Gelboin 1991). توفر خطوط الخلايا هذه رؤى قيمة حول الإنزيمات الدقيقة المشاركة في المعالجة الأيضية لأي مركب معين والمستقلبات السامة المحتملة. إذا كان من الممكن بعد ذلك دمج هذه المعلومات مع المعرفة المتعلقة بوجود ومستوى الإنزيم في الأنسجة البشرية ، فيجب أن توفر هذه البيانات تنبؤات قيمة للاستجابة.
السيتوكروم بسنومكس
التاريخ والتسمية
تعد عائلة السيتوكروم P450 الفائقة واحدة من أكثر أنواع إنزيمات التمثيل الغذائي للدواء التي تمت دراستها ، ولديها قدر كبير من التباين الفردي في الاستجابة للمواد الكيميائية. السيتوكروم P450 هو مصطلح عام مناسب يستخدم لوصف عائلة كبيرة من الإنزيمات المحورية في عملية التمثيل الغذائي لعدد لا يحصى من الركائز الداخلية والخارجية. المصطلح السيتوكروم P450 تمت صياغته لأول مرة في عام 1962 لوصف المجهول صبغ في الخلايا التي ، عند اختزالها وربطها بأول أكسيد الكربون ، أنتجت ذروة امتصاص مميزة عند 450 نانومتر. منذ أوائل الثمانينيات ، أدت تقنية استنساخ cDNA إلى رؤى رائعة حول تعدد إنزيمات السيتوكروم P1980. حتى الآن ، تم التعرف على أكثر من 450 جين متميز من السيتوكروم P400 في الحيوانات والنباتات والبكتيريا والخميرة. تشير التقديرات إلى أن أي نوع من الثدييات ، مثل البشر ، قد يمتلك 450 أو أكثر من جين P60 المميز (Nebert and Nelson 450). استلزم تعدد جينات P1991 تطوير نظام تسمية معياري (Nebert et al. 450 ؛ Nelson et al. 1987). تم اقتراح نظام التسمية لأول مرة في عام 1993 وتم تحديثه على أساس نصف سنوي ، وهو يعتمد على التطور المتباين لمقارنات تسلسل الأحماض الأمينية بين بروتينات P1987. تنقسم جينات P450 إلى عائلات وفصائل فرعية: تظهر الإنزيمات داخل العائلة تشابهًا أكبر من 450٪ من الأحماض الأمينية ، وتلك الموجودة في نفس العائلة الفرعية تظهر تشابهًا بنسبة 40٪. تتم تسمية جينات P55 برمز الجذر CYP متبوعًا برقم عربي يشير إلى عائلة P450 ، وحرف يشير إلى العائلة الفرعية ، ورقم عربي آخر يشير إلى الجين الفردي (Nelson et al. 1993 ؛ Nebert et al. 1991). هكذا، CYP1A1 يمثل الجين P450 1 في الأسرة 1 والعائلة الفرعية A.
اعتبارًا من فبراير 1995 ، كان هناك 403 CYP الجينات في قاعدة البيانات ، تتكون من 59 عائلة و 105 عائلة فرعية. وتشمل ثماني عائلات حقيقية النواة منخفضة ، و 15 عائلة نباتية ، و 19 عائلة بكتيرية. تتألف العائلات الجينية البشرية الـ 15 P450 من 26 عائلة فرعية ، تم تعيين 22 منها إلى مواقع الكروموسومات في معظم أنحاء الجينوم. من الواضح أن بعض التسلسلات متعامدة مع العديد من الأنواع - على سبيل المثال ، نوع واحد فقط CYP17 تم العثور على جين (ستيرويد 17α-هيدروكسيلاز) في جميع الفقاريات التي تم فحصها حتى الآن ؛ يتم تكرار التسلسلات الأخرى داخل العائلة الفرعية بشكل كبير ، مما يجعل تحديد الأزواج المتعامدة أمرًا مستحيلًا (على سبيل المثال ، CYP2C فصيلة). ومن المثير للاهتمام ، أن الإنسان والخميرة يشتركان في جين متعامد في CYP51 الأسرة. تتوفر العديد من المراجعات الشاملة للقراء الذين يبحثون عن مزيد من المعلومات حول الأسرة الفائقة P450 (Nelson et al. 1993 ؛ Nebert et al. 1991 ؛ Nebert and McKinnon 1994 ؛ Guengerich 1993 ؛ Gonzalez 1992).
أدى نجاح نظام التسمية P450 إلى تطوير أنظمة مصطلحات مماثلة لـ UDP glucuronosyltransferases (Burchell et al. 1991) و mono-Oxyxases المحتوية على الفلافين (Lawton et al. 1994). أنظمة التسميات المماثلة القائمة على التطور المتباين قيد التطوير أيضًا للعديد من العائلات الفائقة لإنزيم استقلاب الدواء (على سبيل المثال ، sulphotransferases ، هيدرولازات الإيبوكسيد ونزعة الهيدروجين الألدهيد).
