سنجش مورفومتریک بافت ریه در مدل القای آپوپتوز ناشی از استشمام گازهای سمی

در سالهای اخیر صنعتی شدن شدن سبک زندگی و ظهور ماشین آلات صنعتی سبب ایجاد مشکلات زیست محیطی و پزشکی شده است و بیش از بیش سلامت انسان ها را به خطر انداخته است. استفاده از سوخت های متنوع و بعضا غیر استاندارد منجر به تولید آلاینده ها و گاز های سمی خطرناک بسیاری شده است که بلاقوه تهدید کننده سلامت انسان ها می باشد. طبق نظر متخخصان گاز سمی به گازی گفته می شود که می تواند باعث آسیب به بافت های زنده، اختلال در سیستم عصبی مرکزی، بیماری شدید یا در مواردی مرگ در هنگام بلعیده شدن، استنشاق یا جذب توسط پوست یا چشم را در پی داشته باشد.

نتایج مطالعات نشان می دهد، آسیب ناشی از گاز های سمی در اندام های هدف مانند پوست، چشم ها و ریه عمدتا از طریق آسیب رساندن به بخش اپیتلیال است که از این طریق می تواند سبب مرگ سلولی و آپوپتوز در سلول های بافت هدف شود. در این میان، بافت ریه به عنوان حیاتی ترین بافت شناخته می شود و آسیب راه های هوایی جدی ترین و کشنده ترین نوع آسیب می باشد.

انواع متداول گازهای مضر

 بعضی از گاز های مضر و خطرناک که تاکنون شناخته شده اند عبارتند از :

• سولفید هیدروژن
• مونوکسید کربن
• اکسیدهای نیتروژن
• ازن

با وجود تنوع در سوخت های مصرفی و تولید انواع زیادی از گاز های مخرب هنوز اثرات بسیاری از گازها بر اندام های بدن ناشناخته مانده است. در سال های گذشته عمده مطالعات در زمینه بررسی اثرات مخرب گاز های سمی با تکیه بر استفاده از نمونه های انسانی مانند استفاده از بافت افراد آسیب دیده از گاز های سمی مانند افراد شرکت کننده در جنگ و کارگران شاغل در مراکز صنعتی بوده است. با وجود مشکلاتی متعدد در دسترسی به این افراد و نحوه نمونه گیری، استفاده از مدل های حیوانی بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است.

جهت مشاوره رایگان با مشاورین شرکت بافت و ژن پاسارگاد تماس بگیرید
۰۲۱۶۶۱۲۱۹۸۳

در ادامه برخی از مطالعات انجام شده در مورد اثرات سوء گاز های سمی و مکانیسم اثر آن بر بافت ریه در مدل های حیوانی اشاره می شود:

تاثیرات گاز خردل در بافت ریه

خردل گوگردی، که معمولاً به عنوان گاز خردل شناخته می شود، به عنوان یک گاز مورد استفاده در جنگ شیمیایی استفاده می شود و در حال حاضر یک عامل بالقوه تروریسم شیمیایی نیز می باشد. مرگ و میر به دنبال قرار گرفتن در معرض گاز خردل عمدتا با آسیب ریوی و ضایعات دستگاه تنفسی همراه است. عوارض تنفسی مسمومیت گاز خردل در افراد شامل لارنژیت، تراکئوبرونشیت، برونشیولیت، برونکوپنومونی، بیماری انسدادی مزمن ریه، برونشکتازی، آسم، تنگی راه هوایی بزرگ و فیبروز ریوی بوده که همگی با گذشت زمان تشدید می شوند.

گاز خردل می تواند سبب تحریک آپوپتوز در آلوئول های ریه شود و از این طریق منجر به آسیب های تنفسی و از بین رفتن بافت ریه شود. نتایج مطالعات نشان می دهد استنشاق گاز خردل با فعال کردن مسیر های دخیل در آپوپتوز مانند افزایش سطح مارکرهای شروع کننده مسیر آپوپتوز مانند افزایش پروتئین Fas، که آغاز کننده فرایند فعال شدن پروتئین کاسپاز-۸ می باشد، و همچنین افزایش فعالیت کاسپاز-۹ سبب تحریک مسیر های دخیل در فرایند آپوپتوز سلول ها می شود.

ترکیبات گوگردی آلودگی شهر های صنعتی

ترکیبات گوگردی، از جمله دی متیل سولفید (CH3)2S، دی متیل دی سولفید (CH3SSCH3)، متیل مرکاپتان (CH3SH) و سولفید هیدروژن (H2S)، به طور گسترده در هوای اطراف کارخانه های خمیر کاغذ شناسایی شده اند. غلظت این ترکیبات گوگردی از ۰.۰۵-۳۹ ppm متغیر بود. از این رو، سمیت آنها، با وجود افزایش سطح تولید این گاز، تهدیدی برای سلامت انسان است. استنشاق ترکیبات گوگردی اختلالاتی از جمله تنگی نفس شدید و افیوژن ریوی را به دنبال دارد.

