| الملخص Abstract |
| جرت مقايسة كل من الرصاص في الدم والكوبروبرفيرين Coproporphyrin في البول، ونشاط إنزيم أمينوليفولينات نازعة الماء ALA-D لدى 545 شخصاً طبيعياً، و 80 شخصاً يعملون في مهن يجري التعامل فيها مع عنصر الرصاص.
وقد ظهر أثر الرصاص على نشاط إنزيم ALA-D وانطراح الكوبروبرفيرين البولي لدى كل من تجاوز تركيز الرصاص لديه 250 مكغ/ لتر. وبهذا وجدنا علاقة عكسية بين تراكيز الرصاص في الدم الكامل ونشاط إنزيم ALA-D، ويظهر هذا أن نشاط ALA-D يصبح مثبطاً أكثر خلال التعرض للرصاص. وفي الوقت نفسه هنالك ارتباط مباشر بين تركيز الرصاص في الدم والكوبروبرفيرين III البولي. أظهرت هذه الارتباطات بشكل واضح أثر الرصاص على الإنزيم المتدخلة في التخليق الحيوي للهيم والهيموغلوبين.
|
| The levels of Lead in blood, urinary Coproporphyrin and Aminolevulinate Dehydratase activity for 545 healthy persons and 80 exposed workers in several factories have been determined.
The effect of Lead on ALA-D activity and urinary Coproporphyrin excretion has been shown to those whose lead concentrations were over than 250 mcg/L. So that, we have found a reverse Correlation between lead concentrations in whole blood and ALA-D Activity. This shows that ALA-D activity becomes more inhibited during exposure to lead. At the same time, A direct correlation between lead concentration in blood and urinary Coproporphyrin III has been established. These correlations showed clearly the effect of lead on the enzyme interfering in the biosynthesis of hem and hemoglobin.
|
| المقدمة Introduction |
إن موضوع تشخيص ومعالجة الانسمام الرصاصي من أكثر المواضيع التي درست عالمياً منذ سنوات عديدة، وما يزال قيد الدرس حتى وقتنا الحاضر. واكتشاف مقياس الطيف الضوئي بالامتصاص الذري، ومقياس التألق الذري، قد فتح آفاقاً جديدة للبحث في هذا المجال، مما دفع مراكز البحث الخاصة لإعادة النظر في هذا الموضوع، وبخاصة من أجل تحديد عوامل البيئة المؤثرة على الإنسان، وتحديد علاقة معدن الرصاص بأمراض مهنية عديدة.
وعلى الرغم من أن لمعايرة الرصاص في الدم والبول أهمية كبيرة في تشخيص هذا الانسمام لدى العمال المهنيين، فإن المراقبة الدورية للعمال اعتماداً على معايرة الرصاص الطويلة والمعقدة عند استخدام الطريقة اللونية، ومحدودية وارتفاع تكلفة أجهزة الامتصاص الذري، قد حدت من انتشار طرق تشخيص هذا النوع من الأمراض المهنية. وقد سهلت طريقة معايرة نشاط إنزيم (1، 14، 15) ALA-D طرق الكشف عن هذا الانسمام لدى الأشخاص المعرضين مهنياً بشكل دائم ومستمر، رغم أنهم لا يظهرون أعراضاً سريرية. هذا الإنزيم يلعب دور الطليعة الأولى في التخليق الحيوي للهيم والهيموغلوبين والذي تبين أنه سرعان ما يتأثر بوجود الرصاص، مما يؤدي إلى تثبيط نشاطه، وبالتالي توقف مراحل تخليق الهيم في مراحلها الأولى، وانطراح حمض دلتا أمينوليفولينيك DALA بمقادير تبلغ خمسة أضعاف الانطراح الطبيعي.
