Effect of piperine nanoparticles on oxidative stress indicators and hepatotoxicity caused by lead in rats

يُعد الرصاص سماً صامتاً ومتفشياً طالما أرق الصحة العامة. فهو يوجد في الطلاء القديم، والتربة الملوثة، وفي بعض العمليات الصناعية، وهذا المعدن الثق heavy metal لا ينتمي إلى جسم الإنسان. وبمجرد دخوله، ينتقل إلى الكبد، وهو العضو المسؤول عن تصفية السموم والحفاظ على نظافة الدم. وهناك، يعطل الرصاص التوازن الكيميائي الدقيق داخل الخلايا؛ إذ يتداخل مع أنظمة الدفاع الطبيعية في الجسم، والتي تعمل عادةً على تحييد النواتج الثانوية الضارة للتمثيل الغذائي. وعندما تفشل هذه الدفاعات، تبدأ خلايا الكبد في "الصدأ" من الداخل، وهي عملية يطلق عليها العلماء اسم الإجهاد التأكسدي. ويؤدي هذا الضرر إلى موت الخلايا وفشل الأعضاء. وبينما يمتلك الأطباء علاجات لسحب الرصاص من الجسم، إلا أن هذه العلاجات قد تكون قاسية وتحمل مخاطرها الخاصة، مما دفع الباحثين للبحث عن بدائل طبيعية أكثر لطفاً قد تحمي الكبد أثناء تعافي الجسم.

في دراسة أجريت في جامعة بابل للعلوم الطبية، استكشف فريق من العلماء ما إذا كان مركب طبيعي موجود في الفلفل الأسود يمكن أن يوفر مثل هذه الحماية. وقد ركزوا على "البيبيرين"، وهي المادة التي تمنح الفلفل الأسود حرارته وفوائده الصحية العديدة. يُعرف البيبيرين بأنه مضاد أكسدة قوي، مما يعني أنه يمكنه تحييد الجزيئات المدمرة التي ينتجها الرصاص. ومع ذلك، يواجه الجسم صعوبة في امتصاص البيبيرين عندما يتم تناوله في شكله الخام لأنه لا يذوب جيداً في الماء. ولحل هذه المشكلة، قام الباحثون بتغليف البيبيرين في كرات مجهرية دقيقة تسمى "الجسيمات النانوية". وتعمل هذه الجسيمات كمركبة توصيل، تحمل الدواء مباشرة إلى حيث تشتد الحاجة إليه وتضمن قدرة الجسم على استخدامه بفعالية. أراد الفريق معرفة ما إذا كان البيبيرين المصاغ نانوياً يمكنه حماية أكباد الجرذان من الضرر الناجم عن الرصاص.

بدأ الباحثون بإنشاء هذه الجسيمات النانوية للبيبيرين في مختبرهم. فقاموا بخلط البيبيرين مع بوليمر طبيعي مشتق من قشور السرطان، باستخدام عملية أدت إلى تشكيل الخليط على هيئة كرات صغيرة مستديرة. وفحصوا هذه الكرات تحت مجاهر قوية ووجدوا أنها منتظمة الحجم، بمتوسط قطر يبلغ حوالي 422 نانومتر. كما تأكدوا من أن الجسيمات تحتفظ بالبيبيرين بداخلها بإحكام. ومع جاهزية نظام التوصيل الجديد، انتقلوا إلى الدراسة الحيوانية. حيث قسموا أربعة وعشرين جرذاً ذكراً إلى أربع مجموعات: تلقت إحدى المجموعات محلولاً ملحياً غير ضار، وتلقت المجموعة الثانية جسيمات البيبيرين النانوية فقط، وتلقت المجموعة الثالثة خلات الرصاص (وهي شكل من أشكال الرصاص) لإحداث التسمم، أما المجموعة الأخيرة والأكثر أهمية، فقد تلقت كلاً من الرصاص وجسيمات البيبيرين النانوية. وقد حُقنت جميع العلاجات في البطن لمدة أربعة عشر يوماً.

