السموم

السم هو مادة سامة طبيعية ^{[ 1 ]} تنتج عن عمليات الأيض في الخلايا الحية أو الكائنات الحية . ^{[ 2 ]} وتوجد بشكل خاص على هيئة بروتينات ، وغالبًا ما تكون مرتبطة ببعضها . ^{[ 3 ]} وقد استخدم هذا المصطلح لأول مرة الكيميائي العضوي لودفيج بريجر (1849-1919)، ^{[ 4 ]} وهو مشتق من كلمة "سام" .

يمكن أن تكون السموم جزيئات صغيرة ، أو ببتيدات ، أو بروتينات قادرة على إحداث المرض عند ملامستها أو امتصاصها من قبل أنسجة الجسم، وذلك بتفاعلها مع جزيئات حيوية كبيرة مثل الإنزيمات أو المستقبلات الخلوية . وتختلف هذه السموم اختلافًا كبيرًا في سميتها ، بدءًا من سمية طفيفة عادةً (مثل لسعة النحلة ) وصولًا إلى سمية قاتلة محتملة حتى عند الجرعات المنخفضة للغاية (مثل سم البوتولينوم ). ^{[ 5 ] [ 6 ]}

غالباً ما يتم تمييز السموم عن العوامل الكيميائية الأخرى بناءً على أصلها البيولوجي فقط. ^{[ 7 ]}

تتضمن بعض المفاهيم الأقل صرامة السموم غير العضوية الطبيعية ، مثل الزرنيخ . ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]} بينما تتضمن مفاهيم أخرى نظائر اصطناعية للسموم العضوية الطبيعية كسموم، ^{[ 11 ]} وقد تتضمن ^{[ 12 ]} أو لا تتضمن ^{[ 13 ]} السموم غير العضوية الطبيعية . من المهم التأكد من الاستخدام إذا كان التوصل إلى فهم مشترك أمرًا بالغ الأهمية.

السموم هي نوع فرعي من المواد السامة . يُفضل استخدام مصطلح "مادة سامة" عندما يكون السم من صنع الإنسان، وبالتالي اصطناعياً. ^{[ 14 ]} ينبغي اعتبار التركيب الجيني البشري والعلمي لسم طبيعي المنشأ سماً، لأنه مطابق لنظيره الطبيعي. ^{[ 15 ]} النقاش هنا يتعلق بدلالات اللغة .

لا تُحدد كلمة "سم" طريقة إيصال السم (على عكس "السم" ، وهو سم يُنقل عن طريق اللدغة أو اللسعة، وما إلى ذلك). أما "السم" فهو مصطلح ذو صلة ولكنه أوسع نطاقًا، ويشمل كلاً من السموم والمواد السامة؛ إذ يمكن أن تدخل السموم إلى الجسم بأي وسيلة - عادةً عن طريق الاستنشاق أو الابتلاع أو الامتصاص عبر الجلد . غالبًا ما تُستخدم مصطلحات "السم" و"المادة السامة" و"السم" بشكل متبادل على الرغم من هذه الاختلافات الدقيقة في التعريف. كما اقتُرح مصطلح "مُنتج السموم" للإشارة إلى السموم التي تُنقل إلى سطح جسم كائن حي آخر دون وجود جرح مصاحب . ^{[ 16 ]}

تُستخدم مصطلحات غير رسمية إلى حد ما لوصف السموم الفردية، حيث تربطها بالموقع التشريحي الذي تكون فيه آثارها أكثر وضوحاً:

• السموم التناسلية ، تُلحق الضرر بالأعضاء البولية أو الأعضاء التناسلية
• السم الدموي ، يسبب تدمير خلايا الدم الحمراء ( انحلال الدم )
• السم الضوئي ، يسبب حساسية ضوئية خطيرة
• تؤثر السموم الكبدية على الكبد
• تؤثر السموم العصبية على الجهاز العصبي

على نطاق أوسع، يمكن تصنيف السموم إما على أنها سموم خارجية ، يتم إفرازها بواسطة الكائن الحي، أو سموم داخلية ، والتي يتم إطلاقها بشكل رئيسي عند تحلل البكتيريا .

