علم السموم الميكانيكي هو دراسة كيفية تفاعل العوامل الكيميائية أو الفيزيائية مع الكائنات الحية لتسبب السمية. إن معرفة آلية سمية مادة ما تعزز القدرة على منع السمية وتصميم مواد كيميائية مرغوبة بدرجة أكبر ؛ يشكل الأساس للعلاج عند التعرض المفرط ، ويتيح في كثير من الأحيان مزيدًا من الفهم للعمليات البيولوجية الأساسية. لأغراض هذا موسوعة سيتم التركيز على الحيوانات للتنبؤ بسمية الإنسان. تشمل المجالات المختلفة لعلم السموم علم السموم الميكانيكي والوصفي والتنظيمي والطب الشرعي والبيئي (كلاسن وأمدور ودول 1991). كل هذه الفوائد من فهم الآليات الأساسية للسمية.
لماذا نفهم آليات السمية؟
إن فهم الآلية التي تسبب بها مادة ما سمية يعزز مجالات مختلفة من علم السموم بطرق مختلفة. يساعد الفهم الآلي المنظم الحكومي على وضع حدود آمنة ملزمة قانونًا للتعرض البشري. يساعد علماء السموم في التوصية بمسارات العمل المتعلقة بتنظيف أو معالجة المواقع الملوثة ، بالإضافة إلى الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمادة أو الخليط ، يمكن استخدامها لتحديد درجة معدات الحماية المطلوبة. المعرفة الآلية مفيدة أيضًا في تشكيل الأساس للعلاج وتصميم عقاقير جديدة لعلاج الأمراض التي تصيب الإنسان. بالنسبة لطبيب السموم الشرعي ، غالبًا ما توفر آلية السمية نظرة ثاقبة حول كيفية تسبب عامل كيميائي أو فيزيائي في الوفاة أو العجز.
إذا تم فهم آلية السمية ، يصبح علم السموم الوصفي مفيدًا في التنبؤ بالتأثيرات السامة للمواد الكيميائية ذات الصلة. من المهم أن نفهم ، مع ذلك ، أن نقص المعلومات الآلية لا يمنع المهنيين الصحيين من حماية صحة الإنسان. تُستخدم القرارات الحكيمة المستندة إلى الدراسات التي أجريت على الحيوانات والخبرة البشرية لتحديد مستويات التعرض الآمنة. تقليديا ، تم إنشاء هامش أمان باستخدام "مستوى لا تأثير ضار" أو "أدنى مستوى تأثير ضار" من الدراسات على الحيوانات (باستخدام تصميمات التعرض المتكرر) وقسمة هذا المستوى على 100 للتعرض المهني أو 1,000 من أجل التعرض البشري البيئي الآخر. يتضح نجاح هذه العملية من الحوادث القليلة للتأثيرات الصحية الضارة التي تُعزى إلى التعرض للمواد الكيميائية لدى العمال حيث تم تحديد حدود التعرض المناسبة والالتزام بها في الماضي. بالإضافة إلى ذلك ، يستمر عمر الإنسان في الازدياد ، وكذلك نوعية الحياة. بشكل عام ، أدى استخدام بيانات السمية إلى رقابة تنظيمية وطوعية فعالة. ستعمل المعرفة التفصيلية بالآليات السامة على تعزيز إمكانية التنبؤ بنماذج المخاطر الجديدة التي يتم تطويرها حاليًا وستؤدي إلى التحسين المستمر.
إن فهم الآليات البيئية أمر معقد ويفترض معرفة باضطراب النظام البيئي والتوازن (التوازن). على الرغم من عدم مناقشته في هذه المقالة ، فإن الفهم المعزز للآليات السامة وعواقبها النهائية في النظام البيئي من شأنه أن يساعد العلماء على اتخاذ قرارات حكيمة فيما يتعلق بالتعامل مع النفايات البلدية والصناعية. تعد إدارة النفايات مجالًا متناميًا للبحث وستظل مهمة جدًا في المستقبل.
