امراض النباتات - دروس

تأثير المبيدات الفسفو عضوية (OPIs) على الإنزيمات المضادة للأكسدة

تمتلك الخلية مجموعة متطورة من الآليات الدفاعية المضادة للأكسدة التي تؤمن لها الحماية ضد الجذور الحرة و المتمثلة في جهاز دفاعي متكامل، حيث تتضافر جزيئاتـه الإنزيميـة منهـا و غيـر الإنزيمية في التخلص من الجذور الحرة.

ويعتبر انزيم SOD), superoxide dismutase) أول إنزيم يتـدخل لتعـديل سلـسلة التفـاعلات الجذرية من خلال تحفيزه لعملية Dismutation للجذر فوق الأكسيد  –O2الى بيروكسيد الهيدروجين H2Oوفق المعادلة التالية:

ويتواجد إنزيم (SOD) في خلايا النباتات والحيوانات الهوائية تحديدا في Peroxisome.

و يتنافس كل من (Catalase (CAT و (Glutathione puroxidase (GPلتحويـل بيروكـسيد الهيدروجين H2Oإلى ماء وأكسجين وفق المعادلة التالية :

إضافة إلى هذا يوجد خط دفاعي آخر غير إنزيمـي تعمـل جزيئاتـه علـى اقتنـاص الجـذور الأوكسجينية و النتروجينية النشطة (ROS) (RNS) والمتمثلـة فـي Glutationeو α-toopherol وهي أهم المركبات الحامية للجزيئات المحبة للذوبان في الماء والدهون على التوالي.

ويتضح من خلال هذا التنوع الكبير في صيغ الإنزيمية وغير الإنزيمية للGlutatione ، الـدور الأساسي الذي يلعبه من خلال تدخله في مختلف عمليات إزالة الأكسدة ، اقتناص وتعـديل المركبـات الجذرية….الخ.

إن أي خلل في نشاط أحد أفراد هذا الجهاز الإنزيمي قد يؤدي إلى هيمنة التوتر التأكسدي مسببا خللا في وظيفة وثبات الخلية.

تتسبب المبيدات الفسفوعضوية بواسطة زيادة تركيب الجذور الحرة في إحـداث تغيـرات علـى مستوى الإنزيمات المضادة للأكسدة، أهما الانخفاض في مستوياتها مما ينـتج عنـه ضـعف القـدرة الدفاعية العامة ،رغم ارتفاع النشاط الإنزيمي.

حيث تتسبب العديد من المبيدات، منها Chlorpyrifos ،Diazinone (DZ) ،Malathion  فـي تغيرات في مستوى الإنزيمات CAT، GPX, SODتحت تأثير سمية تحت مزمنـة(Fu et al.,2007  (Possamai et al.,2007 ) بينما تؤدي السمية تحت الحادة لل Chlorbyrifos إلى انخفاض مـستوى هذه الإنزيمات، مصحوبة بارتفاع thiobarbituric acid reactive oxygen species (TBARS)  في الكبد الكلى ، الطحال ……. (Sameeh and Abdel-Tawab, 2009.

كما قـد يتـسبب نفس المبيد في اضطراب في النشاط الإنزيمي، كما هو الحال بالنسبة Malathion القادر على خفـض نشاط SOD أو زيادته في حالات أخرى.

وقد يرجع زيادة نشاط مختلف الإنزيمات الدفاعية إلى تحفيزها من طرف التـوتر التأكـسدي ، وتعتبر هذه الزيادة كاستجابة فسيولوجية لعكس وتخفيف التوتر التأكسدي ،أما الانخفاض في قيمها فقـد يعزى إلى استهلاكها أو استنزافها اثر تدخلها في مختلف عمليات إزالة الأكسدة فقـد يعـود انخفـاض مستوى SOD إلى استنفاده خلال عملية تحويل ·Oإلى H2O2و CAT خلال تحويل H2Oإلى ماء مـع زيادة نسبة تركيب الجذور الحرة ، أما انخفاض GSTفيدل على عدم استفاء إزالة السمية .

ومن أهم المركبات المعنية بهده الاضطرابات Glutathione، الذي يلعـب دورا أساسـيا فـي الدفاع عن الخلية في حالة التوتر التأكسدي من خلال تدخله للتخلص منها أو عن طريق استعماله مـن طرف GPأو GST في تحديد مستويات عـدة مركبـات ألدهيديـة و بيروكـسيدية داخـل الخليـة (Gennaro et al.,2007، إضافة إلى دوره كمساعد إنزيمي، وحمايته لمجـاميع Thiol البروتينيـة من الأكسدة ، إزالة السمية واقتناص .

