مطالعه اثرات آنتی اکسیدانی و آنتی گلایکشنی - دانلود رایگان

دانلود رایگان اسید الاجیک ماده ایی است که اولین بار در سال 1831 توسط شیمی دانی به نام هنری براکونت کشف شد اسید الاجیک در 46 نوع میوه و سبزیجات یافت میشود و یک هورمون گیا

دانلود رایگان

مطالعه اثرات آنتی اکسیدانی و آنتی گلایکشنی جاسمونیک اسید و الاجیک اسید در بافت ریه موش سوری در شرایط INVITROچکیده: اسید الاجیک ماده ایی است که اولین بار در سال 1831 توسط شیمی دانی به نام هنری براکونت کشف شد اسید الاجیک در 46 نوع میوه و سبزیجات یافت میشود و یک هورمون گیاهی و یک آنتاگونیست قوی است که دارای اثرات انتی اکسیدانی و انتی گلایکشنی میباشد و در حفاظت سلول از پراکیداسیون چربی و رادیکال های آزاد نقش دارد .دارای فرمول شیمیایی C14H6O8 و دارای جرم مولی 302 gr/mol است.اسید جاسمونیک عضوی از رده جاسموناتها و یک هورمون گیاهی است بزرگترین وظیفه اسید جاسمونیک در تنظیم کردن رشد گیاه است که شامل ممانعت از رشد, پیری و ریزش برگ گیاه میباشد. دارای فرمو شیمیایی C12H8O3 و جرم مولی 210.27 gr/mol و دمای جوش160 درجه ی سانتیگراد میباشد. هدف از انجام این پژوهش بررسی غلظتهای مختلف اسید الاجیک و اسید جاسمونیک بر روی فعالیت آنزیمهای آنتی اکسیدانی و برخی شاخص های بیوشیمیایی در بافت ریه موش سوری و کسب اطلاعات درباره اینکه این دو ماده شیمیایی در چه غلظتی تاثیرات آنتی اکسیدانی و آنتی گلایکشنی دارند می باشد . روش تحقیق براساس روش تجربی است ابتدا محیط کشت بافت ریه (MLCM) تهیه شده و پس از24 ساعت انکوباسیون بافت از انکوباتور خارج و محتوای پتری ها تحت شرایط استریل به لوله های پلاستیکی دردار (فالکون) منتقل میشوند و بعد از هموژناسیون نسبت به اندازه گیری شاخص های بیوشیمیایی اقدام می گردد. سپس سنجش میزان فعالیت آنزیمهای آنتی اکسیدانی و مقدار برخی شاخص های بیوشیمیایی به روش HPLC و اسپکتروفتومتری انجام شد.آزمایشات با سه تکرارانجام گردید و محاسبه میانگین و انحراف معیار نتایج انجام و مقایسه انها با آزمون SSPSو ANOVA test در سطح معنی دار 05/0 > p نسبت به شاهد انجام شد. نتایج نشان داد اسید الاجیک و اسید جاسمونیک در برخی از غلظتها باعث افزایش معنی دار آنزیمهای آنتی اکسیدانی نسبت به نمونه ی شاهد و در شاخص های بیوشیمیایی کاهش معنی دار نسبت به نمونه ی شاهد دیده شد. بر اساس این تحقیق این دو ماده دارای خاصیت آنتی اکسیدانی و آنتی گلایکشنی بالا هستند.
واژگان کلیدی :اسیدالاجیک " اسید جاسمونیک" آنزیم های آنتی اکسیدانی" شاخص های بیوشیمی.
فهرست مطالب عنوان چکیده 1 فصل اول: مقدمه 2 مقدمه 3 1-1-2 تقسیم بندی فیتوکمیکال ها 4 1-2 اهداف پژوهش 6 1-3 فرضیه های پژوهش 6 1-4 ریه 6 1-4-1 ریه ی سمت راست 7 1-4-2 ریه ی سمت چپ 8 1-4-3 مجاورت ریه 9 1-4-4 خونرسانی ریه 9 1-4-5 وزن ریه 9 1-4-6-سطح تعادلی ریه 9 1-5 آنتی اکسیدانت چیست 9 1-8 گلیکوزیلاسیون 17 1-8-1 محل انجام گلیکوزیلاسیون 17 1-9گلیکوزیلاسیون غیر آنزیمی ....................... 19 1-9-1 پنتوزیدین................................... 19 1-9-2 داکسی گلوکوزون.............................. 20 1-9- 3 قهوه ای شدن غیر آنزیمی (واکنش میلارد)...... 21 1-9-3-1 مراحل انجام واکنش میلارد................... 21 1-10 دی تیرورین .................................. 22 1-11 استرس اکسیداتیو.............................. 24 1-12 رادیکال های آزاد............................. 25 1-12-1 تشکیل رادیکال آزاد........................ 26 1-12-2 گونه های اکسیژن فعال(ROS)................. 27 1-12-3 انواع رادیکال های آزاد .................... 27 1-12-3-1 گونه های واکنشگر اکسیژن (ROS)........... 27 1-12-3-2 نیتروژن (RNS)........................... 28 1-12-3-3- كلر(RCS)............................... 29 1-13-8 فاکتور رها سازنده کورتیکوتروپین انسانی..... 31 1-13-9 فاکتور سلول بنیادی Stem Cell Factor............ 32 1-20 اثر انسولین بر متابولیسم هیدراتهای کربن...... 39 1-21 اثر انسولین بر متابولیسم لیپیدها............. 40 1-22 اثرانسولین برمتابولیسم پروتئین ها............ 41 1-23 نقش مسیر سوربیتول............................ 42 1-24 تعامل پروتئین پروتئین....................... 42 1-25 سوالات تحقیق.................................. 43 فصل دوم: سوابق تحقیق.............................. 45 فصل سوم: روش تحقیق................................ 63
فصل چهارم: نتایج و بحث............................ 68
فصل پنجم: نتیجه گیری.............................. 97 5-1 بحث........................................... 98 5-2 پیشنهادات.................................... 102 فهرست جداول عنوان
فهرست اشکال
عنوان
فهرست نمودار نمودار (4-19)..................................... 94 فصل اول مقدمه مطالعه اثرات آنتی اکسیدانی و آنتی گلایکشنی جاسمونیک اسید و الاجیک اسید در بافت ریه موش سوری در شرایط INVITRO
1 – 1 بیان مسئله ی پژوهش:
1-1-1 : فلاونوئیدها:
فلاونوئیدها (یا بیوفلاونوئید) (از کلمه لاتین فلاووس به معنای زرد) گروهی از متابولیت های ثانویه گیاهی هستند. فلاونوئیدها به عنوان ویتامین P (احتمالا به دلیل اثر آنها بر روی نفوذپذیری مویرگ های خونی عروق به حال) شناخته شده اند.
بيوفلاونوئيدها واقعا در گروه ويتامين ها قرار نمي گيرند اما بعضي مواقع با نام ‎ويتامين P خوانده مي شوند. بيوفلاونوئيدها براي جذب ويتامين C لازم هستند و اين دو بايد با هم دريافت شوند. .
ساختار شیمیایی آنها شامل یک اسکلت 15 کربن، که متشکل از دو حلقه فنیل (A و B) و حلقه هتروسیکلیک (C) می باشد.
شکل (1-1)
1-1-2 تقسیم بندی فیتوکمیکال ها: فیتوکمیکال ها را می توان به صورت زیر گروه بندی نمود: 1- کارتنوئیدها ۲-فالوونوئیدها 3- فیتات ها ۴- فیتواستروژن ها ۵- ایزوتیوسیانات ها و اندول ها ۶-فنل ها و ترکیبات حلقوی ۷- ساپونین ها 8- سولفیدها و تیول ها 9- ترپن ها.
1 -1-3 اسید الاجیک
ماده ایی فنولیک است که اولین بار در سال 1831 توسط شیمی دانی به نام هنری براکونت کشف شد اسید الاجیک در 46 نوع میوه و سبزیجات یافت میشود و یک هورمون گیاهی و یک آنتاگونیست قوی است که دارای اثرات انتی اکسیدانی و انتی گلایکشنی میباشد و در حفاظت سلول از پراکسیداسیون چربی و رادیکال های آزاد نقش دارد. دارای فرمول شیمیایی C14H6O8 و دارای جرم مولی 302 gr/mol است محلول در هیدروکسیل سدیم و دیگر الکالین ها محلول در پیریدین و به میزان کم در اب است.
شکل (1-2)
بنابراین درمان با اسید الاجیک بوسیله حل آن در آب در دوز 001/0 میلی مول انجام میشود به رنگ قهوه های مایل به زرد تا خاکستری میباشد . از اسید الاجیک برای درمان بسیاری از بیماریها مانند مشکلات قلبی گوارشی دیابت کبد روماتیسم استفاده می شود
1-1-4 اسید جاسمونیک
عضوی از رده جاسموناتها و یک هورمون گیاهی است بزرگترین وظیفه اسید جاسمونیک در تنظیم کردن رشد گیاه است که شامل ممانعت ا ز رشد، پیری و ریزش برگ گیاه می باشد. دارای فرمول شیمیایی C12H8O3 و جرم مولی 27/270 gr/mol و دمای جوش160 درجه ی سانتیگرادمی باشد.
جاسمونیک اسید مانند الاجیک اسید دارای خواص آنتی اکسیدانی و آنتی گلایکشنی می باشد و در درمان بیاری از بیماری ها کاربرد دارد این مواد از طریق خوراکی وارد بدن میشوند و دارای خواص دارویی هستند. تاکنون بیش از 8000 نوع ترکیبات پلی فنلی از ساده تا ترکیبات پیچیده در انواع گیاهان شناسایی شده است. این اسید به روش زیستی از اسید لینولئیک بوسیله روش octadecanoid ابتدا در کلروپلاست و سپس در ادامه در پراکسی زوها ساخته می شود. مناطق انتهای ساقه، برگ های جوان , میوه های نارس و مریستم های انتهای ریشه دارای بیشترین مقدار از جاسمونات ها هستند. غالبا در اثر زخم و آسیب در گیاهان میزان جاسمونیک اسید که تحت تاثیر ژن های ویژه سنتنر می شود افزایش می یابد. نقش جاسمونات ها به عنوان قسمتی از یک مسیر انتقال پیام که به وسیله زخم های موضعی فعال می شوند به خوبی مشخص شده است. مقدار جاسمونات اندوژن بر اساس زخم افزایش می یابد و به وسیله فعال سازی ژن های درگیر در پاسخ های دفاعی گیاه ادامه می یابد.
شکل (1-3)
اسید جاسمونیک همچنین به مشتقات متنوعی تبدیل می شود، از قبیل استرها، مانند متیل جاسمونات و ممکن است با آمینو اسیدها نیز ترکیب شود.
شکل (1-4)
1-2 اهداف پژوهش: بررسی غلظتهای مختلف اسید الاجیک و اسید جاسمونیک بر روی بافت ریه موش سوری و کسب اطلاعات درباره اینکه این دو ماده شیمیایی در چه غلظتی تاثیرات آنتی اکسیدانی و آنتی گلایکشنی دارند.
1-3 فرضیه های پژوهش: اسید الاجیک و اسید جاسمونیک بر فعالیت آنزیمهای آنتی اکسیدانی بافت ریه موثر هستند.
اسید الاجیک و اسید جاسمونیک دارای خاصیت آنتی گلایکشنی هستند.
اسید الاجیک تاثیر بیشتری بر بافت ریه نسبت به اسید جاسمونیک دارد.
1-4 ریه: ریه عضو تنفسی انسان می باشد شامل دو قسمت ریه راست و ریه چپ می باشد .