|
تأثيرات الرصاص على مراحل التخليق الحيوي للهيم Heme
يوضح الشـكل 1 مراحـل تشـكيل الهيـم
والمواضع التي يؤثر فيها الرصاص على الإنزيمات التي تشرف على تشكيل الهيم (3). |
دور الرصاص في التثبيط الإنزيمي والسمية الخلوية
تملك البرفيرينات وإنزيماتها نهايات سيستيئينية حاوية على مجموعات سلفهيدريلية حرة، يشكل الرصاص معها أربطة تساندية، وتكون الإنزيمات بشكل غير نشط دوماً عندما يتحد الرصاص مع هذه المجموعات (4، 13). تكون التأثيرات الحادثة بفعل الرصاص غير قابلة للعكس Irreversible مما يؤدي إلى تثبيط النشاط الإنزيمية، وتظهر التحاليل الحرائكية Kinitic أن هذا التثبيط غير تنافسي ولا يمكن السيطرة عليه بزيادة تركيز الركازة، ولا تملك الجزيئات الإنزيمية التي تأثرت بالرصاص أية نشاط إنزيمية. يتمثل التأثير الأول للرصاص بالاستجابة الفورية لإنزيم ALA-D حيث ينخفض نشاطه بشكل موافق لارتفاع تركيز الرصاص في الدم، ويترافق ذلك أيضاً مع انخفاض نشاطه في نقي العظم والدماغ (5، 6، 11، 14). يظهر إنزيم ALA-D علاقة عكسية مع مستويات رصاص الدم، ويترجم تثبيط inhibition الإنزيم بالانطراح الشديد لحمض ALA في البول، وهذا ما يميز الانسمام الرصاصي (7، 11، 14).
كما يتمثل تأثير الرصاص بانخفاض نشاط إنزيم Ferrochelatase، وهذا يؤدي إلى منع إدخال شاردة الحديد إلى البروتوبرفيرين مما يسمح لسيطرة ايونات الزنك لتشكيل الوسيط Zinc-Protoporphyrin (Z.P.P.) وظهور مستويات
مرتفعة لهذا المستقلب في الكريات الحمر. |
الشكل 1: مخطط تخليق الهيم ومواضع تأثير الرصاص على إنزيمات تشكيل الهيموغلوبين ( 3 ). |
دور إنزيم ALA-D كمؤشر للتعرض الرصاصي
يقدم قياس نشاط إنزيم ALAD مؤشراً حساساً للامتصاص الحديث والمستمر، ويعتبر Hernberg أن هذا الإنزيم هو أول من يتأثر بوجود الرصاص، وتشير دراسات التعرض المهني للرصاص أن تثبيط نشاط هذا الإنزيم يترافق بانطراح كبير للـ ALA في البول خلال التعرض المزمن للرصاص ومركباته (5، 11).
وقد برهنت معايرة الإنزيم على نجاحها في مراقبة حمولة الرصاص في الجسم Lead body burden (10). وبناء على ذلك يعد تثبيط النشاط الإنزيمي عند غياب أية مؤشرات سريرية وحيوية من المعطيات المهنية واعتباره مؤشراً حيوياً نوعياً ومهماً (12)، ولذلك يمكن اعتماد معايرة هذا الإنزيم كاختبار مسح screening test سريع وحساس لكشف مستويات التعرض المهني لهذا المعدن (6، 12). |
| المواد والطرق Materials and Methods |
مبدأ معايرة ALA-D في الطريقة اليدوية
يعتمد مبدأ تشكيل مولد البرفوبيلين PBG بتأثير الإنزيم على حمض ALA في الزجاج In vitro، ويحدد مقدار PBG المتشكل بواسطة تفاعل لوني مع كاشف إيرليش (بارا دي ميثيل أمينو بنزالدهيد) (P.D.M.A.B) Erlich حيث تقاس شدة امتصاص اللون الناتج في موجة طولها 555 نانومتر (1).
ويمكن تحويل هذه الطريقة إلى طريقة آلية مستمرة، وبذلك نستطيع استخدام أحجام صغيرة من الدم والكواشف، ومراقبة أعداد كبيرة من العمال المعرضين للرصاص خلال فترة زمنية قصيرة (1).
|
الأجهزة والأدوات
1- مقياس الطيف الضوئي بموجة طولها 555 نم.
2- حمام مائي بدرجة حرارة 37°م مضبوطة بدقة.
3- زجاجيات مغسولة بالماء ثنائي التقطير.
4- مضخة مناسبة ومسجل Recorder.
