الملخص

تُعتبر البارابينات من أشهر المواد الحافظة المستخدمة منذ زمن طويل، أظهرت الدراسات الحديثة أن هذه المادّة تحاكي هرمون الإستروجين، الذي قد يكون له تأثير محفز على تكاثر الخلايا تكاثراً غير طبيعي وتحريض تكون السرطان، وخاصة سرطان الثدي. لا تقتصر مستقبلات الإستروجين على الثدي، حيث تتوزع في أماكن مختلفة في الجسم، بما في ذلك البنكرياس. في هذه الدراسة، فُحصت عينات من سرطان البنكرياس، وهو أحد أخطر أنواع السرطان لدى البشر. وُجد البارابين في جميع عينات سرطان البنكرياس بتركيز متوسط (6.4±318.8) نانوغرام/غرام. كان تركيز إيتيل بارابين هو الأعلى يليه ميتيل بارابين ثم بروبيل بارابين، وكان جميع المرضى مرضى سكري. نقترح مزيدًا من الدراسات لتحديد ما إذا كان للبارابين دور في مقاومة الأنسولين وفي تحفيز الانتشار غير الطبيعي لخلايا البنكرياس من خلال الارتباط بمستقبلات هرمون الإستروجين في البنكرياس.

---

كلمات مفتاحية : متيل- إيتيل- بروبيل- بارابين- سرطان البنكرياس.

---

المقدمة Introduction:

عُرف البارابين من قبل ثيودور ساباليتشكا في عام 1920، ومنذ ذلك الحين، استخدم على نطاق واسع على أنّه مادّة حافظة في مستحضرات التجميل والأدوية والمنظفات والعطور والحلويات والأطعمة المعلبة، والعديد من المواد المعلبة الأخرى [1] [2]. يتميز البارابين بخصائصه القوية المقاومة للجراثيم والفطربات ضمن نطاق واسع من ال PH (4.5-7.5)، كما أنه عديم الرائحة و لا يسبب تغيّراً في لون المستحضرات المضاف إليها، وغير مكلف لعملية التصنيع، ومستقر في درجات الحرارة المطلوبة للإنتاج [3]، هذا الاستقرار الجيد ضد الظروف الخارجية، بجانب تكاليف الإنتاج المنخفضة للغاية، ُيفسر سبب استخدام البارابين بشكل شائع [3]، تزداد فعالية البارابين بزيادة طول سلسلة الألكيل من ميتيل البارابين إلى بوتيل البارابين [3] [4]. حتى الآن ماتزال آلية عمل البارابين على أنّه مادّة حافظة غير مفهومة، يمكن للبارابين أن يعبر الأغشية الخلوية ثم يتداخل مع الاصطناع الحيوي للبروتينات الخلوية مؤدياً إلى تعطيل عملية التمثيل الغذائي للخلية الجرثومية والتسبب في موتها [3]، يُفترض بأنه يقوم بتعطيل عمليات النقل عبر الغشاء الخلوي، عن طريق تثبيط اصطناع ال DNA والRNA  أو بعض الأنزيمات الرئيسية مثل ATPases و phosphotransferases في بعض الأنواع الجرثومية [5]. تُعرف البارابينات (PBs) أنها استرات بارا -هيدروكسي حمض البنزويك (pHBA) ، الأكثر شيوعًا منها:

• ميتيل البارابين (MePB) E218
• إيتيل البارابين (EtPB) E214
• بروبيل البارابين (PrPB) E216
• بوتيل البارابين (BuPB) E209
• بنزيل البارابين وهو الأقل استخدامًا.

يُعد متيل وبروبيل البارابين الأكثر استخداماً وغالباً مايوجدان معاً في المنتجات ]6[ ]7[.