ریه راست خودش شامل سه لوب یا بخش فوقانی - میانی و تحتانی و ریه چپ شامل دو لوب فوقانی و تحتانی است. این بخشها توسط شیارهای آناتومیکی به نام فیشر از یکدیگر جدا می شوند. ریه راست دارای دوشیار عرضی و مایل و ریه سمت چپ فقط دارای یک شیار عرضی می باشد.
( لوب: بخشی از ریه که توسط فیشر از هم جدا شده و ارتباط خاصی با هم ندارند ، هر لوب از چند سگمان تشکیل شده که با هم ارتباط دارند).
1-4-1 ریه ی سمت راست: شکل (1-5)
دارای 3 لوب فوقانی ، میانی و تحتانی و هم چنین 2 فیشر می باشد .
1فیشر مینور ( عرضی / Lesser ) که لوب فوقانی و میانی را از هم جدا می کند . 2 فیشر ماژور (oblique ) که لوب تحتانی و میانی را از هم جدا می کند .
اگر از رو به رو به ریه راست نگاه کنیم بیشترین مقدار را لوب میانی به خود اختصاص داده و لوب تحتانی سهم کمی دارد .
ولی اگر از پشت به آن نگاه کنیم قسمت بیشتر لوب تحتانی را در خلف می بینیم.
1-4-2 ریه ی سمت چپ: شکل (1-6)
ریه ی سمت چپ دارای 2 لوب فوقانی و تحتانی و هم چنین 1 فیشر به نام oblique می باشد که لوب فوقانی و تحتانی را از هم جدا می کند .
در نمای لترال لوب تحتانی تا مهره ی ₄T بالا می آید ولی همانند ریه ی راست لوب تحتانی در نمای خلفی بیشتر از نمای قدامی مشاهده می شود.
1-4-3 مجاورت ریه: قاعده ی ریه ی راست با واسطه ی گنبد راست دیافراگمی با لوب راست کبد مجاور است و تقعر آن بیشتر است.
قاعده ی ریه ی چپ با واسطه ی گنبد چپ دیافراگمی با لوب چپ کبد ، معده و طحال مجاور است .
1-4-4 خونرسانی ریه : تنه ی شریانی ریوی که محتوی خون تصفیه نشده است از بطن راست منشأ می گیرد و پس از طی یک مسیر کوتاه به طول چند سانتی متر به دو شاخه ی شریان ریوی چپ و راست تقسیم می شود و در ادامه نیز تمام تقسیمات آن مشابه تقسیمات برونکوسی در ریه است و همراهی این دو تا داخل لوبولها و قسمت های انتهایی برونکوس ها ادامه دارد . انشعابات انتهایی شریان ریوی با برونشیول لوبولی وارد لوبول شده و تقسیماتی مشابه با برونشیول های داخل لوبولی دارد و در اطراف حبابچه های هوایی تشکیل شبکه ی مویرگی دور حبابچه ای را می دهد.
1-4-5 وزن ریه : ریه ی راست حجیم تر از ریه ی چپ می باشد و تقریباً 625 گرم وزن دارد . وزن ریه چپ هم تقریباً 565 گرم است که وزن دو ریه روی هم 1000 گرم می باشد.
1-4-6-سطح تعادلی ریه: 750 متر مربع سطح تبادل هوایی در ریه داریم یعنی به اندازه ی زمین تنیس و این سطح به خاطر چین و چروکهای ریه است .
1-5 آنتی اکسیدانت چیست: آنتي اكسيدان ها ، ويتامين ها، املاح معدني و آنزيم هايي هستند كه سلول ها و بافت هاي بدن را در برابر اثرات زيانبار ملكول هاي سمي به نام راديكال هاي آزاد محافظت مي كنند.
آنتي اكسيدان ها، با تثبيت راديكال هاي آزاد اثر مي كنند. آنها با افزودن برخي از اجزايشان به راديكال هاي آزاد، اين تركيبات سمي را تثبيت مي كنند. راديكال هاي آزاد بشدت ملكول هاي صدمه ديده اي هستند كه در نتيجه عملكرد طبيعي بدن توليد مي شوند. بسيار ناپايدارند و اجزاي ديگر ملكول هاي سلولي را گرفته به آنها صدمه مي زنند.
)Halliwell et al 2001) بیان داشتند که برخي ملكول هاي سلولي با راديكال ها ی حاصل از واکنش های زیستی مانند محصولات گلیکوزیلاسیون پیشرفته و اکسید شدن لیپیدها با قند و چربي ، پروتئين و DNA واکنش می دهند. زماني كه آنتي اكسيدان كافي براي تثبيت راديكال هاي آزاد وجود نداشته باشد، سلول هاي سالم صدمه ديده ومنجر به مشكلات سلامتي مي شوند.
از انواع آنتي اكسيدان ها مي توان به اسيد فوليك ، ويتامين C که مهمترین ویتامین محلول در آب است که قادر به خنثی کردن انواع اکسیژن فعال قبل از پراکسیده شدن لیپید ها می باشد ، ويتامين E که محلول در چربی می باشد و لیپیدهای غشائ را از شکستن محافظت می کند ویتامین A و انواع فلاونو ئید ها اشاره كرد که تا کنون 3000 نوع از انواع آن در گیاهان گوناگون شناسایی شده است . اهمیت آنتی اکسیدان ها مخصوصاً از دو جنبه قابل بررسی است. یکی از این موارد، تامین سلامتی است .
یکی از دلایل توصیه به مصرف میوه ها و سبزیجات جهت تامین سلامتی ، توانایی آنها در حذف رادیکال های آزاد بوجود آمده است . میوه ها و سبزیجات منبع خوبی از ترکیبات فنولیک با خاصیت آنتی اکسیدانی بوده که این وظیفه را در بدن بر عهده دارند .
) Sies et al 1997 ) بیان داشتند که دو تعدیل کننده ی مهم ان استیل کارنی تین و ان استیل سیستئین باعث ورود اسید چرب به میتوکندری و تولید آنتی اکسیدان گلوتاتیون می شوند.
1-5 -1 فرآیند آنتی اکسیدانی:
آنتی اکسیدان ها با خنثی سازی رادیکال های آزاد فرآیند اکسیداسیون را متوقف می کنند. برای انجام این کار خود آنتی اکسیدان ها اکسیده می شوند.به همین دلیل دائما به وجود منابع آنتی اکسیدانی در بدن نیاز است. نحوه عملکرد آنها به دو روش طبقه بندی می شود :
1- شکستن زنجیره: زمانی که یک رادیکال آزاد الکترونی را جذب کرده یااز دست می دهد ، رادیکال دوم تشکیل می شود. سپس این ملکول همین کار را با ملکول سوم انجام می دهد.
این روند ادامه می یابد تا زمانی که ترمیناسیون روی دهد که طی آن یا رادیکال بوسیله یک آنتی اکسیدان شکننده زنجیره مانند بتا کاروتن و ویتامین های C و E تثبیت می شود ، یا براحتی به یک محصول بی ضرر تبدیل می شود.
2- آنزیم های آنتی اکسیدان مانند سوپراکسید دیسموتاز ، کاتالاز و گلوتاتیون پراکسیداز با کاهش میزان تشکیل زنجیره از اکسیداسیون جلوگیری می کند. چنین آنتی اکسیدان هایی با یافتن رادیکال های آغاز گر می توانند یک زنجیره اکسیداسیون را برای همیشه متوقف سازند. همچنین می توانند با تثبیت رادیکال های فلزی مانند مس و آهن از اکسیداسیون جلوگیری کنند.تاثیر هر آنتی اکسیدانی در بدن بستگی به این دارد که درگیر چه رادیکال آزادی می شود چگونه و کجا تولید می شود و هدف آسیب کجاست.
بنابراین در حالیکه یک آنتی اکسیدان در یک سیستم ویژه می تواند در برابر رادیکال های آزاد اثر حفاظت بخش داشته باشند ، ممکن است در سیستم های دیگر هیچ تاثیری نداشته باشند.
1-5-2 طبقه بندی آنتی اکسیدانتها: به طور کلی آنتی اکسیدانتها در دو گروه اصلی قرار می گیرند :
1-لیپوفیل ( چربی دوست)
2-هیدروفیل ( آبدوست)
آنتی اکسیدانتها یا طبیعی هستند و یا مصنوعی در سالهای اخیر بنا به توجه ویژه به مسائل سلامتی ، توجه زیادی به آنتی اکسیدانتهای طبیعی معطوف گردیده است وتحقیقات گسترده ای به منظور بکارگیری این ترکیبات در مواد غذایی به جای آنتی اکسیدانتهای غیر طبیعی دردست اجرا قرار گرفته است .
آنتی اکسیدانتهای طبیعی شامل سه دسته می باشند:
1-گونه های مولکولی مانند فلاونها ، ایزوفلاونها، کومارین ، لیپیدها ، آلکالوئیدها ، ترکیبات فنلی ،کارتنوئیدها و غیره که در بین آنها ترکیبات فنلی از اهمیت بیشتری برخوردارند .
2-سیستم های ضد اکسایشی آنزیمی : فعالترین آنزیم های این دسته از آنتی اکسیدانتها ، پروتئینهای حاوی فلز هستند که از جمله آنها می توان به SOD اشاره کرد .
3-ویتامینها : جزء آنتی اکسیدانتهای طبیعی اند. توانایی به دام انداختن رادیکالهای آزاد اکسیژن در سلولهای گیاهی و حیوانی به وسیله ویتامینهای A ، E ، C ، K مورد تأیید قرار گرفته است که در بین آنها ویتامین E و به ویژه آلفاتوکوفرول موثرترین نوع آنتی اکسیدان طبیعی ویتامینی شناخته شده است.
ثابت شده اگر ویتامینهای C و E به صورت ترکیب با یکدیگر به کار برده شوند اثر بخشی بیشتری از خود نشان می دهند . ویتامین E به دلیل محلول بودن در چربی های و ویتامین C به دلیل محلول بودن در آب هر یک به طور جداگانه رادیکالهای آزاد را حذف خواهند کرد.
آنتی اکسیدانتهای مصنوعی عبارتند از:
1- EDU: کاربرد این ماده به صورت تزریق به تنه گیاه یا خاک انجام گرفته است و نشان داده شد که این نوع آنتی اکسیدان قادر است نشانه های القایی ایجاد شده به وسیله فزونی اوزن در محیط را کاهش دهد
2-تیوسولفات سدیم: بیشترین اثر بازدارنگی را بر قهوه ای شدن اکسایش وابسته به محتوای بالای فنل بافت گردو را دارا می باشد.
3-دی بوتیل هیدروکسی تولوئن و پوپیل گالات واسید اسکوربیک.
1-5-3 سيستم آنتي اكسيداني موجود زنده: سيستم آنتي اكسيداني سلول زنده شامل 3 سطح اصلي دفاعي است. سطح اول دفاعي مسئول پيشگيري از تشكيل راديكال‏هاي آزاد است و از سه آنزيم آنتي اكسيداني شامل سوپراكسيد ديسموتاز (SOD)، گلوتاتيون پراكسيداز (GSH-Px) و كاتالاز همراه با پروتئين‏هاي باند كننده فلزات تشكيل شده است. راديكال سوپر اكسيد، راديكال آزاد اصلي توليد شده در سلول‏هاي زنده است و در زنجيره انتقال الكترون در ميتوكندري توليد مي‏شود. سوپر اكسيد ديسموتاز اين راديكال را با تشكيل پراكسيد هيدروژن خنثي مي‏كند، اما اين محصول نيز براي سلول سمي است و بايد سريعاً خارج شود. اين مرحله مهم در دفاع آنتي اكسيدان به وسيله گلوتاتيون پراكسيداز(GSH-Px) و كاتالاز انجام مي‏شود. GSH-Px در بخش‏هاي مختلف سلول يافت مي‏شود اما كاتالاز اساساً در پراكسيزوم‏ها قرار دارد. در نتيجه كارايي خروج پراكسيد هيدروژن از سلول در مورد GSH-Px بالاتر است. سلنيوم به عنوان بخشي از آنزيم آنتي اكسيداني GSH- Px به خط اول دفاع آنتي اكسيدان تعلق دارد.
