نوشته شده در

نقش پروتئین Bcl-2 در آپوپتوز

خزان یاخته‌ای یا آپوپتوز (Apoptosis)مرگ برنامه‌ریزی‌شدهٔ یاخته است که در چند یاخته ایی به وقوع می‌پیوندد. پروتئین Bcl-2 در غشاء میتوکندری و توری آندوپلاسمیک جای گرفته و می­توانند هم نقش القای آپوپتوز و مهار آپوپتوز را ایفا می­کنند. برخی از اعضای این خانواده در مهار Bcl-2, Bcl-xlو برخی دیگر در القای آپوپتوز Bad, Bal, Bcl-xs (Bax) نقش دارند. نسبت عوامل القاء‌کننده و مهارکننده و توازن بین آن‌ها تعیین‌کننده‌ی مسیر آپوپتوز یا بقای سلول زنده است. پروتئین Bcl-2 به عنوان یک پروتئواونکوژن در سلول‌های ژرمینال در تنظیم فرایند آپوپتوز سلولی دخالت می‌نماید. بدین صورت که پروتئین مذکور، بطور کلی در مهار آپوپتوز سلولی نقش دارد. در صورت کاهش میزان بیان ژن مربوط به پروتئین Bcl-2، فرایند مرگ برنامه ریزی شده سلول یا آپوپتوزی بواسطه فعال شدن سایر اونکوژن های از قبیل p53 شروع می‌شود. با در نظر گرفتن نقش کاسپاز‌ها در سلول‌های مختلف، مطالعات نشان داده‌اند که Bcl-2 بواسطه مهار سنتز و تولید کاسپازها نیز می‌تواند فرایند آپوپتوز را مهار نماید. به طور اختصاصی‌تر پروتئین‌های Bcl-2 موجود در دیواره میتوکندری‌ها بواسطه‌ی جلوگیری از رها شدن سیتوکروم C و یا با اتصال به Apaf-1 مانع از تشکیل آپوپتوزوم و به راه افتادن آبشار کاسپازی می‌شود.

منبع:

Czabotar PE, Lessene G, Strasser A, Adams JM. Control of apoptosis by the BCL-2 protein family: implications for physiology and therapy. Nature reviews Molecular cell biology. 2014 Jan 1;15(1):49-63.

نوشته شده در

تخلیه مواد اکسیداتیو از سلول: راه چاره؟

استرس اکسیداتیو عامل شماری از بیماری‌هاست. روش معمول برای اندازه‌گیری سطح استرس اکسیداتیو، تعیین حالت اکسیداسیون یک مولکول کوچک به نام گلوتاتیون در عصاره سلولی است. دانشمندان مرکز تحقیقات سرطان آلمان برای اولین بار دریافتند که سلول‌های تحت استرس، گلوتاتیون اکسید شده‌ی خود را به بیرون تخلیه می‌کنند که این مکانسیم سلول را در برابر استرس اکسیداتیو محافظت می‌کند. لیست بلند بالای بیماری های مرتبط با استرس اکسیداتیوشامل سرطان، آلزایمر و آرتریواسکروزیس بوده و حتی پروسه ی بلند مدت پیری را در بر می گیرد. استرس اکسیداتیو به اصطلاح ترکیبات اکسیژن فعالی گفته می شود که رادیکال آزاد نامید گرفته و اگر سلولی در معرض این ترکیبات قرار بگیرد دچار استرس اکسیداتیو شده و ترکیبات مهم سلولی مانند پروتیئن‌ها، DNA و چربی‌ها اکسید می‌شوند و سلول آسیب می‌بیند. برای تعیین تحت استرس اکسیداتیو بودن یا نبودن یک سلول دانشمندان اغلب میزان اکسیداسیون گلوتاتیون را بررسی می‌کنند. گلوتاتیون مولکول کوچکی است که با اکسید شدن سلول را در برابر ترکیبات اکسیژن فعال محافظت می‌کند، در نتیجه میزان گلوتاتیون اکسید شده نشان می‌دهد که یک سلول سالم است یا تحت استرس؟! دکتر توبیاس و همکاران نشان دادند که این فرضیه صحیح نیست! توبیاس بیان کرد که برای اندازه‌گیری گلوتاتیون اکسید شده لازم بود که سلول را تخریب کنیم. دانشمندان فرض کردند که گلوتاتیون در سیتوپلاسمی که در آن تشکیل می‌شود باقی می‌ماند. توبیاس دیک و همکاران برای اطلاعات بیشتر در مورد محل نگهداری گلوتاتیون در سلول‌های سالم و دست نخورده از حسگرهای زیستی که سیگنال های نور منتشر می‌کردند استفاده کردند و موفق شدند برای اولین بار در سلول‌های مخمر مسیر گلوتاتیون اکسید شده در سلول‌های زنده را مشاهده کنند. آن‌ها از یافته‌های خود متعجب شدند چرا که دریافتند به جای ماندن در سیتوپلاسم گلوتاتیون به یک انبار امن به نام “واکوئل” منتقل می‌شود. سیتوپلاسم که در آن تمام فرآیندهای متابولیک مهم سلولی رخ می دهد، بدیهی است که باید از آسیب اکسیداتیو محافظت شود. توبیاس دیک و تیم او پس از آن نشان دادند که این امر نه تنها برای سلول های مخمر بلکه در مورد سلول های مختلف پستانداران و سلول های سرطانی نیز صدق می‌کند. نتایج به دست آمده نشان دادند که بر خلاف باورها و گزارشات قبلی سطح گلوتاتیون اکسید شده، تحت استرس اکسیداتیو بودن یا نبودن سلول را نشان نمی‌دهد. بنابراین ضروری است که  نتایج مطالعات قبلی مرتبط با استرس اکسیداتیو و بیماری های مختلف و همچنین روش انجام سنتی انها مورد بازبینی قرار گیرد.

