دانلود پایان نامه درمورد اکسیداسیون، فیزیولوژی، ویتامین E

اثر رادیکال های آزاد بر لیپید ها
ایجاد رادیکال آزاد در سلول بوسیله پراکسیداسیون لیپید با جدا شدن اتم هیدروژن از کربن میتلن زنجیره اسید چرب شروع شود و هرچه اسید چرب غیر اشباع تر باشد یعنی تعداد بیشتری از پیوند دوگانه داشته باشد قابلیت پراکسید شدن بیشتری دارد. انتقال واکنش پراکسیداسیون بین زنجیره های اسید چرب مجاور باعث گسترده شدن پراکسیداسیون لیپید و تبدیل اسید چرب به لیپید هیدرو پراکساید شده که منجر به صدمات بافتی و نهایتا بیماری های مختلف می شود.
رادیکال های هیدروپراکسیل و هیدرواکسیل به زنجیره های غیر اشباع یا دارای پیوند دوگانه C=C حمله کرده و باعث اکسیدشدن فسفولیپید ها و سایر چربی های غشایی شده و همچنین با کاهش نسبت کلسترول به فسفولیپید ها باعث کاهش سیالیت غشا ودر حقیقت کاهش ثبات غشاهای سلولی می شوند و به دلیل اینکه غشا نقش بسیار مهمی در محافظت و تبادل سلولی دارد، مسئله پراکسیداسیون لیپید ها بسیار با اهمیت می باشد. بسیاری از بیماری های حاصل از رادیکال های آزاد، مربوط به اثر آنها بر لیپید های غشا می باشد که شامل بیماری التهابی، سرطان، تصلب شراین و تخریب بافت عصبی و نورون ها به دلیل تخریب میلین ها است .
پراکسیداسیون لیپید ها در بافت های جانوری در ایجاد بیماری و افزایش سمیت آنها نقش دارد. بافت های تخریب شده (بخصوص تخریب مکانیکی) سریعتر از بافت های سالم دچار پراکسیداسیون می شوند. دلیل افزایش پراکسایش شامل آزاد شدن یون های فلزی و بخصوص آهن، از جایگا های ذخیره ایی داخل سلول و همچنین هیدورلیز پروتئین های فلز دار (METALO PROTEIN) بوسیله آنزیم های پروتئولیتیک آزاد شده از لیزوزوم های آسیب دیده است. در انسان، بیماری ها یا سموم می تواند سبب ایجاد آسیب یا مرگ سلولی شوند که نتیجه آن افزایش پراکسایش لیپیدی است. این آسیب همانگونه که قبلا گفته شد در سیستم عصبی مرکزی (CNS) بیشتر ایجاد می شود. بیشترین مقدار آهن CNS در فریتین وجود دارد و هنگامیکه سلول های مغزی آسیب می بیند مقدار زیادی از آهن آنها به راحتی آزاد می شود.
در اثر پراکسیداسیون لیپیدی غیر اشباع غشا سلول ها رنگدانه هایی به نام لیپوفوسین یا سروئید تشکیل می شود و تجمع اینها در سیتوپلاسم سلول های عصبی افراد مسن مشاهده شده است. این رنگدانه ها اگر با طول موج تحریکی ۳۶۵ نانومتر تحریک شوند در طول موج ۴۷۰ دارای نشر خواهند بود(۱۱).
استرس های فیزیولوژیک مثل سرما و کمبود آنتی اکسیدان هایی مانند ویتامین E نیز می تواند سبب ایجاد رنگدانه های لیپوفوسین شود لیپوفوسین علاوه بر ماهیچه و دستگاه عصبی در سیستم های فیزیولوژیک دیگر به طور گسترده مشاهده شده مثلا در بافت های پیوندی پیر باعث تغییرات شدیدی چون کاهش سلول ها و توقف تقسیم سلولی می شود و می توان تصور کرد که عامل اصلی بیماری های ایجاد شده با پراکسیداسیون لیپیدها ایجاد این رنگدانه است.
افزایش محصولات پراکسیداسیون لیپیدی هم در بافت و هم در پلاسما شاخصی برای پراکسیداسیون لیپیدی است. محصوات اولیه شامل لیپید هیدرو پراکساید است که با روش HPLC اندازه گیری می شود ومحصولات ثانویه شامل مالون دی آلدهید، ۴HNE و هیدروکربن فعال می باشد. مالون دی آلدهید بیشترین محصول ثانویه تولیدی است که می تواند با گروه های آمین پروتئین واکنش دهد. با تست TBA(تیوباربیتیک اسید ) میزان MDA را در بافت و سرم می توان اندازه گیری کرد که رابطه مستقیم با میزان صدمات پراکسیداسیون دارد(۱۲).۴HNE دیگر محصول آلدهیدی اصلی حاصل از پراکسیداسیون لیپید علاوه بر مالون دی آلدهید می باش . ۴HNE اثرات قوی بر مسیر انتقال پیام داشته که به نوبه خود اثر اصلی روی صفات فنوتیپی سلول می گذارد. ۴HNE یک ترکیب دوگانه است اما ویژگی لیپوفیلی بیشتری دارد. لذا این ترکیب تمایل دارد تا در غشا های زیستی انباشته شود یعنی جایی که فسفولیپید هایی از قبیل فسفوتیدیل اتانول آمین و پروتئین هایی نظیر ناقل، کانال های یونی و گیرنده ها وجود دارند و به سرعت با ۴HNE واکنش می دهند(۱۳).
