معادن في الطب

فقر الدم المعدني

علاوةً على ذلك، الزنك: إن نقص الزنك عادة ما يعزى إلى سوء النظام الغذائي ويمكن أن يسبب تأخر في النمو .

تتضمن الأمثلة عن أنواع معينة من نقص المعادن ما يلي :

وفي السياق ذاته، يحتاج البشر إلى كمية معينة من بعض المعادن لأداء الوظائف في الحالة الطبيعية. وتستعمل أغلب المعادن كتمائم أو بدائل إنزيمية وفي تحفيز تفاعلات معيّنة كما أن لها أدواراً أساسية. المعادن الضرورية للإنسان هي: الصوديوم والبوتاسيوم والمغنيزيوم والنحاس والفاناديوم والكروم والمنغنيز والحديد والكوبالت والنيكل والزنك والمولبدينوم والكادميوم. يسبب النقصُ في بعض المعادن الأساسية أعراضَ فقر الدم. فقر الدم المرتبط بالسغل (سوء التغذية) أو عمليات الاستقلاب الخاطئة ينتج عادة بسبب خلل مورّثي.

كذلك، الحديد: ويقسم إلى عجز بسيط وشائع (فقر الحديد) وهو نتيجة خسارة البروتينات صبغة الحديد الوظيفية (خضاب الدم (الهيموغلوبين)، الميوغلوبين. .الخ)وهي المسؤولة عن نقل الأوكسجين أو الاستفادة منه. أما فقر الدم الوبيل فهو يحدث نتيجة نقص فيتامين ب 12 (الذي يحتوي على مركب كوبالت يدعى كوبالامين) والذي بدوره يتداخل مع وظيفة خلايا الدم الحمراء.

ومن ناحية أخرى، النحاس: إن نقص النحاس عند المواليد يحدث نتيجة سوء التغذية لديهم ويمكن أن يسبب مرض قلبي.

دور المعادن في العلاج

من جانب آخر، الفضة: لطالما استعملت الفضة لمنع العدوى في مكان الحرق لمرضى الحروق.

من جانب آخر، الزنك: يمكن استخدام الزنك موضعياً من أجل التئام الجروح، ويمكن أن يستعمل +Zn2 لعلاج فيروس القوباء.

تتضمن الأمثلة عن المعادن التي تستعمل في العلاج ما يلي:

كذلك، البلاتين، التيتانيوم، الفانديوم، الحديد: مكوناتCIS DDP CIs– DiamineDichoroPlatinum): لقد ثبت أن التيتانيوم والفناديوم والحديد تتفاعل مع الحمض النووي وعلى وجه التحديد في الخلايا السرطانية لعلاج المرضى الذين يعانون من مرض السرطان.

وفي هذا السياق، الليثيوم: Li2CO3 يمكن استخدامه للعلاج الوقائي من سلوك الاكتئاب الهوسي.

ومن ناحية أخرى، البلاتينيوم: لقد ثبت أن المركبات التي أساسها البلاتينيوم تؤثر بشكل خاص على أورام الرأس والرقبة، ويعتقد أن هذه المركبات التناسقية، تعمل على الحمض النووي المتصالب في الخلايا السرطانية (الشكل 2).

من جهة ثانية، التنغستن: إن بولي إوكزانيون التنغستن يمكن أن يستعمل لعلاج الإيدز.

إضافةً إلى ذلك، لقد استعملت المعادن في العلاج منذ العصور القديمة. تعتبر بردية إيبرس Ebers من 1500 ق.م. أول تقرير مكتوب عن استخدام المعادن في العلاج، ويصف استخدام النحاس لتخفيف الالتهاب واستخدام الحديد لعلاج فقر الدم. وقد استعملت فانادات الصوديوم منذ أوائل القرن العشرين لعلاج التهاب المفاصل الروماتويدي. استعملت المعادن لعلاج السرطان موخراً، من خلال مهاجمة الخلايا السرطانية على وجه التحديد والتفاعل مباشرة مع الدنا. يمكن للشحنة الموجبة لأغلب المعادن أن تتفاعل مع الشحنة السالبة للجزء الفوسفاتي من الدنا. طورت بعض الأدوية الحاوية على معادن تتفاعل مباشرة مع معادن أخرى موجودة أصلاً في مواقع البروتين الفعالة، بينما يمكن أن تستعمل أدوية أخرى المعادن للتفاعل مع الأحماض الأمينية مع أعلى إمكانية للاختزال.

كذلك، الذهب والفضة والنحاس: إن مركبات الفوسفين ليجند التي تحتوي على الذهب والفضة والنحاس لديها خصائص مضادة للسرطان.

كذلك، الذهب: لقد استعملت مركبات أملاح الذهب لعلاج التهاب المفاصل الروماتيدي (الشكل 3) ويعتقد أن أملاح الذهب تتفاعل مع الزلال، وفي نهاية المطاف يتم امتصاصها من قبل الخلايا المناعية، مطلقة العنان لتأثيرات الأجسام المضادة، مما يؤدي لموت الخلايا المبرمج. وهذا هو العلاج غير المباشر لالتهاب المفاصل، بتخفيف الاستجابة المناعية.

المعادن السامة

في هذا الإطار، البلوتونيوم: يعد التسمم بالبلوتونيوم خطراً محتملاً منذ بدء العصر النووي، وخصوصاً بالنسبة للموظفين في المفاعلات النووية، ويعتبر استنشاق غبار البُل (رمز البلوتونيوم Pu) ذو خطورة خاصة بسبب إصداره المكثف لجسيمات ألفا Alpha. وقد حصلت بضع حالات تسمم بالبلوتونيوم.