منبع:

Bruce Morgan, Daria Ezeriņa, Theresa N E Amoako, Jan Riemer, Matthias Seedorf, Tobias P Dick. Multiple glutathione disulfide removal pathways mediate cytosolic redox homeostasis. Nature Chemical Biology, 2012; DOI

نوشته شده در

محافظت از کبد در برابر استرس اکسیداتیو با روغن زیتون

روغن زيتون فوق خالص می‌تواند كبد را در مقابل استرس اكسيداتيو محافظت نمايد. دانشمندان موش‌هایی را در معرض علف كشی با سمیت متعادل (كه به خالی كردن بدن از آنتی اكسيدانت‌ها معروف است) قرار دادند و دريافتند، موش‌هايی كه با رژيم غذايی حاوی روغن زيتون تيمار شده بودند آسيب كبدی كمتری نشان دادند بدين معنی كه روغن زيتون به طور نسبی از آسيب كبدی آنها جلوگيری كرده بود. دانشمندان تونسی و عربستانی با همكاری در اين تحقيق به دنبال انجام آزمايشاتی بر روی ٨٠ موش بودند. محمد همامی نويسنده‌ی مقاله مي گويد زيتون جز كاملی از رژيم غذايی مديترانه‌ای است. شواهد رو به رشدی در مورد مفيد بودن زيتون برای سلامتی از جمله كاهش خطرات بيماري های عروق كرونر قلب، پيشگيري از برخي سرطان ها و تغييرات در سيستم ايمنی و پاسخ اتهابی وجود دارد.

ما نشان داديم كه روغن زيتون و عصاره هاي آن بافت كبد را در مقابل استرس اكسيداتيو محافظت مي نمايند. دانشمندان موش‌ها را به گروه‌های كنترل، گروه گيرنده‌ی روغن زيتون و ٦ گروه در معرض علف كش ٢،٤- دي كلروفنوكسي استيك اسيد، همراه و يا بدون روغن زيتون كامل و يكي از دو نوع عصاره‌ی روغن زيتون عصاره‌ی آب دوست و عصاره‌ی چربی دوست تقسيم كردند. تمام موش‌هایی كه علف كش را دريافت كرده بودند علائم جدی آسيب كبدی را نشان دادند. اما گروه گيرنده‌ی روغن زيتون خالص و عصاره‌ی آب دوست افزايش معنا داری را در فعاليت آنزيم آنتي اكسيدانت و كاهش ماركرهای آسيب كبدی نشان دادند. همامي مي گويد به نظر ميرسد عصاره‌ی آب دوست روغن زيتون در استرس اكسيداتيو حاصل از القاء توكسين موثر باشد كه اين عمل مي تواند نشانگر تاثير مستقيم آنتی اكسيدانتی عصاره‌ی آب دوست بر روي سلول هاي كبدی باشد.

منبع:

Nakbi, A., Tayeb, W., Grissa, A., Issaoui, M., Dabbou, S., Chargui, I., … Hammami, M. (2010). Effects of olive oil and its fractions on oxidative stress and the liver’s fatty acid composition in 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid-treated rats. Nutrition & Metabolism, 7, 80. http://doi.org/10.1186/1743-7075-7-80

نوشته شده در

مصرف آنتی‌اکسیدان‌ها قبل و بعد از بارداری، مانع از چاقی، عدم تحمل گلوکز در کودکان می‌شود

آنتی‌اکسیدان‌ها در جلوگیری از ابتلا به بیماری نقش مهمی ایفا می‌کنند و می‌توانند در تعیین عدم تحمل گلوکز یا چاقی در کودکان موثر باشند. بر اساس یک مطالعه جدید در بیمارستان کودکان فیلادلفیا (CHP)، زنانی که مقدار زیادی از آنتی‌اکسیدان‌ها را قبل و حین بارداری مصرف می‌کنند، ممکن است از کودکان خود در مقابل دیابت و چاقی محافظت کنند.
با توجه به این‌که رژیم‌های غذایی حاوی چربی‌های بد و کربوهیدرات زیاد است، استرس اکسیداتیو مضر را ایجاد می‌کند که منجر به چاقی و دیابت می‌گردد، محققان تصمیم گرفتند تا اثر آنتی‌اکسیدان‌ها را در کاهش ابتلا به آن بررسی کنند. این تیم بر روی چهار گروه موش آزمایش انجام دادند. دو گروه با رژیم غذایی با چربی بالا و کلسترول بالا و دو گروه با رژیم سالم و متعادل‌تر تغذیه شدند. دو گروه اول این رژیم‌ها را بدون هیچ گونه آنتی‌اکسیدان دریافت کردند، در حالی که دو گروه دیگر آنتی‌اکسیدان‌های اضافی را با رژیم غذایی دریافت کردند.
در پایان این مطالعه، گروهی که با غذای بدون آنتی‌اکسیدان‌ها تیمار شدند، نسبت به گروه‌های دیگر میزان التهاب و استرس اکسیداتیو را به میزان قابل توجهی افزایش دادند و فرزندانشان جثه بزرگتری داشته و میزان عدم تحمل گلوکز را افزایش می‌داد. گروه با مصرف آنتی‌اکسیدان‌ها، کاهش قابل ملاحظه‌ای از عدم تحمل گلوکز و بدون چاقی نشان داد و این شرایط حتی پس از دو ماه نیز ادامه یافت.
این نتایج نشان می‌دهد که با اثبات جلوگیری از چاقی، التهاب و استرس اکسیداتیو در حیوانات باردار، می‌توان از بروز همین بیماری‌ها و عوارض در زنان باردار جلوگیری کرد.
این مطالعه نشان می‌دهد که نه تنها آنتی‌اکسیدان‌ها به جلوگیری از چاقی کمک می‌کنند، بلکه حتی هنگامی که به عنوان بخشی از رژیم استاندارد مصرف می‌شوند، از بروز سایر عوارض بارداری نیز جلوگیری می‌کنند. این مساله نشان دهنده قدرت باور نکردنی آنتی‌اکسیدان‌ها برای کاهش استرس اکسیداتیو و بیماری‌های ناشی از آن بوده و به اندازه‌ای موثر است که می‌تواند با برخی اثرات منفی مرتبط با بدترین رژیم‌ها جلوگیری کند.