1-6 کلیاتی درباره ی شناخت آنزیمهای آنتی اکسیدانی و شاخص های بیوشیمیایی: 1-6-1 کاتالاز: آنزیمی است که تقریباً در همه موجودات زنده یافت می شود. این آنزیم در اکثر ارگان های بدن یافت می شود. این آنزیم آب اکسیژنه را به اکسیژن و آب تجزیه می کند. به مرور آب اکسیژنه تجزیه و تبدیل به آب و اکسیژن می گردد. آب اکسیژنه یک اکسنده متداول است. ترکیبی بسیار سمی که به هر علتی ممکن است درون سلول ایجاد شود و کاتالاز برای خنثی کردن این ترکیب سمی واکنش بالا را انجام دهد. این عمل تجزیه در محیط بازی سریعتر و در محیط اسیدی کندتر از محیط خنثی صورت می گیرد.
بر اثر گرد بعضی اجسام عمل تخریب آب اکسیژنه تسریع می گردد مانند گرد دی اکسید منگنز و گرد فلزات.
همچنین این آنزیم یکی از مهم ترین آنزیم ها در محافظت از سلول در مقابل آلودگی اکسیدی بوسیله آب اکسیژنه را دارد. به علاوه این آنزیم یکی از آنزیم هایی است که دارای قدرت تجزیه بالا می باشد، به طوری که یک مولکول کاتالاز قادر به تجزیه میلیون ها مولکول آب اکسیژنه به آب و اکسیژن در هر ثانیه می باشد. .آنزیم کاتالاز نقش مهمی در فیزیولوژی وبیماریزایی و تعیین هویت باکتریها دارد. باکتریهای هوازی و بی هوازی اختیاری در تنفس هوازی خود به دلیل داشتن دو آنزیم کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز می توانند فشارهای اکسیژن را تحمل کرده و آب اکسیژنه ناشی از زنجیره انتقال الکترون و ناشی از سلولهای فاگوسیستیک را تجزیه نمایند. این آنزیم نه تنها در سم زدایی آب اکسیژنه نقش دارد بلکه امروزه به عنوان یک مارکر اولیه در کنترل آلودگی محیطی در صنایع غذایی و به عنوان یک شاخص حضور باکتریها در مواد غذایی و حتی به عنوان مدرکی دال بر حیات در کره ماه می باشد. کاتالاز واکنش تجزیه پراکسید هیدروژن را کاتالیز نموده و آن را به آب و اکسیژن مولکولی تبدیل می نماید کاتالاز با دو روش این کار را انجام می دهد : 1) روش کاتالازی که در آن دهنده الکترون مولکول پراکسیدهیدروژن دیگری است . 2) روش پراکسیدازی که نیاز به یک دهنده هیدروژن دارد. کاتالاز به 3 گروه زیر تقسیم می شود:
1) کاتالازهای تک عملکردی که بیشتر مطالعات بر روی این می باشد. 2) کاتالازپراکسیداز 3) Mn کاتالاز
آنزیم کاتالاز در این میکروارگانیسم ها وجود دارد:
استافیلوکوکوس – نایسریا – باسیلوس – کورینه باکتریوم ( در جنس لیستریا برای جداسازی آن از استرپتوکوک بتا همولیتیک استفاده می شود).
کاتالاز یک آنزیم تترامتریک می باشد که حاوی چهار واحد فرعی منظم مشابه با وزن مولکولی KDa 60 می باشد که در هر گروه فرعی یک فری پروتوپورفیرین و یک توده سلولی با وزن در حدود KDa 240 در آن وجود دارد Et al (1999) Jose.M.
آنزیم کاتالاز از دیواره سلولی ترشح می شود. کمبود آنزیم کاتالاز می تواند منجر به ابتلا به دیابت ۲ در انسان شود. آنزیم کاتالاز در بدن انسان در دمای ۳۷ درجه زندگی می کند، دمایی که تقریباً با دمای بدن یکسان است. آنزیم کاتالاز در سوخت و ساز الکل نیز همکاری می کند، ولی این آنزیم مقدار بسیار کمی از الکل را تجزیه می کند.
1-6-2 سوپر اکسید دیسموتاز: سوپراکسید دیسموتاز، یک آنزیم میتوکندریایی است که همراه با آنزیم گلوتاتیون پراکسیداز نقشی اساسی را درپیشگیری از اکسایش و تخریب غشاءمیتوکندریها ایفا می کنندو نقش مهمی در متابولیزه کردن اکسیژن سلولی دارد. سوپراکسید دیسموتاز با توجه به محتوای فلزی خود به 4 کلاس طبقه بندی میشود . ساخت و فعالیت این آنزیم منوط به وجود فلز منگنز است.سوپراکسید دیسموتاز بر اساس واکنش زیر سوپراکسید را به پراکسید هیدورژن و اکسیژن معمولی تبدیل میکند:
2HO2 + 2O2 à2H2O2 + O₂
1-6-3 گلوتاتیون پراکسیداز: گلوتاتيون پراکسیداز آنزيمي داخل سلولي است که در مقابل مواد اكسيدان موجود در موجودات زنده و خصوصا در بافت مغزي آنها مهم می باشد، گلوتاتيون پراكسيداز يكي از مهمترين آنزيمها در مسير متابوليسم گلوتاتيون است. گلوتاتيون پراكسيداز آنتي اكسيداني است كه براي فعاليت مطلوب نياز به سلنيوم به عنوان كوفاكتور دارد. پايين بودن ميزان آنتي اكسيدانهاي بدن ميتواند باعث بروز اختلالات گوناگوني در بدن شود كه از آن جمله ميتوان از آسيبهاي سيستم عصبي نام برد.
Esterbaur .H et al (1992 )بیان داشتند که گلوتاتیون پراکسیداز حاوی سلنیوم ، دارای سلنوسیستئین در هر چهار واحد فرعی می باشد که برای فعالیت آنزیم ها ضرروی است. GPX کاهش پراکسید هیدروژن را با استفاده از گلوتاتیون احیاء شده (GSH ) کاتالیز می کند. بنابراین سلول ها را در برابر آسیب ناشی از اکسایش حفاظت می کند.
در موجودات زنده پنج ایزو آنزیم GPX یافت شده است. این ترکیبات درهمه جا حاضر می باشد. سطوح هر دو آنزیم بر حسب تنوع بافت فرق می کند. گلوتاتیون پراکسیداز میتوکندریال و سیتوزولیک(GPX و CGPX ) هیدروپراکسیداز، هیدروپراکسید ، فسفولیپید در اکثر بافتها یافت می شود
1-7 پراکسیداز های لیپیدی(Lipid Peroxidas): لیپیدها یکی از اجزای مهم غشای سلولها می باشد. پراکسیداسیون لیپیدها در شرایط پاتولوژی مانند بیماری های مختلف از قبیل بیماری های قلبی، تنفسی، مغزی و.. نقش دارد .مطالعات نشان داده است که رادیکالهای آزاد از طریق پراکسیدازهای لیپیدی باعث کاهش سطح آنتی اکسیدانهایی نظیر گلوتاتیون پراکسیداز می شود.یکی از محصولات پراکسیداسیون لیپیدی مالون دی آلدهید میباشد که بعنوان شاخص استرس اکسیداتیو مد نظر قرار گیرد.پراکسیداسیون لیپیدی باعث ایجاد رادیکالهای آزاد میشود که این حالت زمانی اتفاق می افتد که رادیکالهای هیدروکسیل و احتمالا اکسیژن با چربی های غیر اشباع غشا واکنش داده و رادیکالهای پراکسید چربی (ROO•) و هیدروپراکسید چربی (ROOH) و محصولات قطعه ای مانند مالون دی آلدهید ایجاد میکنند.این آلدهید (مالون دی آلدهید) یک مولکول سمی بوده و بعنوان شاخص استرس اکسیداتیو در نظر گرفته می شود که سبب تداخل در DNA و پروتئین ها شده و سبب جهش و تخریب سلول ها شده می شود.
آریا( 1385)در پایان نامه دکترای خود بیان داشت که یکی ازمهمترین بیومارکرهای استفاده شده برای دستیابی به یک شاخص کلی سطح پراکسیداسیون لیپیدی ، سنجش غلظت مالون دی آلدئید است که یکی از محصولات فرعی و جانبی فرآیندهای پراکسیداسیون لیپیدی می باشد. در اثر اکسیداسیون ، اسیدهای چرب دارای چند پیوند دوگانه ، تخریب و قطعه قطعه شده ترکیبات آلدئیدی متعددی از آنها تولید می شود از جمله آنها MDA است که در ضمن بیشترین مقدار ترکیب آلدئیدی تولید شده نیز می باشد که به عنوان یکی از مناسب ترین مواد در بررسی پراکسیداسیون لیپیدی مورد استفاده قرار می گیرد .
ولد آبادی ، ع. و همکاران ( 1372( بیان داشتند که MDA با اسید تیوباربیتوریک (TBA) در PH اسیدی و دمای بالا واکنش داده و یک کمپلکس صورتی رنگ را بوجود می آورد که برای ارزیابی مقادیر MDA مورد استفاده قرار می گیرد. جذب نوری کمپلکس حاصله در 532 نانومتر می باشد.
موقعی که دفاع آنتی اکسیدانتی کاهش می یابد یا تشکیل رادیکال آزاد افزایش می یابد، در اینگونه موارد حالتی موسوم به اکسیداتیو پدید می آید تنش اکسیداتیو منجر به آسیب بافتی می شود و از طرفی دیگر آسیب های بافتی خود نیز می تواند باعث ایجاد استرس اکسیداتیو گردد وقتیکه استرس اکسیداتیو رخ می دهد پراکسیداسیون اسیدهای چرب غیر اشباع لیپیدها افزایش می یابد. در اثر حمله رادیکال های آزاد به لیپید ها، آلدئید های گوناگونی از جمله MDA ایجاد می شوند.
(1993 ) Ernste et alبیان داشتند که مولکو لهای مالون دي آلدهيد با نفوذ به درون ساختار غشاءسلول موجب عدم تقارن در توزيع اجزاء ليپيدي غشاء می شوند، علاوه بر اين با ايجاد پيوندهاي محكم با DNA سلول، موجب بروز صدمات وشکستگی هایی در كروموزوم میشوند.
1-8 گلیکوزیلاسیون: یعنی چسبندگی قطعات قند به پروتئین. درواقع فرآیند اضافه شدن قند با پیوند کووالانسی به آمینواسیدهای اختصاصی است. در یوکاریوتها و باکتری ها و آرکئاها دیده میشود.
این یک تغییر بعد از ترجمه است که بیشتر از هر تغییر بعد از ترجمه ای سبب تنوع پروتئین ها میشود. تغییر بعد از ترجمه فراینده پیچیده ای است چون شامل مراحل زیاد آنزیماتیک است.
1-8-1 محل انجام گلیکوزیلاسیون: گلیکوزیلاسیون یک عملکرد مهمی از راه های ترشحی-بیوسنتزی در RER و دستگاه گلژی است. تقریبا نیمی از پروتئینهای درون سلول، تحت تاثیر این تغییر قرار میگیرند.
این تغییر بعد از ترجمه برای بسیاری از فرآیندهای زیستی مهم است. که شامل چسبیدن سلول به ماتریکس خارج سلولی و interaction های پروتئین- لیگاند است. یا اینکه قندها میتوانند به عنوان رسپتورهای سطح سلول عمل کنند و به طور غیر مستقیم سبب تحریک سیگنالهای انتقالی شوند. و همچنین سبب حلالیت مولکول میگردد.
Gtf گلیکوزیل ترنسفراز نام دارند آنزیمهایی هستند که مونوساکاریدها یا اولیگوساکاریدها را انتقال میدهند.
پروتینهایی که گلیکوزیله میشوند شامل:
1 /پروتئینهای ترشحی،
2 /گیرنده ها و لیگاندهای سطحی
3 / پروتئینهای مستقر در اندامک ها است
4/ به علاوه بعضی از پروتئینها که بین گلژی و سیتوپلاسم دادو ستد میشوند نیز گلیکوزیله میشوند.
5/ پپتید و گلیکانها نیز میتوانند گلیکوزیله شوند.

