علم السموم

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث

علم السُموم (بالإنجليزية: toxicology) هو فرع من علم الأحياء, والكيمياء,الطب و الصيدلة يختص بدراسة تأثير المواد الكيميائية على أجسام الكائنات الحية وخصوصا تأثيرها على جسم الأنسان. يقوم علم السموم بدراسة الآثار الجانبية للمواد الكيميائية على الكائنات الحية والأعراض التي تحدثها هذه المواد الكيميائية السامة والآليات التي سببت هذه الأعراض وطرق علاجها وكيفية الكشف عن هذه المواد السامة.

نشأة علم السموم[عدل]

الطبيب اليوناني ديسقوريدس (Dioscorides) هو أول من حاول تصنيف النباتات حسب تأثيراتها السمية والعلاجية. ابن وحشية كتب كتابا عن السموم في القرن التاسع أو العاشر الميلادي. يعتبر ماثيواورفيلا (Mathieu Orfila) الأب الحديث لعلم السموم حيث أعطى هذا العلم صفته الرسمية عام 1813م في كتابه الذي أسماه (Traité des poisons). في عام 1850 قدم جين ستاس (Jean Stas) الأدلة على أن البلجيكي (de Bocarmé Hypolyte Visart) قتل أخاه عن طريق تسميمه بالنيكوتين. ثيوفراستوس فيليبوس (Theophrastus Phillipus Auroleus Bombastus von Hohenheim) الذي عاش بين عامي (1493–1541م) أيضا يعتبر أبا لعلم السموم. ينسب له القول التالي "كل الأشياء سامة ولا يوجد شيء بدون سمية, وحدها الجرعة هي ما تجعل الأشياء غير سامة". وتختصر هذه المقولة إلى "الجرعة تصنع السمية".

’’’العلاقة بين الجرعة وأثرها على الكائن الحي’’’ الذي يتعرض لها تمثل أهمية قصوى في علم السموم. المعيار الرئيسي فيما يتعلق بسمية مادة كيميائية هي الجرعة (كمية التعرض للمادة). كل المواد تعتبر سامة في الظروف المناسبة. يشير المصطلح LD50 إلى الجرعة من المادة السامة التي تقتل 50% من العينة المجرب عليها (غالبا ما تكون فئران أو بدائل أخرى عندما يتعلق الاختبار بالسمية على الإنسان).

ديسقوريدس (Dioscorides) طبيب ذا أصل يوناني في بلاط الامبراطور الروماني (نيرو)، قام بالمحاولة الأولى لتصنيف النباتات وفقاً لتأثيراتهم العلاجية والسمية.[1] قام (ابن وحشية) بتأليف كتاب عن السموم في القرن التاسع والعاشر الميلادي.[2]

كما و يعتبر ماثيو أورفيلا الأب الحديث لعلم السموم، بعد إعطاء الموضوع أولى التعاملات الرسمية في عام 1813 في كتابه (Traité des poisons)، أيضا يسمى Toxicologiegénérale.والتي تعني علم السموم العام..[3]

في عام 1850،أصبح جين ستاس أول شخص ينجح بعزل السموم النباتية من الأنسجة البشرية ، ممّا أتاح له التعرف على النيكوتين كمادة سامة في قضية قتل بوكريم الشهيرة، مقدّما الأدلة اللازمة لاتهام الكونت البلجيكي هيبولايت فيزارت دي بوكارمي" Hippolyte Visart de Bocarmé" بقتل أخ زوجته .

كما ويعتبر ثيوفراستوس فون هوهينهايم "Theophrastus PhillipusAuroleusBombastus von Hohenheim " 1493- 1541 (أيضا يشار اليه ب باراسيلسيوس "Paracelsus" ، وذلك بسبب اعتقاده بأن دراساته كانت فوق أو ما وراء أعمال سيلسوس "Celsus"- وهو طبيب روماني من القرن الأول )الأب لعلم السموم. وينسب اليه القول الكلاسيكي المأثور في علم السموم:"Alle Dinge sind Gift und nichtsistohne Gift; allein die Dosismacht, dassein Ding kein Gift ist " والتي عند ترجمتها تعني: كل الأشياء عبارة عن سموم ولا شيء خالِ من السموم، فقط الجرعة هي التي تجعل هذا الشيء سمّيّاً أم لا. وغالبا ما تختصر هذه العبارة لتصبح باللاتينية:"Sola dosisfacitvenenum" والتعي تعني : الجرعة تحدد السمّيّة.[4]:30