منبع:

Aversa, S., Pellegrino, S., Barberi, I., Reiter, R.J. and Gitto, E., 2012. Potential utility of melatonin as an antioxidant during pregnancy and in the perinatal period. The Journal of Maternal-Fetal & Neonatal Medicine, 25(3), pp.207-221.

نوشته شده در

آیا کنجد آنتی‌اکسیدانت است؟

بر طبق مقاله‌ی مروری چاپ شده در مجله‌ی Medicinal Food خاصيت آنتی اکسيدانتی كنجد بویژه روغن كنجد می‌تواند تاثير فراوانی بر روی استرس اكسيداتيو داشته باشد. دانشمندان دانشگاه ايالتی ريودوژانيرو و دانشگاه فدرال ريودوژانيرو در تلاشند شواهد تاثيرات مصرف مواد حاوی كنجد را در ماركرهای استرس اكسیداتيو بر روی افراد افرادی با فشار خون بالا، كلسترول بالا و ديابت نوع ٢ منتشر نمايند. همچنين آزمايشات گوناگون بالينی افزايش آنتی اكسيدانت ها و كاهش استرس اكسيداتيو را با مصرف كنجد به ويژه در افرادی با فشار خون بالا و و ديابت نوع ٢ گزارش داده اند. مقاله‌ی مذكور شامل موارد بیشتری از تاثیر مثبت كنجد در جوامع مختلف می باشد. با کنکاش در نتايج مورد مطالعه در اين مقاله می‌توان دريافت كه برخی مطالعات پيش بالينی، نشان دهنده‌ی تاثیر روغن كنجد در پيشگيری از تصلب شرايين می باشد.

منبع

Vittori Gouveia, L. D. A., Cardoso, C. A., de Oliveira, G. M. M., Rosa, G., & Moreira, A. S. B. (2016). Effects of the Intake of Sesame Seeds (Sesamum indicum L.) and Derivatives on Oxidative Stress: A Systematic Review. Journal of medicinal food, 19(4), 337-345.

نوشته شده در

روش‌های تعیین ظرفیت آنتی اکسیدانتی (قسمت دوم)

 همان‌طور که قبلا گفتیم روش‌های تعیین ظرفیت آنتی اکسیدانتی بر اساس ساز و کار انتقال اتم هیدروژن شامل  TRAP،ORAC  و CBA و بر اساس سازوکار روش انتقال الکترون شاملFRAP , TEAC  و DPPH می‌باشد. در کنار این روش‌های تقریبا سنتی در سال‌های اخیر روش‌های دستگاهی مانند DSC نیز در تعیین ظرفیت آنتی اکسیدانی و پیشرفت اکسیداسیون مطرح شده است.در اینجا به معرفی و بررسی معایب و مزایای روش ORAC (روش ظرفیت جذب راديكال اکسیژن)می پردازیم. ORACروش اندازه‌گیری ظرفیت آنتی‌اکسیدانی نمونه‌های زیستی در شرایط آزمایشگاهی می‌باشد. انواع مختلف ماده غذایی با این روش آزمایش شده و این روش به عنوان مبنای ظرفیت آنتی‌اکسیدانی نمونه‌ها در وبسایت وزارت کشاورزی آمریکا(   (USDA استفاده شده است.روش ORAC درجه ممانعت کنندگی از رادیکال آزاد پروکسی تولید شده بوسیله اکسیداسیون ترکیبات شیمیایی می‌باشد، عدد ORAC اندازه گرفته شده که معادل ترلکس می‌باشد هم زمان ممانعت کنندگی و وسعت ممانعت کنندگی از اکسیداسیون را نشان می‌دهد، در کنار ORACروش‌هایی مانند FRAP و TEAC نیز می‌تواند مفید باشد. باتوجه به اینکه شواهد کافی وجود ندارد تا بتوان مزایای غذاهای سرشار از پلی‌فنل را به ظرفیت آنتی‌اکسیدانی آن نسبت داد پس نمی‌توان توانایی آنتی‌اکسیدانی مواد غذایی در شرایط آزمایشگاهی را به شرایط داخل بدن تعمیم داد.مولکول‌های آنتی اکسیدان‌ها در مواد غذایی طیف وسیعی از عملکرد را دارند که یکی از آنها می‌تواند تواناییشان در جذب رایکال آزاد باشد.اساس این روش یک ماده فلوئورسنس مانند فلورسین وبتا فیکواریترین  است که با مخلوط کردن ماده تولید کننده رایکال آزاد و آغازگری مثل آزو (?−?°=?−) ، ترکیبی ایجاد می‌شود که با حرارت دادن تولید رادیکال پراوکسی می‌نماید که به مولکول فلوئورسنس آسیب رسانده و در نتیجه باعث کاهش شدت فلوئورسنس می‌گردد.حضور مولکول‌های آنتی‌اکسیدان باعث حفاظت از مولکول فلوئورسنس در مقابل اکسیداسیون می‌شود. درجه محافظت را با دستگاه اندازه گیری شدت فلوئورسنس بدست می‌آورند. کاهش شدت فلوئورسنس 95دقیقه بعد از اضافه کردن مولکول آزو که در بیشتر مواقع   AAPH  یا 2و2- آزوبیس (2-آمیدینو- پروپان) دی هیدروکلراید است اندازه می‌گردد.

مزايا و معايب روش   ORAC

یکی از مزایای این روش آن است که توانایی آنتی‌اکسیدانی مواد با و بدون وجود فاز تاخیری در ظرفیت آنتی اکسیدانی در نظر گرفته می‌شود. مخصوصا این خصوصیت زمانی مفید است که ارزیابی مواد غذایی ومکمل‌ها که دارای ترکیبات پیچیده با ظرفیت آنتی‌اکسیدانی سریع و آهسته می‌باشند را براحتی می‌توان انجام داد مشکلات این روش بشرح زیر است: 1- ظرفیت آنتی اکسیدانی فقط در مقابل رادیکال خاص پراکسی اندازه گرفته میشود. 2- تشکیل رادیکال پراکسی هیچ گاه تایید نشده است. 3- هیچ مدرکی از شرکت رادیکال آزاد در واکنش وجود ندارد.  4- مدرکی وجود ندارد که نشان دهد یک مکمل باعدد ORAC مشخص، همان تاثیر زیستی را در بدن بعد از مصرف بگذارد و تاکنون رابطه بین این عدد و مزایای سلامتی بخش ترکیبات ارائه نشده است. زمانی که نیاز است از اطلاعات حاصل از روش ORAC استفاده و مقایسه‌ای بین آن‌ها انجام شود باید توجه نمود که واحدها و مواد غذایی مشابه باشد. مثلاگروهی عدد ORAC را برای هرگرم از ماده غذایی با وزن خشک و گروهی با وزن مرطوب گزارش کرده اند. البته ممکن است بر اساس مقدار مصرف در هر وعده غذایی نیز عدد ORAC بیان شود، مثلا با اینکه کشمش دارای ظرفیت آنتی اکسیدانی بالاتری از انگور نمی‌باشد اما چون بر اساس وزن خشک بیان شده است دارای عدد ORAC بالاتری است و یا گروهی از ادویه‌ها و گیاهان دارویی دارای عدد ORAC بالایی هستند ولی باید در نظر گرفت که در مقادیر کمی استفاده میشوند. مثال دیگر هندوانه است که عدد ORAC پائینی دارد که دلیل آن محتوای بالای آب است.

منبع :

حسینی سپیده، قراچورلو مریم، غیاثی طرزی بابک و قوامی مهرداد. مروری بر روشهای تعیین ظرفیت آنتی اکسیدانی (اساس واکنش، روش کار، نقاط قوت و ضعف). Food Technology and Nutrition

نوشته شده در

نقش استرس اکسیداتیو در بیماری اوتیسم

اوتیسم (ASD) یکی از اختلالات روانپزشکی می‌باشد که در آن‌ها مهارت‌های اجتماعی، رشد زبان و مجموعه رفتارهای مورد انتظار، رشد مناسب پیدا نمی‌کنند یا در اوان کودکی از بین می‌روند، به طور کلی این اختلالات زمینه‌های متعدد رشد را تحت تأثیر قرار می‌دهند. در اوایل زندگی ظاهر می‌شوند و اختلال دائمی‌به وجود می‌آورند. اوتیسم بیشتر شامل سه ویژگی 1- نقص در اجتماعی شدن 2- نقص در ارتباط کلامی‌و غیر کلامی‌3- الگوی رفتارهای تکراری و محدود شونده مشاهده می‌شوند. تلاش‌های صورت گرفته برای یافتن علت ASD منجر به مطالعات زیادی در خصوص اثرات احتمالی سموم محیطی، مواد غذایی سمی، رژیم غذایی ناکافی از نظر مواد مغذی، مشکلات سیستم ایمنی، استرس اکسیداتیو و استرس احساسی به عنوان عوامل مهم گردیده است. مطالعات دیگر افزایش سطوح نوروترانسمیترهایی همچون سروتونین و اختلال در GABA و فعالیت کولینرژیک را بررسی نموده‌اند. تحقیقات زیادی نیاز است تا رابطه محکمی‌بین وراثت و نوروپاتولوژی و اوتیسم یافت شود. یکی از تحقیقات ژنومیکس مشخص نموده است که کودک مبتلا به اوتیسم ممکن است نیاز به اسیدهای چرب ضروری بیشتر، مواد مغذی آنتی اکسیدان مثل ویتامین‌های E، C، A  و نیز سلنیوم، مکملیاری روی و کلسیم و رژیم غذایی عاری از جیوه یا رژیم غذایی حذفی آلرژی داشته باشد. گلوتن (پروتئین موجود در گندم) و کازئین (پروتئین موجود در شیر و لبنیات) در ایجاد این بیماری مورد اتهام هستند. یبوست و اسهال که در این بیماران معمول است، ظاهراً نقشی در بیماری بازی می‌کنند. التهاب روده، در بیماران مبتلا به ASD و بهبودی با محدودیت غذایی کازئین و گلوتن گزارش شده است.

پاتوفیزیولوژی اوتیسم دقیقا مشخص نشده است اما پژوهشگران اختلالات بیوشیمیایی خاصی را در که بیشتر در سلول‌های افراد مبتلا به اوتیسم وجود دارد مشاهده کرده‌اند. به عنوان مثال افراد مبتلا به اوتیسم اغلب سطح بالایی از استرس اکسیداتیو که ناشی از نوعی عدم تعادل در سلوله‌های افراد مبتلا است را نشان می‌دهند که منجر به مشکلاتی نظیر التهاب و آسیب به DNA می‌شوند. بررسی ظرفیت آنتی‌اکسیدانتی در بیماران مشکوک به اوتیسم می‌تواند در تایید این بیماری مهم باشد.

منبع:

Chauhan A, Chauhan V. Oxidative stress in autism. Pathophysiology. 2006 Aug 31;13(3):171-81.

نوشته شده در

مبارزه با مرگ نورون‌ها در آلزایمر

مقدمه

مغز به عنوان شبکه گسترده ای از ارتباطات، دارای بیش از 100 میلیون نورون (سلول های عصبی) که تشکیل دهنده بیش از 100 میلیارد شاخه و شبکه عصبی می باشد. مغز همواره در حال ارسال سیگنال های وسیعی برای شکل گیری خاطره ها، اندیشه ها و احساسات می باشند. بیماری آلزایمر قادر به تخریب نوروترانسمیتر ها و همچنین تخلیه پتانسیل الکتریکی سلول های مغزی می باشد.مغز مبتلا به بماری آلزایمر در مقایسه با مغز طبیعی از مقدار کمتری سلولهای مغزی و سیاپس برخوردار است. اصلی ترین شاخصه های پاتولوژیکی بیماری آلزایمر انباشتگی پلاکهای آمیلوئید بتا و نوروفیبریل های دو لایه در مغز می باشد. بدین صورت که مسیرهای سیستماتیک نورون ها مورد تهاجم و تخریب توسط آمیلوئید بتا قرار می گیرند. آمیلوئید بتا یک مولکول منفرد بوده و در پلاکهای خوشه ای جای میگیرد که منجر به سرکوب ارتباط سیگنالینگ سلول – سلول در سیناپس ها می باشد، همچنین می توانند منجر به فعال شدن برخی از سلول های ایمنی و در پی آن واکنش های ایمنولوژیک شوند.

زوال بافت مغز

فعالیت روزمره در یک مغز طبیعی اساسا بر مبنای رشته های موازی ای می باشد که مانند مسیر ریل قطار مواد غذایی و پروتئین های ضروری را به سلول های مغزی می رسانند استوار است. پروتئین تائو (tau) موجب حفظ سلامت این رشته ها و عملکرد طبیعی مغز می شود. در مغز مبتلا به بیماری آلزایمر در هم شکستن زیر واحدهای تشکیل دهنده پروتئین تائو منجر به  از بین رفتن ساختار آن، روی هم افتادن واحدهای تشکیل دهنده بصورت دولایه  و نیز ممانعت از هرگونه انتقال  در طول رشته های عصبی گردد. بر این اساس رشته های عصبی از هم پاشیده و فرو می ریزند. در نتیجه مواد غذایی ضروری و پروتئین های مورد نیاز با سلول های مغزی نرسیده و خواهند مرد. با توجه به موارد فوق بیماری آلزایمر را می توان بدین صورت وصف نمود: سلول های مغزی به مرور زمان فروپاشیده، این پدیده به تدریج در مناطق مختلف مغز رخ داده نموده و در نهایت منجر به ایجاد تغییرات خاصی می شود که حاکی از  ارسال سیگنالهای آلزایمر در مراحل مختلف است. فراموشی و اختلال در حافظه کوتاه مدت،  از دست دادن  تفکرات منطقی و احساسات، تغییرات اساسی و در نهایت از بین رفتن  فردیت مبتلایان عوارض و علائم این بیماری است. آلزایمر با گذشت زمان منجر به مرگ سلول های مغزی و کاهش اندازه مغز می شود.

از بین بردن دولایه ها و پلاک ها

انرژی سلول های مغزی همانند سایر سلول های بدن توسط میتوکندری سنتز و برای حفظ عملکرد طبیعی سلول ها در اختیار آنها قرار می گیرد. گونه های فعال اکسیژن (ROS) به عنوان فراورده های جنبی متابولیسم اکسیژن در سلول های بدن آزاد می شوند. تولبد غیر طبیعی این مولکول ها در اثر عدم کارکرد طبیعی میتوکندری رخ  میدهد می تواند مننجر به مرگ نورون ها گردد. علاوه بر این  آمیلوئید بتا منجر به اختلال در عملکرد طبیعی میتوکندری شده و در نتیجه آن  تولید غیرطبیعی   (ROS) میتواند از دلایل وقوع آلزایمر باشند.  نانوذرات سریا (Ceria) به عنوان عوامل بالقوه بازیافت کننده  ROS  غیرطبیعی تولید شده در حذف آن نقش دارند.

ممانعت از مرگ نورون ها

   محققان نانوذرات سریا را به عنوان آنتی اکسیدانت مختص میتوکندری سنتز نموده و آنرا به عنوان رهیافت درمانی جدید در موش های آزمایشگاهی مبتلا به آلزایمر مورد بررسی قرار دادند. پژوهشگران از نانوذرات سریا با فرمول   (CeO2) برای میتوکندری با استفاده از مواد دارای توانایی شناسائی میتوکندری های کوچک ) تری فنل فسفونیوم کونژوگه) استفاده گردیده و نتایج حاصل از آن قابل توجه بود. دو هفته پس از گذشت تزریق سلول های مثبت شمارش شدند. بر اساس نتایج بدست آمده نانوذرات (CeO2) پس از جایگزینی در میتوکندری های موش های آزمایشگاهی به مقدار قابل توجهی مانع از مرگ سلولی شده بودند. بطوریکه موش های تیمار شده با CeO2 به مقدار قابل توجهی موجب حفظ حیات سلولی در مبتلایان آلزایمر گردید. از آنجائیکه نتایج به دست آمده در مورد انباشتگی آمیلوئید بتا، تفاوت قابل توجهی در گروه های دریافت کننده  نانوذرات (CeO2) و گرووه های تیمار نشده از خود نشان نداد، نتیجه مطالعات حاکی از این بود سریا بصورت غیر مستقیم موجب زنده ماندن نورون ها و حفظ عملکرد بصورت غیر وابسته به آمیلوئید بتا شده است. در نهایت یافته های محققان نشان داد نانوذرات سریا بصورت غیرمستقیم مانع از آسیب های استرس اکسیداتیو میتوکندریایی در بیماری آلزایمر می شود.