قمنا مؤخرًا بتقسيم فصيلة الجين P450 للثدييات إلى ثلاث مجموعات (Nebert and McKinnon 1994) - التي تشارك أساسًا في التمثيل الغذائي الكيميائي الأجنبي ، والمشتركين في تخليق هرمونات الستيرويد المختلفة ، وأولئك الذين يشاركون في وظائف داخلية مهمة أخرى. إن إنزيمات P450 المستقلب للأحياء الحيوية هي التي تحمل الأهمية الأكبر للتنبؤ بالسمية.
إنزيمات P450 المستقلب للأحياء الحيوية
إن إنزيمات P450 التي تشارك في استقلاب المركبات والأدوية الأجنبية موجودة دائمًا داخل العائلات CYP1 ، CYP2 ، CYP3 و CYP4. تحفز إنزيمات P450 هذه مجموعة متنوعة من التفاعلات الأيضية ، مع P450 واحد غالبًا ما يكون قادرًا على تعزيز العديد من المركبات المختلفة. بالإضافة إلى ذلك ، قد تقوم إنزيمات P450 المتعددة باستقلاب مركب واحد في مواقع مختلفة. أيضًا ، يمكن استقلاب المركب في نفس الموقع الفردي بواسطة عدة P450s ، وإن كان بمعدلات متفاوتة.
من أهم خصائص إنزيمات P450 التي تعمل على استقلاب الدواء أن العديد من هذه الجينات يمكن تحفيزها بواسطة نفس المواد التي تعمل كركائز لها. من ناحية أخرى ، يتم تحفيز جينات P450 الأخرى بواسطة ركائز غير. تكمن ظاهرة تحريض الإنزيم في العديد من التفاعلات الدوائية-الدوائية ذات الأهمية العلاجية.
على الرغم من وجودها في العديد من الأنسجة ، توجد إنزيمات P450 في مستويات عالية نسبيًا في الكبد ، وهو الموقع الأساسي لاستقلاب الدواء. تُظهر بعض إنزيمات P450 المستقلب للأحياء الحيوية نشاطًا تجاه ركائز داخلية معينة (على سبيل المثال ، حمض الأراكيدونيك). ومع ذلك ، يُعتقد عمومًا أن معظم إنزيمات P450 التي تستقلب الكائنات الحية الأحيائية لا تلعب أدوارًا فسيولوجية مهمة - على الرغم من أن هذا لم يتم إثباته تجريبيًا حتى الآن. من المحتمل أن يوفر الاضطراب المتماثل الانتقائي ، أو "الضربة القاضية" لجينات P450 الفردية المستقلب للأحياء الحيوية عن طريق منهجيات استهداف الجينات في الفئران ، معلومات لا لبس فيها قريبًا فيما يتعلق بالأدوار الفسيولوجية لـ P450s المستقلب للأحياء الحيوية (لمراجعة استهداف الجينات ، انظر Capecchi 1994).
على النقيض من عائلات P450 التي تشفر الإنزيمات التي تشارك بشكل أساسي في العمليات الفسيولوجية ، فإن العائلات التي تشفر إنزيمات الأيض غير الحيوي P450 تعرض خصوصية مميزة للأنواع وتحتوي في كثير من الأحيان على العديد من الجينات النشطة لكل عائلة فرعية (Nelson et al. 1993 ؛ Nebert et al. 1991). بالنظر إلى النقص الواضح في الركائز الفسيولوجية ، فمن الممكن أن تكون إنزيمات P450 في العائلات CYP1 ، CYP2 ، CYP3 و CYP4 التي ظهرت في مئات الملايين من السنين الماضية تطورت كوسيلة لإزالة السموم من المواد الكيميائية الغريبة الموجودة في البيئة والنظام الغذائي. من الواضح أن تطور P450s المستقلب للأحياء الحيوية قد حدث خلال فترة زمنية تسبق بكثير تخليق معظم المواد الكيميائية الاصطناعية التي يتعرض لها البشر الآن. قد تكون الجينات في هذه العائلات الجينية الأربعة قد تطورت وتباعدت في الحيوانات بسبب تعرضها لمستقلبات النبات خلال 1.2 مليار سنة الماضية - وهي عملية يطلق عليها وصفًا "حرب الحيوان والنبات" (Gonzalez and Nebert 1990). الحرب الحيوانية والنباتية هي الظاهرة التي طورت فيها النباتات مواد كيميائية جديدة (فيتواليكسينز) كآلية دفاعية لمنع ابتلاع الحيوانات ، واستجابت الحيوانات بدورها من خلال تطوير جينات P450 جديدة لاستيعاب الركائز المتنوعة. إن إعطاء مزيد من الزخم لهذا الاقتراح هو الأمثلة الموصوفة حديثًا للحرب الكيميائية التي تم وصفها مؤخرًا عن حشرات النبات والفطريات النباتية التي تنطوي على إزالة سموم P450 من الركائز السامة (Nebert 1994).
