پراکسیداسیون لیپیدی / فیبروز ریوی ، OH

بلئومایسین

 

اکسیداسیون آنتی­ تریپسین OH:₁

آمفیزم ریوی

 

OH , O₂

آسم برونشیال

 

استرس اکسیدایتوNO ، پراکسیداسیون، OH, O₂

سیلیکوز

 

OH , O₂

فیبروز ریوی ایدیوپاتیک

 

O₂

هایپرتاسیون ریوی

 

RNS موجود در سیگار، ROS اکسیداسیون آنتی تریپسین، OH, O₂, α_۱

COPD

 

تنظیم آنتی اکسیدانی سمیت اکسیژن OH , O₂

هایپراکسی

 

OH , O₂ , RNS , ROS

ایسکمی / برقراری مجدد جریان خون

 

 

۲-۲-۴-۱- کادمیوم و مکانیسم مسمومیت ریوی آن
کادمیوم یکی از آلاینده های صنعتی و محیطی است که اثرات زیادی روی محیط اطراف دارد.این فلز سنگین و سمی به راحتی جذب گیاهان حیوانات و میکرو ارگانیسم ها شده و در دوزهای بالاتر آسیب های حاد سلولی و بافتی در موجود زنده ایجاد می کند [۴۲] این عنصر برای گیاهان حیوانات و انسان ها ضروری نبوده و حضور آن در موجودات زنده ناخواسته و مضر است[۴۳].