منبع

Hyek Jin Kwon, Moon-Yong Cha, Dokyoon Kim, Dong Kyu Kim, Min Soh, Kwangsoo Shin, Taeghwan Hyeon, Inhee Mook-Jung. Mitochondria-Targeting Ceria Nanoparticles as Antioxidants for Alzheimer’s Disease. ACS Nano, 2016; 10 (2): 2860 DOI: 1021/acsnano.5b08045

نوشته شده در

رادیکال‌های آزاد و پراکسیداسیون لیپیدی (قسمت اول)

هایپراکسید‌های لیپیدی واسطه‌های غیر رادیکالی هستند که از اسید‌های چرب غیر اشباع، فسفولیپید‌ها، گلیکولیپید‌ها، استرهای کلسترول و کلسترول حاصل می‌شوند. تولید این واسطه‌ها در واکنش‌های آنزیمی و غیرآنزیمی گونه‌های شیمیایی که از آن‌ها تحت عنوان گونه‌های فعال اکسیژن (Reactive Oxygen Species) نام‌برده می‌شود، اتفاق می‌افتد. این گونه‌های شیمیایی با تخریبی که در بافت‌های مختلف ایجاد می‌کنند، باعث بسیاری از تغییرات سمی در سیستم‌های بیولوژیک هستند. گونه‌های فعال اکسیژن به همراه سایر رادیکال‌های هیدروکسیل، لیپید اکسیل یا رادیکال‌های پروکسیل، اکسیژن منفرد و پراکسی‌نیتریت حاصل از نیتروژن اکساید تحت عنوان رادیکال‌های آزاد نامیده می‌شوند. این  گونه‌های شیمیایی ماهیت غیرمستقل داشته و یک یا چند الکترون منفرد در اوربیتال اتمی یا مولکولی دارند. آن‌ها به دو روش گرفتن یا دادن الکترون توسط یک غیررادیکال ایجاد می‌شوند و می‌توانند طی واکنشی به نام Homolytic fission یا همکافت ایجاد شوند. طی این واکنش یک پیوند کووالانسی می‌شکند و هر یک از اتم‌های طرفین پیوند یک الکترون منفرد را تصاحب می‌کنند. واکنش همکافت فعال‌ترین گونه‌های فعال، یعنی رادیکال هیدروکسیل OH را می‌سازد. طی واکنش سوختن نیز در دمای بالا با شکستن پیوند‌های C-C، C-H و  C-O یک پروسه رادیکال آزاد اتفاق می‌افتد. برعکس این مکانیسم تحت عنوان Heterolytic Fission‌ یا ناهمکافت نام دارد که طی آن پس از شکستن پیوند کووالانسی، یکی از اتم‌ها هر دو الکترون پیوندی را گرفته و دراای بار منفی می‌شود و در مقابل نیز اتمی با یک اوربیتال خالی دارای بار مثبت می‌شود.

نوشته شده در

مسیر ژنتیکی پروسه پیری

واکنش شیمیایی که منجر به تولید زنگ از آهن می‌شود نقش مشابهی در بدن دارد. تراکم استرس اکسیداتیو در سلول‌های سالم میزبان بیماری‌های مختلف در انسان مانند آلزایمر ، بیماری‌های قلبی ، سرطان و روند پیری می‌باشد.
مطالعات جدید مسیرهای تاثیر بیان ژن بر استرس اکسیداتیو را مشخص میکند. این مطالعات می‌توانند پایه بسیار مهمی در جهت تشخیص عامل استرس‌زا در شرایط پزشکی بوده و می‌تواند زمینه دستکاری ژنتیکی و تولید داروهای جدید را فراهم آورد.
به گفته ریچارد اندرسون از دانشکده پزشکی و بهداشت عمومی و نویسنده ارشد گزارش در مجله nature بسیاری از ژن‌های این مسیر کنترلی در بیماری‌های انسانی مهم هستند و این مسیر بسیار جدیدی در کنترل سنتز آنزیم‌های کلیدی درگیر در بسیاری از بیماری‌هاست.
استرس اکسیداتیو زمانی اتفاق می‌افتد که توانایی بدن برای خنثی‌سازی مواد شیمیایی بسیار سمی که به عنوان رادیکال‌های آزاد شناخته می‌شوند، بیش از حد تحمیل شده است. رادیکال‌های آزاد میتوانند به DNA و سایر مولکول‌ها که برای سلامتی سلول ضروری هستند، آسیب برساند.
آنزیم کلیدی در مسیر جدید که Star-PAP نام‌گذاری شده است، به عنوان بخشی از مجموعه کنترلی در مسیر بیان messenger RNA عمل میکند. mRNAها مولکول‌های مهمی هستند که اطلاعات ژنتیکی را از هسته سلول به سیتوپلاسم که پروتئین در انجا ساخته میشوند منتقل می‌کنند. این آنزیم مسئول اضافه کردن دنباله بیوشیمیایی به mRNA است که این دنباله برای پایداری مولکول‌های mRNA ضروری بوده، می‌توانند انها را خاموش و روشن کنند و در نتیجه تولید برخی آنزیم‌های کلیدی و پروتئین‌های موجود در سلول را کنترل می‌کنند. این دنباله‌های ژنتیکی همانند یک تمبر پستی عمل می‌کنند که مسیر هدایت mRNA از هسته سلولی به سیتوپلاسم را مشخص کرده و در سیتوپلاسم به پروتئین ترجمه می‌شود.
آنزیم STAR-PAP ترجمه تعداد محدودی از پروتئین ها و آنزیم ها در سلول را تنظیم می‌کند اما می‌تواند تاثیر بسیاری در استرس اکسیداتیو داشته باشد. یافته‌ها نشان می‌دهد مسیر جدید به عنوان یک کلید روشن-خاموش برای پروتئین‌هایی مانند Heme oxygenase-1 عمل کرده که سلول را از آسیب‌های استرس اکسیداتیو محافظت می‌کند.
این آنزیم یک کلید کنترلی اصلی در استرس اکسیداتیو سلول‌ها می‌باشد. به نظر می‌رسد بسیاری از ژن‌های درگیر در استرس اکسیداتیو هدف مستقیم مسیر STAR-PAP قرار می‌گیرند. . بررسی مسیر بیان ژن و آنزیم هایی که تاثیر گسترده بر روند استرس اکسیداتیو دارند از طریق دستکاری ژنتیکی میتوانند کاربردهای بالینی نیز داشته باشد.
اکسیداسیون میتواند به DNA، میتوکندری، غشای سلولی و سایر مکانیسم‌ها و ساختارهای ضروری سلول آسیب برساند که این آسیب‌ها سبب بروز مشکلاتی برای اندام های با بیشترین مصرف اکسیژن مانند قلب، ریه و مغز می شود.
داروهای جدید از طریق کنترل فعالیت آنزیم با استرس‌های اکسیداتیو مقابله می کنند. دکتر اندرسون معتقد است کشف یک مسیر ژنتیکی جدید در سلول‌ها مهم بوده اما هنوز مشخص نیست چگونه این مسیر می‌تواند بر بیماری‌های انسانی تاثیر بگذارد. ما مسیر جدیدی را در کنترل بیان ژن‌های درگیر در استرس اکسیداتیو کشف کرده‌ایم که می‌تواند نکته کلیدی در بیماری های قلبی‌، سکته و روند پیری باشد. اما هنوز عملکرد این مسیر و تاثیر آن بر شرایط کاملا مشخص نشده است.