استنشاق غلظت های بالای متیل مرکاپتان نیز ممکن است باعث سردرد، استفراغ، حالت تهوع و بیهوشی شود. اعتقاد بر این است که مکانیسم اصلی کما و مرگ ناشی از متیل مرکاپتان مربوط به مهار برگشت‌پذیر سیتوکروم c اکسیداز و مهار فعالیت‌های ATPase سدیم (Na+) و پتاسیم (K+) است که شبیه به اثرات سیانید و سولفید هیدروژن است. نتایج یک مطالعه نشان داده است که قرار گرفتن در معرض متیل مرکاپتان استنشاقی با ترشحات التهابی برونش و اطراف برونش همراه است که آلوئول های اطراف را نیز درگیر می کند. این مطالعه گزارش داده است پس از ۷ روز قرار گرفتن در معرض متیل مرکاپتان آلوئول حیوانات، با ترشح گلبول های قرمز، فیبرین، مونوسیت ها، وجود تعداد کمی لنفوسیت ها همراه بوده است. همچنین تخریب ساختار ریه و دیواره آلوئول ها در این حیوانات مشاهده شد.

تاثیرات جیوه و ترکیبات آن در بدن

جیوه یک فلز سنگین بسیار سمی است که پیامدهای سلامت عمومی و ایمنی قابل توجهی در سراسر جهان دارد جیوه معمولاً در طبیعت به اشکال مختلف یافت می شود جیوه غیر آلی شامل جیوه فلزی، بخار جیوه (Hg0) و جیوه (Hg+2) یا نمک های جیوه است، در حالی که شکل آلی جیوه شامل ترکیبات حاوی اتم های کربن مانند گروه های متیل، اتیل یا فنیل است و متاسفانه تمام اشکال ترکیبات جیوه ذکر شده را می توان در محیط زیست پیدا کرد.

طبق گفته سازمان بهداشت جهانی (WHO)، قرار گرفتن انسان در معرض جیوه از راه های متنوعی از جمله از طریق استنشاق بخار جیوه عنصری، مصرف غذاهای دریایی آلوده به جیوه آلی اتفاق می افتد. اگرچه جیوه به طور طبیعی در محیط وجود دارد، فعالیت های صنعتی اخیر انسان منجر به تجمع خطرناک جیوه در زمین، آب و منابع غذایی شده است.

پاتوژنز مسمومیت با جیوه اغلب چند وجهی است زیرا به اشکال مختلف ظاهر می شود و بسته به مسیرهای زیرین و آنزیم های تحت تأثیر می تواند بر تمام سیستم های بدن تأثیر بگذارد. این پتانسیل بیماری زایی گسترده به دلیل تمایل جیوه به اتصال به گروه های گوگردی است که جزء ضروری ساختار شیمیایی پروتئین ها، آنزیم ها، کانال ها و پمپ های سلولی هستند و در نتیجه عملکرد فیزیولوژیکی آنها را مختل کرده و باعث ایجاد تغییرات پاتولوژیک می شود. یکی از اثرات مولکولی جیوه، مهار آنزیم‌های اندوتلیال عروقی مانند Na/K-ATPase و Ca2-ATPase است که منجر به اختلال در واکنش‌پذیری عروقی می‌شود.

اثر دیگری که جیوه بر عروق بدن دارد، مهار اکسید نیتریک (NO) ناشی از جیوه است که در نتیجه مهار مسیر نیتریک اکسید سنتاز (NOS) اندوتلیال است. این اثر منجر به اختلال در اتساع طبیعی عروق و انقباض عروق می شود. همچنین نشان داده شده است که جیوه تولید گونه های فعال اکسیژن (ROS) را افزایش می دهد، که به نوبه خود منجر به غیرفعال شدن آنزیم های متعددی مانند پاراکسوناز، گلوتاتیون پراکسیداز، فسفولیپاز D و پروتئین کینازهای فعال شده با میتوژن (MAPKs) می شود. MAPK ها برای عملکرد سیستم ایمنی بسیار مهم هستند، زیرا نقش اساسی در فعال سازی سلول های T دارند. جیوه همچنین با ایجاد تظاهرات بالینی سندرم متابولیک مانند چاقی، مقاومت به انسولین و فشار خون بالا همراه است.

نتایج دیگر مطالعات نشان داده اند که جیوه بر سیستم رنین-آنژیوتانسین-آلدوسترون (RAAS) تأثیر می گذارد، که منجر به فشار خون بالا و با تغییر عملکرد سلول های β منجر به مقاومت به انسولین می شود

علاوه بر این نشان داده شده است که استنشاق بخار جیوه منجر به آسیب مستقیم بافت ریه، تخریب مویرگی، آپوپتوز، ادم ریوی و در نهایت فیبروز می شود. همچنین گزارش شده است که مواجه حاد با بخار جیوه منجر به مرگ در نتیجه نارسایی ریوی و نارسایی حاد کلیه می شود.

گسترش استفاده از گاز های سمی و وجود گاز های خطرناک ناشناخته در میان آنها در جوامع توسعه یافته و حتی دیگر جوامع سلامت انسان ها را به شدت به خطر انداخته است. از این رومطالعه و تحقیق در مورد اثرات گاز های مختلف بر بافت های بدن به خصوص بافت ریه و شناسایی مکانیسم های اثر این گاز ها در بدن جهت ایجاد استراتژی های درمانی ضروری به نظر می رسد.