تقنيات دراسة آليات السمية
تبدأ غالبية الدراسات الآلية بدراسة وصفية للسموم على الحيوانات أو بملاحظات إكلينيكية على البشر. من الناحية المثالية ، تشمل الدراسات التي أجريت على الحيوانات ملاحظات سلوكية وسريرية دقيقة ، وفحصًا كيميائيًا حيويًا دقيقًا لعناصر الدم والبول بحثًا عن علامات الوظيفة السلبية للأنظمة البيولوجية الرئيسية في الجسم ، وتقييم ما بعد الذبح لجميع أنظمة الأعضاء عن طريق الفحص المجهري للتحقق من الإصابة (انظر إرشادات اختبار منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية ؛ توجيهات المفوضية الأوروبية بشأن التقييم الكيميائي ؛ قواعد اختبار وكالة حماية البيئة الأمريكية ؛ لوائح المواد الكيميائية في اليابان). هذا مشابه لفحص جسدي بشري شامل يتم إجراؤه في المستشفى خلال فترة زمنية تتراوح من يومين إلى ثلاثة أيام باستثناء فحص ما بعد الوفاة.
إن فهم آليات السمية هو فن وعلم الملاحظة ، والإبداع في اختيار التقنيات لاختبار الفرضيات المختلفة ، والدمج المبتكر للعلامات والأعراض في علاقة سببية. تبدأ الدراسات الآلية بالتعرض ، وتتبع التوزيع المرتبط بالوقت والمصير في الجسم (الحرائك الدوائية) ، وتقيس التأثير السام الناتج على مستوى معين من النظام وعند مستوى جرعة ما. يمكن أن تعمل المواد المختلفة على مستويات مختلفة من النظام البيولوجي في التسبب في السمية.
تعرض
عادة ما يكون مسار التعرض في الدراسات الآلية هو نفسه بالنسبة للتعرض البشري. الطريق مهم لأنه يمكن أن تكون هناك تأثيرات تحدث محليًا في موقع التعرض بالإضافة إلى تأثيرات جهازية بعد امتصاص المادة الكيميائية في الدم وتوزيعها في جميع أنحاء الجسم. مثال بسيط ولكنه مقنع للتأثير الموضعي هو التهيج والتآكل النهائي للجلد بعد تطبيق المحاليل الحمضية أو القلوية القوية المصممة لتنظيف الأسطح الصلبة. وبالمثل ، يمكن أن يحدث التهيج والموت الخلوي في الخلايا المبطنة للأنف و / أو الرئتين بعد التعرض لأبخرة أو غازات مهيجة مثل أكاسيد النيتروجين أو الأوزون. (كلاهما من مكونات تلوث الهواء ، أو الضباب الدخاني). بعد امتصاص مادة كيميائية في الدم من خلال الجلد أو الرئتين أو الجهاز الهضمي ، يتم التحكم في التركيز في أي عضو أو نسيج من خلال العديد من العوامل التي تحدد الحرائك الدوائية للمادة الكيميائية في الجسم. الجسم لديه القدرة على التنشيط وكذلك إزالة السموم من المواد الكيميائية المختلفة كما هو مذكور أدناه.
دور حركية الدواء في السمية
تصف حركية الدواء العلاقات الزمنية للامتصاص الكيميائي ، والتوزيع ، والتمثيل الغذائي (التغيرات الكيميائية الحيوية في الجسم) والتخلص أو الإخراج من الجسم. بالنسبة لآليات السمية ، يمكن أن تكون هذه المتغيرات الدوائية مهمة للغاية وفي بعض الحالات تحدد ما إذا كانت السمية ستحدث أم لا. على سبيل المثال ، إذا لم يتم امتصاص المادة بكمية كافية ، فلن تحدث سمية جهازية (داخل الجسم). على العكس من ذلك ، فإن المادة الكيميائية عالية التفاعل التي يتم إزالتها بسرعة (ثوانٍ أو دقائق) عن طريق إنزيمات الجهاز الهضمي أو الكبد قد لا يكون لديها الوقت لتسبب السمية. بعض المواد والمخاليط المهلجنة متعددة الحلقات وكذلك معادن معينة مثل الرصاص لن تسبب سمية كبيرة إذا كان الإخراج سريعًا ؛ لكن التراكم إلى مستويات عالية بما فيه الكفاية يحدد مدى سميتها لأن الإخراج ليس سريعًا (يُقاس أحيانًا بالسنوات). لحسن الحظ ، لا تمتلك معظم المواد الكيميائية مثل هذا الاحتباس الطويل في الجسم. لا يزال تراكم مادة غير ضارة لا يسبب السمية. غالبًا ما يشار إلى معدل التخلص من الجسم وإزالة السموم على أنه نصف عمر المادة الكيميائية ، وهو الوقت الذي يتم فيه إفراز 50٪ من المادة الكيميائية أو تغييرها إلى صورة غير سامة.