وعموما تسبب المبيدات الفسفوعضوية ك CPF انخفاضا في قيم GSH وارتفاعـا فـي صـورته المؤكــسدة GSSGفــي كــل مــن كــرات الــدم الحمــراء، الكبــد الطحــال ، الكلى،الــدماغ Sameeh and Abdel-Tawab, 2009) (Radhey et al.,2007

إن هذا الاضطراب يؤدي إلى انخفاض في النسبة GSH/ GSSGالتي تعتبر كمؤشر للحالة التأكسدية للخلية ،رغم هذا يلاحظ ثبـات هذه النسبة في العديد من الحالات، وذلك ناتج عن التأثير المـزدوج للمبيـدات الفسفوعـضوية علـى صورتي  Glutatione (المؤكسدة والمرجعة) ف CPF مثلا يعمل على خفض الـصورتين.كمـا قـد تستعمل الخلية احد الصورتين لتجديد الأخرى كآلية تعويضية مثل ما هو موضح في المعادلة التالية :

قد تؤثر المبيدات الفسفوعضوية على تجديد Glutationeمن خـلال تثبـيط G6PDH (باعتبـاره الإنزيم الأساسي لتجديد + NADPH) , رغم هذا تلجا الخلية إلى آليات تعويـضية أخـرى تحـت هـذه الظـروف، مثـل الزيـادة فـي تركيـب GSH الكبـدي مـن خـلال زيـادة تركيـب الإنـزيم 8-glutamyl-systeine synthétase الإنزيم المسؤول عـن مراقبـة وتركيـب (Glutathion )،
حيث بينت العديد من التجارب أن الخلايا الكبدية قادرة على تركيب GSHوخفض قيم GSSG.

إن GPحساس لتراكم الجزيئات النشطة الأوكسجينية والنتروجينيـة ROS / RNSوقـد تتـسبب الاضطرابات في السلسلة التأكسدية في إصابة ذرة السيلينيوم المتوضـعة فـي الموقـع النـشط لـه (Mariana et al., 2009) مسببة عجزه عن أداء وظائفه وبالتالي الانخفاض في نشاطه،كما يمكن لل  O2وONOO أن يثبط نشاط CAT عند إصابة مجموعة الهيم(Heme group) الموجودة في الموقع النشط، أما الزيادة في مستويات H2Oالناتجة عن هذا التثبيط يمكنها أن تتسبب في تثبـيط نشاط SOD .

يعد أكثر إنزيمين عرضة للتضارب في مستويات نـشاطهما، مجـاميع GlutathioneوCAT وقد يرجع التضارب في مستوى Glutathione بسبب تشعب دوره في مختلف العمليـات المـضادة للأكسدة ، أما CAT فقد شذ عن القاعدة العامة في بعض الحالات ، حيث لوحظ عدم تأثر مستوياته أو نشاطه بعد المعالجة بمبيدات مختلفة.

حيث بين (Possamai et al., 2007) أن حضن كريات الدم الحمراء في (Diazinone (DZ أدى إلى زيادة نشاط SODو GPدون ملاحظة أي تغير في نشاط CAT مع مختلـف تراكيـز DZ وفـي مختلف مراحل الحضن.

بينما تشير دراسة أخرى أن CAT لم يحفز إلا بعد التعرض لجرعات ضـعيفة من Malathioneمن (5025مغ/كغ) في السمية الحادة أو المزمنة.

إذن يخضع CAT لمعايير خاصة لتحفيزه وبداية تنشيطه، على عكس باقي الإنزيمات،حيـث يظهـر استجابة مماثلة لاستجابة باقي الإنزيمات في السمية تحت المزمنة لل Malathioneفي كل من الكبد، الرئتين ،الحجاب الحاجز، عضلات الفخـذ……فقـط عنـد وصـول الجرعـة إلـى 25مـغ/كـغ (Possamai et al., 2007).

ومن خلال نتائج مختلف التجارب والدراسات يتجلى بوضوح أن معايير التوتر التأكسدي الناتجة عـن سمية المبيدات تختلف حسب مدة التعرض أي حسب نوع السمية، حيث أن التعرض المزمن للمبيـدات الفسفوعضوية يجعل الجذور الحرة تستنزف الجزيئات المضادة للأكسدة الموجودة في الجسم وهذا مـا يفسر ضعف قدرة الإنزيمات المضادة للأكسدة في حالة السمية المزمنة وعلى العكس فأنه فـي حالـة التعرض تحت المزمن (45 – 40يوم)  يلاحظ زيادة في قدرة الإنزيمات المضادة للأكسدة مـع ارتفـاع مستويات الأكسدة اللبيدية ، وهذا ما يعني أن الجسم يمكنه الدفاع عن نفسه في حالة التعرض تحت المزمن بزيادة إنتاج الإنزيمات المضادة للأكسدة، هذه القدرة الدفاعية تفشل في الوقوف ضـد تـراكم الجذور الحرة في حالة طول مدة التعرض ، أما في حالة التسمم الحاد فيتسبب التشكيل الفائق والسريع للجذور الحرة في زيادة الأكسدة اللبيدية واستنزاف الجزيئات المضادة للأكسدة، فلا يـستطيع الجـسم تعويضها (أو تجديدها( في فترة وجيزة، لذا من الطبيعي أن يلاحظ ضعف في القدرة الدفاعية العامـة وزيادة مستويات الأكسدة الفوقية اللبيدية .

السابق
المبيدات الفسفوعضوية (Organophosphorus (OPIS
التالي
تأثير المبيدات الفسفوعضوية على الخصوبة عند الإنسان

اترك رد