Lithograph of Mathieu Orfila

اساسيات في علم السموم[عدل]

هدف تقييم السميّة : هو تحديد التأثير المعاكس(المضاد) لمادة ما.[5] التأثير العكسي يعتمد على عاملين أساسيّين: 1.طريقة التعرض للمادة(تعاطيها) (عن طريق الفم، الاستنشاق، أو الجلد) 2.الجرعة (المدة والتركيز المعرض له). لاستكشاف جرعة، يتم فحص المواد بنماذج حادة ومزمنة.[6] بشكل عامأجريت مجموعة مختلفة من التجارب لتحديد فيما إن كانت المادة مسببة للسرطان، و دراسة أشكال أخرى للسميّة.[6] ===العوامل التي تؤثر بالسمّية الكيميائية=== :

  • الجرعة

يتم دراسة كلا العاملين : التعرض لجرعة كبيرة (حادة) ، و التعرض المستمر لجرعة صغيرة(مزمنة).

  • طريقة التعرض للمادة:

بالهضم، عن طريق الاستنشاق، أو عن طريق امتصاص الجلد .

  • عوامل أخرى:
  • النوع
  • العمر
  • الجنس
  • الصحة
  • البيئة
  • عوامل فردية

طرق الاختبار[عدل]

التجارب التي تعنى بالسمية ، قد تُجرى إما داخل جسم الكائن الحي( مستخدما كل الحيوان ) ،أو خارج جسم الكائن الحي( مجرباً على خلايا أو أنسجة معزولة)، أو حاسوبياً ( ضمن محاكاة للكمبيوتر).[7]

طرق التجارب على الحيوانات:[عدل]

الآداة التقليدية للتجربة في علم السموم : هي الاختبار على الحيوانات..[4] ففي عام 2014 ،وفرت التجارب على الحيوانات المعلومات التي لم تكن متوافرة بالوسائل الأخرى عن آلية عمل هذه المواد في الكائن الحي.[8]

طرق الاختبار البديلة:[عدل]

بينما تبقى التجارب على الحيوانات هي أفضل وسيلة لتقدير التأثير على الانسان، هناك مخاوف أخلاقية وتقنية فيما يتعلق بالتجارب على الحيوانات.[9] من أواخر ال 1950، سعى مجال علم السموم إلى التقليل أو القضاء على التجارب على الحيوانات تحت عنوان : "ال راءات الثلاثة"او "three R's"، تقليل عدد التجارب على الحيوانات للحد الأدنى من الضرورة، إدخال تحسينات على التجارب لتصبح أقل معاناة على الحيوانات، واستبدال التجارب التي تجرب داخل الكائن الحي للتجارب الأخرى، أو استخدام أشكال الحياة الأكثر بساطة اذا كان ذلك ممكنا.[10][11] في بعض الحالات، تم التحويل من اجراء الدراسات على الحيوانات بموجب القانون أو اللوائح، ففي عام 2013 ، قام الاتحاد الأوروبي بمنع إجراء التجارب على الحيوانات إذا كان لغايات مستحضرات التجميل.[12]

استخدام النماذج الحاسوبية هو مثال على طرق الاختبار البديلة ،واستخدام تلك النماذج للمواد الكيميائية والبروتينات، أيضا يمكّن من تحديد علاقة الشكل مع النشاط، كما أمكن من تحديد البنية الكيميائية التي تستطيع الارتباط و التتداخل مع البروتينات ذات الوظائف الأساسية[13]. هذا العمل يتطلب خبرة في تصميم الجزيئات والاحصاءات بالإضافة الى آراء خبرة في الكيمياء و الأحياء و علم السموم.[13]

علم السموم المحوسب[عدل]

نظام علم السموم المحوسب الذي يطور نماذج رياضية ، ونماذج تعتمد على الكمبيوتر، وذلك لفهم أفضل و التنبؤ بالتأثيرات الصحية الضارة الناجمة عن النلوثات البيئية و الصيدلانية. .[14] ضمن مشروع علم السموم في القرن الواحد والعشرين [15][16] تم تحديد "deep neural network" و "Random Forest" و Support vector Machines" " كأفضل النماذج التي تعنى بالتنبؤ والتي يمكن أن تصل لنفس أداء التجارب في المختبر.

علم السموم كمهنة[عدل]

خبير السموم أو العالم في علم السموم ، هو العالم أو الشخص في المجال الطبي مختص في دراسة الحالات والآليات و العلاجات و اكتشاف السموم، خصوصا تسمّم الناس. للعمل كخبير في السموم ،على الشخص أن يحصل على درجة في علم السموم أو درجة مقاربة مثلا في الأحياء، أو الكيمياء أو الكيمياء الحيوية، فخبير السموم عليه مجموعة من الواجبات المختلفة ، من ضمنها إجراء البحوثات في المجالات الأكاديمية، غير الربحية و المجالات الصناعية، وتقييم سلامة المنتجات، والاستشارات، بالإضافة الى الخدمات العامة و الأمور والتنظيمات القانونية. التخصصات تحت علم السموم هناك العديد من التخصصات في مجال علم السموم والتي تهتم بجوانب حيوية وكيميائية مختلفة في هذه المنطقة. مثل: •تأثير السموم علي الجيناتtoxicogenomics •علم السموم المائية Aquatic toxicology) •علم السموم الكيميائي (الصيدلاني) (Chemical (pharmaceutical) toxicology) •Ecotoxicology •علم السموم البيئي ((Environmental toxicology •علم السموم في الطب الشرعي (Forensic toxicology) •علم السموم النانوي(Nanotoxicology) •علم السموم الطبي Medical toxicology))

علم السموم الكيميائي (الصيدلاني)[عدل]

هوعلم يشمل دراسةالتركيب وآليةالعمل المتعلقة بالتأثيرالسمي لمادة كيميائية. ويشمل الأبحاث بتقنيات حديثة متعلقة بجوانبكيميائية في علم الأدوية. الأبحاث في هذاالمجال متعددةالتخصصات بشكل كبير حيث تمتدإلى: الكيمياءالحاسوبية (computational chemistry), والكيمياءالتصنيعية (synthetic chemistry), واكتشاف الأدوية (drug discovery), وأيضالأدوية (drug metabolism), وآليةالعمل (mechanisms of action).

المتطلبات[عدل]

لكي تستطيع العمل كعالم في السموم( خبير في علم السموم) ،على الشخص أن يحصل على درجة في علم السموم أو درجة مقاربة مثلا في الأحياء، أو الكيمياء أو الكيمياء الحيوية. برامج درجة البكالوريوس تغطي التركيب الكيميائي للمواد السامة ، بالإضافة الى آثارها على الكيمياء الحيوية، علم وظائف الأعضاء"الفسيولوجي"، علم البيئة. بعد الانتهاء من المساقات التعريفية بعلوم الحياة، يقوم الطلاب بالاندراج ضمن مختبرات لتطبيق مبادئ علم السموم للبحوثات والدراسات الأخرى ،ويقوم طلاب الدراسات العليا بالخوض ضمن قطاعات مختلفة، مثلاً الصناعات الدوائية أو تطبيق القانون، والتي تطبق أساليب علم السموم في عملهم. توصي جمعية علم السموم (سوت)، بأن الطلاب الذين لم يتخرجوا بعد من المرحلة الثانوية في المدارس التي لا تقدم درجة بكالوريوس في علم السموم بالنظر في تحقيق شهادة بالكيمياء أو الأحياء. بالاضافة لذلك، تنصح منظمة ال(سوت) خبراء السموم الطموحين بأخذ دورات في الاحصاء والرياضيات، بالإضافة لكسب خبرة في المختبرات ،عن طريق دورات مخبرية، ومشاريع بحثية بين الطلاب، والتدريب.

الواجبات[عدل]

يقوم عالم السموم بالكثير من الواجبات ، من ضمنها الأبحاث الأكاديمية، والمجالات غير الربحية و المجالات الصناعية، تقييم سلامة المنتجات، الاستشارات، الخدمات العامة، والتنظيم القانوني. كما يقوم أيضاً بعمل دراسات وتجارب مصممة بعناية ، من أجل البحث و تقييم آثار المواد الكيميائية. هذه التجارب تساعد في معرفة الكمية المحددة لمادة ، والتي يمكن أن تسبب الأذى و المخاطر المحتملة لكونه قريب ، أو بسبب استخدام بعض المنتجات التي تحوي مادة كيمائية معينة. قد تتراوح المشاريع البحثية من تقييم آثار الملوثات السامة على البيئة، لتقييم مدى استجابة نظام المناعة البشري للمركبات الكييائية في العقاقير الصيدلانية، في حين أن من الواجبات الأساسية لعلماء السموم هو تحديد تأثير المواد الكيميائية على الكائن الحي ومحطيها، واجبات الوظيفة المحددة قد تختلف بالاعتماد على الصناعة و العمالة، على سبيل المثال: قد يبحث علماء السموم المختصين بالطب الشرعي على المواد السامة في مسرح الجريمة، بينما علماء السموم المائية سيهتم بتحليل وتحديد مستوى السميّة في المياه العادمة.

التعويض[عدل]

الرواتب للوظائف في علم السموم ،تعتمد على عدة عوامل: منها التحصيل الدراسي ومستوى التعليم، التخصص، والخبرة. يلاحظ المكتب الأمريكي لإحصاءات العمل(BLS)، أن الوظائف للعلماء البيولوجيين والتي بشكل عام تشمل علماء السموم، من المتوقع أن ترتفع بنسبة 21% بين عامي 2008 و 2018. كما يلاحظ ال(BLS) ، أن هذه الزيادة قد تكون بسبب البحث والتطوير في مجال التكنولوجيا الحيوية، بالإضافة الى ارتفاع ميزانية البحوث الطبية والأساسية في العلوم الحياتية.

سمية المواد الناتجة من عملية الأيض داخل الجسم[عدل]

العديد من المواد التي تعتبر سامة تؤدي تأثيرها السمي بشكل غير مباشر. مثال: الكحولي أو الميثانول يتحول داخل الجسم عن طريق الكبد إلى فورمالديهيد و حمض الفورميك (formaldehyde and formic acid) وهاتان المادتان هما السبب في الأثر السام للكحول. بالنسبة للأدوية, العديد من الأدوية تتحول إلى سموم في الكبد, مثال على ذلك أسيتامينوفين (باراسيتامول) خصوصا عند الأشخاص المدمنين على الكحول. الاختلافات الجينية في بعض إنزيمات الكبد تجعل السمية تجاه بعض المواد تختلف من شخص لآخر. بعض الأدوية تصبح سامة إذا أعطيت مع أدوية أخرى. هناك أبحاث يقوم بها المتخصصون في علم السموم وتشمل: التعرف على إنزيمات الكبد التي تحول المركب إلى سم, وما هي نواتج هذا التحويل وتحت أي ظرف وفي أي من الناس يحدث هذا التحول.

التخصصات تحت علم السموم[عدل]

هناك العديد من التخصصات في مجال علم السموم والتي تهتم بجوانب حيوية وكيميائية مختلفة في هذه المنطقة. مثل:

  • تأثير السموم علي الجينات toxicogenomics
  • علم السموم المائية Aquatic toxicology)
  • علم السموم الكيميائي (الصيدلاني) (Chemical (pharmaceutical) toxicology)
  • Ecotoxicology
  • علم السموم البيئي ((Environmental toxicology
  • علم السموم في الطب الشرعي (Forensic toxicology)
  • علم السموم النانوي(Nanotoxicology)
  • علم السموم الطبي Medical toxicology))

علم السموم الكيميائي (الصيدلاني)[عدل]

هو علم يشمل دراسة التركيب وآلية العمل المتعلقة بالتأثير السمي لمادة كيميائية. ويشمل الأبحاث بتقنيات حديثة متعلقة بجوانب كيميائية في علم الأدوية. الأبحاث في هذا المجال متعددة التخصصات بشكل كبير حيث تمتد إلى: الكيمياء الحاسوبية (computational chemistry), والكيمياء التصنيعية (synthetic chemistry), واكتشاف الأدوية (drug discovery), وأيض الأدوية (drug metabolism), وآلية العمل (mechanisms of action).

انظر أيضا[عدل]

مراجع[عدل]