فيما يلي مقدمة موجزة للعديد من أشكال إنزيمات P450 التي تعمل على التمثيل الغذائي للأحياء الحيوية البشرية والتي يُعتقد أن المحددات الجينية للاستجابة السامة لها أهمية كبيرة. حتى وقت قريب ، تم اقتراح تعدد الأشكال P450 بشكل عام من خلال التباين غير المتوقع في استجابة المريض للعوامل العلاجية المدارة. تم بالفعل تسمية العديد من تعدد الأشكال P450 وفقًا للعقار الذي تم تحديد تعدد الأشكال به لأول مرة. في الآونة الأخيرة ، ركزت الجهود البحثية على تحديد إنزيمات P450 الدقيقة المشاركة في استقلاب المواد الكيميائية التي لوحظ تباين فيها والتوصيف الدقيق لجينات P450 المعنية. كما تم وصفه سابقًا ، يمكن تسمية النشاط القابل للقياس لإنزيم P450 تجاه مادة كيميائية نموذجية بالنمط الظاهري. تسمى الاختلافات الأليلية في جين P450 لكل فرد بالنمط الجيني P450. مع تطبيق المزيد والمزيد من التدقيق على تحليل جينات P450 ، أصبح الأساس الجزيئي الدقيق للتباين الظاهري الموثق مسبقًا أكثر وضوحًا.
عائلة CYP1A
• CYP1A تتكون الفصيلة الفرعية من إنزيمين في البشر وجميع الثدييات الأخرى: تم تعيينهما CYP1A1 و CYP1A2 بموجب التسمية القياسية P450. هذه الإنزيمات ذات أهمية كبيرة ، لأنها تشارك في التنشيط الأيضي للعديد من المواد المسببة للسرطان ، كما أنها ناتجة عن العديد من المركبات ذات الأهمية السمية ، بما في ذلك الديوكسين. على سبيل المثال ، ينشط CYP1A1 بشكل استقلابي العديد من المركبات الموجودة في دخان السجائر. ينشط CYP1A2 استقلابيًا العديد من الأريلامين - المرتبط بسرطان المثانة - الموجود في صناعة الصبغة الكيميائية. ينشط CYP1A2 أيضًا 4- (methylnitrosamino) -1- (3-pyridyl) -1-butanone (NNK) ، وهو نيتروسامين مشتق من التبغ. تم العثور على CYP1A1 و CYP1A2 أيضًا في مستويات أعلى في رئتي مدخني السجائر ، بسبب التحريض بواسطة الهيدروكربونات متعددة الحلقات الموجودة في الدخان. لذلك تعتبر مستويات نشاط CYP1A1 و CYP1A2 محددات مهمة للاستجابة الفردية للعديد من المواد الكيميائية السامة المحتملة.
الفائدة السمية في CYP1A تم تكثيف الأسرة الفرعية بشكل كبير من خلال تقرير عام 1973 الذي ربط مستوى تحفيز CYP1A1 لدى مدخني السجائر مع القابلية الفردية للإصابة بسرطان الرئة (Kellermann و Shaw و Luyten-Kellermann 1973). كان الأساس الجزيئي لتحريض CYP1A1 و CYP1A2 محورًا رئيسيًا للعديد من المختبرات. يتم التوسط في عملية الحث بواسطة بروتين يسمى مستقبلات Ah التي ترتبط بها الديوكسينات والمواد الكيميائية المرتبطة بهيكلية. الاسم Ah مشتق من aRYL hطبيعة ydrocarbon للعديد من محرضات CYP1A. ومن المثير للاهتمام أن الاختلافات في الجين المشفر للمستقبل آه بين سلالات الفئران تؤدي إلى اختلافات ملحوظة في الاستجابة الكيميائية والسمية. يبدو أيضًا أن تعدد الأشكال في جين مستقبلات Ah يحدث عند البشر: يُظهر ما يقرب من عُشر السكان تحفيزًا عاليًا لـ CYP1A1 وقد يكونون أكثر عرضة لخطر الإصابة ببعض السرطانات المستحثة كيميائيًا مقارنة بالتسعة أعشار الأخرى من السكان. دور مستقبلات آه في السيطرة على الإنزيمات في CYP1A كانت الفصيلة الفرعية ، ودورها كمحدد للاستجابة البشرية للتعرض الكيميائي ، موضوع العديد من المراجعات الحديثة (Nebert، Petersen and Puga 1991؛ Nebert، Puga and Vasiliou 1993).
هل هناك أشكال متعددة أخرى قد تتحكم في مستوى بروتينات CYP1A في الخلية؟ تعدد الأشكال في CYP1A1 تم تحديد الجين أيضًا ، ويبدو أن هذا يؤثر على خطر الإصابة بسرطان الرئة بين مدخني السجائر اليابانيين ، على الرغم من أن تعدد الأشكال نفسه لا يبدو أنه يؤثر على المخاطر في المجموعات العرقية الأخرى (Nebert and McKinnon 1994).