منبع :

 

Mellman, D.L., Gonzales, M.L., Song, C., Barlow, C.A., Wang, P., Kendziorski, C. and Anderson, R.A., 2008. A PtdIns4, 5P2-regulated nuclear poly (A) polymerase controls expression of select mRNAs. Nature451(7181), p.1013.

نوشته شده در

عصاره دارچین، عامل کاهش استرس اکسیداتیو در سندرم متابولیک

مطالعه جدید محققان نشان داده است که مصرف روزانه عصاره دارچین می‌تواند سطح آنتی‌اکسیدانی بدن را افزایش و در نتیجه استرس اکسیداتیو را در ارتباط با سندرم متابولیک کاهش دهد.

سندروم متابولیک حدود 32 درصد از بزرگسالان را تحت تاثیر قرار داده و با چاقی، فشار خون بالا و کاهش سوخت و ساز بدن با سنجش گلوکز و انسولین مشخص می‌شود. سندرم  متابولیک با افزایش خطر ابتلا به دیابت نوع 2 و بیماری قلبی‌عروقی همراه است.

محققان 24 نفر از افراد مبتلا به اختلال دیابتی و تحت استرس اکسیداتیو را مورد مطالعه قرار دادند. بیماران به دو گروه تصادفی  تقسیم شدند: گروه اول با دوز روزانه 500 میلی‌گرم عصاره دارچین و گروه دوم به مدت 12 هفته با داروی Placebo تیمار شدند.در نتیجه این مطالعه، محققان دریافتند که در گروه عصاره دارچین در مقایسه با گروه Placebo ، سطح آنتی‌اکسیدانی پلاسما به طور قابل توجهی افزایش یافته است، سطوح گونه فعال مرتبط با استرس اکسیداتیو مانند مالون‌دی‌آلدئید (MDA) نیز در گروه دارچین پایین‌تر بود، اما در بیماران تیمار شده با Placebo تغییری مشاهده نشد.

این مطالعه نشان می‌دهد که ترکیبات فعال موجود در عصاره دارچین ممکن است در کاهش خطر ابتلا به این بیماری‌ها به وسیله محافظت از سلول‌ها از اکسیداسیون مضر کمک کنند. افراد مبتلا به اختلال عملکرد انسولین در معرض خطر بیشتری از بیماری‌های مزمن تهدید کننده زندگی هستند، از جمله دیابت و بیماری‌های قلبی.

مطالعات حیوانی قبلی، مصرف روزانه عصاره دارچین را به تنظیم فشار خون، هم‌چنین سطح پایین گلوکز خون، تری‌گلیسیرید، کلسترول تام و LDL کلسترول مرتبط کرده است. امروزه دارچین به عنوان یک تنظیم کننده قند خون در میان افراد دیابتی استفاده می‌شود. دارچین بدن را از آسیب های اکسیدانتی محافظت کرده و گیاه کامل دارویی برای افراد دیابتی به شمار می‌رود

منابع:

Roussel, A.M., Hininger, I., Benaraba, R., Ziegenfuss, T.N. and Anderson, R.A., 2009. Antioxidant effects of a cinnamon extract in people with impaired fasting glucose that are overweight or obese. Journal of the American College of Nutrition28(1), pp.16-21.

Qin, B., Panickar, K.S. and Anderson, R.A., 2010. Cinnamon: potential role in the prevention of insulin resistance, metabolic syndrome, and type 2 diabetes. Journal of diabetes science and technology4(3), pp.685-693.

Mang, B., Wolters, M., Schmitt, B., Kelb, K., Lichtinghagen, R., Stichtenoth, D.O. and Hahn, A., 2006. Effects of a cinnamon extract on plasma glucose, HbA1c, and serum lipids in diabetes mellitus type 2. European journal of clinical investigation36(5), pp.340-344.

نوشته شده در

آنتی‌اکسیدان‌ها و گسترش سرطان ؟

طبق یک مطالعه منتشر شده در آوریل و در مجله  Science Translational Medicine، دو نوع از داروهای مورد استفاده برای درمان دیابت نوع 2 می‌تواند متاستاز تومورهای انسان را در موش‌ها گسترش دهد.  این دو نوع ترکیب حاوی مهارکننده‌های دی‌پپتیدیل پپتیداز 4 (DPP-4) و  بازدارنده آلفالیپوئیک‌اسید (ALA) است که باعث سرعت بخشیدن به متاستاز ناشی از فعال شدن یک مسیر پاسخ آنتی‌اکسیدانی می‌شود. در این مسیر پروتئین‌های متاستاز فعال می‌شوند. نتایج این تیم نشان‌دهنده ارتباط بین آنتی‌اکسیدان‌ها و گسترش سرطان است.