ومع ذلك ، إذا تراكمت مادة كيميائية في خلية أو عضو معين ، فقد يشير ذلك إلى سبب لإجراء مزيد من الفحص لسميتها المحتملة في ذلك العضو. في الآونة الأخيرة ، تم تطوير نماذج رياضية لاستقراء المتغيرات الحركية الدوائية من الحيوانات إلى البشر. هذه النماذج الحركية الدوائية مفيدة للغاية في وضع الفرضيات واختبار ما إذا كان حيوان التجارب يمثل تمثيلًا جيدًا للبشر. تمت كتابة العديد من الفصول والنصوص حول هذا الموضوع (Gehring et al. 1976 ؛ Reitz et al. 1987 ؛ Nolan et al. 1995). يوضح الشكل 1 مثالًا مبسطًا للنموذج الفسيولوجي.
الشكل 1. نموذج حركي دوائي مبسط
يمكن أن تتأثر المستويات والأنظمة المختلفة سلبًا
يمكن وصف السمية على مستويات بيولوجية مختلفة. يمكن تقييم الإصابة في الشخص بأكمله (أو الحيوان) ، أو في نظام العضو ، أو الخلية أو الجزيء. تشمل أجهزة الجهاز المناعي والجهاز التنفسي والقلب والأوعية الدموية والكلى والغدد الصماء والجهاز الهضمي والجهاز العضلي والهيكل العظمي والدم والجهاز العصبي الإنجابي والمركزي. تشمل بعض الأعضاء الرئيسية الكبد ، والكلى ، والرئة ، والدماغ ، والجلد ، والعينين ، والقلب ، والخصيتين أو المبيضين ، والأعضاء الرئيسية الأخرى. على المستوى الخلوي / الكيميائي الحيوي ، تشمل التأثيرات الضائرة التداخل مع وظيفة البروتين الطبيعية ، ووظيفة مستقبلات الغدد الصماء ، وتثبيط الطاقة الأيضية ، أو تثبيط أو تحريض إنزيم غريب الأطوار (مادة غريبة). تشمل التأثيرات الضائرة على المستوى الجزيئي تغيير الوظيفة الطبيعية لنسخ DNA-RNA ، وارتباط مستقبلات حشوية ونووية معينة ، وتغيير الجينات أو المنتجات الجينية. في النهاية ، من المحتمل أن يكون سبب الخلل الوظيفي في نظام عضو رئيسي هو تغيير جزيئي في خلية مستهدفة معينة داخل هذا العضو. ومع ذلك ، فليس من الممكن دائمًا تتبع آلية رجوعًا إلى الأصل الجزيئي للسببية ، كما أنه ليس ضروريًا. يمكن تصميم التدخل والعلاج دون فهم كامل للهدف الجزيئي. ومع ذلك ، فإن المعرفة حول الآلية المحددة للسمية تزيد من القيمة التنبؤية والدقة للاستقراء للمواد الكيميائية الأخرى. الشكل 2 هو تمثيل تخطيطي للمستويات المختلفة حيث يمكن اكتشاف تداخل العمليات الفسيولوجية العادية. تشير الأسهم إلى أن العواقب على الفرد يمكن تحديدها من أعلى إلى أسفل (التعرض ، الحرائك الدوائية لسمية النظام / العضو) أو من الأسفل إلى الأعلى (التغيير الجزيئي ، التأثير الخلوي / الكيميائي الحيوي على سمية الجهاز / العضو).