5- حمام مائي يحوي دارة للحضن ودارة للتحال.
|
الإعتيان:
قطف الدم (لتحديد المجال الطبيعي والتوزع المرضي) على أنابيب تحوي الهيبارين لمعايرة الإنزيم، وبعد التنبيذ فصلت البلازما وأجري العمل على الكريات الحمر مباشرة، أو بردت العينات لفترات قصيرة بدرجة +4°م، أو جمدت كتلة الكريات إلى الدرجة -20°م إلى حين إجراء المعايرة، وقد أجريت الدراسة على 545 شخصاً لا يتعاملون مع الرصاص أو أحد مركباته، ولا يقطنون في أماكن تواجد المعامل التي تتعامل مع الرصاص (15)، كما أجريت الدراسة على 80 حالة مرضية تتعامل بشكل مؤكد مع معدن الرصاص ومركباته وهذه الحالات محولة من قبل عيادات الأطباء المهنيين.
|
المواد والأدوات المستخدمة
1- دارئة فسفات 0.1 مول في pH = 6.2؛
2- محلول السابونين 1%؛
3- محلول حمض الأسيتيك مثلث الكلور 10%؛
4- محلول حمض أمينوليفولينيك 0.01 مول؛
5- محلول البرفوبيلينوجين المعياري؛
6- كاشف إرليش المعدل ويتألف من:
* بارا دي ميتيل أمينو بنزالدهيد 4 غ؛
* حمض الأسيتيك الثلجي 168 غ؛
* حمض فوق الكلور 70% 40 مل؛
* كلور الزئبق 0.7 غ تحل المواد في الماء المقطر ويكمل الحجم حتى 220 مل.
يحفظ المحلول في الدرجة +4°م ويبقى ثابتاً لمدة أسبوع .
|
خطة المعايرة (1):
* يمزج 0.2 مل من الكريات الحمر مع 0.1 مل من السابونين؛
* يضاف 0.1 مل دارئة الفسفات مع 0.1 مل من محلول حمض أمينوليفولينيك؛
* يحضن مدة 30 دقيقة بالدرجة 37 °م؛
* يضاف 2.0 من محلول حمض الأسيتيك يمزج جيداً ثم ينبذ؛
* يفاعل 1.5 مل من الطافي مع 1.5 مل من كاشف إرليش لمدة 5 دقائق؛
* تقاس شدة اللون الناتج بمقياس الطيف الضوئي في موجة طولها 555 نم؛
* يعبر عن النشاط الإنزيمي بمكمول/ مل/ ساعة.
كما أجريت معايرة الرصاص في الدم بواسطة مقياس الطيف الضوئي بالامتصاص الذري، ومعايرة الكوبروبرفيرين البولي بالطريقة الاستخلاصية (15).
|
| النتائج |
إجراءات البحث
* حدد المجال الطبيعي لرصاص الدم بطريقة الامتصاص الذري لدى 545 شخصاً من الأصحاء ولا يعملون بمهن تتعامل مع هذا المعدن فكانت نتائج أخفض وأعلى قيمة 30-170 مكغ/ لتر، وكان المتوسط الحسابي 108.4 ± 35.5 (15).
* كما حدد المجال الطبيعي لنشاط الإنزيم لدى 496 شخصاً طبيعياً (الذين أجري لهم عيار رصاص الدم في الوقت نفسه مع معايرة الإنزيم) ممن لم يشكوا من سوابق تعرض للرصاص أو أحد مركباته وتراوح المجال لأخفض وأعلى قيمة بين 0.4-0.8 مكمول/ مل/ ساعة وكان المتوسط الحسابي 0.59 ± 0.11 (1، 15).
* كانت نتائج أخفض وأعلى قيمة للكوبروبرفيرين البولي (أجريت لدى 231 شخصاً ممن عوير لديهم الرصاص ونشاط إنزيم (ALAD 33-205 ملغ/ لتر وكان المتوسط الحسابي 82.32 ±0.35 (15).
تبين دراسة نتائج المجال الطبيعي التي حصلنا عليها من مختلف الفئات العمرية، والتي تراوحت بين 0,5 – 55 عاماً، أن معدلات الرصاص في الدم تزداد طردياً مع تقدم العمر وذلك نتيجة التماس المتزايد مع العوامل الجوية، والتي تحوي ضمنها الرصاص بشكل محمول في الجو كمركبات الرصاص الموجودة في وقود السيارات مثل تترا ميثيل الرصاص وتترا إيثيل الرصاص(15) …..