للبارابين ذوباناً ضعيفاً في الماء، وعالياً في الدسم، حيث تزداد انحلاليته بالدسم بازدياد طول السلسلة الجانبية للإستر، فقد يؤدي هذا إلى زيادة تراكمه في المركبات الدسمة في أنسجة الجسم بطريقة مشابهة للملوثات الأخرى المحبة للدسم والمعروفة بفعل تراكمي [8]. في الآونة الأخيرة، ازداد الجدال حول العلاقة بين البارابين وسرطان الثدي، خاصة بعد العثور على البارابين في عينات لسرطان الثدي من جهة وتأثيرات البارابين الإستروجينية من جهة أخرى، حيث يحاكي البارابين تأثير هرمون الإستروجين عند ارتباطه بمستقبلات الإستروجين في الثدي، مما يتسبب في اختلال التوازن الهرموني الذي يؤدي إلى تكاثر غير طبيعي لخلايا الثدي [8]، لا تقتصر مستقبلات هرمون الإستروجين على الثدي، حيث عُثر على مستقبلات هرمون الإستروجين في أجزاء كثيرة من الجسم، بما في ذلك البنكرياس[9] . يؤدّي البنكرياس دورًا مهمًا في التوازن الهرموني للجسم عن طريق إنتاج الأنسولين، وتنظيم مستوى السكر في الدم من خلال تسهيل مروره إلى الخلايا. يُعتبر سرطان البنكرياس مرضاً قاتلاً، حيث تصل نسبة الوفيات إلى ما يقرب من 100٪، كما أنه يحتل المرتبة الرابعة في معدل الوفيات في المجتمعات الغربية، وهو أكثر شيوعًا بين الرجال الأصغر سنًا منه بين النساء الأصغر سنًا. في معظم البلدان، إلا أنه مع التقدم بالعمر تصبح النسبة متساوية بين الجنسين. غالبًا ما يتم اكتشافه فقط عندما ينتشر إلى أعضاء الجسم الأخرى – مثل الكبد [11] [10]. ليس هناك شك في وجود مستقبلات الإستروجين (ER) والبروتين الرابط للإستروجين في البنكرياس البشري السليم، حيث ثبت أنه الممكن التأثير على سرطان البنكرياس التجريبي باستخدام الإستروجين [11] . أظهرت الدراسات الحديثة أنّ سرطان البنكرياس عند الإنسان يُعبر عن نوعين فرعيين من مستقبلات هرمون الإستروجين هما [ERα] و[ERβ] ، وكل نوع فرعي من  ER قادر على تمييز إشارات إستروجين متميزة، مما يعزز دور هرمون الإستروجين في هذا النوع من السرطان ، كما أن معظم خلايا البنكرياس تحتوي على بروتين يُعبر عن ERβ بنسبة أكبر من ERα  .[9] لقد تأكدّ أن للإستروجين دورًا في الإصابة بسرطان البنكرياس [12] ، وبما أن البارابين يمتلك خصائص إستروجين، فمن الممكن أن يكون له دور في تطور هذا النوع من السرطان. في أغلب المراجع الدوائية تحدد كمية البارابين كسواغ مضاف للمستحضرات الصيدلانية كالتالي[13] :

• المتيل بارابين0.2-0.015 %
• البروبيل بارابين:
• 01-0.02 % في المستحضرات السائلة عن طريق الفم
• 01-0.6 % في التركيبات الموضعية
• 005-0.2 % في الحقن

غالباً ماتكون مشاركة المتيل والبروبيل بارابين بنسب: 1 PP:3 MP، 3 PP:7 MP ، 1 PP:7 MP يُعتقد أن وجود البارابين غير القابل للاستقلاب هو المسبب للتأثيرات السامة في الجسم [ [15] [14. عموماً فإن التدابير العلاجية لمرضى السكري تشمل الأنسولين والميتفورمين ومحفزات إفراز الأنسولين والأدوية من صنف محاكيات الإنكريتين [16]، ثمة بحوث عديدة تقترح علاقة سببية بين بعض أدوية السكري المستخدمة في علاج النمط الثاني كالأدوية من صنف الإنكريتين incretin mimetic class وسرطان البنكرياس، على الرغم من أن إدارة الغذاء والدواء الإمريكية (FDA) لم تنته الى أن هذه الأدوية قد تسبب أو تسهم في تطور سرطان البنكرياس، حيث يعتمد عمل هذه الأدوية عن طريق محاكاة هرمونات الإنكريتين التي ينتجها الجسم عادة بشكل طبيعي لتحفيز إفراز الأنسولين استجابةً للوجبة، والذي يتم استخدامه جنبًا إلى جنب مع النظام الغذائي وممارسة الرياضة لخفض نسبة السكر في الدم لدى البالغين المصابين بداء السكري من النوع 2 [17] . يُعتبر النظام الغذائي جزء فعال من الخطة العلاجية، حيث يتضمن الخضروات وعصائر الفواكه بدون سكر والأغذية الغنية بالألياف والأغذية قليلة السعرات الحرارية والقليلة الدسم والسمك والحبوب، بالإضافة إلى الحليب واللبن منخفضي الدسم  [16]. قد يتعرض الشخص للبارابين من الأغذية والأدوية المتناولة فموياً وخصوصاً تلك المستخدمة في الأمراض المزمنة، نظراً لكون البارابين يدخل بوصفه مادّة حافظة في العديد من المواد الغذائية المعلبة والمواد الدوائية، كما أن التطبيق الموضعي للمستحضرات الجلدية على الجروح التي يعاني منها أغلب مرضى السكري وخصوصاً القدم السكرية، قد تشكل مصدراً آخر للبارابين الداخل للجسم، ومن ثمّ فإنّ هذا قد يزيد من دور البارابين وتأثيره الإستروجيني.

