أ. نورا هبه فيزياء بحرية – مركز أبحاث علوم البحار والبيئة – اليمن

عد إصابات الحروق من بين أكثر الاصابات ضررًا. مما يؤثر تأثيراً كبيراُ في المرضى جسديًا وفسيولوجيًا ونفسيًا، ولا تزال الحروق أحد الاسباب الرئيسة للوفاة والعجز في العالم. لقد بحث الأطباء وقدموا العديد من العلاجات على مر القرون من أجل التخفيف من معاناة ضحايا الحروق؛ لكن كانت هذه العلاجات في الغالب، لا تفيد الضحايا كثيرًا لأن الفهم الأساسي لتأثير المرضي والفسيولوجي للحروق لم يكن معروفًا. وخلال السنوات الخمسين الماضية، حدث تحسن كبير في رعاية وعلاج مرضى الحروق بفضل الفهم الصحيح لفسيولوجيا الأمراض الناتجة عنها، واستخدام المضادات الحيوية، والأدوية المحتوية على الفضة.

لقد اسْتُعملت جلود البشر والحيوان منذ فترة طويلة في علاج الحروق في البلدان المتقدمة؛ وبسبب التكلفة الباهظة لهذه الطريقة؛ فضلا عن عدم وجود متبرعين بالجلود في معظم الدول النامية، فإن الأطباء في هذه البلدان ابتكروا مؤخرًا طريقة واعدة لمعالجة مرضى الحروق باستخدام جلود الأسماك وبالتحديد جلد سمك البلطي (Tilapia).

خلفية تأريخية

ترجع معالجة الحروق إلى القرون القديمة وكانت تتألف من العلاجات الموضعية. واحد من أقدم سجلات معالجتها وصفت في بردية سميث المصرية في عام 1600 قبل الميلاد التي دعت إلى استخدام مرهم العسل والراتنج. وبردية ايبرس في 1500 قبل الميلاد وصفت استعمال مجموعة واسعة من المواد لمداواة جروح الحروق. وفي سنة 600 قبل الميلاد وصف الصينيون مستخلص أوراق الشاي والصبغات لهذا المرض. وقد ساهم العديد من الفلاسفة والأطباء المشهورين في العلاج مثل ابقراط عام 400 قبل الميلاد الذي وصف استخدام الضمادات الكبيرة المشبعة بدهن الخنزير والرانتج بالتناوب مع الخل الدافئ. وفي القرن الأول الميلادي وصف سيلسوس مخلوط النبيذ والمر باعتباره غسولًا ومانعًا لنمو الجراثيم، وكان أول من وصف الإسعافات الأولية لضحايا الحريق هو الطبيب العربي محمد بن زكريا الرازي حوالي 854-925م الذي أوصى بالماء البارد لتخفيف الألم. وقد اسْتُعمل عدد لا يحصى من المواد المقززة والمثيرة للاهتمام، مع فهمنا الحالي للميكروبيولوجيا والعدوى سيكون من الصعب فهم لماذا كانت تتم المعالجة بهذه المواد؟ ولم تعد تطبق طرق المعالجة القديمة في الوقت الحاضر؛ لأنها غير قادرة على منع العدوى البكتيرية التي هي واحدة من الأسباب الرئيسة لوفاة المصابين، فالإصابة بالحروق تضر الجلد الذي هو الحاجز الأساس للأمراض، وتوفر أرضًا خصبة للنمو البكتيري، بالإضافة إلى كبت المناعة التي ترافق الحروق الكبرى وهما المساهما الرئيسا في عدوى الجروح وأنتان الجراثيم الغازية.