الشكل 2. إعادة تمثيل آليات السمية
أمثلة على آليات السمية
يمكن أن تكون آليات السمية مباشرة أو معقدة للغاية. في كثير من الأحيان ، هناك اختلاف بين نوع السمية ، وآلية السمية ، ومستوى التأثير ، فيما يتعلق بما إذا كانت الآثار الضارة ناتجة عن جرعة عالية وحادة مفردة (مثل التسمم العرضي) ، أو جرعة أقل. التعرض المتكرر (من التعرض المهني أو البيئي). تقليديًا ، لأغراض الاختبار ، تُعطى جرعة مفردة حادة عن طريق التنبيب المباشر في معدة القوارض أو التعرض لجو غاز أو بخار لمدة ساعتين إلى أربع ساعات ، أيهما يشبه التعرض البشري على أفضل وجه. تتم مراقبة الحيوانات على مدى أسبوعين بعد التعرض ، ثم يتم فحص الأعضاء الخارجية والداخلية الرئيسية بحثًا عن الإصابة. يتراوح اختبار الجرعات المتكررة من شهور إلى سنوات. بالنسبة لأنواع القوارض ، تعتبر سنتان دراسة مزمنة (مدى الحياة) كافية لتقييم السمية والسرطنة ، بينما بالنسبة إلى الرئيسيات غير البشرية ، يمكن اعتبار عامين دراسة دون المزمنة (أقل من العمر) لتقييم سمية الجرعات المتكررة. بعد التعرض ، يتم إجراء فحص كامل لجميع الأنسجة والأعضاء والسوائل لتحديد أي آثار ضارة.
آليات السمية الحادة
الأمثلة التالية خاصة بالجرعات العالية والآثار الحادة التي يمكن أن تؤدي إلى الوفاة أو العجز الشديد. ومع ذلك ، في بعض الحالات ، سينتج عن التدخل آثار عابرة وقابلة للعكس تمامًا. ستحدد جرعة أو شدة التعرض النتيجة.
الاختناقات البسيطة. آلية السمية للغازات الخاملة وبعض المواد الأخرى غير التفاعلية هي نقص الأكسجين (نقص الأكسجين). تسمى هذه المواد الكيميائية ، التي تسبب حرمان الجهاز العصبي المركزي من الأكسجين (CNS) الخانقات البسيطة. إذا دخل شخص إلى مكان مغلق يحتوي على النيتروجين دون كمية كافية من الأكسجين ، يحدث استنفاد فوري للأكسجين في الدماغ ويؤدي إلى فقدان الوعي والموت في نهاية المطاف إذا لم يتم إزالة الشخص بسرعة. في الحالات القصوى (بالقرب من صفر أكسجين) يمكن أن يحدث فقدان الوعي في بضع ثوان. يعتمد الإنقاذ على الإزالة السريعة لبيئة مؤكسجة. يمكن أن يحدث البقاء على قيد الحياة مع تلف دماغي لا يمكن إصلاحه من تأخر الإنقاذ ، بسبب موت الخلايا العصبية التي لا يمكن أن تتجدد.
الخانقات الكيماوية. يتنافس أول أكسيد الكربون (CO) مع الأكسجين في الارتباط بالهيموجلوبين (في خلايا الدم الحمراء) وبالتالي يحرم الأنسجة من الأكسجين من أجل استقلاب الطاقة ؛ يمكن أن يؤدي الموت الخلوي. يشمل التدخل إزالة مصدر ثاني أكسيد الكربون والعلاج بالأكسجين. يعتمد الاستخدام المباشر للأكسجين على التأثير السام لثاني أكسيد الكربون. وهناك مادة كيميائية أخرى خانقة قوية وهي السيانيد. يتداخل أيون السيانيد مع التمثيل الغذائي الخلوي واستخدام الأكسجين للطاقة. يتسبب العلاج باستخدام نتريت الصوديوم في حدوث تغيير في الهيموجلوبين في خلايا الدم الحمراء إلى ميثيموجلوبين. يمتلك الميثيموغلوبين تقارب ارتباط أكبر مع أيون السيانيد من الهدف الخلوي للسيانيد. وبالتالي ، فإن الميثيموغلوبين يربط السيانيد ويبقي السيانيد بعيدًا عن الخلايا المستهدفة. هذا يشكل الأساس للعلاج بالترياق.