از نتایج مهم پایداری فلزات سنگین وسعت زیستی زیاد در زنجیره غذایی می باشد به طوری که در نتیجه این فرایند مقدار آنها در زنجیره غذایی می تواند تا چندین برابر مقدار آنها که در آب یا هوا یافت می شوند افزایش یابد و از نکات قابل توجه آلودگی محصولات آبزی به فلزات سنگین است[۴۴] . نیمه عمر کادمیوم در خون ۳-۲ ماه می باشد که البته پس از جذب برای دهها سال به شکل ذخیره­ای باقی می ماند[۴۵]. کادمیوم به طور معمول از طریق تنفس (گرد و خاک) گوارش (مواد غذایی و نوشیدنی ها) و یا پوست (سفید کننده ها) جذب بدن می شود و از طریق کلیه ها و ادرار و بندرت از راه تعریق دفع می گردد [۴۶; ۴۷; ۴۸]. ارگان مورد هدف کادمیوم معمولاً کلیه ها، کبد، ریه و مغز می باشند که از طریق اتصال به پروتئین های خاص به نام متالوتیونین در خون به این ارگان ها رفته و در آنجا تجمع می یابند و به این طریق اثرات سمی خود را اعمال می کنند [۴۹].آلودگی های محیطی از طریق این فلز در ارتباط با استخراج آن از معادن کاربردهای صنعتی از آن در صنایع مختلف از جمله هواپیماسازی، آبکاری الکتریکی (که در این روش حدود ۶۰% کادمیوم استفاده می شود) لحیم کاری، عکاسی، تهیه کودهای شیمیایی، حشره­کش­ها و برخی از داروها و سفید کننده ها رخ می دهد[۵۰]. مهمترین منابع غذایی آن سبزیجات برگ­دار، نرم­تنان، بافت کبد و کلیه غلات و کاکائو است [۵۱]
آگاهی از غلظت عناصر در آب همیشه مورد توجه سازمان های بهداشتی و پژوهشگران بوده است. حداکثر غلظت مجاز عناصر سمی آرسنیک و کادمیوم در آب آشامیدنی به ترتیب ۱۰ و ۵ میکروگرم بر لیتر می باشد[۵۲]. اندک افزایش این عناصر در آب آشامیدنی عامل بروز سرطان های مثانه، کلیه و پوست می شود و همچنین بیماری های قلبی عروقی را به همراه دارد [۵۳; ۵۴; ۵۵]. در صورتی که آب آشامیدنی خیلی نرم باشد در اکثر خوردگی لوله ها مقداری کادمیوم وارد آب می شود .ظروف سرامیکی یا فلزی نیز می توانند مقداری کادمیوم وارد آب کنند. [۴۴].تنباکو در کسانی که دخانیات مصرف می کنند و در واقع دود سیگار بزرگترین منبع مهم جذب کادمیوم است [۴۳].هر نخ سیگار محتوی ۲ میلی گرم کادمیوم است که حدود ۱۰% آن جذب می شود[۵۶]. در سیگاری ها در مقایسه با غیر سیگاری ها جذب روزانه کادمیوم بیش از دو برابر است .از آنجایی که زنان ذخیره آهن کمتری دارند و جذب کادمیوم در ذخایر پایین آهن افزایش می یابد این عنصر در بدن زنان بیشتر از مردان است[۵۷; ۵۸]. علاوه بر مواجهات شغلی و محیطی زنان باردار از طریق سیگار و غذا در معرض مواجهه با کادمیوم قرار دارند[۵۹].و این مادران با نوزادانی باوزن کم ویا نارس مواجهه خواهند شد[۶۰]. قرارگرفتن در معرض اکسید کادمیوم cdo در طول مسیر ریه موجب التهاب و آسیب سلولی و همچنین تغییر عملکرد سیستم ایمنی بدن می شود[۶۱].در انسان و حیوانات آزمایشگاهی جذب آن از طریق ریه ها از جذب آن از طریق دستگاه گوارش بیشتر است و حدود ۵۰% کادمیوم تنفس شده جذب می شود [۶۲]. مسمومیت صنعتی به وسیله­ خاک یا گدازه در خلال ذوب یا ریزش فلز کادمیوم اتفاق می افتد که شامل جوشکاری، سوزاندن یا حرکت دادن استیل های روکش کادمیوم یا پاشیدن لحیم و حرارت دادن زیاد به فلز کادمیوم است[۶۳]. تدابیر ایمنی طراحی سیستم تهویه مناسب با فیلتر کردن جهت کم کردن آلودگی مناسب است[۶۴]. گزارش هایی در صنعت موجود است که بخارات و پودر کادمیوم موجب بیماری آمفیزم، حساسیت، از کار افتادگی کلیه، پوکی استخوان و افزایش احتمال وقوع سرطان شده است[۶۴] .
اثر عوامل محیطی و تراتوژن های مختلف بر تکامل جنین و ایجاد ناهنجاری­ها از زمان های قدیم شناخته شده است اما هنوز هم معلولیت ها و ناتوانی های ناشی از مواد تراتوژن از مشکلات عمده بهداشت همگانی است. کادمیوم یکی از این مواد تراتوژن زاست که دارای ترکیبات بسیار سمی می باشد [۵۰; ۶۵]. بنابراین مواجهه با کادمیوم یک مشکل نگران کننده بهداشتی است که اثرات امبریوژنیک^[۲۰]، تراتوژنیک^[۲۱] و کارسینوژنیک^[۲۲] بر سلامتی انسان دارد[۶۶]. بر اساس مطالعات موجود کادمیوم در مراحل ابتدایی بارداری تراتوژیک و امبریوتوکسیک بوده و در مراحل آخر بارداری دارای اثرات سمی روی جفت است[۶۷]. شواهد متعددی وجود دارد که فلز کادمیوم با عبور از جفت موجب کاهش وزن [۶۸،۶۹] قد [۷۰] نمره آپگار^[۲۳] [۷۱] و زایمان پره ترم^[۲۴] [۶۸] شکاف کام، شکاف لب، پلی داکتیلی^[۲۵]، مینی داکتیلی، تشکیل نشدن گوش یا گوش نابجا و چشم باز در نوزاد می شود [۷۲; ۷۳]. همچنین مطالعات روی حیوانات نشان داده که کادمیوم در اواخر حاملگی موجب صدمات متعدد به جنین و مرگ جنین و در اوایل حاملگی موجب اثرات تراتوژنیک مانند اگزنسفالی، هیدروسفالی^[۲۶]، میکروفتالمی^[۲۷]، چانه کوچک، کلاب فوت^[۲۸] و … در جنین می شود [۷۴].اثرات تراتوژنیک کادمیوم روی لوله عصبی [۷۵; ۷۶] چشم [۴۹] مطالعه و گزارشاتی از قبیل تخریب و مرگ سلول های عصبی خونریزی در بافت های مغزی و تغییرات فراساختاری و تغییر بیان ژن و به دنبال آن القای آپوپتوزیس^[۲۹] در سلول ها گزارش شده است[۷۷]. کادمیوم با جذب در بدن موجب صدمه به ساختار سلولی عملکرد آنزیم یا کوآنزیم ها می شود. سرعت جذب این فلزات در ترکیب با مواد آلی بسیار سریع و ممکن است صدمات بیشتری به بافت وارد نمایند. این فلزات با تغییر ژنتیکی DNA سبب سرطان و نواقص مادرزادی می شوند [۷۸].. مواجهه با کادمیوم موجب ایجاد اختلالات عصبی رفتاری مانند اختلال در توجه، سایکوموتور و حافظه می شود[۷۹]. علاوه بر این مشخص شده است که کادمیوم در رهایش نروترنسمیترها در نرون ها رقابت می کند و چون غیر اختصاصی می باشد موجب اختلال در عملکرد نروترنسمیترها می شود. از طرف دیگر کادمیوم می تواند موجب کاهش زمان باز ماندن کانال های کلسیمی واقع در غشا سلولی نرون ها شده و موجب کاهش جریان ورودی کلسیم و در نتیجه محدودیت رهایش نروترنسمیتر ها گردد[۸۰]. نشان داده شده که عوامل فیزیکی و شیمیایی می توانند باعث بروز اختلالات ژنتیکی و تکاملی در تولید و تکامل اسپرم پستانداران گردیده و اثرات سوء فلزات سنگین بر روی اسپرم بررسی شده است [۸۱; ۸۲]. جیوه و کادمیوم حتی در غلظت های کم به شدت برای اسپرم سمی بوده و باعث کاهش سریع حرکات اسپرم و کاهش مصرف اکسیژن آن می شوند [۸۳]. همچنین گزارش شده در مردان ناباروری که هیچ عارض کلینیکی مشخصی نداشته ولی کیفیت اسپرم آنها ضعیف ارزیابی شده است سطح کادمیوم سرم آنها به طور معنی داری بین افزایش میزان کادمیوم خون و نقص قطعه میانی اسپرم های نابالغ و کاهش حجم اسپرم مشاهده شده است [۸۴]. همچنین گزارش شده است که کلرید کادمیوم و کلرید جیوه قابلیت نفوذ اسپرم به موکوس دیواره را کاهش می دهد[۸۵]. کروم نیز موجب ایجاد درماتیت های پوستی و تحریک غشای مخاطی سرب باعث ایجاد اختلالات سیستم های عصبی محیطی و مرکزی و نیکل موجب تغییر در خون و آنزیم و افزایش فشارهای روانی می گردد [۸۶].
در راه های هوایی فوقانی، التهاب مزمن بینی، حلق و حنجره و همچنین اختلالات بویایی و در راه های هوایی تحتانی، بیماری ساختاری مزمن ریه در شدت های گوناگون دیده شده است. شدیدترین شکل سمیت مزمن کادمیوم در اثر مصرف خوراکی طولانی مدت آن در بیماری ایتای ـ ایتای نمود پیدا می کند[۱]. کادمیوم از کانال های کلسیم غشاء پلاسمایی و گروه های ATPase Ca²⁺ بازداری و بنابراین می تواند باعث مهار آنزیم ها شود (شکل شماره ۲-۱).