كان اكتشاف البنسلين من قبل العالم الأسكتلندي ألكسندر فلمينج عام 1928، تقدمًا كبيرًا في مكافحة العدوى الميكروبية. ولكنه حتى الحرب العالمية الثانية لم يتم تصنيعه على نطاق صناعي واسع. لعب البنسلين دورًا حاسمًا في علاج ضحايا حريق ملهى (Coconut Grove Fire) في بوسطن عام 1942 كما أنه يكافح المكورات العنقودية التي تؤدي الي متلازمة الصدمة السامة (Toxic Shock Syndrome). لقد تغير هدف العلاجات الموضعية على مر القرون. وبسبب فهمنا المتزايد عن الفيزلوجيا المرضية لجروح الحروق في اوائل القرن العشرين كان الهدف من العلاج الموضعي منع إطلاق السموم البكتيرية من الجرح وتجفيفه والسماح بتشكيل مادة متخثرة قوية للحد من فقدان السوائل.

 وكان الحدث الأهم في العلاج الموضعي للحروق استعمال محاليل مركبات الفضة وأملاحها، التي لعبت دورًا هامًا في الحد من معدل أنتان الجروح والوفيات، تم تطوير سلفاديازين الفضة من قبل تشارلز فوكس عام 1960 وأصبح الدعامة الأساسية للعلاج المضاد للميكروبات نظرًا لنجاحها في السيطرة على التهابات وحدها الادنى من الآثار الجانبية. لم تدرك العلاقة بين حجم وعمق الحرق والوفيات إلا في القرن التاسع عشر، فقد وضع الجراح الفرنسي غيوم دوبويترن (Guillaume Dupuytren) تصنيفًا لعمق الحرق، بعد مراجعة علاج 50 مريضًا، هذا التصنيف قسم الحروق إلى ست درجات:

الدرجة الأولى: حُمَامَي وهو احمرار سطحي للجلد مع وجود بثور.

الدرجة الثانية: التهاب الجلد مع انسلاخ البشرة.

الدرجة الثالثة: تدمير جزئي للطبقة الحليمية والشبكة تحت الحليمية من الأدمة.

الدرجة الرابعة: تدمير الجلد وصولًا إلى طبقة تحت البشرة.

الدرجة الخامسة: تكوّن القشرة على الجلد والعضلات.

الدرجة السادسة: تدمير جميع الانسجة وصولًا إلى العظام.

وهذا التصنيف مازال يعمل به البعض حتى اليوم، ومع ذلك فالعديد من الكتابات تميل إلى استعمال نظام تصنيف مبسط من ثلاث درجات الذي يعزى إلى الجراح الفرنسي بوير في بداية القرن التاسع عشر عام 1814 وهذا التصنيف هو:

الدرجة الأولى: حُمَامَي وهو احمرار سطحي للجلد مع وجود بثور.

الدرجة الثانية: تبثر على الجلد يؤدي إلى تقرح سطحي.

الدرجة الثالثة: اختلال وتفكك النظام النسيجي والذي يفضي إلى تشكل قشرة صفراء جافة.

والإجماع الحالي لوصف الحروق يعتمد على العمق وليس الدرجات ويطلق عليه

1. حرق سطحي
2. حرق سماكة جزئية للجلد
3. حرق سماكة كاملة للجلد.

والتقنيات الحديثة ساعدت الأطباء على تحديد عمق الحروق بشكل أكثر دقة وموضوعية وتشمل هذه التكنولوجيا التصوير الحراري وتقنية التصوير بالليزر الدوبلر وكذلك أساليب التصوير المحسنة المساعدة بالحاسوب مثل تقنية التحليل الطيفي لما تحت الجلد. يعتقد أن تطعيم الجلد (Skin Graft) نشأ مع الهندوس قبل 3000 سنة. ولكن تذكر بعض الدراسات أن أقدم تطعيم للجلد يرجع إلى القرن الخامس الميلادي عندما قام الجراح الهندي ساسروتا (Sushrutha) في القرن الخامس الميلادي، بإصلاح الأنوف التي بترت كعقاب على الجرائم. وذلك باستخدام قطع من الجلد المتدلي من الجبهة إلى أسفل بعد عملية البتر. كما وثق ساسروتا نقل جلد من الأرداف إلى الأنف.