مثبطات الجهاز العصبي المركزي. تتميز السمية الحادة بالتخدير أو فقدان الوعي لعدد من المواد مثل المذيبات غير التفاعلية أو التي تتحول إلى مواد وسيطة تفاعلية. من المفترض أن يكون التهدئة / التخدير ناتجًا عن تفاعل المذيب مع أغشية الخلايا في الجهاز العصبي المركزي ، مما يضعف قدرتها على نقل الإشارات الكهربائية والكيميائية. في حين أن التخدير قد يبدو شكلاً خفيفًا من السمية وكان أساسًا لتطوير أدوية التخدير المبكرة ، فإن "الجرعة لا تزال تصنع السم". إذا تم إعطاء جرعة كافية عن طريق الابتلاع أو الاستنشاق ، فقد يموت الحيوان بسبب توقف التنفس. إذا لم يحدث موت المخدر ، فعادة ما يكون هذا النوع من السمية قابلاً للعكس بسهولة عند إزالة الموضوع من البيئة أو إعادة توزيع المادة الكيميائية أو إزالتها من الجسم.
آثار الجلد. يمكن أن تتراوح الآثار الضارة للجلد من التهيج إلى التآكل ، اعتمادًا على المادة المصادفة. الأحماض القوية والمحاليل القلوية غير متوافقة مع الأنسجة الحية وهي مسببة للتآكل ، وتسبب حروقًا كيميائية وتندبًا محتملاً. يحدث التندب نتيجة موت خلايا الجلد العميقة المسؤولة عن التجدد. قد تؤدي التركيزات المنخفضة فقط إلى تهيج الطبقة الأولى من الجلد.
آلية سامة أخرى للجلد هي التحسس الكيميائي. على سبيل المثال ، يحدث التحسس عندما يرتبط 2,4،XNUMX-dinitrochlorobenzene بالبروتينات الطبيعية في الجلد ويتعرف الجهاز المناعي على المركب المتغير المرتبط بالبروتين باعتباره مادة غريبة. في الاستجابة لهذه المادة الغريبة ، يقوم الجهاز المناعي بتنشيط خلايا خاصة للتخلص من المادة الغريبة عن طريق إطلاق الوسطاء (السيتوكينات) التي تسبب طفح جلدي أو التهاب الجلد (انظر "علم السموم المناعية"). هذا هو نفس رد فعل الجهاز المناعي عند حدوث التعرض لبلاب السام. التحسس المناعي خاص جدًا بمادة كيميائية معينة ويتطلب تعريضين على الأقل قبل إثارة الاستجابة. يؤدي التعرض الأول إلى التحسس (يُهيئ الخلايا للتعرف على المادة الكيميائية) ، ويؤدي التعرض اللاحق إلى تحفيز استجابة الجهاز المناعي. عادة ما تكون إزالة الملامسة وعلاج الأعراض باستخدام الكريمات المضادة للالتهابات المحتوية على الستيرويد فعالة في علاج الأفراد المعرضين للحساسية. في الحالات الخطيرة أو المقاومة للحرارة ، يتم استخدام مثبطات المناعة الجهازية المفعول مثل بريدنيزون بالتزامن مع العلاج الموضعي.
توعية الرئة. يتم إثارة استجابة التحسس المناعي بواسطة ثنائي أيزوسيانات التولوين (TDI) ، لكن الموقع المستهدف هو الرئتين. يؤدي التعرض المفرط لـ TDI لدى الأفراد المعرضين للإصابة إلى وذمة الرئة (تراكم السوائل) وتضيق الشعب الهوائية وضعف التنفس. هذه حالة خطيرة وتتطلب إزالة الفرد من التعرضات اللاحقة المحتملة. العلاج هو في المقام الأول من الأعراض. حساسية الجلد والرئة تتبع استجابة للجرعة. يمكن أن يؤدي تجاوز المستوى المحدد للتعرض المهني إلى تأثيرات ضارة.