1-8-2 انواع و مکانیسم گلیکوزیلاسیون شامل:
1N-linked /
2O-linked /
3C-linked /
4Glypiation /
5/ فسفوگلیکوزیلاسیون
رایج ترین نوع گلیکوزیلاسیون، گلیکوزیلاسیون N-linked, O-linked و glypiation است.گلیکوپروتئین هایی که اتصال N-linked دارند :در اینها قند به گروه آمین اسیدآمینه آسپارژین متصل میشود و سنتز اینها در RER شروع میشود و در دستگاه گلژی تکمیل میشود.
گلیکوپروتئین هایی که اتصال O-linked دارند : در اینها قند به زنجیره جانبی اسید آمینه ترئونین یا سرین متصل می شود.
شکل (1-7)
1-9گلیکوزیلاسیون غیر آنزیمی : در گليكوزيلاسيون غيرآنزيم ي پروتئين هايي كه واجد گروههاي آمين آزاد نظير گروه اپسيلون آمين ليزين هستند، در PH فيزيولوژيك به صورت غيرآنزيمي باگروههاي كتوني يا آلوييدي قندهاي احياكننده واكنش داده تركيبات ناپايدار آلدامين را تشكيل مي دهند. (گلیکه شدن پروتئین ها روی ساختمان و در نتیجه روی عملکرد این پروتئینها تاثیر می گذارد) اين محصولات طي چند ساعت در اثر بازآرايی بيشتر به محصولات پايداري به نام ترکیبات آمادوری تبدیل می شوند . تركيبات آمادوري طي دو واكنش متوالي دهيدراتاسيون وقطعه قطعه شدن به تركيبات آلفا دي كربونيل تبديل مي گردند. اين تركيبات نسبت به قندهاي اوليه براي واكنش با پروتینها فعال تر هستند، لذا با ايجاد پيوند عرضي بين پروتئين ها تركيبات ناهمگوني به نام تركيبات گليكوزيله نهايي AGE ها یا همان داکسی گلوکوزون و پنتوزیدین را پديد می آورند.
1-9-1 پنتوزیدین: دارای خاصیت فلورسانس است و راحت تر اندازه گیری می شود.
و دارای فرمول N₆O₄ 26C17Hمی باشد.و از واکنش غیر انزیمی بین اسید امینه آرژنین و لیزین با قند پنتوز ایجاد می شود که باعث تغییر شکل اسید های امینه می شود.
شکل (1-8)
1-9-2 داکسی گلوکوزون: یک قند کربونیل است که حاصل واکنش میلارد می باشد یک پیش ماده برای شکل گیری محصولات گلیکوزیلاسیون پیشرفته است و با آمین پروتئینها واکنش داده و سبب تغییر شکل آنها می شود. دارای فرمول شیمیایی 5 C6H10O می باشد.
شکل (1-9)
1-9- 3 قهوه ای شدن غیر آنزیمی (واکنش میلارد): یکی از مهمترین واکنشهایی که در جریان فرایندها یا نگهداری مواد غذایی صورت می گیرد واکنش قهوه ای غیر آنزیمی است که به دلیل شناخت آن توسط میلارد شیمیدان فرانسوی در سال ۱۹۱۲ تحت عنوان واکنش میلارد نیز از آن یاد می شود . این واکنش میان گروههای آمین آزاد پروتئین وگروه هیدرکسیل گلوکزیدی قندهای احیاء کننده یا ترکیبات کربونیلی مثل الدهیدها و کتون ها که دراثر اکسیداسیون چربیها به وجود می آیند.
این واکنش سبب کاهش ارزش تغذیه ای پروتئین نیز میشود دراین میان لیزین به سهولت تحت این واکنش قرار میگیرد و نابود میشود. بطور کلی پنتوزها نسبت به هگزوزها و هگزوزها نسبت به دی ساکارید ها احیاء کننده به سهولت بیشتری در واکنش شرکت می کنند.
1-9-3-1 مراحل انجام واکنش میلارد: چنانچه قندی که وارد واکنش می شود یک آلدوز باشد ، در این صورت عامل احیاء کننده آن با گروه آمین آزاد پروتئین وارد واکنش می شود و از طریق تشکیل باز شیف ترکیب آلدوزیل آمین را تولید می نماید . تولید این ماده در رطوبت پایین بهتر صورت می گیرد و به همین دلیل است که مواد غذایی خشک و کنسانتره ، بیشتر در معرض قهوه ای شدن قرار دارند . در مرحله بعد که تغییر وضعیت آمادوری گفته می شود ، آلوزیل آمین تبدیل می گردد . در صورتی که قند اولیه ای که وارد واکنش می شود یک کتوز باشد نیز همین مراحل طی می شود که در ابتدا اکتوزیل آمین تولید می گردد و در مرحله بعد که موسوم به نغییر وضعیت هینز می باشد ، کتوزیل آمین به آلدوز آمین تبدیل می شود .
آلدوز----کربونیل امین---- آلدیمین (باز شیف ) ---- آلدوزیل امین ----کتوز امین (محصول امادوری)
کتوز ---- کربونیل امین ---- کتیمین (باز شیف ) ---- کتوزیل امین ---- آلدوز امین (محصول هینز
مشخص شده است که رادیکال های آزاد و اکسیژن سبب تخریب اکسیداسیونی لیپید و پروتیین و نوکلئیک اسید می گردند . بنابراین آنها بر بسیاری از بیماری های انسانی مانند بیماری های شریان قلبی وریوی، برخی از انواع سرطان ها ، آب مروارید، بیماری های خودایمنی،آماس، آرتریت ها و عملکرد غیر عادی مغز دلالت می کنند.
1-10 دی تیرورین : این واژه از واژه یونانی به نام تیروز گرفته شده است . تیروز در زبان یونانی به معنی پنیر بوده است و به دلیل اینکه این اسید آمینه برای اولین بار در سال 1846 از پنیر استخراج کردند این نام را به وی اطلاق نموده اند . فرمول شیمیایی این ترکیب به صورت C₉H₁₁NO₃ نشان داده می شود .
شکل (1-10)
تیروزین به دسته اسید های آمینه های غیر ضروری تعلق دارد و بدن آدمی این اسید آمینه را به طور طبیعی می تواند از فنیل آلانین تهیه کنند . در برخی منابع گفته شده است که اسید آمینه تیروزین در دسته اسید آمینه های مشروط قرار دارد به این معنی در برخی شرایط خاص آنها را می توان در دسته اسید های آمینه جای داد.با وجود اینکه بدن آدمی قادر به تبدیل کردن اسید آمینه ضروری به اسید آمینه غیر ضروری تیروزین می باشد .ولی این روند در بدن با روندی یک طرفه بوده و هرگز شاهد تبدیل تیروزین به فنیل آلانین نمی شویم . تیروزین را می توان ماده ای مادر دانست که بدن از این ماده برای تولید کردن مواد وهورمون ها ی زیر استفاده می کنند : هورمون کاتکولامین – دوپامین –دی هیدروکسی فنیل آلانین –نوراپی نفرین –افدرین – تیروکسین – ملانین – تری یدو تیرونین.
اگرچه از نظر دسته بندی اسید آمینه ها این اسید آمینه در دسته غیر ضروری طبقه بندی می شود و بدن این ماده را از فنیل آلانین تهیه می کند . بدن آدمی به طور طبیعی و با استفاده از آمونیم گلوکز نیز اسید آمینه های غیر ضروری مورد نیاز خود را می سازد .ولی گاهی از اسید آمینه های ضروری مصرف شده نیز استفاده کرده آنها را تبدیل به اسید آمینه های غیر ضروری می کند . همانگونه که ذکر شد بدن از فنیل آلانین که اسید آمینه ضروری است اسید آمینه غیر ضروری تیروزین تولید کرده و از متیونین که اسید آمینه ضروری است اسید آمینه غیر ضروری سیستئین می سازد. همه چیز در کمبود اسید آمینه های فنیل آلانین و متیونین خلاصه نمی شود . و عده ای از افراد که با ناراحتی های کبدی درگیر هستند و تبدیل اسید آمینه های یاد شده به اسید آمینه های تیروزین و سیستئین نیز در کبد دچار اختلال می شود در صورتی که سیستئین و تیروزین کافی در رژیم های غذایی خود به بدن نرسانند با کمبود این دو اسید آمینه که ظاهرا در دسته اسید آمینه های غیر ضرروری طبقه بندی می شود مواجه خواهند شد . به همین دلیل این دو اسید آمینه را اولا در شرایط خاص می توان ضروری دانست و در ثانی ایندو اسید آمینه را برای این دو گروه افراد که سوء تغذیه دارند و افرادی که ناراحتی های کبدی دارند حکم ضروری خواهند داشت . فنیل آلانین و تیروزین پیش ماده های دوپامین افدرین ونوراپین نفرین هستند و حتما می دانید که این دو ماده از ناقل های دستگاه سیستم عصبی در مواردی هم چون حافظه و افسردگی دخیل هستند . و میتوان به این نتیجه رسید که تامین نیاز بدن به تیروزین به بهبود وضعیت افرادی که از افسردگی رنج می برند کمک میکند و افرادی که بدن شان قدرت تبدیل فنیل آلانین به تیروزین را ندارند معمولا از کمبود اسید آمینه تیروزین در بدن رنج می برند و همین مسئله به ایجاد اختلالات شدید در رشد عضلانی و بدنی و بلوغ ذهنی و فکری می انجامند . این بیماری و نقص مشکل ساز ژنتیکی که اغلب مادرزادی نیز بوده است در اصطلاح پزشکی فنیل کتونوریها گفته می شود.
دی تیروزین حاصل اکسایش پروتئنها می باشد. مطالعات نشان می دهد که ارتوتیروزین-متاتیروزین،o,o dityrosine در پروتئینهای اکسید شده به وسیله رادیکالهای هیدروکسیل افزایش می یابند. چندین اسید آمینه ی آروماتیک شامل فنیل آلانین 84 ، تیروزین 139 ، فنیل آلانین 160 ، تیروزین 222 ، تریپتوفان 227 ، فنیل آلانین 250 و تریپتوفان 252 این اسیدهای آمینه تمایل بسیار زیادی برای واکنش با رادیکال آزاد هیدروکسی دارند.
جدا شدن اتم هیدروژن از کربن الفای اسید آمینه ی تیروزین و تبدیل آن به رادیکال تیروزیل می باشد. این رادیکال می تواند با یک رادیکال تیروزیل و یا یک اسید آمینه ی تیروزین دیگر واکنش دهد. نتایج تحقیقاتی که در این رابطه انجام شد حاکی از این است که بی تیروزین، فراوان ترین محصول این گونه واکنش هاست که می تواند در داخل خود آنزیم و یا بین زنجیرهای پروتئینی دوآنزیم ایجاد شود .به این ترتیب تشکیل بی تیروزین موجب تغییر برگشت ناپذیر ساختمان نوع سوّم آنزیم، جایگاه اتصال سوبسترا و یا فرم فعال آن می شود که نتیجه ی همگی آنها از دست رفتن فعالیت آنزیم می باشد.
میتوکندری در حال تنفس (Respiring) ،میزان قابل توجهی از گونه های اکسیژن واکنشی(رادیکال آزاد اکسیژن)،شامل پراکسید هیدروژن و سوپراکسید(O 2ˉ) را تولید می کند.
o,o dityrosine هنگامی که رادیکال هیدروسیل دوتا تیروزین را کراس لینک می کنند به وجود می آید.
یزدی، ص و همکارانش ( 1370) بیان داشتند o,o dityrosine به وسیله رادیکال تیروزیل که به وسیله تعدادی از سیستمهای اکسیداتیو تولید می شود به وجود می آید که این سیستمهای اکسیداتیو شامل پراکسیدازها و دیگر پروتئینهای هم مانند سیتوکروم c می باشند.به عنوان مثال،پراکسید هیدروژن می تواند سیتوکروم c را برای تولید پروتئین حاصل از رادیکال تیروزیل،اکسید کند..