وكانت أول زراعة للجلد موثقة في العصر الحديث للإنسان بواسطة كارل بانجر عام 1823، وأيضا هنا في جراحة الأنف، وتم استعمال جلد كامل السمك من الفخذ الداخلي لهذا الغرض، خلال هذا الوقت كان نجاح تطعيم الجلد منخفضا بسبب القطع غير الفاعل والمعالجة بالطعوم الكبيرة والسميكة. وفي عام 1869 تمكن الجراح ريفردين (Reverdin) بنجاح من تغطية الاجزاء السطحية لجرح في طريقها إلى الشفاء بواسطة قطع صغيرة من الجلد ثم تتالت عمليات مشابهة على تطعيم الجلد.

سمك البلطي

هو الاسم الشائع لما يقرب من مائة نوع من الأسماك السيكيدية (Cichllid)، التي تعود إلى ثلاثة أجناس، من قبيلة سيكليد تيلابين (Tilapiine Cichlid) وهي أساسًا من أسماك المياه العذبة تعيش في الأنهار والبحيرات والبرك، وتكون أقل شيوعًا في المياه قليلة الملوحة (Brachish Water). ويعتقد أنها أقدم الأنواع المستزرعة مائيًا، فقد وجدت مرسومة على القبور المصرية منذ أكثر من 3000 عام وموطنها الأصلي أفريقيا والشرق الاوسط. وتاريخيًا، كانت لها أهمية في الصيد الحرفي في أفريقيا. وهي ذات أهمية متزايدة في الاستزراع المائي حيث تربى في الولايات المتحدة الأمريكية وكندا والصين وتزايدت شعبية سمك البلطي بشكل مطرد منذ عام 2002 عندما دخل لأول مرة قائمة الأصناف البحرية العشرة الأوائل الأكثر استخدامًا في أمريكا وهو حاليًا النوع الرابع من الأسماك الأكثر شعبية بعد سمك التونة والسالمون وقدية الاسكا وثالث أكثر الأسماك شعبية في الزراعة المائية بعد الجمبري والسالمون. واليوم تنتج أكثر من 80 دولة سمك البلطي عن طريق التربية المائية بما فيها الصين التي تعد أكبر منتج بما يمثل أكثر من %50 من إنتاج العالم، وهذه الأسماك تتغذى على الأعشاب والطحالب والخلايا النباتية المائية الصغيرة.

بروتين الكولاجين

يساعد بروتين الكولاجين على شفاء والتئام الجروح والجروح الناخرية وترقيع الجلد والحروق وغيرها عن طريق جذب خلايا الجلد الجديدة إلى موقع الجرح فهو يعزز الشفاء ويوفر قاعدة لنمو الأنسجة الجديدة. وتعد جلود الأسماك من أغنى المصادر ببروتين الكولاجين، فما هو هذا البروتين وماهي وظيفته؟ كلمة كولاجين أصلها يونانية أتت من كلمة (Kolla) التي تعني الغراء (Glue) وهو بروتين تركيبي للعظام والروابط والأوتار والجلد، وهو البروتين الأكثر وفرة في أجسادنا ويشكل ما بين 25-30 % من البروتين الكلي في الجسم، ونحو %75 من الجلد.