يُستخدم مصطلح "السموم الحيوية" أحيانًا للتأكيد صراحةً على الأصل البيولوجي، تمييزًا لها عن الأصول البيئية أو البشرية المنشأ. ^{[ 17 ] [ 18 ]} يمكن تصنيف السموم الحيوية حسب آلية انتقالها إلى سموم (تنتقل بشكل سلبي عن طريق الابتلاع أو الاستنشاق أو الامتصاص عبر الجلد)، أو مواد سامة (تنتقل بنشاط إلى سطح الهدف عن طريق البصق أو الرش أو التلطيخ)، أو سموم حيوانية (تُفرز من خلال جرح ناتج عن لدغة أو لسعة أو ما شابه). ^{[ 16 ]} كما يمكن تصنيفها حسب مصدرها، مثل السموم الحيوية الفطرية ، والسموم الميكروبية ، والسموم الحيوية النباتية ، والسموم الحيوية الحيوانية. ^{[ 19 ] [ 20 ]}

تُعد السموم التي تنتجها الكائنات الدقيقة من المحددات المهمة للضراوة المسؤولة عن قدرة الميكروبات على إحداث المرض و/أو التهرب من الاستجابة المناعية للمضيف . ^{[ 21 ]}

تختلف السموم البيولوجية اختلافًا كبيرًا في الغرض والآلية، ويمكن أن تكون معقدة للغاية ( يمكن أن يحتوي سم الحلزون المخروطي على أكثر من 100 ببتيد فريد ، والتي تستهدف قنوات عصبية أو مستقبلات محددة). ^{[ 22 ]}

للسموم البيولوجية في الطبيعة وظيفتان أساسيتان:

• الافتراس ، كما هو الحال في العنكبوت ، والثعبان ، والعقرب ، وقنديل البحر ، والدبور
• الدفاع كما في النحلة ، والنمل ، والنمل الأبيض ، ونحل العسل ، والدبور ، وضفدع السهام السام ، والنباتات المنتجة للسموم
  • يمكن أيضاً استخدام السموم التي تستخدمها أنواع من ضفادع السهام السامة كوسيلة للدفاع لأغراض طبية

تشمل بعض أنواع السموم البيولوجية الأكثر شهرة ما يلي:

• السموم الزرقاء ، التي تنتجها البكتيريا الزرقاء
• السموم الدوارة ، التي تنتجها السوطيات الدوارة
• تُسبب السموم النخرية موت الخلايا التي تُصيبها. ^{[ 23 ]} تنتشر هذه السموم عبر مجرى الدم. في البشر، تُعد أنسجة الجلد والعضلات الأكثر حساسيةً لها. تشمل الكائنات الحية التي تمتلك هذه السموم ما يلي :
  • العنكبوت الناسك البني أو "عنكبوت الكمان"
  • تُنتج معظم الأفاعي الجرسية والأفاعي السامة إنزيم الفوسفوليباز وأنواعًا مختلفة من البروتيازات السيرين الشبيهة بالتريبسين.
  • أفعى نفخية
  • التهاب اللفافة الناخر (الناجم عن بكتيريا "آكلة اللحم" Streptococcus pyogenes ) – ينتج سمًا مكونًا للمسام
• تؤثر السموم العصبية بشكل أساسي على الجهاز العصبي للحيوانات. تتكون مجموعة السموم العصبية عمومًا من سموم قنوات الأيونات التي تعطل توصيلها. تشمل الكائنات الحية التي تمتلك سمومًا عصبية ما يلي:
  • عنكبوت الأرملة السوداء .
  • معظم العقارب
  • قنديل البحر الصندوقي
  • الأفاعي السامة
  • الحلزون المخروطي
  • الأخطبوط ذو الحلقات الزرقاء
  • الأسماك السامة
  • الضفادع
  • مرجان باليثوا
  • أنواع مختلفة من الطحالب والبكتيريا الزرقاء والسوطيات الدوارة
• السموم العضلية هي ببتيدات صغيرة وقاعدية توجد في سموم الأفاعي والسحالي ، وتسبب تلفًا في أنسجة العضلات عبر آلية غير إنزيمية تعتمد على المستقبلات. تشمل الكائنات الحية التي تحتوي على السموم العضلية ما يلي :
  • الأفاعي الجرسية
  • سحلية مكسيكية مزينة بالخرز
• تُعد السموم الخلوية سامة على مستوى الخلايا الفردية، إما بطريقة غير محددة أو فقط في أنواع معينة من الخلايا الحية:
  • الريسين ، المستخرج من بذور الخروع
  • الأبيتوكسين ، من نحل العسل
  • سمّ T-2 الفطري ، من بعض أنواع الفطر السام
  • كارديوتوكسين III ، من الكوبرا الصينية
  • سم الدم ، من الأفاعي