CYP2C19
تم توثيق الاختلافات في معدل استقلاب الأفراد للدواء المضاد للاختلاج (S) - ميفينيتوين جيدًا لسنوات عديدة (Guengerich 1989). يعاني ما بين 2٪ و 5٪ من القوقازيين وما يصل إلى 25٪ من الآسيويين من نقص في هذا النشاط وقد يكونون أكثر عرضة للتسمم من الدواء. من المعروف منذ فترة طويلة أن هذا الخلل في الإنزيم يشمل عضوًا من البشر CYP2C فصيلة فرعية ، لكن الأساس الجزيئي الدقيق لهذا النقص كان موضع جدل كبير. كان السبب الرئيسي لهذه الصعوبة هو الجينات الستة أو أكثر في الإنسان CYP2C فصيلة. ومع ذلك ، فقد ثبت مؤخرًا أن طفرة وحيدة القاعدة في CYP2C19 الجين هو السبب الرئيسي لهذا النقص (Goldstein and de Morais 1994). كما تم تطوير اختبار بسيط للحمض النووي ، يعتمد على تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR) ، لتحديد هذه الطفرة بسرعة في التجمعات البشرية (Goldstein and de Morais 1994).
CYP2D6
ربما يكون الاختلاف الأكثر تميزًا في جين P450 هو الاختلاف الذي يتضمن CYP2D6 الجين. تم وصف أكثر من اثني عشر مثالًا للطفرات وعمليات إعادة الترتيب والحذف التي تؤثر على هذا الجين (Meyer 1994). تم اقتراح تعدد الأشكال هذا لأول مرة منذ 20 عامًا من خلال التباين السريري في استجابة المرضى للعامل الخافض للضغط debrisoquine. التعديلات في CYP2D6 الجين الذي يؤدي إلى نشاط إنزيم متغير يطلق عليه مجتمعة تعدد الأشكال debrisoquine.
قبل ظهور الدراسات القائمة على الحمض النووي ، تم تصنيف الأفراد على أنهم مستقلبون ضعيفون أو مكثفون (PMs ، EMs) من debrisoquine بناءً على تركيزات المستقلب في عينات البول. من الواضح الآن أن التعديلات في CYP2D6 الجين قد ينتج عنه الأفراد الذين لا يعرضون فقط التمثيل الغذائي الضعيف أو الواسع للدمام ، ولكن أيضًا التمثيل الغذائي فائق السرعة. معظم التعديلات في CYP2D6 يرتبط الجين بنقص جزئي أو كلي لوظيفة الإنزيم ؛ ومع ذلك ، فقد تم مؤخرًا وصف أفراد من عائلتين يمتلكون نسخًا وظيفية متعددة من CYP2D6 الجين ، مما أدى إلى استقلاب فائق السرعة لركائز CYP2D6 (ماير 1994). توفر هذه الملاحظة الرائعة رؤى جديدة في الطيف الواسع لنشاط CYP2D6 الذي لوحظ سابقًا في الدراسات السكانية. تعتبر التعديلات في وظيفة CYP2D6 ذات أهمية خاصة ، بالنظر إلى أكثر من 30 دواء موصوف بشكل شائع يتم استقلابه بواسطة هذا الإنزيم. وبالتالي فإن وظيفة CYP2D6 للفرد هي محدد رئيسي لكل من الاستجابة العلاجية والسامة للعلاج المعطى. في الواقع ، قيل مؤخرًا أن النظر في حالة CYP2D6 للمريض ضروري للاستخدام الآمن لكل من الأدوية النفسية وعقاقير القلب والأوعية الدموية.
دور CYP2D6 كما كان تعدد الأشكال كمحدد لقابلية الفرد للإصابة بالأمراض البشرية مثل سرطان الرئة ومرض باركنسون موضوع دراسة مكثفة (Nebert and McKinnon 1994؛ Meyer 1994). في حين يصعب تحديد الاستنتاجات نظرًا للطبيعة المتنوعة لبروتوكولات الدراسة المستخدمة ، يبدو أن غالبية الدراسات تشير إلى وجود ارتباط بين المستقلبات واسعة النطاق من debrisoquine (النمط الظاهري EM) وسرطان الرئة. أسباب هذا الارتباط غير واضحة في الوقت الحاضر. ومع ذلك ، فقد ثبت أن إنزيم CYP2D6 يقوم باستقلاب NNK ، وهو نيتروسامين مشتق من التبغ.
