برچسب: آنزیم آنتی اکسیدانتی

نوشته شده در از — دیدگاه‌تان را بنویسید

نانو آنتی اکسیدانت‌ها قوی‌تر از سوپراکسید دیسموتاز

مطالعه اخیر دانشمندان دانشگاه رایس نشان داده است، نانوذرات تزریقی می‌توانند فرد آسیب‌دیده را از آسیب بیش‌تر توسط استرس اکسیداتیو حفاظت کنند. درست زمانی که سوپراکسید دیسموتاز کارآمد نیست.

محققین دانشگاه رایس، کالج پزشکی بِیلور و مرکز علوم سلامت تگزاس مطالعه‌ای برای بررسی اثرات اختراع سال ۲۰۱۲ خود طراحی نموده‌اند. این ماده که ترکیبی از کلاستر‌های هیدروفیلی پلی‌اتیلن گلیکول است و به‌اختصار PEG-HCC نامیده می‌شود، به‌سرعت می‌تواند روند بیش‌اکسیداسیون (Overoxidation) را متوقف سازد. پروسه بیش‌اکسیداسیون می‌تواند طی دقایق و ساعات اولیه آسیب به بافت تخریبات زیادی را ایجاد کند.

این آزمایش‌ها نشان می‌دهد یک نانوذره می‌تواند به‌سرعت فرآیند خنثی‌سازی هزاران گونه فعال اکسیژن را انجام دهد. این گونه‌های فعال در نتیجه آسیب بافتی تولید می‌شوند و می‌توانند باعث صدمه به سلول‌ها و ایجاد جهش‌های ژنتیکی شوند، اما PEG-HCC ظرفیت بسیار بالایی در تبدیل این گونه‌های بسیار فعال به مواد کمتر فعال دارد.

این محققین امیدوارند که در آینده یک تزریق PEG-HCC در کمترین زمان ممکن بعد از آسیب‌های مغزی و سکته از آسیب بیشتر این بافت جلوگیری کرده و سطوح اکسیژن را در سیستم گردش حساس مغز به حالت نرمال برگرداند.

شیمی‌دان دانشگاه رایس، جیمز تور در این مورد می‌گوید: این مواد سریعا سطح گونه‌های فعال اکسیژن را به حالت طبیعی برمی‌گردانند. این ماده می‌تواند به‌عنوان یک پاسخ اورژانسی در مقابله با بیماران دچار سکته‌های قلبی یا مصدوم دچار تصادف و یا حتی سربازان در میدان جنگ مورد استفاده قرار گیرد.

نانوذرات PEG-HCC تقریبا ۳ نانومتر عرض و ۳۰ تا ۴۰ نانومتر طول دارند. این مواد به‌طور متوسط از ۲۰۰۰ تا ۵۰۰۰ اتم کربن ساخته شده‌اند. در آزمایش‌ها یک نانوذره PEG-HCC به تنهایی توانست در یک ثانیه ۲۰ هزار تا یک میلیون گونه فعال اکسیژن را به اکسیژن مولکولی و پراکسید هیدروژن تبدیل می‌کند. اکسیژن مولکولی تولیدی در این واکنش مورد نیاز بافت آسیب‌دیده است.

دو نفر از نویسندگان همین مقاله، پیش‌تر مطالعه‌ای در خصوص تزریق PEG-HCC غیر سمی داشتند که نشان داده است این تزریق می‌تواند جریان خون مغز را به پایداری برساند و از آن در مقابل مولکول‌های گونه‌های فعال اکسیژن تولید شده در یک ترومای پزشکی همراه با خونریزی زیاد محافظت کند.