هدف الدراسة:

التحري عن وجود مشتقات البارابين في عينات سرطان البنكرياس (متيل، ايتيل وبروبيل) البارابين وقياس تراكيزها.

المواد والطرائق:

جُمعت عينات سرطان البنكرياس مباشرة بعد الجراحة، جرى ذلك في قسم الجراحة العامة في مشفى الأسد الجامعي، ثم خُزنت في درجة حرارة (-80 مo)، لاحقاً تم استخراج البارابين من العينات وتحليلها بواسطة: HPLC / MS (SHIMADZU LC MS-2020) في مخبر الفيزياء المركزي في كلية العلوم – جامعة دمشق.

استخلاص البارابين من العينات المدروسة:

اليوم الأول: تُؤخذ العينة (0.5 ملغ) ثم تقطع جيداً وتجانس مع (6.25 مل إيتانول + 6.25 مل أسيتون)، تترك كل الليل بالهزازة الدورية (periodic shaking) في أنبوب زجاجي مغلق.

اليوم الثاني: يُوضع الخليط في جهاز الطرد المركزي ((bench centrifuge بسرعة 2500 دورة/الدقيقة لمدة      10 دقائق في درجة حرارة الغرفة، ثم تؤخذ الطبقة الطافية الحاوية على البارابين وتُوضع في أنبوب نظيف، بينما يُعاد استخلاص الكتلة الورمية المتبقية بإضافة (1.5 مل إيتانول + 1.5 مل أسيتون)، وتُضع في جهاز الطرد المركزي  لمدة 10 دقائق بسرعة 2500 دورة/الدقيقة في درجة حرارة الغرفة، تُفصل الطبقة الطافية الحاوية على البارابين في أنبوب نظيف، ثم تُجمع الطبقتان الطافيتان السابقتان معاً، ويتم تجفيفهما حتى الحصول على خلاصة جافة زيتية القوام حاوية على البارابين.

اليوم الثالث: تُخلط الخلاصة الزيتية مع ( 6 مل ميتانول مائي 70٪)، وتُحضن كل الليل بدرجة حرارة (-20 مo).

اليوم الرابع: يُوضع الخليط في جهاز الطرد المركزي بسرعة 3200 دورة/ الدقيقة لمدة 20 دقيقة عند (4 مo)، ثم تُفصل الطبقة الطافية الحاوية على البارابين وتوضع في أنبوب نظيف، ثم يُعاد استخلاص الخلاصة الزيتية مرة أخرى بإضافة ( 1مل ميتانول ماثي 70%) و وضعها في جهاز الطرد المركزي بسرعة 3200 دورة /الدقيقة لمدة 20 دقيقة عند (4 مo) ، تُؤخذ الطبقة الطافية الحاوية على البارابين، ثم تُدمج الطبقتان العلويّتان وتجفقان في الهواء الطلق، حيث تكون العينة الناتجة حاوية على البارابين.

اليوم الخامس: تُؤخذ العينات الجافة وتُحل بالميتانول لتحلّل بواسطة. HPLC / MS

الكواشف والمحاليل المستخدمة في التحليل:

المواد الكيميائية العيارية: متيل البارابين، ايتيل البارابين، بروبيل البارابين Roth, Germany))

• يضم الطور المتحرك لجهاز HPLC/MS:
  • خلات الأمونيوم Ammonium Acetate (15 mM، PH=4.5) في المضخة A
  • الأسيتو نتريل Acetonitrile في المضخة B
• نوع العمود C18, 150 mm ، حجم الحبيبات µm 5
• طول موجة القياس 254 نانو متر، درجة حرارة العمود 40 0C  

النتائج:

قُسمت العيّنات إلى  مجموعات ضمت كل مجموعة عيّنتين ولكل مجموعة عيّنة شاهد.

 تم حساب:

• المتوسط MEAN
• الخطأ المعياري للمتوسطSEM
• الانحراف المعياري SD
• T-test

أجريت الحسابات الإحصائية باستخدام برنامج الحزم الإحصائية للعلوم الاجتماعية SPSS ، الإصــــــــدار 25. على اعتبار قيمــــــة p المعتدة بها إحصائيا هي:p  <0.05 ، عند مستوى الدلالة

α=0.05 ، وهي تكافئ مجال الموثوقية confidence interval %95. يُبين الجدول (1) عمر وجنس المرضى، ودرجة الورم، والإصابة بمرض السكري.

لوحظ أن نسبة توزع سرطان البنكرياس بين الذكر والأنثى متساوية، كما يُبين الجدول (2).

الجدول (3) يُوضح تركيز (متيل، إيتيل وبروبيل) البارابين في العيّنات المدروسة وفي الشاهد، والقيم النهائية التي تمثل (طرح الشاهد من العيّنة) (نانوغرام/غرام).

احتوت بعض عينات الشاهد على كميات صغيرة من البارابين غير المبررة، قد يعود وجود البارابين في الشاهد إلى طريقة الاستخراج نفسها [8] [18].

يُبين الجدول (4) الحد الأعلى لتركيز (متيل، إيتيل وبروبيل) البارابين في عيّنات سرطان البنكرياس، كما يُوضح  الجدول (5) والشكل (2) أن متوسط تركيز إيتيل البارابين هو الأعلى في العيّنات (نانوغرام/غرام)، يليه متيل ثم بروبيل البارابين.

وكما هو موضح في الجدول (6) فإن متوسط متيل، إيتيل، بروبيل البارابين ومتوسط مجموع البارابين P=0.0001<0.05)) ذو دلالة إحصائية واضحة في سرطان البنكرياس عند مستوى الدلالة 0.05 .

المناقشة:

• بلغ متوسط عمر المرضى الذكور والإناث 58 عاماً على حد سواء، وهذا يتوافق من إحصائيات (ACS) جمعية السرطان الأمريكية لعام 2019 التي تؤكد أنّ الإصابة بسرطان البنكرياس غالباً ما تكون فوق عمر ال45.[18]

• احتوت جميع العيّنات المدروسة على الأنواع الثلاثة من البارابين بقيمة متوسطة (318.8±3.3) نغ/غ، مع وجود دلالة إحصائية واضحة تربط بين وجود البارابين في العيّنات المدروسة وبين سرطان البنكرياس، وبما أن للبارابين تأثيراً إستروجينياً وفقاً ل Darbre PD وزملائه 2004 [8] ، والعديد من الدراسات الأخرى كدراسة Konduri S وزملائه 2012 التي تقترح بأن لهرمون الإستروجين دوراً في سرطان البنكرياس البشري نظراً لوجود مستقبلات الإستروجين في البنكرياس [9] ، فعليه نقترح أنه قد يكون للبارابين دور في تطور هذا النوع من السرطان نظراً لتأثيره الإستروجيني.

• كان تركيز إيتيل البارابين هو الأعلى في العيّنات المدروسة (112.9±1.6) نغ/غ ، يليه المتيل بارابين (112.5±1.4) نغ/غ، و أخيراً البروبيل بارابين (93.4±1.8) نغ/غ، لا توجد دراسات حالية تُشير إلى وجود البارابين وتركيزه في سرطان البنكرياس.

• جميع العيّنات المدروسة هي أورام من الدرجة الثالثة، كما تساوت نسبة الإصابة بين الذكور والإناث حيث بلغت 50% لكل منهما، وهذا يتوافق مع إحصائيات (ACS) جمعية السرطان الأمريكية لعام 2019. [19]

• كان جميع المرضى مرضى سكري، وهذا يتوافق مع نتائج دراسة Li D في عام 2012 التي تُشير إلى أن نسبة الإصابة بسرطان البنكرياس ترتفع بين مرضى الداء السكري، وقد يكون لهذا علاقة بمقاومة الأنسولين وارتفاع سكر الدم بالإضافة إلى الشدة التأكسدية والاستجابة الالتهابية [19][20] ، وقد يكون للبارابين تأثير في مقاومة الأنسولين، خصوصاً لاحتواء البنكرياس على مستقبلات إستروجين.

