آليات السمية الجزيئية:
I- التدخل في عملية التفاعل بين المستقبلات والمادة الفعالة
with normal receptor-ligand interaction I- Interference
1- مثال: للناقلات العصبية: الاسيتيل كولين (Ach)
مثال على السموم Organophosphors pesticide
2- المستقبلات الهرمونية (Hormones receptors) مثل TCDD.
3- الإنزيمات: Enzymes.
مثل الفسفورات العضوية والسيانيد.
4- البروتينات الناقلة Transport Proteins.
مثال: تفاعل أول أكسيد الكربون (CO) مع الهيموقلوبين.
II- التدخل في وظيفة جدار الخلية:
II- Interference with membrane function:
مثال:
1- القنوات المسؤولة على دخول الأيونات.
كسموم: Saxitoxin, DDT:
2- سيولة الجدار الخلوي.
مثال:
- المذيبات العضوية organic Solvents.
مثل الكلورفورم (Chloroform) و CCl4 رابع كلوريد الكربون.
3- التأثير على جدار اليزوزوم lysosomal membrane.
مثل: الفوسفورس (Phosphors) و CCl4.
4- وجدار الميتوكوندريا Mitochondria membrane.
مثل: الفوسفورس و CCL4 Carbon tetrachloride الكربون رباعي الكلورايد.
III- التدخل في إنتاج الطاقة الخلوي:
III- interference with cellular energy
1- اليهموقلويين Hemoglobin:
مثال: أول أكسيد الكربون CO والنترات Nitrite
بإرتباط CO مع الهيموقلوبين واحلاله محل الاوكسجين O2 يمنع وصول الاوكسجين إلى الخلايا ويعطل عملية انتاج الطاقة ممثلة في (ATP).
2- عدم إزدواج عملية الأكسدة مع الفسفرة:
uncoupling of oxidative phosphoylation
عدم ازدواج عملية الأكسدة مع الفسفرة التي تعتبر ضرورية في عملية انتاج الطاقة من خلال respiratory chain reactions سلسلة التفاعلات التنفسية في الميتوكوندريا التي تنتج عنه فسفرة ADP إلى ATP بوجود الاوكسجين.
مثل التسمم بالسيانيد والاسبرين و Dinitrophenol.
3- مثبط انتقال الالكترونات اللازمة في عملية انتاج ATP في الميتوكوندريا مثل التسمم بالسيانيد.
electron-Transport inhibition
4- تثبيط التحول الحيوي (أيض) للكربوهيدرات.
Carbohydrate metabolism inhibition
مثال التسمم بـ Fluroacetate.
الذي يعطل عمل سلسلة التفاعلات الخاص بتكسير الجلوكوز (السكر) وكريبز سيكل (Krebs cycle) لإنتاج الطاقة.
والجدير بالذكر أن ATP (الادينوسين تراي فوسفات) Adenosine triphosphate هو مركب كيميائي للتخليق الحيوي ومصدر رئيسي وكبير للطاقة حيث يستغل في العديد من التفاعلات الحيوية: كمنشط للمركبات الداخلية المنشأة من خلال عملية الفسفرة (Phosphoryltion).
كما يحتاج إليه في عملية انقباض العضلات وكوقود لحركة الخلايا ولانقسام الخلية وبناء هيكل الخلية والمحافظة على الشكل الخارجي للخلية وصيانته ونقل الأيونات كالكالسيوم والصوديوم وبالبوتاسيوم والهيدروجين.
IV- الإخلال بتوازن الكالسيوم:
Perturbation of calcium homeostasis
الزيادة في أيونات الكالسيوم البين خلوية:
تنظم مستويات أيونات الكالسيوم بدقة عالية. حيث يوجد فرق يبلغ (10000) ضعف بين تركيز الكالسيوم خارج الخلايا ومثيلتها بالسيتوبلازم (داخل الخية) والتي يتم المحافظة عليها بعدم نفاذية الغشاء البلازمي لها من خلال آليات الفعل لإزالتها من السيتوبلازم. حيث تنتقل أيونات الكالسيوم بالمضخة ويفصل ويعزل في الشبكة الاندوبلازمية والميتوكوندريا.