قد يشمل مصطلح "السموم البيئية" أحيانًا الملوثات الاصطناعية ^{[ 26 ]} مثل الملوثات الصناعية وغيرها من المواد السامة المصنعة . ولأن هذا يتعارض مع معظم التعريفات الرسمية لمصطلح "السموم"، فمن المهم التأكد من المقصود عند استخدام الباحث لهذا المصطلح خارج السياقات الميكروبيولوجية.

تشمل السموم البيئية الناتجة عن السلاسل الغذائية والتي قد تشكل خطراً على صحة الإنسان ما يلي:

• التسمم الشللي بالمحار (PSP) ^{[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]}
• التسمم بالمحار المسبب لفقدان الذاكرة (ASP) ^{[ 30 ] [ 31 ]}
• التسمم الإسهالي بالمحار (DSP) ^{[ 32 ] [ 33 ]}
• التسمم العصبي بالمحار (NSP) ^{[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]}

بشكل عام، عندما يحدد العلماء كمية مادة ما قد تشكل خطراً على الإنسان أو الحيوان أو البيئة، فإنهم يحددون الكمية التي يُحتمل أن تُسبب هذه الآثار، ويضعون، إن أمكن، مستوىً آمناً. في أوروبا، أصدرت الهيئة الأوروبية لسلامة الأغذية تقييمات للمخاطر لأكثر من 4000 مادة في أكثر من 1600 رأي علمي، وتُتيح ملخصات مفتوحة الوصول لتقييمات المخاطر على صحة الإنسان والحيوان والبيئة في قاعدة بياناتها OpenFoodTox ^{[ 37 ]} . ^{[ 38 ] [ 39 ]} ويمكن استخدام قاعدة بيانات OpenFoodTox لفحص الأطعمة الجديدة المحتملة بحثاً عن السمية. ^{[ 40 ]}

يُدير برنامج معلومات علم السموم والصحة البيئية (TEHIP) ^{[ 41 ]} التابع للمكتبة الوطنية الأمريكية للطب (NLM) موقعًا إلكترونيًا شاملًا لعلم السموم والصحة البيئية، يتيح الوصول إلى موارد متعلقة بالسموم من إنتاج البرنامج وهيئات حكومية ومنظمات أخرى. ^{[ 42 ]} يتضمن هذا الموقع روابط لقواعد البيانات، وقوائم المراجع، والدروس التعليمية، وموارد علمية وموجهة للمستهلكين. كما يُشرف برنامج TEHIP على شبكة بيانات علم السموم (TOXNET) ^{[ 43 ]} ، وهي نظام متكامل لقواعد بيانات علم السموم والصحة البيئية، متاحة مجانًا على الإنترنت.

TOXMAP هو نظام معلومات جغرافية (GIS) وهو جزء من TOXNET. ^{[ 44 ]} يستخدم TOXMAP خرائط الولايات المتحدة لمساعدة المستخدمين على استكشاف البيانات بصريًا من برنامج جرد إطلاق المواد السامة التابع لوكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) وبرامج البحوث الأساسية لبرنامج Superfund .

• قاعدة بيانات T3DB: قاعدة بيانات أهداف السموم
• قاعدة بيانات السموم الحيوانية (ATDB):
• جمعية علم السموم
• مجلة الحيوانات السامة والسموم بما في ذلك الأمراض الاستوائية
• توكس سيك: محرك بحث شامل في علم السموم والصحة البيئية
• موقع إلكتروني حول النماذج وعلم السموم البيئية