آثار العين. تتراوح إصابة العين من احمرار الطبقة الخارجية (احمرار حمام السباحة) إلى تشكل الساد في القرنية وتلف القزحية (الجزء الملون من العين). تُجرى اختبارات تهيج العين عندما يُعتقد أن الإصابة الخطيرة لن تحدث. يمكن أن تتسبب العديد من الآليات التي تسبب تآكل الجلد أيضًا في إصابة العينين. المواد المسببة للتآكل للجلد ، مثل الأحماض القوية (درجة الحموضة أقل من 2) والقلويات (الرقم الهيدروجيني أكبر من 11.5) ، لا يتم اختبارها في عيون الحيوانات لأن معظمها يسبب التآكل والعمى بسبب آلية مماثلة لتلك التي تسبب تآكل الجلد . بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تتسبب العوامل النشطة السطحية مثل المنظفات والمواد الخافضة للتوتر السطحي في إصابة العين تتراوح من التهيج إلى التآكل. مجموعة المواد التي تتطلب الحذر هي المواد الخافضة للتوتر السطحي موجبة الشحنة (الموجبة) ، والتي يمكن أن تسبب حروقًا وعتامة دائمة للقرنية وتكوين الأوعية الدموية (تكوين الأوعية الدموية). مادة كيميائية أخرى ، دينيتروفينول ، لها تأثير محدد لتكوين الساد. يبدو أن هذا مرتبط بتركيز هذه المادة الكيميائية في العين ، وهو مثال على خصوصية توزيع الحرائك الدوائية.
في حين أن القائمة أعلاه ليست شاملة ، إلا أنها مصممة لمنح القارئ تقديرًا لمختلف آليات السمية الحادة.
آليات السمية شبه المزمنة والمزمنة
عند إعطائها كجرعة عالية واحدة ، فإن بعض المواد الكيميائية ليس لها نفس آلية السمية كما هو الحال عند إعطائها مرارًا وتكرارًا كجرعة أقل ولكن لا تزال سامة. عندما يتم إعطاء جرعة عالية واحدة ، فهناك دائمًا احتمال تجاوز قدرة الشخص على إزالة السموم أو إفراز المادة الكيميائية ، وقد يؤدي ذلك إلى استجابة سامة مختلفة عن تلك التي تحدث عند إعطاء جرعات متكررة أقل. الكحول مثال جيد. تؤدي الجرعات العالية من الكحول إلى تأثيرات أولية على الجهاز العصبي المركزي ، بينما تؤدي الجرعات المنخفضة المتكررة إلى إصابة الكبد.
تثبيط Anticholinesterase. معظم مبيدات الفوسفات العضوي ، على سبيل المثال ، لها سمية قليلة للثدييات حتى يتم تنشيطها الأيضي ، بشكل أساسي في الكبد. تتمثل الآلية الأساسية لعمل الفوسفات العضوي في تثبيط إنزيم أستيل كولينستراز (AChE) في الدماغ والجهاز العصبي المحيطي. AChE هو الإنزيم الطبيعي الذي ينهي تحفيز الناقل العصبي أستيل كولين. لم يرتبط التثبيط الطفيف لـ AChE على مدى فترة طويلة بتأثيرات ضارة. عند مستويات عالية من التعرض ، يؤدي عدم القدرة على إنهاء هذا التحفيز العصبي إلى تحفيز مفرط للجهاز العصبي الكوليني. يؤدي التحفيز الكوليني المفرط في النهاية إلى مجموعة من الأعراض ، بما في ذلك توقف التنفس ، يليه الموت إذا لم يتم علاجه. العلاج الأساسي هو إعطاء الأتروبين ، الذي يمنع آثار الأسيتيل كولين ، وإعطاء البراليدوكسيم كلوريد ، الذي يعيد تنشيط AChE المثبط. لذلك ، تتم معالجة كل من سبب وعلاج سمية الفوسفات العضوي من خلال فهم الأساس الكيميائي الحيوي للسمية.
تنشيط التمثيل الغذائي. يتم تنشيط العديد من المواد الكيميائية ، بما في ذلك رابع كلوريد الكربون ، والكلوروفورم ، وأسيتيل أمين فلورين ، والنيتروزامين ، والباراكوات بشكل استقلابي إلى الجذور الحرة أو غيرها من المواد الوسيطة التفاعلية التي تثبط الوظيفة الخلوية الطبيعية وتتداخل معها. عند مستويات عالية من التعرض ، يؤدي هذا إلى موت الخلايا (انظر "الإصابة الخلوية والموت الخلوي"). بينما تظل التفاعلات المحددة والأهداف الخلوية غير معروفة ، فإن أنظمة الأعضاء التي لديها القدرة على تنشيط هذه المواد الكيميائية ، مثل الكبد والكلى والرئة ، كلها أهداف محتملة للإصابة. على وجه التحديد ، تتمتع خلايا معينة داخل العضو بقدرة أكبر أو أقل على تنشيط أو إزالة السموم من هذه المواد الوسيطة ، وهذه القدرة تحدد القابلية داخل الخلايا داخل العضو. الأيض هو أحد الأسباب التي تجعل فهم الحرائك الدوائية ، الذي يصف هذه الأنواع من التحولات وتوزيع هذه المواد الوسيطة والقضاء عليها ، مهمًا في التعرف على آلية عمل هذه المواد الكيميائية.
آليات السرطان. السرطان هو تعدد الأمراض ، وبينما يتزايد فهم أنواع معينة من السرطان بسرعة بسبب العديد من التقنيات البيولوجية الجزيئية التي تم تطويرها منذ عام 1980 ، لا يزال هناك الكثير لنتعلمه. ومع ذلك ، من الواضح أن تطور السرطان هو عملية متعددة المراحل ، والجينات الحرجة هي المفتاح لأنواع مختلفة من السرطان. يمكن أن تؤدي التعديلات في الدنا (الطفرات الجسدية) في عدد من هذه الجينات الحرجة إلى زيادة القابلية للإصابة أو الآفات السرطانية (انظر "علم السموم الوراثي"). التعرض للمواد الكيميائية الطبيعية (في الأطعمة المطبوخة مثل لحوم البقر والأسماك) أو المواد الكيميائية الاصطناعية (مثل البنزيدين المستخدم كصبغة) أو العوامل الفيزيائية (الأشعة فوق البنفسجية من الشمس ، الرادون من التربة ، أشعة جاما من الإجراءات الطبية أو النشاط الصناعي) كلها المساهمين في الطفرات الجينية الجسدية. ومع ذلك ، هناك مواد طبيعية وصناعية (مثل مضادات الأكسدة) وعمليات إصلاح الحمض النووي التي تحمي وتحافظ على التوازن. من الواضح أن الوراثة عامل مهم في الإصابة بالسرطان ، لأن متلازمات الأمراض الوراثية مثل جفاف الجلد المصطبغ ، حيث يوجد نقص في إصلاح الحمض النووي الطبيعي ، تزيد بشكل كبير من القابلية للإصابة بسرطان الجلد من التعرض للأشعة فوق البنفسجية من الشمس.
آليات الإنجاب. على غرار السرطان ، فإن العديد من آليات السمية الإنجابية و / أو التنموية معروفة ، ولكن هناك الكثير مما يجب تعلمه. من المعروف أن بعض الفيروسات (مثل الحصبة الألمانية) والالتهابات البكتيرية والأدوية (مثل الثاليدومايد وفيتامين أ) ستؤثر سلبًا على النمو. في الآونة الأخيرة ، أظهر عمل Khera (1991) ، الذي راجعه Carney (1994) ، دليلًا جيدًا على أن التأثيرات التطورية غير الطبيعية في الاختبارات الحيوانية باستخدام جلايكول الإيثيلين تُعزى إلى المستقلبات الحمضية الأيضية للأم. يحدث هذا عندما يتم استقلاب الإيثيلين جلايكول إلى مستقلبات الحمض بما في ذلك حمض الجليكوليك وحمض الأكساليك. يبدو أن التأثيرات اللاحقة على المشيمة والجنين ناتجة عن عملية التسمم الأيضي.
وفي الختام
الهدف من هذه المقالة هو إعطاء منظور حول العديد من الآليات المعروفة للسمية والحاجة إلى الدراسة المستقبلية. من المهم أن نفهم أن المعرفة الآلية ليست ضرورية تمامًا لحماية صحة الإنسان أو البيئة. ستعزز هذه المعرفة قدرة المحترف على التنبؤ وإدارة السمية بشكل أفضل. تعتمد التقنيات الفعلية المستخدمة في توضيح أي آلية معينة على المعرفة الجماعية للعلماء وتفكير أولئك الذين يتخذون القرارات المتعلقة بصحة الإنسان.