قد تؤدي السموم والملوثات البيئية إلى الإخلال بتوازن الكالسيوم عن طريق تخريب الغشاء البلازمي وتعطيل عمل المضخات المسؤولة عن حفظ التوازن للكالسيوم.
زيادة مستوى الكالسيوم داخل الخلية يعتبر ضار ومؤذي وقد يؤدي إلى قتل وموت الخلية لأنه قد ينتج عنه:
1- استنفاذ الطاقة الاحتياطية.
2- خلل في وظيفة الخيوط الدقيقة الداخلة في بناء هيكل الخلية.
3- تنشيط الإنزيمات المحللة.
فالمستويات العالية من الكالسيوم داخل الخلية يثبط تصنيع ATP داخل الميتوكوندريا.
ونتيجة لنشاط إنزيمات الأكسدة عن طريق الكالسيوم قد ينتج عنها زيادة Reactive oxygen species ROS)) أجناس الأوكسجين النشطة التي تؤدي إلى تلف الأغشية الداخلية للميتوكوندريا.
وإذا لم يتم التحكم بزيادة الكالسيوم داخل الخلية قد يؤدي ذلك إلى إصابة الخلية وتفكك وإنحلال الخيوط الدقيقة مما ينتج عنه تكون البثرات بسطح الغشاء الخلوي مما يفقد حيويتها، ويؤثر على تركيب الهيكل البنائي للخلية.
ارتفاع مستويات الكالسيوم داخل الخلية يؤدي إلى نشاط إنزيمات التحليل المائي والتي بدورها تؤدي إلى انهيار وتكسير البروتينات والفوسفوليبيدات (الدهون) والأحماض النووية.
فتنشيط الـ (Proteases) يؤدي الى تكسير الإنزيمات و البروتينات الداخلة في بناء الخلية و (Phospholipases) الخاص بتكسير الدهون يؤدي إلى انهيار الغشاء الخلوي أما تنشيط الإنزيمات النووية الداخلية (Endonucleases) فتؤدي إلى تكسير وتحلل الـ DNA.
مثال: ذلك مركب TCDD (تتراكلورو داي نزوديوكسين) الذي يؤدي إلى موت الخلايا فسيولوجياً.
والخلاصة أن عملية فرط الكالسيوم الخلوي ينشط العديد من العمليات التي تتداخل مع قدرة الخلايا في المحافظة على تركيبها وصاينتها وتكامل وظيفتها.
أمثلة: على المواد السامة التي قد تسبب خلل في مستوى الكالسيوم:
الزرنيخ, كوبالت Phaloidin, paraquat, cobalt.
V- الارتباط التساهمي بالجزيئات الحيوية أو (الجزيئات الكبيرة)
Covalent binding to biomolecules or (macromolecules):
الارتباط التساهمي بالجزيئيات الأساسية أو الحيوية مثل البروتينات والدهون والأحماض النووية.
قد تؤدي عملية التحول الحيوي (الأيض) لبعض المواد السامة إلى انتاج مواد نشطة تكون محبة للالكترونات في طبيعتها (electrophilics) والشوارد الحرة (free radicals) التي تهاجم الجزيئيات الاساسية داخل الخلية كما يحصل في عملية تزرنخ الدهون lipid Peroxidation.
فبعض السموم مثل: CCl4 تنشط ب cyt p450 free radial CCl3 مكونة فيهاجم الجدار الخلوي الغني بالدهون فينتج عنها أكسدة فوقية للدهون.
أمثلة أخرى كالتسمم ب Ozone, praquat.
أما مهاجمة و اللاعتداء على الأحماض النووية فينتج عنه نشؤ الطفرات والتسرطن.
VI- إثباط تركيب وتصنيع البروتينات:
تؤثر المواد السامة على الأحماض النووية مثل RNA, DNA وينتج عن هذا التأثير في جميع الحالات اضطراب في تركيب البروتينات.
إذا كان التأثير يتناول DNA فيصبح موروثاً أما الأحماض الأخرى فتصيب الخلايا التي تتعرض للـتاثير فقط دون أن ينتقل إلى اسلافها.
التسميات
سموم