شکل ۲-۱: کادمیوم و استرس اکسیداتیو. کادمیوم به عنوان یک رها کننده­ استرس اکسیداتیو موجب توقف سیستم آنتی اکسیدانی سلولی می­ شود[۸۷].
سلول های تهدید شده با کادمیوم تکثیر پروکسیزوم^[۳۰] های شامل آنزیم کاتالاز را نشان دادند. علاوه بر این، کادمیوم باعث مهار گلوکونئوژنز و فسفریلاسیون اکسایشی شده و یک سم آنزیمی مستقیم محسوب می شود. کادمیوم موجب آپوپتوز در سلول های T ، سلول های تک هسته­ای^[۳۱] ، خطوط سلولی کلیه، سلول های میوکارد، سلول های عضله صاف شده و نشان داده شده که آپوپتوز ناشی از کادمیوم ناشی از سطوح متالوتیونین^[۳۲] است که برای جلوگیری از مسمومیت به کادمیوم متصل می شود[۱]. بعلاوه گزارش شده که کادمیوم فعالیت پروتئین کیناز، فسفاتاز، فاکتورهای رونویسی و MAPK^+[33]را تعدیل می کند. به نظر می رسد که همه مسیرهای میتوکندریایی، کاسپازها و ROS در آپوپتوز ناشی از کادمیوم نقش دارند (شکل شماره ۲-۲)[۱]. نشان داده شده که کادمیوم می تواند به طور مستقیم منجر به اختلال عملکردی در میتوکندری ، شامل جلوگیری از تنفس، باز شدن منافذ نفوذپذیری گذار (PTP)^[34] ، از دست دادن پتانسیل انتقالی غشاء و آزاد شدن از سیتوکروم C می گردد. به هر حال این تغییرات میتوکندریایی به طور کامل به وسیله­ Bcl-Xl و روتنیوم قرمز^[۳۵] متوقف می شود. کادمیوم موجب باز شدن PTP از طریق اتصال آن به گروه های تیول^[۳۶] جابجا کننده های آدنین نوکلئوتید (ANT)^[37] می شود. آنها نشان می دهند که مسیر میتوکندریایی ممکن است در آپوپتوز ناشی از کادمیوم دخالت داشته باشد. آپوپتوز ناشی از کادمیوم به وسیله­ فعالیت کاسپاز ـ ۳ همراهی می شود[۱].

شکل ۲-۲: مسیرهای آپوپتوتیک گیرنده و میتوکندری[۱]
توسعه سمیت ناشی از کادمیوم از طریق وقوع خارج رحمی آپوپتوز در طول رشد وساطت می شود [۱].در جنین تهدید شده به وسیله­ کادمیوم، افزایش معنی دار شمار سلول های آپوپتیک توسط میکروسکوپ کانفوکال مشاهده شد[۱].
۲-۲-۵- تأثیر فعالیت ورزشی در دوران بارداری و رشد جنین
۲-۲-۵-۱- تأثیر فعالیت ورزشی در دوران بارداری