ارتوتیروزین، متاتیروزین وo,o dityrosine نشانگرهای مفید اکسیداسیون پروتئین هستند.زیرا آنها اسید پایدار هستند و معمولاً در سطوح پایینی از پروتئینها حاضر می شوند.
1-11 استرس اکسیداتیو: استرس اکسیداتیو (عامل اکسید شدن) همان پیروزی رادیکال های آزاد بر دفاع آنتی اکسیدانی بدن ماست و به نوعی به حمله های بیولوژیک به اُرگانیسم بدن تعبیر می شود. به بیان دیگر، استرس اکسیداتیو به عنوان عامل برهم زنندۀ تعادل میان تولید رادیکال های آزاد و دفاع های آنتی اکسیدانی تعریف می شود.
اصطلاح استرس اکسیداتیو و رادیکال های آزاد در سال های اخیر به كلمات آشنايي تبدیل شده اند. Orient Et Al) 2007 ) بیان داشتند استرس اکسیداتیو از عوامل اکسیژن فعال تولیدی در میتوکندری و شبکه ی آندوپلاسمی و نیتروژن فعال ایجاد می شود که باعث اسیب دی ان ای و پروتئینها و کربوهیدراتها و پراکسیده شدن لیپیدها می شوند. .
"اکسیداسیون" اصطلاح شيميدانان برای فرایند از بین بردن الکترون ها از یک اتم یا مولکول است. نتیجه این تغییر می تواند مخرب باشد - زنگ زدن آهن نتیجه آشناي اکسیداسیون است. در اینجا، اکسیژن عامل مسئول است، اما دیگر عوامل اکسید کننده، مانند کلر، هم می توانند ناگوار باشند. به اين ترتيب اين تصور ايجاد مي شود كه سلامتی بستگی به تعادل بین استرس اکسیداتیو و دفاع آنتی اکسیدان دارد. پیری و بیماریهای مربوط به سن منعکس کننده ناتوانی دفاع آنتی اکسیدانی ما براي مقابله با استرس اکسیداتیو در طول زمان است. خبر خوب این است که با سیستم دفاعی آنتی اکسیداني قوی، داشتن عمر طولانی و بدون بیماری ممکن است.
1-12 رادیکال های آزاد: راديكال های آزاد، مولكول هايی اند كه آخرين لايه الكترونی آنها تكميل نبوده و به همين دليل به لحاظ شيميايی فعال تر از ديگر مولكول ها می باشند.
et al . Bjelakovic ( 2012 ) بیان داشتند که رادیکال های آزاد در بیماران قلبی و عروقی دیابتی و افراد دارای مشکل فشار خون و غیره قابل اندازه گیری می باشد که این عوامل یا از طریق دریافت مواد غذایی پر خطر عواقب متابولیکی و ژنتیکی ایجاد می شوند .
تماس با برخی از عوامل محيطی مانند دود سيگار يا تشعشعات از جمله تابش بيش از حد نور خورشيد می تواند منجر به تشكيل مولكول های ناپايدار يا همان راديكالهای آزاد شود. مهمترين شكل راديكال های آزاد در بدن انسان ، اكسيژن است . رادیکال های آزاد معمولاً در مقادیر زیاد به عنوان یک محصول جانبی طی فرایند های متابولیک در ارگانیسم های هوازی مثل فاگوسیتوز، دفاع نوتروفیل ها و واکنش های کربوکسیلاسیون و هیدروکسیلاسیون و اتواکسیداسیونِ بوجود می آیند .این فرایند ها در زمان ها و مکان های مختلف رخ می دهند .
هر چند که در ساده ترین تعریف، رادیکال آزاد، هر یک از مولکول ها و اتم هایی است که دارای یک الکترون جفت نشده باشند ولی باید توجه داشت که مولکولهایی مانند اکسید نیتریک و اکسیژن نیز از این قاعده پیروی می کنند، ولی به صورت عادی نمی توانند از باب رادیکال های آزاد مطرح باشند بنابراین این اصطلاح (یعنی رادیکال آزاد) شامل مولکولهای عادی پایدار نمی شود . et al Sies (1992) نشان دادند که رادیکال های آزاد باعث بروز بیش از 50 بیماری در انسان می شوند.
1-12-1 تشکیل رادیکال آزاد: به طور کلی، رادیکال های آزاد بوسیله شکستگی یک پیوند در یک مولکول پایدار، با بوجود آمدن دو قطعه که هر یک از آنها حاوی یک الکترون جفت نشده است، تشکیل می شوند.
R1__R2 <------> R1. + .R2
راديکال آزاد مي تواند به چربي هاي بدن حمله کند، غشا سلولي را پاره کند و يا موادسمي را به بافت هاي دور خود انتشار دهد. اين تخريب هاي غيرقابل جبران منجر به تغيير عملکرد سلولي و يا مرگ سلولي مي شود.
بهترين راه مقابله در مقابل راديکال هاي آزاد مصرف کافي مواد ضداکسيداسيون است. اين مواد آنتي اکسيدان از اکسيده شدن مواد و توليد راديکال هاي آزاد در بدن در حد بسيار زيادي جلوگيري مي کنند.
از مشهورترین راديکال هاي آزاد می توان به آب اکسیژنه اشاره کرد. رادیکال های آزاد آن قدر فعال هستند که در کمتر از چند ثانیه با مواد داخل سلول ترکیب شده و به همین دلیل سبب بروز عوارض بسیار خطرناکی در سلول می شوند که از آن جمله می توان به آسیب غشای سلولی یا آسیب ماده ی وراثتی سلول ها اشاره کرد. از این رو می توان رادیکال های آزاد را سر منشأ بسیاری از بیماری ها مانند سرطان، پیری پوست و انواع بیماری ها دانست.
آنتي اکسيدان ها مانند صافی عمل کرده و بدن را از راديکال هاي آزاد پاک مي کنند. یا در شرائط خاص یک آنتی اکسیدان حتی ممکن است بعنوان یک پرو- اکسیدان که انواع اکسیژن سمی را ایجاد می کند ، عمل نماید.
1-12-2 گونه های اکسیژن فعال(ROS): در سیستم هوازی تولید انرژی، اکسیژن از طریق انتقال به میتوکندری و تبدیل به آب، انرژی تولید می کند. اما 5-2 درصد از اکسیژن موجود در میتوکندری به دلیل نشت الکترون و دریافت الکترون منفرد از زنجیره انتقال الکترونی به ROSتبدیل می شوند. اکسیژن در هر بار واکنش فقط می تواند یک الکترون دریافت کند در حالی که برای تبدیل شدن به آب در میتوکندری به چهار الکترون نیاز دارد. در نتیجه در مسیر تولید آب موقتاً رادیکال های آزاد تولید می کند. افزودن یک، دو و سه الکترون به اکسیژن مولکولی به ترتیب باعث تولید رادیکال های سوپراکسید، پراکسید هیدروژن و هیدروکسیل می شود. این گونه ها بسیار سمی و آسیب زا بوده، اندامک ها و اجزای حیاتی سلول را در معرض فشار اکسایشی قرار می دهد.
1-12-3 انواع رادیکال های آزاد : 1-12-3-1 گونه های واکنشگر اکسیژن (ROS): 1/ آنیون سوپراکسید (O₂-):
طی واکنش های اکسیداسیون NADH در زنجیره انتقال الکترون تولید می شود. طی اضافه شدن یک الکترون با ملکول اکسیژن ایجاد می شود. که دارای یک بار منفی است معروفترین ROS است و باعث تشکیل گونه های دیگر میشود. سرعت واکنش آن بسیار آهسته است و به دلیل داشتن بار منفی، فقط توسط کانال آنیونی از غشاء می تواند عبور کند .
2/ پراکسید هیدروژن (H2O2): طی واکنش های متابولیک مختلف در بدن و به ویژه در پراکسی زوم تولید می شود. با اضافه شدن دو الکترون به ملکول اکسیژن یا یک الکترون به انیون سوپر اکسید ایجاد می شود و چون الکترون آزادی ندارد یک رادیکال آزاد نیست به دلیل نداشتن الکترون منفرد، رادیکال نیست ولی به دلیل تولید هیدروکسیل و حلالیت در چربی خطرناک و مهم است چون براحتی از غشاء عبور می کند.
این رادیکال بی نظیر است چون از یک طرف با واکنش فنتون،( فرايندهای اكسيداسيون پيشرفته، همواره منجر به توليد راديكال هاي بسيار فعال هيدروكسيل مي گردند كه اين راديكال ها، پتانسيل بالايي براي اكسيداسيون تركيبات آلي دارند. يكي از فرايندهاي اكسيداسيون شيميايي، فنتون است كه در آن، يون آهن به عنوان كاتاليست در يك محيط اسيدي با اكسيدان وارد واكنش شده و توليد راديكال هيدروكسيل می نمايد. اين واكنش از نوع واكنش هاي اكسايش- احيا مي باشد به اين ترتيب كه يون فلزي، انتقال يك الكترون را مي پذيرد. كارايی اين روش تحت تاثير عوامل مختلفي از جمله pH، دما، غلظت آهن، پراكسيد هيدروژن و زمان واكنش است).هیدروکسیل خیلی قوی تولید می کند و از طرف دیگر توسط کاتالاز به صورت آب بی ضرر دفع می شود.
3/ رادیکال هیدروکسیل (OH°):
طی شکست پراکسید هیدروژن و واکنش با یک الکترون پراکسید به رادیکال هیدروکسیل و هیدروکسیل آنیون تبدیل می شود. عمر بسیار کوتاهی دارد و از واکنش فنتون تولید می شود. رادیکالی است بسیار قوی که 75 درصد از آسیب های DNA از آن ناشی می شود.
4/ اکسیژن منفرد : دارای هشت الکترون می باشد . زمانی که اکسیژن به صورت فعال(دارای انرژی) باشد، می تواند به الکترون های جفت نشده اوربیتال خالی، جهش کند. اکسیژن منفرد رادیکالی نیست ولی از طریق واکنش با مولکول های دیگر به عنوان یک کاتالیزور، رادیکال جدید تولید می کند.
1-12-3-2 نیتروژن (RNS): 1/ نیتریک اکسید:
یک عامل متسع کننده عروقی است که در پاسخ به استیل کولین در سلول های اندوتلیال عروق سنتز می شود. NO توسط نیتریک اکسید سنتاز (NOS) و در حضور NADPH و ₂O از آرژینین تولید می شود. در این واکنش آرژینین به سیترولین تبدیل می شود. NO با اشغال جایگاه های O2 درسیتوکروم اکسیداز زنجیره تنفسی به عنوان یک مهارکننده رقابتی آنزیم سیتوکروم اکسیداز عمل می کند.
2/ پراکسی نیتریت (ONOO^-):
از ترکیب آنیون سوپراکسید با نیتریک اکسید (NO) تولید پراکسی نیتریت می شود
1-12-3-3- كلر(RCS) 1-12-4 منابع تولید اکسیژن های فعال :
1/ محصولات فرعی تنفس سلولی
2/ سنتز توسط آنزیمهای سلول های فاگوسیتوز
3/ قرار گرفتن در معرض پرتوهای یونیزان
4/ علف کش ها و دود سیگار سرما
1-13 آپوپتوز: یک عامل خارجی مانند التهاب، سم باکتریایی و یا یک تروما می تواند منجر به نکروز گردد و بنابراین در تعریف مرگ سلول، نباید با مفهوم آپوپتوز (خودکشی برنامه ریزی شده سلول) اشتباه شود. سلولهایی که توسط نکروز می میرند معمولاً سیگنال های شیمیایی مشابه آپوپتوز را به سیستم ایمنی بدن ارسال نمی کنند و به همین دلیل فعال شدن فاگوسیتهای نزدیک به محل انجام نشده و سلولهای مرده هضم و نابود نمی شوند و پیامد آن سلول های مرده، که منجر به ساخت بافت های مرده و بقایای سلولی در نزدیکی یا در محل مرگ سلولی شده است بصورت بخشی سیاه شده و تیره باقی می مانند.
واژه آپوپتوز براي اولين بار در سال 1972 ميلادي توسط محققي بنام كر جهت توصيف مرگ فيزيولوژيك سلولي بر اساس تغييرات مورفولوژيكي و تمايز آن از نكروز معرفي شد. آپوپتوز كلمة يوناني است و به معني برگ ريزان مي باشد . اغلب منابع دو واژة آپوپتوز و مرگ برنامه ريزي شدة سلول را مترادف هم به كار برده، عده اي ديگر نيز آپوپتوز را مهمترين نوع مرگ برنامه ريزي شدة سلولي قلمداد كرده اند.et al Kerr ( 1972 ) مرگ برنامه ريزي شدة سلولي را به صورت يك عنوان كلي جهت بيان و توصيف مرگ فيزيولوژيك سلولي به كار برده و آن را برحسب عامل ايجاد كنندة مرگ سلولي، مكانيسم عمل، تغييرات مورفولوژيك و بيوشيميايي به دو نوع مرگ برنامه ريزي شدة آپوپتوزي و مرگ برنامه ريزي شدة غيرآپوپتوزي تقسيم بندي مي نمايند.
13-1 فاکتور رشد Growth Factor ماده ای است که در بدن تولید می شود و وظیفه آن تنظیم تقسیم سلولی و بقای سلولی است. برخی از فاکتور های رشد در آزمایشگاه هم تولید می شوند و در درمان زیست شناختی (بیولوژیک) به کار می روند.
1-13-1 فاکتور رشد اپیدرمی Epidermal Growth Factor: پروتئینی که توسط تعداد زیادی از سلول ها در بدن و توسط برخی از انواع تومور ساخته می شود. این پروتئین باعث رشد و تمایز (تخصصی تر شدن) سلول ها می شود. فاکتور رشد اپیدرمی نوعی فاکتور رشد و نوعی سیتوکین است. به جای Epidermal Growth Factor، از واژه EGF هم استفاده می شود.
1-13-2 فاکتور رشد اندوتلیال عروقی: Vascular Endothelial Growth Factor ماده ای که توسط سلول های محرک تشکیل رگ های خونی جدید ساخته می شود. به جای به کارگیری واژه Vascular Endothelial Growth Factor، از VEGF هم استفاده می شود.
1-13-3 فاکتور رشد خون ساز Hematopoietic Growth Factor گروهی از پروتئین ها که باعث رشد و بالغ شدن سلول های خونی می شوند.
1-13-4 فاکتور رشد شبه انسولین Insulin – Like Growth Factor: پروتئینی که در بدن تولید می شود و رشد بسیاری از انواع سلول ها را تحریک می کند. فاکتور رشد شبه انسولین شبیه انسولین است (انسولین هورمونی است که در لوزالمعده تولید می شود)، و دارای دو شکل به نام های 1Igf –و 2Igf - می باشد. اگرسطح Igf –1 از سطح نرمال بالاتر باشد، امکان دارد باعث افزایش یافتن خطر چند نوع سرطان شود. فاکتور رشد شبه انسولین نوعی فاکتور رشد و نوعی سیتوکین است. از Igf و Somatomedin هم می توان به جای واژه Insulin – Like Growth Factor استفاده نمود.
1-13-5 فاکتور رشد شبه مخدری (اپیوییدی). Opioid Growth Factor: ماده ای که درد را تسکین می دهد و اینک کاربرد آن را در درمان برخی از انواع سرطان بررسی می کنند. فاکتورهای رشد اپیوییدی خود را به سلول هایی در بدن، از جمله به سلول های تومور، متصل می کنند که روی آنها گیرنده های فاکتور رشد اپیوییدی وجود دارد. امکان دارد این امر به متوقف نمودن رشد سلول های تومور کمک کند، و ممکن است از رشد رگ های خونی هم جلوگیری نماید که تومور ها برای رشد خود به آنها احتیاج دارند. فاکتور رشد اپیوییدی نوعی تعدیل کننده پاسخ زیست شناختی (بیولوژیک) و نوعی عامل ضد رگ زایی است. به جای واژه Opioid Growth Factor، از OGF هم استفاده می شود.
1-13-6 فاکتور رشد عصب: Nerve Growth Factor پروتئینی که بدن آن را تولید می کند. این پروتئین باعث رشد سلول های عصبی خاصی می شود و به زنده ماندن آنها کمک می کند
1-13-7 فاکتور رشد کراتینوسیت Keratinocyte Growth Factor: ماده ای طبیعی که رشد سلول های اپیتلیال را در پوست و در آستر دهان، معده، و روده ها تحریک می کند. شکلی از فاکتور رشد کراتینوسیت که در آزمایشگاه تولید می شود را فاکتور رشد کراتینوسیت نوترکیب انسانی می نامند. به جای Keratinocyte Growth Factor، از واژه KGF هم استفاده می شود.
1-13-8 فاکتور رها سازنده کورتیکوتروپین انسانی: ماده ای که اینک کاربرد آن را برای درمان سرطان مغز بررسی می کنند. این ماده به طور طبیعی در هیپوتالاموس (بخشی از مغز) تولید می شود و می توان آن را در آزمایشگاه هم تولید کرد. ممکن است فاکتور رها سازنده کورتیکوتروپین انسانی به کاهش دادن علائم ناشی از ادم (خیز) مغز کمک کند. فاکتور رها سازنده کورتیکوتروپین انسانی نوعی هورمون عصبی است. به جای Human Corticotropin- Releasing Factor، می توان از واژه HCRF هم استفاده نمود.
1-13-9 فاکتور سلول بنیادی: Stem Cell Factor ماده ای که باعث تغییر یافتن سلول های بنیادی خون به انواع مختلف سلول های خونی می شود، و تعداد و فعالیت این سلول ها را در خون افزایش می دهد (سلول های بنیادی سلول هایی هستند که دیگر انواع سلولی از آنها تولید می شوند). به جای واژه Stem Ccell Factor، از Kit ligand و SCF هم استفاده می کنند.
1-13-10 فاکتور سلول بنیادی متیونیل نوترکیب انسانی Recombinant Human Methionyl Stem Cell Factor: ماده ای که باعث می شود سلول های بنیادی خون (سلول هایی که دیگر انواع سلول ها از آنها تولید می شوند) به انواع مختلف سلول های خون تغییر یابند، تعداد و فعالیت این سلول ها را در خون افزایش می دهد، و اینک کاربرد آن را برای درمان میلودیسپلازی بررسی می کنند. فاکتور سلول بنیادی متیونیل نوترکیب انسانی نوعی فاکتور رشد سلول بنیادی نوترکیب است. از واژه های Ancestim، R - Methuscf، و Stemgen هم به جای Recombinant Human Methionyl Stem Cell Factor استفاده می شود.
1-13-11 فاکتور محافظت از بدن در برابر نور آفتاب: Sun Protection Factor مقیاسی برای درجه بندی سطح محافظت از بدن در برابر آفتاب سوختگی در فرآورده های ضد نور آفتاب. هرچه این فاکتور بالاتر باشد، محافظت بیشتری از بدن در برابر نور آفتاب به عمل می آید. فرآورده های ضد نور آفتاب که فاکتور آنها 2 تا 11 باشد محافظت اندکی در برابر آفتاب سوختگی عرضه می کنند. کرم یا لوسیون ضد نور آفتابی که فاکتور آن 12 تا 29 باشد به میزان متوسطی از بدن در برابر آفتاب سوختگی محافظت می کند. اگر فاکتور محافظت از بدن در برابر نور آفتاب 30 یا بالاتر باشد، تا حد زیادی از بدن در برابر نور آفتاب محافظت می شود. به جای واژه Sun protection Factor، از SPF هم استفاده می کنند.
1-13-12 فاکتور محرک رشد کلنی گرانولوسیت Granulocyte Colony – Stimulating Factor: یکی از فاکتورهای محرک رشد کلنی که تحریک کننده تولید نوتروفیل است (نوتروفیل نوعی گلبول سفید خون می باشد). این فاکتور رشد یک سیتوکیتین است که نوعی عامل خون ساز (Hematopoietic) می باشد. از واژه G – Csf و Filgrastim هم می توان به جای Granular Colony – Stimulating Factor استفاده نمود.
1-13-13 فاکتور محرک رشد کلنی گرانولوسیت Granulocyte Colony – Stimulating Factor: یکی از فاکتورهای محرک رشد کلنی که تحریک کننده تولید نوتروفیل است (نوتروفیل نوعی گلبول سفید خون می باشد). این فاکتور رشد یک سیتوکیتین است که نوعی عامل خون ساز (Hematopoietic) می باشد. از واژه G – Csf و Filgrastim هم می توان به جای Granular Colony – Stimulating Factor استفاده نمود.
1-13-14 فاکتور محرک رشد کلنی گرانولوسیت – ماکروفاژ (درشتخوار) : Granulocyte – Macrophage Colony – Stimulating Factor
ماده ای که به تولید تعداد بیشتری گلبول سفید خون (مخصوصاً گرانولوسیت و ماکروفاژ و سلول هایی که به صورت پلاکت در می آیند) کمک می کند. این ماده یک سیتوکین است و نوعی عامل خون ساز (Hematopoietic) می باشد. از واژه های Gm – Csf و Sargramostim هم می توان به جای Granular – Macrophage Colony – Stimulating Factor استفاده نمود. 1-13-15 عامل رشد مشتق از پلاکت :Platelet-derived growth factor(PDGF) یکی از عوامل رشد با ساختاری پروتئینی است. این پروتئینها در رشد و متابولیسم سلولهای زیادی دخیل هستند و نوعی سیتوکین هستند.
1-14 عامل نکروز تومور آلفا، (به انگلیسی: Tumor necrosis factor alpha): نام یکی از شناخته شده ترین عوامل نکروز تومور است . عوامل نکروز تومور گروهی از سیتوکینها هستند که موجب آپوپتوزیز (خزان یاخته ای) سلولها میشوند.عامل نکروز تومور آلفا (TNFα) که بصورت عمده در ماکروفاژها تولید و آزاد میشود (هرچند به وسیله لنفوسیتها و سلولهای کشنده طبیعی نیز میتواند تولید شود) یکی از مهمترین واسطه ها در ایجاد علائم التهاب علائم فاز حاد در بدن انسان است (مانند تب) می باشند. این عامل در شوک سپتیک ، و پشرفت تومور نیز دخالت دارد.
1-15 کاسپازها: كاسپازها جزء خانوادة سيستئين پروتئاز هستند كه نقش محوري در شروع و فاز اجرايي آپوپتوز ايفا مي نمايند .et al Ko¨hler ( 2002) بیان داشتند که اين آنزيم ها روي سوبسترا هاي خاصي عمل و تغييرات بيوشيميايي و مورفولوژيك در سلول آپوپتوتيك ايجاد مي نمايند . ازجمله چروك شدن سلول، متراكم شدن كروماتين، به قطعه قطعه شدن DNA و … بنابراين ارزيابي فعاليت كاسپاز به عنوان يك ماركر بيوشيميايي آپوپتوز مطرح است.
خانواده كاسپازها در پستانداران داراي 14 عضو است . اين آنزيم ها به طور پيوسته در تمام سلول ها به صورت پروآنزیم (زيموژن) ساخته مي شوند و در پاسخ به محرك هاي پروآپوپتوتيك فعال مي شوند . پروكاسپاز داراي وزن ملكولي32 تا 56 كيلو دالتون بوده و داراي 4 دمين مي باشد كه عبارتند از پرودمين N-ترمینال ،، زير واحد بزرگ (17تا 21کیلودالتون )، زیر واحد کوچک (10تا 13 کیلو دالتون ) و يك ناحيه اتصالي كوتاه بين زيرواحد كوچك و بزرگ. Et al Cohen ( 1997) بیان داشتند که كاسپاز فعال " تترامر بوده و از دوهتروديمرتشكيل شده است . تمام كاسپازها دو مشخصة مهم مشترك دارند، يكي اين كه سيستين پروتئاز هستند و داراي توالي پنتاپپتيدي حفظ شدة QACXG حاوي جايگاه فعال ، سيستئين مي باشند .