مع تحسن الاختبارات المستندة إلى الحمض النووي - مما يتيح تقييمًا أكثر دقة لحالة CYP2D6 - من المتوقع أن يتم توضيح العلاقة الدقيقة لـ CYP2D6 بمخاطر المرض. في حين أن المستقلب الواسع قد يكون مرتبطًا بقابلية الإصابة بسرطان الرئة ، يبدو أن عامل التمثيل الغذائي الضعيف (النمط الظاهري PM) مرتبط بمرض باركنسون لسبب غير معروف. في حين أنه من الصعب أيضًا مقارنة هذه الدراسات ، يبدو أن الأفراد الذين لديهم قدرة متناقصة على استقلاب ركائز CYP2D6 (مثل debrisoquine) لديهم زيادة بمقدار 2 إلى 2.5 ضعف في خطر الإصابة بمرض باركنسون.
CYP2E1
• CYP2E1 الجين يشفر إنزيمًا يستقلب العديد من المواد الكيميائية ، بما في ذلك الأدوية والعديد من المواد المسرطنة منخفضة الوزن الجزيئي. هذا الإنزيم مهم أيضًا لأنه محفز بشدة عن طريق الكحول وقد يلعب دورًا في إصابة الكبد التي تحدثها المواد الكيميائية مثل الكلوروفورم وكلوريد الفينيل ورابع كلوريد الكربون. يوجد الإنزيم بشكل أساسي في الكبد ، ويختلف مستوى الإنزيم بشكل ملحوظ بين الأفراد. الفحص الدقيق لـ CYP2E1 أدى الجين إلى تحديد العديد من الأشكال المتعددة (Nebert and McKinnon 1994). تم الإبلاغ عن علاقة بين وجود بعض الاختلافات الهيكلية في CYP2E1 الجين والواضح انخفاض خطر الإصابة بسرطان الرئة في بعض الدراسات ؛ ومع ذلك ، هناك اختلافات بين الأعراق واضحة تتطلب توضيح هذه العلاقة المحتملة.
عائلة CYP3A
في البشر ، تم تحديد أربعة إنزيمات كأعضاء في CYP3A فصيلة فرعية بسبب تشابهها في تسلسل الأحماض الأمينية. تستقلب إنزيمات CYP3A العديد من الأدوية الموصوفة بشكل شائع مثل الإريثروميسين والسيكلوسبورين. الملوثات الغذائية المسببة للسرطان الأفلاتوكسين ب1 هو أيضا ركيزة CYP3A. عضو واحد من الإنسان CYP3A فصيلة محددة CYP3A4، هو P450 الرئيسي في الكبد البشري بالإضافة إلى وجوده في الجهاز الهضمي. كما هو الحال بالنسبة للعديد من إنزيمات P450 الأخرى ، فإن مستوى CYP3A4 متغير بدرجة كبيرة بين الأفراد. يوجد إنزيم ثان ، يسمى CYP3A5 ، في حوالي 25٪ فقط من الكبد. لم يتم توضيح الأساس الجيني لهذه النتيجة. لم يتم بعد تحديد أهمية تباين CYP3A4 أو CYP3A5 كعامل في المحددات الجينية للاستجابة السامة (Nebert and McKinnon 1994).
تعدد الأشكال غير P450
توجد العديد من الأشكال المتعددة أيضًا داخل عائلات فائق أخرى لإنزيم استقلاب الكائنات الحية الأحيائية (على سبيل المثال ، الجلوتاثيون ترانسفيرازات ، UDP غلوكورونوسيل ترانسفيرازات ، بارا أوكسونازات ، ديهيدروجينازات ، إن-أسيتيل ترانسفيرازات وأكسجين أحادي يحتوي على الفلافين). نظرًا لأن السمية النهائية لأي وسيط يولده P450 تعتمد على كفاءة تفاعلات إزالة السموم من المرحلة الثانية اللاحقة ، فإن الدور المشترك لتعدد أشكال الإنزيمات مهم في تحديد القابلية للإصابة بالأمراض المستحثة كيميائيًا. لذلك من المرجح أن يكون التوازن الأيضي بين تفاعلات المرحلة الأولى والمرحلة الثانية (الشكل 3) عاملاً رئيسياً في الأمراض البشرية المستحثة كيميائياً والمحددات الجينية للاستجابة السامة.
تعدد الأشكال الجيني GSTM1
أحد الأمثلة المدروسة جيدًا لتعدد الأشكال في إنزيم المرحلة الثانية هو ذلك الذي يتضمن عضوًا من عائلة إنزيم الجلوتاثيون S-transferase الفائق ، المعين GST mu أو GSTM1. هذا الإنزيم المعين له أهمية سمية كبيرة لأنه يبدو أنه متورط في إزالة السموم اللاحقة من المستقلبات السامة الناتجة من المواد الكيميائية في دخان السجائر بواسطة إنزيم CYP1A1. يتضمن تعدد الأشكال المحدد في جين ترانسفيراز الجلوتاثيون هذا الغياب التام للإنزيم الوظيفي في ما يصل إلى نصف جميع القوقازيين الذين تمت دراستهم. يبدو أن هذا النقص في إنزيم المرحلة الثانية مرتبط بزيادة التعرض لسرطان الرئة. من خلال تجميع الأفراد على أساس كلا المتغيرين CYP1A1 الجينات وحذف أو وجود وظيفية جي إس تي إم1 الجين ، فقد ثبت أن خطر الإصابة بسرطان الرئة الناجم عن التدخين يختلف اختلافًا كبيرًا (كواجيري ، واتانابي وهاياشي 1994). على وجه الخصوص ، عرض الأفراد واحد نادر CYP1A1 تغيير الجينات ، بالاقتران مع غياب جي إس تي إم1 الجين ، كانوا أكثر عرضة (بقدر تسعة أضعاف) للإصابة بسرطان الرئة عند تعرضهم لمستوى منخفض نسبيًا من دخان السجائر. ومن المثير للاهتمام ، أنه يبدو أن هناك اختلافات بين الأعراق في أهمية الجينات المتغيرة والتي تتطلب مزيدًا من الدراسة من أجل توضيح الدور الدقيق لمثل هذه التعديلات في القابلية للإصابة بالمرض (Kalow 1962 ؛ Nebert and McKinnon 1994 ؛ Kawajiri و Watanabe و Hayashi 1994).
التأثير التآزري لاثنين أو أكثر من تعدد الأشكال على المواد السامة استجابة
قد تكون الاستجابة السامة لعامل بيئي مبالغًا فيها إلى حد كبير من خلال الجمع بين عيبين في الوراثة الدوائية في نفس الفرد ، على سبيل المثال ، التأثيرات المجمعة لتعدد الأشكال N-acetyltransferase (NAT2) وتعدد أشكال نازعة هيدروجين الجلوكوز 6 فوسفات (G6PD) .
يشكل التعرض المهني للأريلامين خطرًا كبيرًا للإصابة بسرطان المثانة. منذ الدراسات الأنيقة لكارترايت في عام 1954 ، أصبح من الواضح أن حالة N-acetylator هي أحد العوامل المحددة لسرطان المثانة الناجم عن صبغة الآزو. هناك علاقة ارتباط ذات دلالة إحصائية بين النمط الظاهري للأسيتيل البطيء وحدوث سرطان المثانة ، بالإضافة إلى درجة انتشار هذا السرطان في جدار المثانة. على العكس من ذلك ، هناك ارتباط كبير بين النمط الظاهري للأسيتيل السريع والإصابة بسرطان القولون والمستقيم. إن إن-أسيتيل ترانسفيراز (NAT1 ، NAT2) تم استنساخ الجينات وتسلسلها ، وأصبحت المقايسات القائمة على الحمض النووي قادرة الآن على اكتشاف أكثر من اثني عشر متغيرًا أليليًا يمثل النمط الظاهري للأسيتيل البطيء. ال NAT2 الجين متعدد الأشكال ومسؤول عن معظم التباين في الاستجابة السامة للمواد الكيميائية البيئية (Weber 1987 ؛ Grant 1993).
إنزيم نازعة هيدروجين الجلوكوز 6 فوسفات (G6PD) هو إنزيم حاسم في توليد NADPH والحفاظ عليه. يمكن أن يؤدي نشاط G6PD المنخفض أو الغائب إلى انحلال الدم الناجم عن الأدوية أو الكائنات الحية الغريبة ، بسبب عدم وجود المستويات الطبيعية من الجلوتاثيون المنخفض (GSH) في خلايا الدم الحمراء. يؤثر نقص G6PD على 300 مليون شخص على الأقل في جميع أنحاء العالم. أكثر من 10٪ من الذكور الأمريكيين من أصل أفريقي يظهرون النمط الظاهري الأقل شدة ، بينما تظهر مجتمعات سردينيا معينة "النوع المتوسطي" الأكثر شدة بترددات عالية تصل إلى واحد من كل ثلاثة أشخاص. ال G6PD تم استنساخ الجين وتوطينه في الكروموسوم X ، وتسبب العديد من الطفرات النقطية المتنوعة الدرجة الكبيرة من عدم التجانس الظاهري في الأفراد الذين يعانون من نقص G6PD (Beutler 1992).
تم العثور على Thiozalsulphone ، وهو دواء من مادة arylamine sulpha ، للتسبب في توزيع ثنائي النسق لفقر الدم الانحلالي في السكان المعالجين. عند العلاج بأدوية معينة ، فإن الأفراد المصابين بمزيج من نقص G6PD بالإضافة إلى النمط الظاهري للأسيتيل البطيء يكونون أكثر تأثراً من أولئك الذين يعانون من نقص G6PD وحده أو النمط الظاهري للأسيتيل البطيء وحده. تعتبر المؤستلات البطيئة التي تعاني من نقص G6PD أكثر عرضة 40 مرة على الأقل من المؤستلات السريعة العادية G6PD لانحلال الدم الناجم عن thiozalsulphone.