  1. ^ Hodgson، Ernest (2010). A Textbook of Modern Toxicology. John Wiley and Sons. صفحة 10. ISBN 0-470-46206-X. 
  2. ^ Levey، Martin (1966). Medieval Arabic Toxicology: The Book on Poisons of ibn Wahshiyya and its Relation to Early Native American and Greek Texts. 
  3. ^ "Biography of Mathieu Joseph Bonaventure Orfila (1787–1853)". U.S. National Library of Medicine. 
  4. ^ أ ب Ottoboni، M. Alice (1991). The dose makes the poison : a plain-language guide to toxicology (الطبعة 2nd). New York, N.Y: Van Nostrand Reinhold. ISBN 0-442-00660-8. 
  5. ^ Committee on Risk Assessment of Hazardous Air Pollutants, Commission on Life Sciences, National Research Council (1994). Science and judgement in risk assessment. The National Academic Press. صفحة 56. 
  6. ^ أ ب "Human Health Toxicity Assessment". United States Environmental Protection Agencies. 
  7. ^ Bruin، Yuri. et. al (2009). "Testing methods and toxicity assessment (Including alternatives)". Academic Press (ELSEVIER): 497–514. doi:10.1016/B978-0-12-373593-5.00060-4. 
  8. ^ "The importance of animal in research". Society of Toxicology. 2014. 
  9. ^ "Existing Non-animal Alternatives". AltTox.org. 8 September 2011. 
  10. ^ "Alternative toxicity test methods: reducing, refining and replacing animal use for safety testing". Society of Toxicology. 
  11. ^ Alan M. Goldberg. The Principles of Humane Experimental Technique: Is It Relevant Today? Altex 27, Special Issue 2010
  12. ^ Adler. S., et. al (2011). "Alternative (non-animal)methods for cosmetic testing: current status and future prospects - 2010". Arch Toxicol (Springer-Verlag) 85 (1): 367–485. doi:10.1007/s00204-011-0693-2. 
  13. ^ أ ب Leeuwen van.C.J., Vermeire T.G. (2007). Risk assessment of chemicals: An introduction. New York: Springer. صفحات 451–479. 
  14. ^ Reisfeld، B؛ Mayeno، A. N. (2012). Computational Toxicology. صفحات 3–7. ISBN 978-1-62703-049-6. 
  15. ^ Hartung، T (2009). "A toxicology for the 21st century--mapping the road ahead". Toxicological Sciences 109 (1): 18–23. doi:10.1093/toxsci/kfp059. PMC 2675641. PMID 19357069. 
  16. ^ Berg، N؛ De Wever، B؛ Fuchs، H. W.؛ Gaca، M؛ Krul، C؛ Roggen، E. L. (2011). "Toxicology in the 21st century--working our way towards a visionary reality". Toxicology in Vitro 25 (4): 874–81. doi:10.1016/j.tiv.2011.02.008. PMID 21338664. 
  • Amdur MO, Doull J, Klaassen, CD. 1993. Cassarett and Doull's Toxicology: The Basic Science of Poisons. New York: McGraw-Hill, Inc.
  • Gilbert SG. A Small Dose of Toxicology – The Health Effects of Common Chemicals. CRC Press, Boca Raton, February 2004, p 266. – see web site http://www.asmalldoseof.org/
  • Hodgeson E, Levi PE. 1987. A Textbook of Modern Toxicology. New York: Elsevier Science Publishing Co., Inc.

وصلات خارجية[عدل]

شمال الصيدلة و العلوم المرتبطة بها   تحرير

صيدلانيات صيدلانيات|صيدلة صناعية | علوم مرتبطة: صيدلة فيزيائية (كيمياء فيزيائية) | التقنية الصيدلانية | الأشكال الصيدلانية | (المضغوطات - الحبوب - الحقن - التحاميل | المستحلبات - الكريم - المرهم - أشكال حديثة - الشرابات)| دستور الأدوية | المزج | انتقال الكتلة | شركات الأدوية
علوم صيدلانية كيمياء صيدلانية (تصميم الدواء) - علم العقاقير (تشخيص العقاقير) - علم كيمياء العقاقير - علم الأدوية - علم الحركية الدوائية والتحريك الدوائي

كيمياء صيدلانية : المجموعات الدوائية |علاقة بنية-فعالية SAR| الإصطناع الكيميائي | علاقة (بنية-فعالية) الكمية Qsar| الفارماكوفور | تصميم الأدوية | حركيات دوائية: التوافر الحيوي | حجم التوزع | النماذج الحركية الدوائية | علم الأدوية: علم وظائف الأعضاء | المستقبلات | المحرضات | الحاصرات | مثبطات | الأنزيم | الهرمون | العقاقير : النباتات الطبية | (القلويدات - الغلوكوزيدات - الفلافونيدات)

علوم مرتبطة علوم مرتبطة: علم الأحياء | فيزيولوجيا (مرتبط بعلم الأدوية) | كيمياء حيوية | كيمياء عضوية | بيولوجيا جزيئية - ميكروبيولوجيا وعلم الطفيليات - علم النبات
رقابة الجودة رقابة الجودة: كيمياء تحليلية (علم المطيافيات والتحليل الصيدلاني: أطياف الأشعة تحت الحمراء | أطياف الأشعة فوق البنفسجية | أطياف الرنين المغناطيسي النووي | الرحلان الكهربائي | التفريق اللوني )|قواعد التصنيع الجيد
ممارسة صيدلانية عامة | صيدلية | صيدلة المشافي | صيدلة سريرية (اكلينيكية): تداخلات دوائية