وبالمقابل فإن معدلات نشاط إنزيم ALAD كانت مرتفعة لدى الفئات العمرية الصغيرة والتي تأخذ بالانخفاض مع تقدم العمر نتيجة التماس مع واستنشاق المركبات الرصاصية المحمولة جواً. هذا ويبين الجدول 2 نتائج معايرة الرصاص وإنزيم ALAD لعدد من الأشخاص الذين خضعوا لهذه الدراسة، ولا يعملون في المهن التي تتعامل مع معدن الرصاص (15).
|
| النتائج العملية |
تم تحديد التوزع المرضي على المرضى المراجعين والمحولين من قبل أطباء الأمراض
المهنية خلال الفترة بين 26/5/2000 - 29/4/2006 وتراوحت طبيعة عمل هؤلاء المرضى بين العمل في بعض المؤسسات العامة (مركز الدراسات والبحوث العلمية، الشركة السورية للنفط، شركة سادكوب، مؤسسة سيرونكس ......)، أو في بعض المهن الحرة الخاصة (ورشات تعبئة المدخرات، ورشات بخ وطلاء الدهانات وبعض المطابع القديمة ...)، والذين طلب لهم إما عيار الرصاص في الدم (أجريت المعايرة بالطريقة اللونية)، أو معايرة الكوبروبرفيرين في البول أو كلا المثابتتين معاً. وقد قمنا بقطف عينات الدم لإجراء التحليل المطلوب، إضافة إلى عينة خاصة من أجل إجراء معايرة
ALAD مع الرصاص وفي الوقت نفس.
وقد تراوح عدد العمال في هذه الدراسة 80 عاملاً. أجريت تحاليل الرصاص باستخدام الطريقة اللونية لـ 50 عاملاً منهم، وقد تراوحت القيم بين 112-708 مكغ/ لتر. وأجري عيار الكوبروبرفيرين البولي لـ 68 عاملاً وتراوحت القيم بين 225-696 ملغ/ لتر. واعتماداً على النتائج الحاصلة تم مقايسة نشاط إنزيم ALAD لـ 73 عاملاً ممن كان الرصاص والكوبروبرفيرين لديهم مرتفعاً، وذلك للتأكد من قيم الرصاص، تراوحت قيم الإنزيم بين 0-0,76 مكمول/ مل/ سا.
|
الجدول 1: دراسة تحديد المجال الطبيعي للمتثابتات Parameters المدروسة في سورية حسب (15) .
|
عدد العينات n |
المتوسط الحسابي X |
الإنحراف المعياري SD |
المجال
R |
رصاص الدم مكغ/ ل |
545 |
108.4 |
35.5 |
30-170 |
ALAD مكمول/ مل/ ساعة |
496 |
0.586 |
0.11 |
0.4-0.8 |
كوبروبرفيرين ملغ/ ل |
231 |
82.32 |
39.6 |
33-205 |
الجدول 2: علاقة العمر بالارتفاع الزهيد للرصاص في الدم والانخفاض القليل في نشاط ALAD نتيجة التعرض للعوامل الجوية ( 15 ).
|
العمر
سنوات |
عدد العينات |
متوسط رصاص الدم مكغ / ل |
متوسط ALAD
مكمول/ مل/ ساعة |
1 |
0.5-7 |
21 |
80 |
0.65 |
2 |
8-12 |
29 |
100 |
0.64 |
3 |
13-16 |
95 |
103 |
0.63 |
4 |
17-20 |
83 |
106 |
0.62 |
5 |
21-25 |
23 |
110 |
0.59 |
6 |
26-35 |
32 |
112 |
0.58 |
7 |
36-45 |
100 |
117 |
0.54 |
8 |
46-55 |
92 |
114 |
0.57 |
9 |
>55 |
70 |
111 |
0.58 |
الشكل 2: علاقة العمر مع تناقص نشاط ALAD نتيجة للتعرض القليل للعوامل الجوية ( 15 ).
الشكل 3: علاقة العمر مع تزايد تركيز الرصاص نتيجة التعرض للرصاص المحمول جواً (15) .
الجدول 3: نتائج عدد من المرضى (15 شخصاً منتخبين) تبين قيم الرصاص ALAD والكوبروبرفيرين من المجموعة المكونة من 80 عاملاً والتي أجريت بين عامي 2000 – 2006.
الرقم |
ALAD |
رصاص الدم |
الكوبروبرفيرين |
1 |
0.0 |
496 |
588 |
2 |
0.0 |
708 |
626 |
3 |
0.0 |
518 |
568 |
4 |
0.0 |
556 |
632 |
5 |
0.0 |
490 |
688 |
6 |
0.0 |
562 |
696 |
7 |
0.0 |
590 |
678 |
8 |
0.008 |
435 |
412 |
9 |
0.002 |
492 |
362 |
10 |
0.001 |
388 |
398 |
11 |
0.18 |
280 |
324 |
12 |
0.27 |
286 |
355 |
13 |
0.34 |
263 |
288 |
14 |
0.55 |
126 |
244 |
15 |
0.76 |
112 |
255 |
|
| المناقشة Discussion |
يتبين لنا من المراجعة البحثية (15)، والنتائج المستخلصة من هذه الدراسة، والتي تمت بين عامي 2000- 2006 أن ارتفاع مقدار الرصاص في الدم (حسب الطريقة اللونية) يؤدي إلى ارتفاع مقادير الكوبروبرفيرين البولي وانخفاض نشاط إنزيم ALAD (708 للرصاص مكغ/ ل و 626 للكوبروبرفيرين ملغ/ مل وقيمة نشاط الإنزيم صفر)، ويعزى ذلك إلى تثبيط الرصاص للإنزيمات التي تسيطر على تخليق الهيم في كل مرحلة من مراحل دورة تخليق الهيم، ذلك أن الرصاص يشكل أربطة تساندية مع المجموعات السلفهيدريلية الموجودة في النهايات السيستيئنية للإنزيمات، وتكون التأثيرات الحادثة بفعل الرصاص غير عكوسة مما يؤدي إلى تثبيط نشاطها، وتدل هذه الملاحظات أن نشاط الإنزيم تبدأ بالخمود عند وصول قيم الرصاص إلى قيم أعلى من 250 مكغ/ ل، ويصبح النشاط صفراً (معدومة) عند قيم رصاص أعلى من 400 مكغ/ ل (16.1)، إضافة إلى انطراح مستقلبات الهيم البدئية مثل ALA حمض دلتا أمينوليفولينيك (حيث يبلغ حجم الإنطراح خمسة أضعاف الانطراح الطبيعي)، ويُعد الكوبروبرفيرين III هو البرفيرين المسيطر في البول والبراز حيث يتناسب ارتفاعه في البول مع ارتفاع الرصاص في الدم (2، 8، 9، 14، 15).
يمسح تثبيط نشاط إنزيم ALAD السريع والباكر باعتماد عيار هذه المتثابتة كمؤشر هام وحساس لكشف التسمم الرصاصي، علماً أن استخدام إنزيم ALAD يتم للمرة الأولى في سورية في كشف الانسمام الرصاصي (15). وبناء على ما تقدم نقترح أن يتم إجراء تحليل للرصاص في الدم لكل عامل نجد لديه تثبيطاً تاماً في نشاط الإنزيم، وذلك لتحديد نسبة التسمم وبناء المعالجة عليها (1، 15).
|
الجدول 4: عدد العينات ومجال القيم المرضية المجراة لـ 80 عاملاً في عدد من المعامل.
|
رصاص الدم
مكغ / ل |
كوبروبرفيرين
ملغ / ل |
ALAD
مكمول / مل / سا |
عدد العينات |
50 |
68 |
73 |
مجال القيم المرضية |
112-708 |
225-696 |
0-0.76 |
الشكل 4: علاقة تناقص نشاط ALAD وازدياد تركيز الكوبروبرفيرين عند ارتفاع مقادير الرصاص في الدم.
|
| الاستنتاج Conclusion |
يعد تثبيط نشاط ALAD من المراحل الباكرة للتسمم بالرصاص ولذلك يفيد قياس نشاطها في:
1- تحذير الطبيب من الوضع الصحي للعامل المعرض مهنياً، وإنذاره من الأعراض المحتملة الحدوث وذلك عند إجراء المعايرات الدورية المنتظمة لإنزيم ALAD؛
2- كشف العمال الذين لم يمض على عملهم فترة طويلة والمعرضين للرصاص؛
3- كشف مستويات الرصاص باكراً وحتى
قبل ظهور الأعراض السريرية الوصفية؛
4- المراقبة الدورية والمنتظمة للعمال
المعرضين واستخدام معايرة هذا الإنزيم كاختبار تحرٍscreening test ومراقبة العمال الذين تعرضوا سابقاً للرصاص؛
5- ونظراً لإمكانية تطبيق الطريقة الآلية المستمرة، فيمكن مراقبة أعداد كبيرة من العمال في فترة زمنية قصيرة وبتكلفة اقتصادية بسيطة (1).
لقد بينت التجربة أن طرق كشف الرصاص (معايرة الرصاص بـ A.A.S.، معايرة الكوبروبرفيرين وغيرها)، رغم مثاليتها ودقتها غير قادرة على دراسة مجموعات عمالية كبيرة تبلغ المئات، ولذلك كان لابد من إيجاد وسيلة تشخيصية مرنة ودقيقة ومثالية أخرى، فكان استخدام معايرة هذا الإنزيم مؤشراً موثوقاً ومرضياً من النواحي العملية والتشخيصية والاقتصادية، في حال عدم توفر أجهزة الكشف النوعية كمقياس الطيف الضوئي بالامتصاص الذري لمعايرة الرصاص، ومقياس طيف التألق الذري لمعايرة البرفيرينات (1، 15).
|
| المراجع References |
1-Atai M.
Dosage du Porphobillinogen: Application a la détermination de l`activité de la porphobillinogen synthétase.
Annales de Biologie Clinic, 32, 227-236, 1974.
2-Petit D; Claeys F; Sykes C. and Noefent Y.
Lead Poisoninig from metallic teapots traditionally used by north Africans populations.
E D P Sciences, Journal de Physique, 2003.
3-Elwood W.G.
Heme Biosynthesis, Biochemistry: A case-oriented approach, 133-135, 1984.
4-Froom G.
Enzymes and Biologic catalysis, Lead Poisoninig, Biochemistry: A case-oriented approach, 144-146, 1978.
5-Griffin T. B. and Knelson G.H.
Lead, Environmental Quality & Safty, supp. Vol. II, 1975.
6-Doss M.
Diagnosis and Therapy of Porphyria and Lead Poisoninig.
Clinical Biochemistry, 174-207, 1979.
7-Slikoff I.G.
Prelevelence of Lead disease
among secondary lead smelter workers and Biological indicators.
Environmental Reserche, 14, 1980.
8-Claey F; Sykes C; Limbos C. and Ducoffre G.
Childhood lead poisoninig in Brusseles.
Prevalence Study and Etiological Factors, 2003.
9-Wolf C; Barth A. and Konnaris C.
Chronic Anemia and abdominal Pain as a sequel of lead poisoninig .
Dtsh Med Wochenchr, 126: 556-558, 2001.
10-Philip A.
Increased Body Lead burden, The new England Journal of Medicin.
N Engl J Med; 384, 2003.
11-Anderson N.R. and Gama R.
Herbal remedy Poisoninig presenting with acute abdomen and raised urine porphyrin.
Ann Clin Biochem, 38: 308-310, 2001.
12-Srebocan E; Pompe Gotal J; Kis I. and Dirkic B.
Lead Intoxicalion in a puppy-A case report.
Vet Med Czech, 47(10-11): 323-324, 2002.
13-Godwin H.A.
The biological Chemistry of Lead
Curr O Pin Chem Biol, 223-227, 2001.
14-Fontanellas A. and Navarro S.
Erythrocytes A minolaevulinale Dehydratase Activity as a Lead marker in patients with chronic renal failure
Am J Kideny Dis, 40-43, 2002.
-15 سمير خواجكية، د. رياض هنداوي و د. منير عطائي مساهمة مخبرية في دراسة التسمم المزمن بالرصاص في القطر العربي السوري وطرق كشفه.
رسالة ماجستير، كلية الصيدلة، جامعة دمشق، 1985.
|
| |