تأثير تعدد الأشكال الجينية على تقييم التعرض
يتطلب تقييم التعرض والمراقبة الحيوية (الشكل 1) أيضًا معلومات عن التركيب الجيني لكل فرد. بالنظر إلى التعرض المتماثل لمادة كيميائية خطرة ، قد يختلف مستوى مقاربات الهيموجلوبين (أو المؤشرات الحيوية الأخرى) بمقدار مرتين أو ثلاث مرات من حيث الحجم بين الأفراد ، اعتمادًا على بصمة التمثيل الغذائي لكل شخص.
تمت دراسة نفس الوراثة الدوائية المجمعة في عمال المصانع الكيميائية في ألمانيا (الجدول 1). تعتبر مقاربات الهيموغلوبين بين العمال المعرضين للأنيلين والأسيتانيليد هي الأعلى إلى حد بعيد في المؤستلات البطيئة التي تعاني من نقص G6PD ، مقارنةً بالأنماط الظاهرية الدوائية المشتركة المحتملة الأخرى. هذه الدراسة لها آثار مهمة لتقييم التعرض. توضح هذه البيانات أنه على الرغم من أن شخصين قد يتعرضان لنفس المستوى المحيط من المادة الكيميائية الخطرة في مكان العمل ، فإن كمية التعرض (عبر المؤشرات الحيوية مثل مقاربات الهيموجلوبين) يمكن تقديرها بضعفين أو أكثر من حيث الحجم ، بسبب إلى الاستعداد الوراثي الأساسي للفرد. وبالمثل ، قد يختلف الخطر الناتج للتأثيرات الصحية الضارة بمقدار درجتين أو أكثر من حيث الحجم.
الجدول 1: مقاربات الهيموغلوبين في العمال المعرضين للأنيلين والأسيتانيليد
حالة الأسيتيل | نقص G6PD | |||
سريع | بطيء | لا | نعم | منتجات Hgb |
+ | + | 2 | ||
+ | + | 30 | ||
+ | + | 20 | ||
+ | + | 100 |
المصدر: مقتبس من Lewalter and Korallus 1985.
الاختلافات الجينية في الارتباط وكذلك التمثيل الغذائي
يجب التأكيد على أنه يمكن أيضًا إجراء نفس الحالة التي تم إجراؤها هنا بالنسبة إلى meta-bolism للربط. ستؤثر الاختلافات القابلة للتوريث في ارتباط العوامل البيئية بشكل كبير على الاستجابة السامة. على سبيل المثال ، الاختلافات في الماوس آلية التنمية النظيفة يمكن أن يؤثر الجين بشكل عميق على الحساسية الفردية لنخر الخصية الناجم عن الكادميوم (Taylor، Heiniger and Meier 1973). من المحتمل أن تؤثر الاختلافات في ألفة الارتباط لمستقبل Ah على السمية والسرطان الناجمين عن الديوكسين (Nebert، Petersen and Puga 1991؛ Nebert، Puga and Vasiliou 1993).
يلخص الشكل 5 دور التمثيل الغذائي والارتباط في السمية والسرطان. العوامل السامة ، كما هي موجودة في البيئة أو بعد عملية التمثيل الغذائي أو الارتباط ، تثير آثارها إما عن طريق المسار السام الجيني (الذي يحدث فيه تلف الحمض النووي) أو المسار غير السام للجينات (حيث لا يلزم حدوث تلف الحمض النووي والطفرات). ومن المثير للاهتمام ، أنه أصبح من الواضح مؤخرًا أن العوامل "الكلاسيكية" المدمرة للحمض النووي يمكن أن تعمل عبر مسار نقل إشارة غير سام معتمد على الجلوتاثيون (GSH) ، والذي يبدأ على سطح الخلية أو بالقرب منه في غياب الحمض النووي وخارج نواة الخلية (ديفاري وآخرون 1993). تظل الاختلافات الجينية في التمثيل الغذائي والربط ، مع ذلك ، من المحددات الرئيسية في التحكم في الاستجابات الفردية السامة المختلفة.
الشكل 5 - الوسائل العامة التي تحدث بها السمية
دور إنزيمات استقلاب الأدوية في الوظيفة الخلوية
يعتبر الاختلاف الجيني في وظيفة إنزيم استقلاب الدواء ذا أهمية كبيرة في تحديد الاستجابة الفردية للمواد الكيميائية. هذه الإنزيمات محورية في تحديد مصير ومسار مادة كيميائية أجنبية بعد التعرض.