فعال شدن كاسپاز به دنبال پروتئوليز پروآنزيم در جايگاه ريشة آسپارتات خاص بين دمين ها صورت مي گيرد كه منجر به حذف پرودمين و همچنين ناحيه اتصالي گرديده و منجر به تشكيل هتروديمر، متشكل از يك زير واحد كوچك و يك زيرواحد بزرگ مي شود.
همانطور که بیان شد كاسپاز فعال تترامر بوده و از دوهتروديمرتشكيل شده است . تمام كاسپازها دو مشخصة مهم مشترك دارند، يكي اين كه سيستين پروتئاز هستند و داراي توالي پنتاپپتيدي حفظ شدة QACXG حاوي جايگاه فعال ، سيستئين مي باشند دوم اينكه در سوبسترا، پيوند پپتيدي بين ريشة آسپارتات با اسيد آمينه بعدي را مي شكنند . مشاهدة شواهدي مبني بر فعال شدن پي در پي كاسپازها در روند آپوپتوز، منجر به ارائة مسير واكنش آبشاري براي كاسپاز هاگرديد. اين واكنش آبشاري با فعال شدن كاسپازهاي آغازگر شروع شده و پيام را از طريق فعال كردن كاسپازهاي اجرايي منتقل مي نمايد . پروكاسپازهاي (آغازگر )پروكاسپاز2،8،9،10 و12 (و همچنين كاسپازهاي التهابي )پروكاسپاز1،4،5،11 و13 (كه عموما در آپوپتوز د خالت ندارند، داراي پرودمين طويل هستند)بيش از 100 اسيد آمينه ، در حالي كه كاسپازهاي اجرايي، داراي پرودمين كوتاه و معمولا كمتر از 20 اسيد آمينه مي باشند. كاسپازها را بر اساس ساختار، ويژگي نسبت به سوبسترا، فعاليت فيزيولوژيك و اندازة پرودمين پروكاسپاز، تقسيم بندي مي نمايند . اما چيزي كه در آپوپتوز بيشتر حائز اهميت است تقسيم بندي كاسپاز ها به دو گروه كاسپازهاي آغازگر(کاسپاز8و9و10و12) با پرودمين طويل و كاسپازهاي اجرایی(کاسپاز 3و6و7) با پرودمین کوتاه می باشند.
1-15-1 سوبستراهاي كاسپاز: تاكنون بيش از 100 نوع از سوبستراهاي كاسپاز شناخته شده است و مرتباً سوبستراهاي جديدي به اين ليست اضافه مي گردد .اين سوبستراها پروتئين هايي هستند كه اعمال مختلفي راانجام مي دهند و داراي رزيدوي آسپارتات در وضعيت خاص در ساختار خود هستند كه توسط كاسپاز كاتاليز مي شوند .تخريب اين پروتئين ها در اغلب موارد منجر به غيرفعال شدن آنها و يا فعال شدن پروتئين هاي هدف مي گردد . در ميان پروتئين هايي كه كاتاليز آن ها توسط كاسپاز منجر به غير فعال شدن آن ها مي شود مي توان از پروتئين هاي اسكلت سلولي نظير لامين، آلفا فودرين و اكتين نام برد. از پروتئين هاي دخيل در ترميمDNA توپوايزومرازI پلی ADP– ریبوز پلی مراز (PARP)و DNA-PK مي باشند . از پروتئين هاي دخيل در چرخه سلولي نيز مي توان از پروتئين رتينوبلاستوماP Rb )، ₂₁ P و ₂MDM) را نام برد.
فعال شدن كاسپاز به ميزان زيادي، مختص آپوپتوز است وتعيين فعاليت كاسپاز ها براي تمايز بين نكروز و آپوپتوز مي تواند مورد استفاده قرار گيرد.
Sadowski et al ( 2002) بیان داشتند علاوه بر نقش و اهميت كاسپازهادر فرايند آپوپتوز، كاسپازها در فرايند تكامل، تمايز و التهاب نيز دخالت دارند.
1-16 سیتوکین ها: سیتوکین ها دسته ای از مولکول های پروتئینی محلول در آب هستند که از سلول های گوناگون و بیشتر در پاسخ به یک تحریک٬ ترشح می شوند و وظیفه انتقال پیام بین سلول ها را برعهده دارند. پی آمد حضور سیتوکین٬ تغییر در رفتار سلول های دارای گیرنده سیتوکین ترشح شده ، از جمله رشد٬ تغییر و یا مرگ سلول است. کنش و اثر سیتوکین تولید شده از یک سلول بیشتر بر سلول های پیرامون همان سلول را شامل می گردد ولی می تواند کنش سیستمی و اثر بر تمامی ارگانیزم را بدنبال داشته باشد. سیتوکین دارای اثر اتوکراین (تغییر در خود سلول ترشح کننده) و پاراکراین (تغییر در دیگر سلول ها) بوده و می تواند مانند یک هورمون اثراتی بر سلول های بسیار دورتر از خود نیز داشته باشد.
1-16-1 سنتز سیتوکین ها در سلول ها: سیتوکین ها از سلول های مختلف سیستم ایمنی تولید می شوند. ساختار آنها پروتئین، پپتید و یا گلیکوپروتئین می باشد. سیتوکین ها بر اساس عملکرد، سلولهای مترشحه و سلولهای هدف دارای چند زیر گروه اینترلوکین، کموکاین، اینترفرون، فاکتور نکروز کننده تومور (TNF)، لنفوکین و منوکین هستند که هرکدام از سلول متفاوتی ترشح می شود. البته امروزه این طبقه بندی کمتر به کار می رود.
1-16-2 تمایز سیتوکین ها از هورمون ها: تفکیک سیتوکین ها از هورمونها کمی دشوار است ولی چند تفاوت راهگشا است؛ سیتوکینها غلظت کمتری در خون دارند، بر سلولهای اطراف خود موثرترند، از سلولهای مختلفی ترشح می شوند، بیشتر بر سیستم ایمنی موثرند و ... ولی هورمونها از بافتهای مشخصی مانند غدد با غلظت بیشتر در خون ترشح می شوند و عملکردهای متنوعی دارند.
1-16-3 انواع سیتوکین ها: آن دسته از سیتوکین ها که از ماکروفاژها ترشح می شوند منوکین و آن دسته که از لنفوسیت ها ترشح می شوند لنفوکین نامیده می شوند.
سیتوکین ها بسیار متنوع هستند و از طریق گیرنده هایی که روی سلولهای مختلف بدن دارند به آنها متصل شده و اثرات خود را بدین شکل اعمال می کنند. گروهی از سیتوکین ها را اینترلوکین می نامند که تعداد آنها بسیار زیاد است و با شماره مشخص می شوند مانند اینترلوکین ۱۷. اریتروپوئیتین و تروموبوپویتین نیز از سایتوکین ها هستند ولی عملکردی متفاوت از سیستم ایمنی دارند.
1-16-4 عملکرد سیتوکین ها در سلول ها: موادی که از سلولهای مختلف بدن از جمله سلولهای سیستم دفاعی ترشح می شود و بر فعالیتهای سیستم ایمنی تاثیر دارد تحت نام کلی سیتوکین ها نامیده می شوند. سیتوکین ها را بسیاری از سلولها و موادی شبیه سیتوکین را همه سلولهای بدن در شرایط خاص قادرند ترشح کنند. سیتوکین ها قادر به فعال سازی ماکروفاژها هستند و لنفوسیتهای B را مبدل به پلاسماسل می کنند و تولید کلاس های مختلف آنتی بادی را القا می کنند. سیتوکین ها قادرند با تبدیل دسته ای از لنفوسیتهای فعال شده به سلولهای خاطره ای در بدن ایجاد مصونیت کنند.
برخی از سیتوکین ها مستقیما به سلولهای سرطانی حمله می کنند.
1-17 سیکلواکسیژنازها: آنزيم سيكلواكسيژناز 20 سال پيش براي اولين بار شناخته شد، (PGHs) سنتازآنزيم كليدي در تبديل اسيد آراشيدونيك به پروستاگلاندين ها است. در سال 1976 تخليص و فعاليت آنزيمي سيكلواكسيژناز مشخص گرديد.
در سال 1991 مشخص شد در پستانداران دو ايزوفرم از اين آنزيم، بنا م هاي 1Cox- و
2- Cox با ژ ن هاي مستقل و الگوي بيان متفاوت وجود دارد داروهاي ضدالتهابي غيراستروئيدي نظير آسپرين، از 100 سال پيش جهت مهار ايزوزيم هاي سيكلواكسيژناز در اختيار همگان مي باشند. دو ايزوزيم مذكور از لحاظ اندازه، توالي اسيد آمينه اي و فعاليت آنزيمي مشابه مي باشند ولي از لحاظ الگوي بيان و عملكرد سلولي تفاوت دارند آنزيم.
1Cox- در اكثر بافت ها بطور پيوسته بيان مي شود، در حالي كه 2Cox- به عنوان جزئي از واكنش هاي التهابي در پاسخ به تحريكات خارج سلولي سريعاً القاء مي گردد و ميزان آن در اغلب بافت هاي طبيعي غير قابل سنجش مي باشد
2 Cox- نقش مهمي در تنظيم تكثير سلولي، تمايززدايي التهاب، درد، و سرطان ايفاء مي كند
مهار 2Cox-به عنوان يك استراتژي اميدبخش و مؤثر براي درمان و جلوگيري از سرطان مورد توجه قرار گرفته است.
1-17-1 مهاركننده هاي سيلكواكسيژناز و نحوه عمل آنها: داروهاي ضدالتهابي غيراستروئيدي نظير ايندومتاسين وايبوبروفن به كانال هيدروفوبي ايزوزيم هاي سيلكواكسيژنازمتصل شده و باعث مهار آن مي شوند آسپرين تنها مهار كننده سيكلواكسيژناز است كه با آن اتصال كووالانسي(استيلاسيون) برقرار مي كند. استيلاسيون اسيد آمينه سرين 530 مانع از اتصال اسيد آراشيدونيك به جايگاه فعال و در نتيجه مهار برگشت ناپذير آنزيم مي شود ساير داروهاي ضدالتهابي غيراستروئيدي با اسيدآراشيدونيك براي اتصال به جايگاه فعال رقابت مي كنند و باعث مهار برگشت پذير دو ایزوزوم می شوند.
1-18 (Angiogenesis) رگزايي: بيشتر تومورهاي سفت براي فراهم كردن مواد غذايي ضروري براي رشد و زنده ماندن نياز به رگ هاي خوني جديد دارند. بيان بيش از حد 2 Coxسبب ازدياد توليد فاكتور هاي رشد رگ زا مي شود.
1-19 احياء قندها: واكنش احياء عكس واكنشهاي اكسيداسيون است . بدين معني كه اگر تركيبي اكسيژن ازدست بدهد ويا پروتون و الكترون جذب كند احيا مي گردد.در اثر احياء قندها تركيبات مهمي توليد ميشود براي مثال ريبوز قندي پنچ كربنه است كه بر اثر انجام واكنشي از نوع احياء بروي كربن شماره دو آن يك اكسيژن از دست مي دهد و تبديل به قند حياتي دزوكسي رايبوز مي شود . دزوكسي ريبوز يكي از سه تركيب مهم تشكيل دهنده مولكول DNAمي باشد. (بازهاي ألي و گروهاي فسفات دو عامل ديگر تشكيل دهنده مولكولDNAمي باشند). علاوه بر دزوكسي قندها , بر اثر واكنشهاي احيا ء بروي قندها پلي الكلها نيز از تشكيل ميگردند. سوربيتول , ربيتول و گليسرولپلي الكل هايي هستند كه به ترتيب از گلوكز(يا فروكتوز) , ريبوز و گليسرآلدئيد سنتز مي شوند.