وثمة أنواع عديدة من الكولاجين؛ لكن الأكثر شيوعًا ثلاثة أنواع تقوم بأغراض منفصلة داخل الجسم، النوعان 1 و3 من بروتين الكولاجين تدعم الجلد والعضلات وصحة العظام ونمو الشعر والأظافر، والنوع 2 يشكل السوائل التي تكون وظيفتها في الغضاريف والمفاصل. يوجد 19 حمضًا أمينيًا في نوعي الكولاجين 1 و3 كلها ضرورية في تكوين الجلد والعضلات والعظام والمحافظة عليها، وهذان النوعان ينتجان بواسطة الخلايا الليفية (Fibroblasts) (خلايا في الانسجة الضامة)، والخلايا البانية للعظام (Osteoblasts) وأكثر من %90 من بروتين كولاجين جسم الإنسان يتكون من النوعين 1و3، وهذه البروتينات تتركب من الأحماض الامينية الجلايسين والبرولين وألانين وهيدروكسي برولين. أما كولاجين الأسماك فيدعى أيضا الكولاجين البحري. ويستخرج من فضلات الأسماك التي لا تصلح للأكل عند تجهيزها مثل العظام والجلد والقشور وبيبتدات كولاجين الأسماك لها أكفأ امتصاص وتوافر حيوي (Bioavailability) ويرجع ذلك إلى انخفاض في وزنها الجزيئي فهي تمتص بكفاية تصل إلى 1.5 مرة مقارنة مع بيبتدات المصادر الحيوانية الاخرى لذلك تعد أفضل مصدر للكولاجين للأغراض الطبية.

الضمادة السمكية

الحروق من الدرجة الثانية والثالثة تكون مؤلمة جدًا وأحيانًا مميتة، اعتaمادًا على مدى انتشارها في الجسم، والمعالجة بأنسجة الجلد يمكن أن يساعد في كثير من الأحيان بتسريع الشفاء. وتقليديًا، يتم علاج الحروق باستخدام أنسجة من جلود الأبقار والخنازير أو البشر حيث ينتقل منها بروتين الكولاجين الذي يعد بروتين الشفاء، وهو مشابه لكولاجين البشر. ولكن خطر ادخال عوامل ممرضة من هذه الأنواع الثديية مثل: الحمى القلاعية، ومرض اعتلال الدماغ الإسفنجي البقري، وعدم توفر الأنسجة الجلدية وتكاليفها الباهظة في البلدان النامية منع التطبيق الواسع لهذه الأنسجة الجلدية في المجال الطبي. فضلًا عن الاستجابة المناعية وفرط الحساسية (Hypersensitivity) التي أحدثها كولاجين البقر عندما طبق على جلد البشر وزيادة مستويات الأجسام المضادة في بعض المرضى.

كما أن الأطباء يطببون الحروق بالشاش والكريم المحتوي على مركب الفضة الذي يمنع الإصابة بالبكتيريا والجراثيم لكن ذلك لا يساعد على الشفاء بالضرورة فتغير ضمادة الشاش والمرهم مؤلمة جدًا لمرضى الحروق. لذلك بحث العلماء عن أنسجة جلدية حيوانية لعلاج الحروق تخفف الألم عن المرضى وتساعد على الشفاء السريع وتكون تكاليفها معقولة ولا تستجيب مناعيًا. فبرز هنا جلد سمك البلطي (Tilapia) كأنسب نسيج يمكن أن يحقق الغايات السابقة. فعندما حلل الباحثون جلد سمك البلطي وجدوا أنه يحتوي على بروتين الكولاجين النوعين 1 و3 المهمين جدًا في شفاء الحروق، ويوجدان بكمية كبيرة أكبر من جلود البشر والحيوانات الأخرى. وكان يعتقد العلماء أن الكولاجين مجرد بروتين تركيبي يساعد على حمل والحفاظ على الخلايا والأعضاء في مكانها، لكن أكثر الدراسات الحديثة أثبتت أن له أدوارًا مهمة في الإشارات الخلوية، ونمو الخلايا، والتنظيم الجيني، فوجوده في الواقع يغير الطريقة التي تتصرف بها الخلايا، فتغطية الجروح والحروق بالكولاجين يمد جسورًا أو سقالات طبيعية (Scaffolding) للخلايا الجديدة من أجل النمو وضخ بروتينات جديدة وبالتالي تقليل وقت الشفاء.