مهم‌ترین یافته در این زمینه بیان می‌کند که متاستاز، سرطان‌های موجود را با فعال شدن پاسخ آنتی‌اکسیدانی ترویج می‌دهد.

زاکاری شافر، زیست‌شناس سلولی از دانشگاه نوتردام، گفت: “این اطلاعات محرمانه هستند و نتیجه تحقیق با مطالعات دیگر مطابقت دارد که فعالیت آنتی‌اکسیدانی می‌تواند برای متاستاز سلول‌های سرطانی مفید باشد.”

ژنگ و همکاران برای اولین بار از داروهای ضد دیابتی معمول استفاده کردند، از جمله متفورمین و آنالوگ‌های انسولین وتوانایی آن‌ها را برای افزایش تکثیر یا افزایش مهاجرت سلول‌های سرطانی در آزمایشگاه بررسی کردند. محققان نشان دادند که مهارکننده‌های DPP-4  از مهاجرت و تهاجم سلول‌ها جلوگیری می‌کند اما بر روی تکثیر سلول‌های سرطانی ملانوم، کبد، کولون، پستان، ریه و تخمدان تاثیرگذار نیست.

در موش‌ها، این داروها موجب انتشار بیشتر سلول‌های تومور کبدی و کولون و همچنین افزایش میکرومتاستاز در مقایسه با حیوانات با همان تومورهایی بود که هیچ داروهای ضددردی دریافت نکردند. آزمایش‌های بیشتر در آزمایشگاه نشان داد که اثرات مهار‌کننده DPP-4  بر روی انتقال تومور سلول با توانایی ترکیبات برای کاهش استرس‌اکسیداتیو سلول‌های سرطانی همراه است: داروها منجر به کاهش گونه‌های فعال اکسیژن (ROS) ، افزایش گلوتاتیون و افزایش آنتی‌اکسیدان آندوژنز می‌شود. محققان نشان می‌دهند که مهارکننده سنتز گلوتاتیون در سلول‌های سرطانی علاوه بر مهارکردن DPP-4 مانع از انتقال سلول‌های تومور می‌شود.

برای درک این‌که چگونه این ترکیبات بر روی مسیرهای استرس اکسیداتیو سلولی اثر می‌گذارند، محققان فاکتور رونویسی (NRF2) را که از طریق بازدارنده DPP-4 فعال می‌شوند، هم در کشت سلولی و هم در موش بررسی کردند.. پنج مهار‌کننده متفاوت DPP-4  همه در NRF2 فعال شده‌اند. هنگامی که محققان NRF2 را در پروتئین بازدارنده DPP-4 و سلول‌های سرطانی کبد از بین بردند، سلول‌ها کاهش مهاجرت سلول‌های تومور و بیان پروتئین‌های مرتبط با متاستاز را نشان دادند.

محققان اثر مشابهی را در in vivo مشاهده کردند. موش‌هایی که با سلول‌های نابودکننده NRF2 تلقیح شده بودند، متاستازهای ناشی از مهارکننده DPP-4 کمتری داشتند. محققان گزارش دادند که NRF2 هم‌چنین متاستازهای مستقل از هرگونه درمان دارویی دیابت را تحت تاثیر قرار داده است. فعال‌سازی فاکتور رونویسی باعث بیان پروتئین‌های متاستاز و مهاجرت سلولی در کشت شده و فعال‌سازی فارماکولوژیک NRF2 در موش، باعث افزایش میکرومتاستاز شد.

یکی دیگر از فعال کننده NRF2 شناخته شده، با نام ALA که برای درمان نوروپاتی دیابتی استفاده می‌شود، و اثرات مشابهی را به عنوان مهارکننده DPP-4 دارد، مورد مطالعه قرار گرفت. تجزیه و تحلیل داده‌های بیان اولیه تومور و متاستاتیک، نشان داد که در نمونه‌های با متاستاتیک بیشتر، احتمال افزایش بیان NRF2 را با متاستاز گره لنفاوی مرتبط می‌کند. مطالعات قبلی نشان داده است که NRF2 توسط آنکوژن‌ها فعال می‌شود، که تومورها را قادر می‌سازد تا ROS را خنثی کنند که مانع رشد آن‌ها می‌شود. شافر اشاره کرد که آیا سایر داروها با فعالیت آنتی‌اکسیدانی با یک مکانیزم مشابه کار می‌کنند یا اینکه سلول‌های سرطانی، خود نیز از مکانیسم‌های دیگر برای حفظ آنتی‌اکسیدان استفاده می‌کنند.

گام بعدی این است که مطالعه متاستاز تومور در موش‌های دیابتی داشته باشیم، که به اندازه کافی منعکس‌کننده کاربرد بالینی فعلی داروهای ضدویروسی خواهد بود.

برگئو تأکید کرد: “آنتی اکسیدان‌ها و داروهایی که NRF2 را فعال می‌کنند باعث ایجاد سرطان نمی‌شوند.” “در عوض، آن‌ها به سلول‌های سالم کمک می‌کنند سالم بمانند و به سلول‌های سرطانی کمک می کنند تا در بدن گسترش پیدا کنند.

 

منابع:

Caglayan, A., Katlan, D.C., Tuncer, Z.S. and Yüce, K., 2019. Evaluation of trace elements associated with antioxidant enzymes in blood of primary epithelial ovarian cancer patients. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology52, pp.254-262.

Shrivastava, A., Aggarwal, L.M., Mishra, S.P., Khanna, H.D., Shahi, U.P. and Pradhan, S., 2019. Free radicals and antioxidants in normal versus cancerous cells—An overview.