اثر رادیکال های آزاد بر اسید نوکلئیک
گونه فعال اکسیژن (ROS) با حمله به اسید دزوکسی ریبونوکلئیک (DNA) باعث ایجاد اتصالات عرضی بین دو رشته و آسیب به DNA می شود. بطور کلی شکستگی در یک یا دو رشته DNA باعث جهش، آپوپتوز یا مرگ سلولی برنامه ریزی شده، تومور زایی و ۰۰۰ می شود
در مجموع عوارض اکسیدان و رادیکال های آزاد به صورت بیماری های خطرناکی همانند سرطان، نارسایی قلبی و عروقی، بیماری های مغزی، تحلیل و تضعیف سیستم ایمنی و پیری می شود(۱۴).
با توجه به مطالب فوق بدن موجود زنده به علت عوامل مختلف اکسیدانی در مخاطرات وجود دارد که به شرح آنها می پردازیم.
مکانیسم دفاع آنتی اکسیدانی
تاثیرات مضر گونه های فعال اکسیژن و نیتروژن به واسطه عملکرد آنتی اکسیدانی، آنتی اکسیدان های غیر آنزیمی شامل ویتامین C، ویتامین E، کاروتنوئید ها، آنتی اکسیدان های تیولی (گلوتاتیون، تیرودوکسین، اسید لیپوئیک)، فلاونوئید های طبیعی، محصولات هورمونی غده پینه آل، ملاتونین وترکیبات دیگر می باشند(۱۵). بعضی آنتی اکسیدان ها در محیط هیدروفولیک عمل میکنند و برخی دیگر در محیط های هیدروفوبیک و تعدادی در هر دو محیط سلول می کند. برای مثال ویتامین C در فازآبی با سوپراکسید برهمکنش می کند در حالی که ویتامین E در فاز لیپوفیلیک به این شکل عمل میکند. برخی از آنتی اکسیدان ها قادر به تولید مجدد آنتی اکسیدان های دیگر بوده و بنابراین عملکرد اولیه آنها را تجدید میکنند، این فرایند را شبکه آنتی اکسیدانی می نامند(۱۵). با توجه به اینکه موضوع مورد مطالعه در این پژوهش بیشتر معطوف به نقش آنتی اکسیدانی آنزیم پاراکسوناز می باشد به بررسی این آنزیم می پردازیم.
بررسی متون:
پاراکسوناز PON1
پاراکسوناز یکی زا اعضا خانواده سه عضوی PON1، PON2، PON3می باشد. ژن های کد کننده این آنزیم ها مجاور یکدیگر روی بازوی بلند کروموزوم ۷ قرار دارند(۱۶). پاراکسوناز سرم انسانی(PON1) یک پروتئین گلیکوزیله از ۳۵۴ آمینو اسید با وزن مولکولی ۴۳ کیلو دالتون است. بیشتر از ۸۰% تشابه آمینو اسیدی در پروتئین PON1 خرگوش، موش و انسان و حداقل ۶۰% تشابه بین PON1 ، PON2،PON3 در هرکدام از این گونه ها وجود دارد(۱۶).
PON1 ابتدا در پستاندارن شناسایی شد ولی اکنون در مرغ ، ماهی و حتی در بی مهرگان نیز دیده شده است، گرچه فعالیت آن در حشرات ، پرندگان و ماهی ها ناچیز است(۱۷). ژن PON1 در انسان و موش شامل ۹ اگزوژن با تقریبا ۲۵ تا ۲۶ کیلو باز می باشد(۱۸). بیش از ۲۰۰ پلی مورفیسم تک نوکلوئوتیدی به تنهای در ژن PON1 انسانی شناسایی شده است(۱۷). وجود گونه های پلی مورفیک درPON 1 ها نشانگر ارائه نقش های فیزیولوژیک متفاوت توسط آنها است.PON1 ،PON3 در کبد بیان و در خون، جائی که به ذرات HDL متصل می شوند، ترشح می گردند(۱۹)و(۲۰). مقدار PON1 در خون انسان mg/L 50 می باشد(۱۸).PON2 در خون موجود نیست ولی در بعضی از بافت ها از جمله کبد، ریه ها، مغز وقلب بیان می شود(۱۷). خانواده پاراکسوناز یک خانواده هیدرولاز با یکی از وسیعترین ویژگی های شناخته شده می باشد.PON1 نسبت به چندین سوبسترای سنتزی به عنوان یک استراز قوی عمل می کند. در حالی کهPON2 و PON3 تقریبا فعالیت پاراکسونازی نداشته ولی فعالیت لاکتونازی از خود نشان می دهند(۱۷). برایPON ها انواع نقش های فیزیولوژیکی از جمله عمل فسفولیپاز A2 در هیدرولیز فاکتور های فعال کننده پلاکت PAF)) (13) و لیپید های اکسید شده، هیدرولیز و غیر فعال سازی هموسیستئین تیولاکتون، ریسک فاکتور بیماری آترواسکلروز عروقی(۲۱)، پیشنهاد گردیده است از آنجا که ترکیبات هیدرولیز شده توسط پاراکسوناز مانند ارگانوفسفات ها، گاز های عصبی و استر های آروماتیک سوبستراهای غیر فیزیولوژیک هستند، لذا احتمالا این فعالیت ها عملکرد فیزیولوژیکی آنزیم نمی باشند. در تحقیقات اخیر از فعالیت لاکتونازی آنزیم به عنوان فعالیت طبیعی PON 1 نام برده شده است(۲۲) از مطالعات ساختار – فعالیت چنین برمی آید که لاکتون ها سوبسترای ارجح برای PON1 می باشند.