ويتميز جلد البلطي بخصلة من الخصائص وهي: الاستقرار الحراري، وقوة الشد، وعدم حدوث رد مناعي، فالثبات الحراري يسمح له بتحمل درجة حرارة حتى° 45C، بينما درجة حرارة الجسم القياسية ° 38C، فدرجة حرارة تغير الصفات الطبيعية للبروتين (تمسيخ) عالية؛ وبالتالي يستطيع الاحتفاظ بشكله حتى تحت التقلبات البيئية. أما مقاومة الشد فتتيح للضمادة الالتحام بالجلد والتأقلم مع حركات الجسم، بالإضافة إلى ذلك فقد تبين في المختبر أن كولاجين البلطي يحفز نمو الخلايا الكيراتينية (Keratinocytes) وهي واحدة من نوعين من الخلايا التي تؤدي دورًا تكامليًا في التئام الجروح والاستجابة المناعية، ويعرف النوع الثاني بالخلايا الليفية الجلدية (Dermal Fibroblasts)، هجرة هذه الخلايا إلى موقع الحرق يساعد على زيادة انقسام الخلايا الظهارية والخلايا الليفية أيضًا تفرز إشارات السيتوكين الذي يقوم بدور مهم في عملية إصلاح الأنسجة والالتهاب من خلال التنسيق بين الأنشطة الخلوية المتعددة. أما فيما يتعلق بالرد المناعي أشار الباحثون إلى عدم وجود استجابة مناعية عند استعمال الكولاجين البلطي لعلاج مرضى الحروق، كما لم يلاحظ علماء آخرون أي رد فعل مناعي جدير بالملاحظة عندما خلطت مزارع خلوية طحالية من الفئران مع كولاجين جلد سمك البلطي وبقيت الخلايا اللمفياوية (T&B) عند المستويات الطبيعية كما لم يظهر أي زيادة في الأجسام المضادة وهذا يدل على مستوى عال من التوافق بين ضمادة البلطي ونظام المناعة للثدييات.

الضمادة السمكية (جلد سمك البلطي (Tilapia)

• أنسب نسيج يمكن أن يحقق تخفف الألم عن المرضى
• تساعد على الشفاء السريع وتكاليفها معقولة ولا تستجيب مناعيًا
• يحتوي على بروتين الكولاجين النوعين 2و3
• يوجدان بكمية كبيرة أكبر من جلود البشر والحيوانات الأخرى
• للكولاجين أدوارًا مهمة في الإشارات الخلوية، ونمو الخلايا، والتنظيم الجيني
• تغطية الجروح والحروق بالكولاجين يمد جسورًا أو سقالات طبيعية (Scaffolding) للخلايا الجديدة من أجل النمو وضخ بروتينات جديدة
• يتميز جلد البلطي بالاستقرار الحراري، وقوة الشد، وعدم حدوث رد مناعي
• الثبات الحراري لجلد البلطي يسمح له بتحمل درجة حرارة حتى°
• 45C أما مقاومة الشد فتتيح للضمادة الالتحام بالجلد والتأقلم مع حركات الجسم
• كولاجين البلطي يحفز نمو الخلايا الكيراتينية (Keratinocytes)
• عدم وجود استجابة مناعية عند استعمال الكولاجين البلطي لعلاج مرضى الحروق

والجدير بالذكر، أن جلد سمك البلطي قبل العلاج به يعامل بمختلف أدوات التعقيم، ويُخضع للتشعيع من أجل قتل الفيروسات قبل التعبئة والتغليف والتبريد، وبمجرد تنظيفها ومعالجتها تصبح صالحة لمدة عامين وهكذا فإن معالجة ضحايا الحروق بجلد سمك البلطي لم يسبق لها مثيل، ويأمل الباحثون أن تتطور هذه الطريقة الواعدة وتحظى بمزيد من البحث والدراسة تظهر على نطاق تجاري في الاستعمال الطبي.