مطالعات آن‌ها صدمات مغزی را هدف قرار می‌دهد، شرایطی که در آن سلول‌ها مقادیر زیادی از گونه‌های فعال اکسیژن موسوم به سوپراکسیدها را به جریان خون ترشح می‌کنند. این سوپراکسید‌ها مولکول‌هایی با یکی الکترون منفرد هستند که سیستم ایمنی از آن برای کشتن میکروارگانیسم‌های مهاجم استفاده می‌کند. در مقادیر کم، سوپراکسیدها برای تنظیم انرژی سلول مورد استفاده قرار می‌گیرند. در حالت کلی، مقادیر این سوپراکسیدها با آنزیم سوپراکسید دیسموتاز کنترل می‌شود. این آنزیم وظیفه خنثی کردن سوپراکسیدها را دارد.

اما حتی تروماهای خفیف می‌تواند به اندازه‌ای سوپراکسید آزاد کند تا سیستم دفاعی مذکور را مغلوب سازد. در این حالت سوپراکسیدها می‌توانند حالت‌های دیگری از گونه‌های فعال اکسیژن مثل پروکسی‌نیتریت را تشکیل دهند که آسیب بیشتری ایجاد می‌کنند.

 

منبع

Samuel EL, Marcano DC, Berka V, Bitner BR, Wu G, Potter A, Fabian RH, Pautler RG, Kent TA, Tsai AL, Tour JM. Highly efficient conversion of superoxide to oxygen using hydrophilic carbon clusters. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2015 Feb 24;112(8):2343-8.

نوشته شده در از — دیدگاه‌تان را بنویسید

فلور باکتریایی سطح پوست و خواص آنتی‌اکسیدانتی آن

مطالعات جدید نشان می‌دهد که چگونه یک باکتری غالب پوست انسان، آنزیمی با خواص آنتی اکسیدانتی ترشح می‌کند که نه تنها به بقای آن  میکروارگانیسم کمک می کند، بلکه ما را در مقابل بیماری‌ها و آسیب‌ها محافظت می‌نماید.

P. acnes یكی از هزاران نوع باكتری است كه بر روی بدن انسان همزیستی می‌كند. در این جمعیت تعداد سلول‌های باكتریایی بیشتر از تعداد سلول های انسان بوده و نسبت ١٠ به ١ را دارند. پر واضح است كه نیاز ما به باكتری‌ها برای سلامتی، بیشتر از نیاز انها به ما به عنوان محیط رشد می‌باشد. باكتری‌ها ویتامین تولید می‌کنند كه در بدن انسان ژن تولید آن وجود ندارد. همچنین باكتری‌ها غذا را به اجزای كوچك تر تبدیل می‌كنند بنابر این می‌توانیم مواد مورد نیاز خود را برای بقا و زندگی از این اجزا استخراج نماییم. باكتری‌ها سیستم ایمنی انسان را جهت تشخیص پاتوژن های خطرناك و همچنین تولید مواد ضد التهابی آموزش می‌دهند.

ترشح آنزیمی كه ویژگی‌های  آنتی اكسیدانتی قوی دارد

در این مطالعه بیان شده است كه باكتری P. acnes با ترشح أنزیمی به نام Rox P در شرایط اكسیداتیو از سلول در برابر اسیب‌ها و تخریب های احتمالی محافظت می نماید. بنا به آزمایشات گوناگون كه شامل تست بر روی پوست انسان نیز می‌باشد دانشمندان دریافتند كه آنزیم Rox P هم قادر به كاهش رادیكال‌های آزاد و هم قادر به مراقبت از مولكول ها در مقابل اكسیداسیون می‌باشد. با توجه به آخرین یافته‌ها این آنزیم اولین انزیم شناخته شده با فعالیت آنتی اكسیدانتی است. معمول‌ترین مثال برای آسیب استرس اكسیداتیو، آسیب به وجود آمده در سطح پوستی است كه در معرض اشعه‌ی ماوراء بنفش نور خورشید قرار گرفته است. تصور بر این است كه استرس اكسیداتیو در ایجاد بیماری‌های مزمن پوستی از جمله پسوریازیس، آتوپیك درماتیك و سرطان پوست موثر است. خواص آنتی اكسیدانتی آنزیم Rox P بیشتر از آن دسته موادی است كه پیشتر به عنوان آنتی اكسیدانت شناخته می‌شدند مانند ویتامین های  E و C.

P. acnes از معمول ترین باكتری‌های سطح پوست است كه هم در سطح پوست سالم و هم در سطح پوست بیمار یافت می شود. بر اساس توضیحات دكتر لود همان طور كه سطح این باكتری بر روی پوست افراد مختلف متفاوت است سطح محافظتی این آنزیم نیز می تواند متغیر باشد.

 

Rox P می تواند به درمان بیماری‌های پوستی كمك كند

مطالعات تیم تحقیقاتی نشان می‌دهد كه ترشح یك آنتی اكسیدانت منحصربفرد از باكتری P. acnes نه تنها از سلول ها در برابر استرس اكسیداتیو محافظت می كند بلكه به حفظ شرایط مورد نیاز پوست سالم كمك می‌كند. تحقیقات تیم مذكور بر روی پوست انسان و حیوان متمركز شده است. در تحقیقات حیوانی تاثیر یا عدم تاثیر خواص محافظتی انزیم بررسی و همچنین اثر اشعه ی ماوراء بنفش بر روی پوست موش‌های تیمار شده با Rox P و تیمار نشده مقایسه خواهد شد. پیشنهادات دكتر لود حاكی از آنست که اگر نتایج تحقیقات پیش رو مثبت باشد می‌توانند اجازه‌ی استفاده از Rox P در كرم های ضد آفتاب و درمان بیماری‌های پوستی از جمله پسوریازیس و آتوپیك درماتیك را صادر نمایند.

منبع:

Allhorn M, Arve S, Brüggemann H, Lood R. A novel enzyme with antioxidant capacity produced by the ubiquitous skin colonizer Propionibacterium acnes. Scientific Reports. 2016;6.

 

نوشته شده در از — دیدگاه‌تان را بنویسید

چرا دوز بالای ویتامین C سلول‌ سرطانی را می‌کشد؟

کاهش مقادیر آنزیم کاتالاز سلول‌های سرطانی را در مقابل دوز بالای ویتامین C آسیب‌پذیر می‌کند.

ویتامین C تاریخچه منقطعی در درمان سرطان دارد اما محققین دانشگاه آیُوا (UI) بر این باورند که راه درست استفاده از این ماده پیش گرفته نشده است.

بسیاری از درمان‌های مبتنی بر ویتامین C بر دریافت دهانی این ماده استوارند. با این وجود دانشمندان UI نشان داده‌اند که تجویز این ماده به‌صورت داخل وریدی با حذف متابولیسم‌های کبدی و مسیر‌های دفعی سطوحی ۱۰۰ تا ۵۰۰ برابر تجویز دهانی در بدن ایجاد می‌کند. این سطوح به مقادیر بسیار بالای ویتامین C که برای حمله به سلول‌های سرطانی مورد نیاز است، بسیار نزدیک است.

پیشتر گفته بودیم که آنتی اکسیدانت‌ها باعث تسریع پیشرفت سرطان ریه می شوند اما، مطالعات قبلی گری بوتنر، متخصص زیست‌شناسی ردوکس این دانشگاه نشان داده است که در این مقادیر بالا (در حدود میلی‌مولار) ویتامین C به‌صورت انتخابی فقط سلول‌های سرطانی را مورد هدف قرار داده و از بین می‌برند. این شرایط در موش‌ها و شرایط آزمایشگاهی مورد تایید قرار گرفته است. پزشکان بیمارستان و کلینیک UI اکنون در حال آزمایش این رویکرد (تجویز وریدی دوز بالای ویتامین C) در بیماران مبتلا به سرطان پانکراس و ریه به‌صورت همزمان با شیمی‌درمانی و رادیوتراپی، هستند. آزمایش‌های بالینی فاز یک قبلا امنیت و کم خطر بودن این درمان را تایید کرده‌اند و در آزمایش‌های بعدی هدف بررسی اثرات این درمان در افزایش نرخ زنده‌مانی خواهد بود.

در مطالعه جدیدی از این تیم که اخیرا در مجله Redox Biology چاپ شده محققین به بررسی جزئیات بیشتری از نحوه تاثیر ویتامین C (آسکوربات) بر سلول‌های سرطانی پرداخته‌اند. این مطالعه نشان می‌دهد که ویتامین C‌ به‌سرعت به هیدروژن پراکسید شکسته می شود و گونه‌های فعال اکسیژن تولید می‌کند. سلول‌های سرطانی بسیار حساس به صدمه در مقابل غلظت بالای هیدروژن پراکسید هستند.

سلول‌های طبیعی راه‌های متفاوتی برای حذف هیدروژن پراکسید دارند و مقادیر آن‌را در حد بسیار پایین نگه می‌دارند. در نتیجه آسیبی به این سلول‌ها وارد نمی‌شود. مطالعات جدید نشان می‌دهد که آنزیم کاتالاز نقش بسیار حیاتی در حذف هیدروژن پراکسید اضافی را دارد. محققین کشف کرده‌اند که سلول‌ها با مقادیر کمتری از کاتالاز در هنگام رویارویی با غلظت‌های بالای ویتامین C، نسبت به آسیب توسط هیدروژن پراکسید بسیار حساس‌ترند.

نویسنده مسئول این مقاله عنوان می‌کند: نتایج ما نشان می‌دهد که سرطان‌هایی که باعث کاهش مقادیر آنزیم کاتالاز در سلول می‌شوند در مقابل این درمان حساس‌تر بوده و سایر سرطان‌ها نسبت به این درمان مقاوم‌ترند.

منبع:

Doskey, C.M., Buranasudja, V., Wagner, B.A., Wilkes, J.G., Du, J., Cullen, J.J. and Buettner, G.R., 2016. Tumor cells have decreased ability to metabolize H 2 O 2: Implications for pharmacological ascorbate in cancer therapy. Redox Biology, 10, pp.274-284.

نوشته شده در از — دیدگاه‌تان را بنویسید

راهی برای جلوگیری از آلزایمر

محققان معتقدند که یک ساختار پروتئینی به نام آمیلوئید بتا، عامل اصلی آسیب عصبی در بیماری آلزایمر است.
مطالعه‌ای در دانشگاه کالیفرنیا سان دیگو که در مجله Journal of Biological Chemistry به چاپ رسیده، نشان می‌دهد که آمیلوئید بتا یکی از پروتئین‌های آنتی‌اکسیدانتی مغز را مختل می‌کند، همچنین در این مطالعه راهی برای محافظت از اثرات مضر آمیلوئید بر روی پروتئین‌های آنتی اکسیدانتی پیشنهاد شده است.
پروفسور جری یانگ در این رابطه می‌گوید: به نظر می‌رسد آمیلوئید، سبب آسیب به سلول‌ها می‌شود. در مطالعه حاضر شیوه بسیار دقیقی از یک فعل و انفعال بالقوه، در رابطه با اینکه آمیلوئید چطور می‌تواند باعث ایجاد بیماری شود و راه مقابله با آن چیست را پیدا کردیم.
این مطالعه بر روی کاتالاز (آنزیمی که اکسیدانت‌های اضافی را از بین می‌برد) تمرکز داشته، زیرا کاتالاز به طور معمول به جلوگیری از آسیب مغزی در بیماران مبتلا به آلزایمر کمک می‌کند و در مطالعات قبلی نشان داده شده که پروتئین‌های کاتالاز در پلاک‌های آمیلوئیدی ذخیره می‌شوند.

واکنش میان رشته‌های تجمع یافته سمی پپتیدهای بتا آمیلوئیدی (یکی از نشانه‌های بیماری آلزایمر است) با پروتئین‌هایی مانند آنزیم کاتالاز (بعنوان یک آنتی‌اکسیدانت) که با رنگ قرمز نشان داده شده است. این واکنش، کاتالاز را غیرفعال می‌کند، که سبب آسیب اکسیداتیو به سلول‌های عصبی کشت داده شده، می‌شود. پوشش مقاوم در برابر پروتئین (آبی) بر روی آمیلوئید‌های تجمع یافته مانع از آسیب‌های اکسیداتیو شده و سلول را از سمیت بتا آمیلوئیدی مصون نگه‌می‌دارد.

واکنش میان رشته‌های تجمع یافته سمی پپتیدهای بتا آمیلوئیدی (یکی از نشانه‌های بیماری آلزایمر است) با پروتئین‌هایی مانند آنزیم کاتالاز (بعنوان یک آنتی‌اکسیدانت) که با رنگ قرمز نشان داده شده است. این واکنش، کاتالاز را غیرفعال می‌کند، که سبب آسیب اکسیداتیو به سلول‌های عصبی کشت داده شده، می‌شود. پوشش مقاوم در برابر پروتئین (آبی) بر روی آمیلوئید‌های تجمع یافته مانع از آسیب‌های اکسیداتیو شده و سلول را از سمیت بتا آمیلوئیدی مصون نگه‌می‌دارد.

لیلا حبیب، دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی زیستی و نویسنده نخست این مقاله می‌افزاید: در این مطالعه، آمیلوئید به محیط کشت سلول‌های عصبی اضافه شد و اثرات آن مورد بررسی قرار گرفت. وی گفت: ما توانستیم تعامل میان بتا آمیلوئید و کاتالاز را ارزیابی کرده و به این نتیجه برسیم که در این بین، عملکرد فیزیولوژیکی کاتالاز دچار اختلال شده و تبدیل پراکسید هیدروژن به اکسیژن و آب به درستی صورت نمی‌پذیرد.
این محققان جهت جلوگیری از تعامل آمیلوئید با دیگر پروتئین‌ها، اقدام به پوشاندن آمیلوئید توسط مولکول‌های کوچکی کردند و توانستند فعالیت کاتالاز و پراکسید هیدروژن درون سلول‌ها را به سطوح نرمال بازگردانند. این پوشش که محققان برای بررسی اثر متقابل آمیلوئید و کاتالاز استفاده کردند، نامزدی برای پیدایش یک داروست که در آزمایشگاه پروفسور یانگ توسعه یافته است.

 

منبع:

Habib, Lila K., Michelle TC Lee, and Jerry Yang. “Inhibitors of catalase-amyloid interactions protect cells from β-amyloid-induced oxidative stress and toxicity.” Journal of Biological Chemistry 285.50 (2010): 38933-38943.

نوشته شده در از — دیدگاه‌تان را بنویسید

آنتی‌ اکسیدانت‌ها و نقش آنها در دستگاه تناسلی مردان

به سبب کمبود آنزیم‌های سیتوپلاسمی،‌‌ اسپرم‌ها قادر به ترمیم آسیب‌های ناشی از استرس اکسیداتیو نمی‌باشند. مطالعات نشان داده‌اند که آنتی‌اکسیدانت‌ها دارای اثرات گسترده‌ای‌ در آندرولوژی می‌باشند و قادرند از اسپرم‌ها در برابر ناهنجاری‌های ناشی از گونه‌های فعال اکسیژن (ROS) محافظت نمایند. این ترکیبات همچنین موجب مهار ROS تولید شده توسط لکوسیت‌ها و بهبود کیفیت مایع منی شده و از قطعه قطعه شدن DNA و بلوغ نابهنگام اسپرم‌ها جلوگیری می‌کنند. سه سیستم آنتی‌اکسیدانتی متفاوت وابسته به هم که نقش کلیدی در کاهش استرس‌اکسیداتیو در جنس نر ایفا می‌کنند عبارتند از: آنتی‌اکسیدان‌های رژیم غذایی‌،‌‌ آنتی‌اکسیدان‌های آندوژن و پروتئین‌های شلاته کننده ‌یون‌های فلزی.

آنتی‌اکسیدانت‌­های موجود در پلاسمای منی و اسپرم در گروه آنتی‌اکسیدانت­‌های آندوژن قرار می‌گیرند. پلاسمای منی دارای سه ­آنتی‌اکسیدان آنزیمی ‌اصلی سوپراکسیددیسموتاز (SOD)،‌‌ کاتالاز و گلوتاتیون پراکسیداز/گلوتاتیون ردوکتاز (GPX/GRD) در کنار طیف وسیعی از آنتی اکسیدانت­‌های غیرآنزیمی ‌مانند آسکوربات‌،‌‌ اورات‌،‌‌ ویتامینE‌،‌‌ ویتامین A‌،‌‌ پیروات،‌‌ گلوتاتیون‌،‌‌ آلبومین،‌‌ یوبی کوئیتول(Ubiquitol)‌،‌‌ تائورین (Taurine)، هایپوتائورین و سلنیوم می­باشد. اسپرم­ها علاوه بر SOD که عمده­ترین آنتی‌اکسیدانت موجود در آنها را تشکیل می­‌دهد،‌‌ دارای آنتی‌ اکسیدانت­‌های آنزیمی‌ اولیه نیز می‌­باشند. آنتی‌اکسیدان‌های رژیم غذایی غالباً به شکل ویتامین C‌،‌‌ ویتامین E، بتاکاروتن­ها،‌‌ کاروتنوئیدها و فلاونوئیدها می­‌باشند. پروتئین‌های شلاته کننده‌ یون­های فلزی نظیر آلبومین،‌‌ سرولوپلاسمین‌،‌‌ متالوتیونئین (Metallothionein)‌،‌‌ ترانسفرین‌،‌‌ فریتین و میوگلوبولین،‌‌ به واسطه غیرفعال کردن انتقال یون­های فلزی که تولید رادیکال‌های آزاد را کاتالیز می‌­کنند‌،‌‌ عمل می­‌کنند. این ترکیبات همچنین پراکسیداسیون لیپیدی غشاء پلاسمایی اسپرم را کنترل می‌کنند و موجب حفظ یکپارچگی آن می‌­گردند. بررسی­‌های آزمایشگاهی صورت گرفته نیز نقش آنتی ­اکسیدانت­‌ها را در کاهش تولید ROS توسط اسپرم و بهبود توانایی تکاملی جنین مورد تأیید قرار داده است. در همین راستا،‌‌ گزارشات دیگری نیز بر نقش آنتی‌اکسیدانت­‌ها در کاهش آسیب DNA  و آپوپتوز در اسپرم­‌ها و نیز افزایش میزان بارداری و لانه‌گزینی بالینی صحه­ گذارده­‌اند.

 

منابع:

Walczak–Jedrzejowska, R., Wolski, J. K., & Slowikowska–Hilczer, J. (2013). The role of oxidative stress and antioxidants in male fertility. Central European journal of urology, 66(1), 60.

Agarwal, A., Tadros, H., Panicker, A., & Tvrdá, E. (2016). Role of oxidants and antioxidants in male reproduction. Oxidative Stress and Antioxidant Protection: The Science of Free Radical Biology and Disease, 221-252.

Wroblewski, N., Schill, W. B., & Henkel, R. (2003). Metal chelators change the human sperm motility pattern. Fertility and sterility, 79, 1584-1589.

Greco, E., Iacobelli, M., Rienzi, L., Ubaldi, F., Ferrero, S., & Tesarik, J. (2005). Reduction of the incidence of sperm DNA fragmentation by oral antioxidant treatment. Journal of andrology, 26(3), 349-353.

Agarwal, A., Nallella, K. P., Allamaneni, S. S., & Said, T. M. (2004). Role of antioxidants in treatment of male infertility: an overview of the literature. Reproductive biomedicine online, 8(6), 616-627.

Sies, H. (1993). Strategies of antioxidant defense. The FEBS Journal, 215(2), 213-219.