از فعالیت های آنزیماتیک پاراکسوناز انسانی (PON1) می توان به موارد زیر اشاره نمود(۱۷):
هیدرولیز متابولیت های اکسون حشره کش ها مانند پاراکسون
– هیدرولیز گاز های شیمیایی عصبی مانند سارین و سومان
هیدرولیز استرهای آروماتیک مانند فنیل استات
هیدرولیز لاکتون ها و لاکتونیزاسیون هیدروکسی اسید ها مانند هیدروکسی کربوکسیلیک اسید ها
نقش پاراکسوناز (PON1) در انسان
تاکنون نقش آنزیمی پاراکسوناز به طور in vivoمشخص نشده ولی تصور می شود که موجب کاهش اکسیداسیون LDL می گردد. این فرضیه براساس یافته های in vitro شکل گرفت که نشانگر مهار تجمع پراکسید های لیپیدی در LDL توسط آنزیم بود(۱۹). در دیواره شریانی، ذرات LDL اکسید شده توسط رسپتور های مخصوص ox LDL روی ماکروفاژها شناسایی و به درون سلول کشیده می شوند. از آنجا که برای این برداشت هیچ مکانیزم فیدبک منفی وجود ندارد ای پروسه احتمالا به یک انباشتگی (overload) لیپیدی در ماکروفاژ های منجر شده که موجب ترکم لیپیدی و تشکیل یک نوار چرب، شاخص آترو اسکلروز، می گردد. اکسیداسیون LDL یک مرحله کلیدی در پاتوفیزیولوژیکی آترواسکلروز و پیدایش بیماری های قلبی و عروقی به شمار می رود، لذا پارکسوناز به جهت نقش داشتن در کاهش اکسیداسیون LDL بسیار مورد توجه محققان میباشد. جدا از مهار اکسیداسیون LDL، نتایج حاصل از مطالعه روی مدل های in vitro و حیوانی همچنین دلالت بر توانایی پاراکسوناز در جلوگیری از اکسیداسیون HDL و حفظ سلامتی آن دارد (۲۳)و(۲۴). بعلاوه بسیاری از مطالعات ایپدمولوژی آشکار ساخته که آندسته از پلی مورفیسم های موجود در ژن PON1 که مسئول تغییر فعالیت و غلظت آنزیم هستند، در تغییر سطح HDL در جمعیت های مختلف سهیم می باشند(۲۵). از انجا که HDL در بسیاری از فعالیت های حفاظت کنندگی رگ از قبیل برداشت کلسترول اضافی از بافت ها (ترانسپورت معکوس کلسترول ) و مهار پروسه های التهابی شرکت دارد(۲۶)و(۲۷)، لذا محافظت از HDL در مقابل آسیب های اکسیداتیو احتمالا یکی از نقش های مهم پاراکسوناز باشد. مکانیزم فعالیت آنتی اکسیدانی پاراکسوناز شامل هیدرولیز پراکسید های لیپیدی و هیدروپراکسید های کلسترول استر ها می شود.
در خون پاراکسوناز همچنین می تواند سیستئین تیولاکتون، متابولیت هموسیستئین، را هیدرولیز کند. هموسیتئین تیولاکتون با تاثیر منفی بر سنتز پروتئین موجب اختلال در عملکرد اندوتلیال و آسیب رگی می گردد(۲۱)، لذا سم زدایی هموسیستئین تیولاکتون یکی از اعمال محافظتی پاراکسوناز از قلب و رگ های خونی محسوب می شود. کشف جالب دیگر در ارتباط با پاراکسوناز که اهمیت فارماکولوژیک دارد این است که مهار کننده های HMG-CO ردوکتاز (استاتین ها) بر غلظت و بیان ژن PON 1 تاثیر دارند(۲۸)
ساختار کلی پارکسوناز (PON1)
پاراکسوناز دارای یک ساختار six-bladed b propeller است که هر صفحه ان شامل چهار رشته می باشد(۱۶).]]>

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *