يضم مصطلح "أنواع الأكسجين المتفاعلةReactive Oxygen Species (ROS)" الجزيئات الحاوية على الأكسجين والجذور الحرة شديدة التفاعل. تنبثق الجذور الحرة من استعمال الخلية للأكسجين خلال عمليات الاستقلاب الطبيعية لتخليق الطاقة. تمتلك هذه الجزيئات شحنة كهربائية وشراهة لضم إلكترون من الجزيئات المحيطة بها كما أن لها تأثيرات مؤذية عديدة على الخلايا تتضمن: الأكسدة الفائقة للشحم وأكسدة البروتينات وأذية الحمض النووي منقوص الأكسجين (الدنا) DNA، ويتحكم بتشكل هذه الجزيئات، لحسن الحظ، مركبات مفيدة تدعى مضادات التأكسد Antioxidants.
تمثل جملة الغلوتاثيون الدفاعية Glutathione Defense System أحد أقوى الآليات المضادة للجذور التأكسدية والذيفانات المحبة للإلكترون. يُعبّر عن هذه الجملة بالغلوتاثيون المُخْتَزَل GSH، بيرأكسيداز الغلوتاثيون GSH-Px وإنزيم مُخْتَزَلة الغلوتاثيون GSSG-Rd.
تقوم بيرأكسيداز الغلوتاثيون باستعمال الغلوتاثيون المُخْتَزَل كركيزة لإزالة سميّة بيرأكسيد الهيدروجين والبيرأكسيدات العضوية وتحويلها إلى الماء والكحول على الترتيب، مع تحرير الشكل المؤكسد من الغلوتاثيون (ثنائي سلفيد الغلوتاثيون GSSG). يعاد اختزال هذا الأخير بفعل مُخْتَزَلة الغلوتاثيون ويتطلّب التفاعل تمامة NADPH المؤمَّنة من إنزيم نازعة هيدروجين غلوكوز-6- فسفات (G6PD).
يحدث الإجهاد (الكَرْب) التأكسدي Oxidative Stress عندما يزيد إنتاج جزيئات ROS وتنقص الآليات المضادة للتأكسد. تترافق هذه الحالة مع العديد من الأمراض مثل الداء الكلوي بالمرحلة النهائية ESRD، الأورام، الداء السكري، اضطرابات الجملة العصبية المركزية والمحيطية، وحالات فقر الدم.
اقتُرحت عدة فرضيات لمعرفة سبب حدوث الإجهاد التأكسدي في مرضى الداء الكلوي بالمرحلة النهائية خصوصاً الخاضعين منهم للديال الدموي المنتظم. ومن بين العوامل المساعدة على ذلك: الفقد المستمر لمضادات التأكسد المنحلّة بالماء مثل الفيتامين C إلى سائل الديال والدارئة المستعملة معه، العلاج بالحديد الذي يولّد جزيئات ROS بتوسطه تفاعل Fentor، وغياب تصحيح السميّة اليوريمية وسوء التغذية. بالإضافة لذلك، يبدل مرور الدم خلال المديال فيزيولوجية كريات الدم البيض، خاصةً العدلات بسبب تحرر جزيئات ROS. فالتآثر بين مكونات الدم وغشاء الديال يتأثر بالتوافقية الحيوية للمديال، وعند وجود غشاء ديال متوافق حيوياً بشكل جيد، يكون تفاعله مع خلايا الدم أقل ما يمكن. تضم معظم مواد الديال التجارية نمطين: مواد معدّلة حيوياً (مثلCuprophane, Cellouse triacetate) ومواد صنعية (مثل Polysulfone, Polycarbonate). وقد ذكرت عدة تقارير إلى أن عدم التوافقية الحيويـة للمديـال سـبب أساسي في اختطار الإجهاد التأكسدي لدى مرضى الديال الدموي.
وردت معلومات متضاربة عن إمكان وجود مستويات منخفضة، أو طبيعية، أو مرتفعة من الغلوتاثيون المُخْتَزَل GSH في كريات الدم الحمر.
في دراسة رائدة ضمن هذا المجال شملت 42 مريض ديال دموي في العراق، كان عدد الذكور منهم 28 وعدد الإناث 14، ومعدل أعمارهم 42.2±13.9 سنة، وتم استبعاد المرضى الذين يعانون من أمراض عدوائية Infections حادة، أمراض التهابية مزمنة، أمراض تنفسية وكبدية، وعمليات نقل دم حديثة. كان أولئك المرضى يتلقون جلسة ديال دموي لمدة 3-4 ساعات مرتين أسبوعياً. وبإتباع طرق معيارية في مقايسة فعالية كل من GSH، GSH-Px وGSSG-Rd، وُجد انخفاض هام في مستويات الغلوتاثيون المُخْتَزَل في مرضى الديال الدموي عموماً، إذ بلغت قيمه 5.85±1.21 mmol/gHb قبل الديال و6.04±1.16 mmol/gHb بعد الديال بالمقارنة مع مجموعة الأسوياء حيث بلغت لديهم 7.79±0.75 mmol/gHb وكان الفارق معتد به احصائياً (P<0.0001) (الجدول 1). يعزى ذلك إلى الاستهلاك المستمر للغلوتاثيون المُخْتَزَل لإزالة المواد التأكسدية والذيفانات المحبة للإلكترون التي يمكن أن تتراكم بسبب غياب تصفية كلوية طبيعية وضياع الفيتامينات الأساسية المنحلّة بالماء مثل الفوليك أسيد والبيريدوكسين بعملية الديال المستمر.
من ناحية أخرى، أظهر بيرأكسيداز الغلوتاثيون تناقصاً يعتد به في مجموعة المرضى، فقد بلغت مستوياته19.9±2.29 U/gHb قبل الديال و 20.5±2.5 U/gHb بعد الديال، بينما كانت مستوياته عند الأسوياء 28.8±1.92 U/gHb وكان الفارق يعتد به إحصائياً (P<0.0001) بين المرضى والأسوياء (الجدول 1). تتورط عدة عوامل في انخفاض فعالية GSH-Px عند مرضى ESRD: أولاً، يعتقد بوجود مثبطات يوريمية جائلة منها بعض اللجائن Ligands السميّة داخلية المنشأ مثل حمض الأسيتيك الإندولي والإندوكسي سلفات Indoxysulfate. ثانياً، تعد عمليات التعديل ما بعد الترجمة المفرطة على هذا الإنزيم في المرضى اليوريميين عاملاً مسبباً، حيث تُنقص عمليات إدخال السكرGlycation المتقدمة من فعالية الإنزيم، كما تساهم الإيزوسيانات المتشكّلة عقب تفكك اليوريا تلقائياً في تثبيط الإنزيم بإدخال جذر كاربوموئيل Carbomylation.
أما بالنسبة للمكون الأخير في جملة الغلوتاثيون أي إنزيم مختزلة الغلوتاثيون GSSR-Rd، فقد لاحظ الباحث ازدياداً في فعالية هذا الإنزيم في مجموعة المرضى بنسبة 36%، إذ بلغت مستويات الإنزيم في المرضى قبل الديال 9.31±2.08 U/gHb و 9.15±2.18 U/gHb بعد الديال، بينما كانت قيمه عند الأسوياء 6.85±0.9 U/gHb، وكان الاختلاف معتداً به احصائياً (P<0.001) (الجدول 1). يفسر ذلك بازدياد الشكل المؤكسد من الغلوتاثيون GSSG-Rd في البلازما والكريات الحمر، وكذلك الروابط ثنائية السلفيد بين الغلوتاثيون والهيموغلوبين، أو مجموعات السلفهيدريل البروتينية التي تعد ركائز لهذا الإنزيم.
كما توصّل الباحث إلى أنه لا تؤدي جلسة ديال دموي وحيدة إلى تأثير هام على متثابتات نظام الغلوتاثيون، كما توصّل من جهةٍ أخرى إلى تحديد تأثير نوعين من المديالات التجارية على نظام غلوتاثيون كريات الدم الحمر، حيث لم يلاحظ تبدلاً في مستويات GSH، GSH-Pxو GSSG-Rd عند مجموعة المرضى الذين عولجوا بمديال من مادة Cuprophane، بينما سبّبت أغشية Polysulfone ازدياداً هاماً في مستويات GSH و GSH-Px وتراجعاً يعتد به في فعالية GSSG-Rd.
هنالك عدة أسباب يمكن أن تشرح التأثيرات المفيدة لمديال Polysulfone على جملة غلوتاثيون الكريات الحمر عند مرضى ESRD. أولاً، تقوم مديالات الـ Polysulfone بإزالة جزئية لذيفانات ذات وزن جزيئي عالٍ تملك فعالية تأكسدية وتزيد من نشاط جملة الغلوتاثيون. ثانياً، يعد غشاء عديد السلفون أكثر فعالية في تصفية الذيفانات ذات الأوزان الجزيئية حتى 10000 دالتون أو أكثر بالمقارنة مع غشاء Cuprophane الذي تصل تصفيته إلى أقل من 300 دالتون. مع العلم أن التخلّص من ذيفانات ذات أوزان جزيئية بحدود 3000 دالتون يساهم في تصحيح متثابتات جملة الغلوتاثيون الأمر الذي نلاحظه عند استعمال غشاء عديد السلفون. ثالثاً، تساهم خصائص التوافقية الحيوية لغشاء عديد السلفون الأفضل في التقليل من تنشيط كريات الدم البيض ما أمكن وبالتالي التخفيف من درجة تحرر جزيئات ROS وبالمحصلة تحسين جملة الغلوتاثيون الدفاعية.
أخيرأً، يُعتقد أن غشاء عديد السلفون أفضل بكثير من غشاء Cuprophane في علاج مرضى ESRD بالديال الدموي المنتظم، ويجب أن يأخذ العاملون في مجال الكلية بالحسبان تأثيرات المديال عند تقديم بروتوكولات أخذ العينة لأن المديال ليس فقط حاجز نصف نفوذ للماء والذوائب إنما يعد أيضاً وجيهة interface هامة مع دم المريض وبالتالي واحد من المتنبئات عن النتيجة.