كما هو موضح في الشكل 5 ، فإن أهمية إنزيمات استقلاب الدواء في قابلية الفرد للتعرض للمواد الكيميائية قد تمثل في الواقع مشكلة أكثر تعقيدًا مما يتضح من هذه المناقشة البسيطة لعملية التمثيل الغذائي للأجانب. بعبارة أخرى ، خلال العقدين الماضيين ، تم التأكيد بشكل كبير على آليات السمية الجينية (قياسات مقاربات الحمض النووي ومقاربات البروتين). ومع ذلك ، ماذا لو كانت الآليات غير السامة على الأقل بنفس أهمية الآليات السامة للجينات في التسبب في استجابات سامة؟
كما ذكرنا سابقًا ، لم يتم تحديد الأدوار الفسيولوجية للعديد من إنزيمات استقلاب الأدوية المشاركة في التمثيل الغذائي للأجانب الحيوية بدقة. اقترح Nebert (1994) أنه نظرًا لوجودها على هذا الكوكب لأكثر من 3.5 مليار سنة ، كانت إنزيمات استقلاب الدواء في الأصل (ولا تزال الآن في المقام الأول) مسؤولة عن تنظيم المستويات الخلوية للعديد من الروابط غير الببتيدية المهمة في تنشيط النسخ. من الجينات التي تؤثر على النمو والتمايز والاستماتة والتوازن ووظائف الغدد الصماء العصبية. علاوة على ذلك ، فإن سمية معظم ، إن لم يكن كل ، العوامل البيئية تحدث عن طريق ناهض or خصم العمل على مسارات نقل الإشارة هذه (Nebert 1994). بناءً على هذه الفرضية ، قد يكون للتنوع الجيني في إنزيمات استقلاب الدواء تأثيرات مثيرة للغاية على العديد من العمليات الكيميائية الحيوية الحرجة داخل الخلية ، مما يؤدي إلى اختلافات مهمة في الاستجابة السامة. من الممكن بالفعل أن مثل هذا السيناريو قد يكمن أيضًا وراء العديد من التفاعلات الضائرة الخاصة التي تمت مواجهتها في المرضى الذين يستخدمون الأدوية الموصوفة بشكل شائع.
استنتاجات
شهد العقد الماضي تقدمًا ملحوظًا في فهمنا للأساس الجيني للاستجابة التفاضلية للمواد الكيميائية الموجودة في الأدوية والأغذية والملوثات البيئية. إن إنزيمات التمثيل الغذائي للدواء لها تأثير عميق على طريقة استجابة البشر للمواد الكيميائية. مع استمرار تطور وعينا بتعدد إنزيمات التمثيل الغذائي للأدوية ، أصبحنا قادرين بشكل متزايد على إجراء تقييمات محسّنة للمخاطر السامة للعديد من الأدوية والمواد الكيميائية البيئية. ربما يكون هذا أوضح ما يكون في حالة إنزيم CYP2D6 السيتوكروم P450. باستخدام اختبارات بسيطة نسبيًا تعتمد على الحمض النووي ، من الممكن التنبؤ بالاستجابة المحتملة لأي دواء يتم استقلابه في الغالب بواسطة هذا الإنزيم ؛ سيضمن هذا التوقع الاستخدام الأكثر أمانًا للأدوية القيمة ، ولكن من المحتمل أن تكون سامة.
لا شك في أن المستقبل سيشهد انفجارًا في تحديد المزيد من تعدد الأشكال (الأنماط الظاهرية) التي تنطوي على إنزيمات استقلاب الدواء. سوف تكون هذه المعلومات مصحوبة باختبارات قائمة على الحمض النووي المحسنة طفيفة التوغل لتحديد الأنماط الجينية في التجمعات البشرية.
يجب أن تكون مثل هذه الدراسات مفيدة بشكل خاص في تقييم دور المواد الكيميائية في العديد من الأمراض البيئية ذات المنشأ غير المعروف حاليًا. من المحتمل أيضًا أن يمثل النظر في تعدد أشكال إنزيمات التمثيل الغذائي للأدوية ، في تركيبة (على سبيل المثال ، الجدول 1) ، مجالًا بحثيًا خصبًا بشكل خاص. ستوضح مثل هذه الدراسات دور المواد الكيميائية في التسبب في الإصابة بالسرطان. بشكل جماعي ، يجب أن تمكن هذه المعلومات من صياغة مشورة فردية بشكل متزايد بشأن تجنب المواد الكيميائية التي يحتمل أن تكون مصدر قلق فردي. هذا هو مجال علم السموم الوقائي. لا شك أن مثل هذه النصائح ستساعد بشكل كبير جميع الأفراد في التعامل مع العبء الكيميائي المتزايد باستمرار الذي نتعرض له.
"إخلاء المسؤولية: لا تتحمل منظمة العمل الدولية المسؤولية عن المحتوى المعروض على بوابة الويب هذه والذي يتم تقديمه بأي لغة أخرى غير الإنجليزية ، وهي اللغة المستخدمة للإنتاج الأولي ومراجعة الأقران للمحتوى الأصلي. لم يتم تحديث بعض الإحصائيات منذ ذلك الحين. إنتاج الطبعة الرابعة من الموسوعة (4). "