بعد فترة الأسبوعين، فحص العلماء الجرذان لمعرفة ما حدث. بدأوا بقياس كمية الرصاص التي تراكمت في أنسجة الكبد. وكما هو متوقع، أظهرت الجرذان التي تعرضت للرصاص وحده مستويات عالية من المعدن في أكبادها. ومع ذلك، فإن الجرذان التي تلقت جسيمات البيبيرين النانوية جنباً إلى جنب مع الرصاص أظهرت مستويات أقل بكثير من الرصاص في أنسجة الكبد، مما يشير إلى أن العلاج قلل من كمية الرصاص التي تراكمت في العضو، رغم أن الآلية المحددة وراء هذا الانخفاض لم تُحدد في الدراسة. بعد ذلك، بحثوا في العلامات الكيميائية للضرر. فمن المعروف أن التعرض للرصاص يسبب "بيروكسيد الدهون"، وهي عملية تتحلل فيها الدهون في أغشية الخلايا وتصبح تالفة، تماماً مثل الزبدة المتروكة تحت أشعة الشمس. وقاس الباحثون ناتجاً كيميائياً محدداً لهذا التحلل يسمى "مالونديالدهيد". كانت الجرذان المصابة بالتسمم بالرصاص تمتلك مستويات عالية جداً من هذه المادة الكيميائية، لكن المجموعة التي عولجت بجسيمات البيبيرين النانوية أظهرت انخفاضاً ملحوظاً، مما يشير إلى أن أغشية الخلايا كانت أقل تضرراً بكثير.

كما تحقق الفريق من نشاط إنزيمات مضادات الأكسدة الطبيعية في الكبد، والتي تعمل بمثابة "فريق التنظيف" في الجسم. وأحد هذه الإنزيمات هو "جلوتاثيون بيروكسيداز"، وهو ضروري لتحييد الجذور الحرة السامة التي يولدها الرصاص. في الجرذان المسمومة، عانى هذا الإنزيم من أجل العمل، ولكن في الجرذان التي عولجت بالجسيمات النانوية، استعاد نشاطه إلى مستويات قريبة جداً من مستويات الحيوانات السليمة. كما قاس الباحثون مستويات إنزيمات الكبد التي تتسرب إلى الدم عند إصابة خلايا الكبد. في مجموعة الرصاص فقط، كانت هذه الإنزيمات مرتفعة، مما يشير إلى ضرر شديد. أما في المجموعة التي تلقت جسيمات البيبيرين النانوية، فقد انخفضت هذه المستويات بشكل كبير، مما يشير إلى أن خلايا الكبد ظلت سليمة. ولمعرفة الواقع المادي لهذه التغيرات الكيميائية، قام العلماء بتقطيع أنسجة الكبد وفحصها تحت المجهر. كانت أكباد الجرذان المسمومة متورمة، ومليئة بالفراغات، وتظهر عليها علامات الالتهاب وموت الخلايا. وفي المقابل، بدت أكباد الجرذان التي عولجت بالجسيمات النانوية طبيعية تقريباً، مع وجود علامات طفيفة فقط للإجهاد.

تخلص الدراسة إلى أن تغليف البيبير في جسيمات نانوية يجعله درعاً قوياً ضد التسمم بالرصاص. فمن خلال إيصال مضاد الأكسدة بشكل أكثر فعالية، قلل العلاج من كمية الرصاص التي استقرت في الكبد، وأوقف "الصدأ" المدمر لأغشية الخلايا، وساعد الدفاعات الطبيعية للعضو على التعافي. ورغم أن البحث أُجري على الجرذان وليس البشر، إلا أن النتائج تقدم لمحة واعدة حول كيفية استخدام المركبات الطبيعية، عندما تُهندس باستخدام التكنولوجيا الحديثة، لتوفير طريقة أكثر أماناً لحماية الكبد من سمية المعادن الثقيلة في المستقبل. وتشير النتائج إلى أن هذا النهج يمكن أن يكون إضافة قيمة للأدوات الطبية لإدارة التعرض للرصاص، مما يوفر وسيلة للتخفيف من الضرر دون الآثار الجانبية الشديدة المرتبطة بالعلاجات الحالية.