الإستنتاجات:

عُثر على البارابين في جمبع عينات سرطان البنكرياس بتراكيز عالية جدًا ، حيث يحتوي البنكرياس على مستقبلات لهرمون الإستروجين، لذلك قد يؤدّي البارابين دورًا في زيادة مقاومة الأنسولين والحث على التكاثر غير الطبيعي لخلايا البنكرياس لتشكيل سرطان البنكرياس. لذلك نقترح المزيد من الدراسات على البنكرياس لمعرفة مدى تأثير البارابين على خلاياه، وما اذا كان للبارابين أي  خاصية تراكمية في الجسم من مستويات الجرعة المنخفضة طويلة المدى التي يتعرض لها الإنسان، وما إذا كان لتراكمها أي تأثير محفز لتكاثر الخلايا تكاثراً غير طبيعي، وتحريض تشكل الأورام.

المراجع :

1- Błędzka D, Gromadzińska J and Wąsowicz W. Parabens From environmental studies to human health. Environ Int. 2014; (67): 27–42.

2- Flasiński M, Gawryś M, Broniatowski M and Wydro P. Studies on the interactions between parabens and lipid membrane components in monolayers at the air/aqueous solution interface. Biochim Biophys Acta (BBA) Biomembr. 2016; 1858 (4): 836-844.

3- Garner N, Siol A and Eilks I. Parabens as preservatives in personal care products. Chemistry in Action. 2014; 38-43.

4- Dryka MM, Paszkiewicz W, Drozd L. Parabens: food preservatives and consumer safety. Med Wewn . 2015; 71 (9): 553-556.

5- Valkova N, Lepine F, Valeanu L, Dupont M, Labrie L, Bisaillon Jg, Beaudet R, Shareck F, and Villemur R. Hydrolysis of 4-Hydroxybenzoic Acid Esters (Parabens) and Their Aerobic Transformation into Phenol by the Resistant Enterobacter cloacae Strain EM. American Society for Microbiology.2001; 67(6):2404–2409.

6- Núñez L, Tadeo JL, García VAI, Turiel E. Determination of parabens in environmental solid samples by ultrasonic-assisted extraction and liquid chromatography with triple quadrupole mass spectrometry. J Chromatogr A .2008; 1214 (1-2): 82 – 178.

7- Fonseca A & Ana F. Parabens paradoxes in cosmetic formulations: a review. IJMRPS. 2016; 3 (8):1-11.

8- Darbre PD, Aljarrah A, Miller WR, Coldham NG, Sauer MJ and Pope GS. Concentrations of parabens in human breast tumours. J Appl Toxicol.2004; 24 (1): 5-13.

9- Konduri S and Schwarz RE. Estrogen receptor implications in human pancreatic cancer. In Female Sex Hormones and Cancers. Nova Science Publishers. 2012: 187-207

10- Bray F, Ferlay J, Soerjomataram I, Siegel RL, Torre LA and Jemal A. Global Cancer Statistics: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA Cancer J Clin. 2018; (68) 6: 394-424.

11- Andrén-Sandberg A, Hoem D and Bäckman PL. Other risk factors for pancreatic cancer: hormonal aspects. Anna Oncol. 1999; (10) 4:131-5.

12- Hogan AM, Collins D, Baird AW, Winter DC. Estrogen and gastrointestinal malignancy. Mol Cell Endocrinol. 2009; 307 (1-2):19-24.

13- Rowe RC, Sheskey PJ and Quinn ME. Handbook of pharmaceutical excipients: Pharmaceutical press and American Pharmacists Association. Sixth edition.2009.

14- Scientific Committee on Consumer Safety (SCCS), Opinion on parabens.2010.

15- Brand W, Boon PE, Hessel EVS, Meesters JAJ, Weda M and Schuur AG. The Netherlands Food and Consumer Product Safety Authority (NVWA). National Institute for Public Health and the Environment. Exposure to and toxicity of methyl- ethyl and propylparaben. RIVM Report .2017:1-109.

16- Alison B Evert .Nutrition Therapy in Diabetes Management—An Overview of the Recent American Diabetes Association Position Statement .US Endocrinology. 2014; 10 (1) :16–9.

17- FDA Drug Safety Communication: FDA investigating reports of possible increased risk of pancreatitis and pre-cancerous findings of the pancreas from incretin mimetic drugs for type 2 diabetes. FDA.2013.

18- Barr L, Metaxas G, Harbach CAJ, Savoy LA and Darbre PD. Measurement of paraben concentrations in human breast tissue at serial locations across the breast from axilla to sternum. J Appl Toxicol. 2012; 32 (3): 219-32.

19- American cancer society. Pancreatic Cancer Risk Factors.2019.

20- Li D. Diabetes and Pancreatic Cancer. Molecular Carcinogenesis. 2012; 5 (1): 64-74.