1-20 اثر انسولین بر متابولیسم هیدراتهای کربن: آشکارترین عمل انسولین،پایین آوردن سریع مقدارقندخون است.بسیاری از بافتهای بدن برای گرفتن گلوکز، از خون به انسولین متکی هستند . در غیاب انسولین،گلوکزنمی تواند به آسانی وارد سلول ها شود وبنابراین ،سوختن وتولید انرژی از آن،دچار اختلال می شود،دو مورد استثنای مهم در این میان ،مغز وکبد هستند که سلول های آنها حتی در غیاب انسولین،کاملا نسبت به گلوکز نفوذپذیری دارند . در بافت هایی چون ماهیچه وچربی،گلوکزبراساس انتشار ساده وتسهیل شده وارد سلول می شود.ناقل های گلوکزهم در غشای پلاسمایی وهم در جایگاه های درون سلولی مستقرند.انسولین سبب می شود که ناقل ها از جایگاه های درون سلولی خود به غشاء پلاسمایی نقل مکان کنند با افزوده شدن بر تعداد ناقلان حاضر در غشاء ، انسولین می تواند بر مقدارجذب گلوکز به درون سلول بیافزاید . انسولین علاوه برتسهیل ورود گلوکز به سلول ، متابولیسم استفاده از این قند را هم افزایش می دهد.در بیشتر سلول ها به ویژه سلول های کبد و ماهیچه،انسولین باعث تشکیل گلیکوژن ومانع از شکسته شدن این ماده است در نتیجه گلیکوژن ذخیره در سلول افزایش می یابد.انسولین باعث تحریک تعدادی از آنزیم های مسیر گلیکولیز هم هست بنابراین در بیشتر سلول های حساس به انسولین ،متابولیسم گلوکز از طریق گلیکولیز افزایش می یابد. انسولین علاوه بر تحریک جذب گلوکزواستفاده از آن توسط بافت های محیطی چون ماهیچه وبافت چربی ، از دو راه باعث می شود که کبد برون ده گلوکز را بکاهد.یکی اینکه انسولین فعالیت چندنوع آنزیم مهم را در مسیر گلوکونئوژنز(فرایندی است که توسط آن پیش ماده های غیر گلوکزی چون اسید های آمینه، به گلوکزمبدل می شوند)دیگر آنکه انسولین باعث مصرف اسید های آمینه در بافت های محیطی می شودودر نتیجه،از مقدار ذخیره اسید های امینه ای که به طور طبیعی پیش ماده های اصلی گلوکونئوژنز در کبدند، می کاهد.
1-21 اثر انسولین بر متابولیسم لیپیدها: در نتیجه چندین اثر ویژه انسولین بر متابولیسم لیپیدها، این هورمون سبب می شود که سوخت های اضافی به صورت تری گلیسریدها ذخیره شوند . انسولین در کبد وبافت چربی برسنتز اسیدهای چرب می افزاید.در بافت چربی، اسید های چرب با گلیسرول فسفات ترکیب می شوند وبه صورت تری گلیسرید ذخیره شدنی درمی آیند .در مقابل ،کبد فقط مقدار اندکی از اسید های چرب محصول خود را ذخیره می کند در عوض بیشتر اسید های چرب به صورت لیپوپروتئین بسته بندی شده در خون می ریزند.این مواد را بافت چربی می گیرد واسید های چرب آنها را مبدل به تری گلیسرید می کند. ودر خود ذخیره می سازد.انسولین در بافت چربی ،محرک فعالیت آنزیم لیپو پروتئین لیپاز می شود که بر مقدار جذب لیپوپروتئین ها از خون می افزاید.اثر انسولین بر تحریک جذب گلوکز توسط بافت چربی هم بر مقدارذخیره تری گلیسرید ها می افزاید . گلوکز در درون سلول های بافت چربی ممکن است برای ساخته شدن اسیدهای چرب بسوزد ومصرف شود یا آنکه برای تولید گلیسرول فسفات به کار رود.گلیسرول فسفات،اسکلتی را می سازد که اسید های چرب با آن می چسبند وتری گلیسرید را تشکیل می دهند . پس با افزایش ورود گلوکز به سلول های بافت چربی،انسولین،هم سنتزاسید های چرب وهم گلیسرول فسفات را که هر دو،اجزای ساختمانی تری گلیسریدها هستند، بالا می برد.انسولین علاوه بر اثر تحریک کنندگی بر سنتز چربی ،مانع تجزیه تری گلیسریدها (لیپولیز) می شود.شکسته شدن تری گلسیریدها به اسیدهای چرب وگلیسرول توسط نوعی آنزیم به نام لیپازحساس به هورمون-hormon-sensitive lipase صورت می گیرد. انسولین در کبد وبافت چربی مانع فعالیت این آنزیم است پس لیپولیزرادراین دواندام کم می کند.بدین ترتیب اثر کلی انسولین بر متابولیسم لیپید،زیاد کردن ذخیره تری گلیسرید ودرهمان حال ،مانع شکسته شدن تری گلسیرید است.
1-22 اثرانسولین برمتابولیسم پروتئین ها: انسولین،اثرات عمیقی بر متابولیسم پروتئین ها در بدن دارد.این اثرها به ویژه در ماهیچه های اسکلتی وکبد آشکارترند،امّا اثرات آنابولیکی انسولین ، یعنی زیاد کردن تجمع پروتئین در بیشتر بافت ها صورت می گیرد. اثرهایی که انسولین بر متابولیسم پروتئین ماهیچه دارد،از اهمیتی ویژه برخوردار است زیرا در حدود 40درصد پروتئین بدن در ماهیچه هاست پس بیشتر اثری که انسولین بر توازن کلی پروتئین در بدن دارد از اثرات آن برمتابولیسم پروتئین ماهیچه ای ناشی می شود.انسولین در ماهیچه باعث می شود که اسیدهای آمینه به طریقه انتقال فعال از خون به داخل سلول های ماهیچه وارد شوند در نتیجه ،اسیدهای آمینه زیادتری برای سنتز پروتئین ماهیچه در دسترس قرار می گیرد.انسولین با افزودن بر تعدادریبوزوم های درون هرسلول ماهیچه و همچنین ،افزودن بر فعالیت هر ریبوزوم بر فرایند سنتز پروتئین در ماهیچه می افزاید در همان حال به شدت انسولین جلوی تجزیه پروتئین را در ماهیچه می گیرد پس اثرکلی انسولین درماهیچه،افزایش مقدار پروتئین است . انسولین اثرات مشابهی بر متابولیسم پروتئین در کبد وبافت چربی دارد یعنی سنتز پروتئین را زیاد وتجزیه آن راکم می کند .علاوه برآن چنانکه قبلا گفته شد انسولین باعث جلوگیری ازگلوکونئوژنزدر کبد است درنتیجه اسید های آمینه کمتری به گلوکزتبدیل می شوند بیشترآنهابه مصرف سنتز پروتئین در کبد می رسند .انسولین، درنتیجه اثرات آنابولیکی برمتابولیسم، پروتئین باعث بوجود آمدن نوعی" توازن مثبت نیتروژن"می شود یعنی پروتئین رادر بدن جمع می –کنددرمقابل در صورت کمبود انسولین،چنانکه در دیابت ملیتوس اتفاق می افتد مقدار پروتئین بدن کم می شود یعنی توازن منفی نیتروژن پیش می آید پس انسولین به عنوان یک تنظیم کننده ی مهم رشد بافتی عمل می کند.
1-23 نقش مسیر سوربیتول: یک مسیر بیوشیمیایی بنام مسیر سوربیتول را دلیل عمده ایجاد عوارض دیابتی میدانند . نکته جالب آن است که بافتهای هدف که دچار آسیبهای دیابتی میشوند بافتهایی هستند که سلولهای آنها برای انتقال گلوکز از غشا سلولی و بداخل سلول به انسولین نیازی ندارد. دو نوع سلول اصلی در بدن که جهت انتقال گلوکز بداخل سلول نیازمند انسولین هستند عبارتند از سلولهای چربی و سلولهای عضلانی .
اکثر انواع سلولهای دیگربه انسولین نیازی نداشته و گلوکز از طریق انتشار ساده از غشا سلولی گذشته و به یک حد تعادل با گلوکز مایع interstitial میرسد. گلوکز یک منبع تامین انرژی برای سلول است.
گلوکز از طریق یک مسیر بیوشیمیایی که در آن آدنوزین دی فسفات کم انرژی به آدنوزین تری فسفات پرانرژی تبدیل میشود ، در میتوکندری متابولیز میشود. مسیر این تبدیل چرخه کربس نام دارد.
مسیر دیگری نیز بنام مسیر سوربیتول وجود دارد که موجب ورود گلوکز به چرخه کربس میشود. این مسیر زمانی فعال میگردد که سطح گلوکز داخل سلول به حدود 180 یا بالاتر میرسد. در این مسیر گلوکز به سوربیتول و سپس فروکتوز تبدیل و وارد چرخه کربس میگردد. سوربیتول و فروکتوز بآسانی از غشاهای سلولی انتشار نیافته و در داخل سلول محبوس میشوند . فشار اسمزی حاصل موجب ادم و تغییرات سلولی و در نهایت اختلال عمل سلولی و حتی مرگ سلولی میشود. بنابر این قند خون بیمار باید کنترل و در صورت امکان هرگز از180-170 ، حتی پس از صرف غذا بالاتر نرود . سوربیتول باعث تغییر فشار اسمزی سلول می شود.
1-24 تعامل پروتئین پروتئین: زمانی که دو یا بیش از دو پروتئین به یکدیگر متصل شوند تعامل پروتئین–پروتئین رخ می دهد، که غالباً عملکردهای بیولوژیکی را انجام می دهند. بسیاری از فرایندهای مولکولی مهم در سلول مانند تکثیر DNA توسط کمپلکسهای بزرگ مولکولی انجام می شوند که این کمپلکسها از تعداد زیادی پروتئین های سازمان دهی شده به وسیله تعامل بین پروتئین ها ساخته شده اند.
فعل و انفعالات پروتئین از دیدگاه زیست شیمی، شیمی کوانتوم، دینامیک مولکولی، انتقال سیگنال ها و دیگر سوخت و سازو یا ژنتیک / شبکه های اپی ژنتیک مورد مطالعه قرار گرفته اند. در واقع، تعامل بین پروتئین ها در هسته تمام دستگاه میان اتمی هر سلول موجود زنده وجود دارد. این تعاملات اخیراً در فناوری نانو زیست مورد مطالعه قرار گرفته است.
تعاملات بین پروتئین ها برای اکثر عملکردهای زیست شناختی مهم هستند. به عنوان مثال، سیگنال های سطح خارجی یک سلول توسط تعامل پروتئینی بین مولکولهای سیگنالی به داخل سلول هدایت می شوند.
این فرایندرا انتقال سیگنال می نامند که نقش اساسی در بسیاری از فرایندهای بیولوژیکی و در بسیاری از بیمارها (به عنوان مثال سرطان) بازی می کند. پروتئین ها ممکن است برای مدت طولانی به شکل بخشی ازیک کمپلکس پروتئینی در تعامل باشند. یک پروتئین ممکن است در حال حمل یکی دیگر از پروتئین هاباشد. (برای مثال، از سیتوپلاسم به هسته و یا بالعکس به وسیله ایمپورتین منافذ هسته ای)، و یا به طور خلاصه یک پروتئین ممکن است با یک پروتئین دیگر تعامل داشته باشد فقط برای اینکه آن را تغییر دهد (برای مثال، پروتئین کیناز یک فسفات را به پروتئین هدف اضافه می کند).
این تغییر خود به خودی پروتئین می تواند تعامل پروتئینها را تغییر دهد. برای مثال، برخی از پروتئین ها با دومین SH-SH فقط زمانی به پروتئین های دیگرمتصل می شوند که در آنها اسید آمینه تیروزین فسفریله شده باشد و یا اینکه اسید آمینه لایزین در برومودومین استیله شده باشد. در نتیجه، تعامل پروتئین - پروتئین برای هر فرایندی در سلول زنده از اهمیت مهمی برخوردار هستند. اطلاعات در مورد این تعاملات درک ما را از بیماری ها بهبود می بخشند و می توانند پایه و اساس روش های جدید درمانی را فراهم کنند.
1-25 سوالات تحقیق: 1- آیا اسید الاجیک و اسید جاسمونیک بر روی فعالیت آنزیمهای آنتی اکسیدانی SOD, CAT, GPX درریه موش در شرایط invitro موثر هستند؟
2- آیا اسید الاجیک و اسید جاسمونیک بر مقادیر شاخص های بیوشیمیایی گلوکوزون پنتوزیدین ومالون دی الدئید درریه موش در شرایط invitro موثر هستند؟

دریافت فایل
جهت کپی مطلب از ctrl+A استفاده نمایید نماید

مطالعه اثرات آنتی اکسیدانی و آنتی گلایکشنی - دانلود رایگان

اثرات آنتی اکسیدانی

نتی گلایکشنی جاسمونیک اسید

دانلودپایان نامه

word

مقاله

پاورپوینت

فایل فلش

کارآموزی

گزارش تخصصی

اقدام پژوهی

درس پژوهی

جزوه

خلاصه