علاوةً على ذلك، النحاس: تعبر السمية النحاسية عن نفسها كعرض جانبي للمستويات المنخفضة من بروتين السيرولوبلازمين، والذي له دور بتخزين النحاس في الحالة الطبيعية، وتوسم هذه الحالة بداء ويلسون. وداء ويلسون هو عبارة عن اضطراب في مورثة جسمية متنحية، التي إذا ما أصيبت بطفرة أثرت على الأدينوزين ثلاثي الفوسفاتاز (اختصاراً أتباز ATPase) والذي ينقل النحاس إلى الصفراء، وتُضَمّنه في السيرولوبلازمين في النهاية مؤدية إلى خلل وظيفيّ.

ومن الأمثلة على أنماط معينة من المعادن السامة:

كذلك، النيكل: إن التحسس عند التعرض للنيكل، وخصوصاً بين الجلد والمعادن عبر المجوهرات، ليعد أمراً شائعاً.

وعلى صعيد آخر، يمكن أن تكون المعادن بالكميات الكبيرة سامة. يمكن أن يؤدي الابتلاع الفموي لها أو سُبل التمثيل الغذائي الخاطئة(المعيبة) إلى حدوث التسمم بالمعادن. وتشمل مصادر المعادن السامة الكادميوم الموجود في التبغ، والزرنيخ المستعمل في الزراعة، والزئبق من البراكين وحرائق الغابات. تستطيع الالطبيعة، بما تحتوي من الأشجار والنباتات، أن تلتقط وتحصر الكثير من السموم، ويمكنها أن تعيد المستويات العالية غير الطبيعية منها إلى التوازن. يُعلاج التسمم بالمعادن السامة عادة باستخدام بعض أنواع العوامل الخالبة. يعتبر التسمم بالمعادن الثقيلة، مثل: الزئبق، الكادميوم، الرصاص، الأكثر ضرراً وإيذاءً.

وفي هذا الصدد، الرصاص والكادميوم: يمكن أن يقود التسمم بالرصاص والكادميوم إلى اعتلالات وظيفية معدية معوية وعصبية فضلًا عن خلل في وظيفة الكلى. وأدى استخدام الطلاء والوقود الخالي من الرصاص بنجاح إلى انخفاض عدد حالات التسمم بمعدن الرصاص الثقيل.

من جانب آخر، الزنك والكادميوم والمغنزيوم والكروميوم: يمكن أن يسبب استنشاق أدخنة هذه المعادن إلى حمى دخان المعادن (الفلزات)، ويفضي إلى أعراض شبيهة بالاهتياج.

وعلى صعيد آخر، النيكل والكروم والكادميوم: بسبب التأثيرات المتبادلة بين الدنا والمعادن، يمكن لهذه المعادن المذكورة أن تكون مسرطنة.

وفي هذا السياق، الزئبق: يدخل الزئبق إلى الجهاز الهضمي عن طريق مصادر زراعية أو أخرى بيئية، ويمكن للتسمم بالزئبق أن يقود إلى أمراض عصبية وفشل كلوي في حال تركه دون معالجة.

دور المعادن في التشخيص

وفي هذا الصدد، الغادولينيوم (III)، الحديد (III) المنغنيز (II): لأجراء التصوير بالرنين المغناطيسي نحتاج المعادن الممغطسة للتصوير المتباين. الغادولينيوم (III)، الحديد (III)، والمنغنيز (II) جميعها معادن ممغطسة والتي لها القدرة على تبديل أوقات راحة النسيج وإنتاج صورة متباينة.

إضافةً إلى ذلك، تكنيتيوم، اختصاراً (تك99mTc 99م)، أكثر العوامل نظيرة المشعّة استخداماً لأهداف تصويرية. يتمتع بنصف عمر قصير، يصدر فقط فوتونات أشعة غاما، ولا يصدر جسيمات ألفا أو بيتا (التي هي أكثر ضرراً للخلايا المحيطة)، وعليه فهو ملائم كنظير مشع تصوير بشكل خاص.

وفيما يلي أمثلة عن المعادن المستعملة في التشخيص:

علاوةً على ذلك، عادة ما تستعمل الشوارد المعدنية في التصوير الطبي التشخيصي. حيث يمكن استخدام المركبات المعدنية اما للتصوير بالنظائر المشعة (بالاستفادة من اشعاعاتها المنبعثة) أو كعوامل التباين ومثال على ذلك ما يحدث في التصوير بالرنين المغناطيسي.

علاوةً على ذلك، ويمكن تحسين هذا النوع من التصوير من خلال التلاعب بالروابط الشاردية في مركب ما لإيجاد صفة خاصة تمكن من امتصاص هذا المركب من قبل خلية معينة أو نمط عضوي.

إضافةً إلى ذلك، الكوبالت (III): يستعمل 57كوبالت (III) مع مركب البليوميسين (بلم BLM) (الشكل 1)، والذي هو مضاد حيوي، لتأخذه الخلايا الورمية انتقائياً. تستعمل نتائج الكوبالت في تحديد أفضل نسبة توزيع الدم إلى الورم، ولكن نصف عمره طويل جداً ليستعمل لأهداف تصويرية. وقد اقترح حل لإرفاق الجزء EDTA إلى نهاية حلقة الثيازول من مركب البليوميسين، الظليل على الأشعة مما يجعل كامل المعقد قابلاً للتعقّب، يمكن لهذا النظام أن يزودنا بأماكن الورم بدقة، مما يؤدي إلى الكشف المبكر والمزيد من الإجراءات غير الجائرة في المستقبل.