برچسب: رادیکال آزاد

تیموس عضو بسیار حیاتی در بدن است که با گذر عمر پیر و چروکیده می‌شود و افراد پیر را در معرض خطر ابتلای بیشتری به عفونت‌های کشنده قرار می‌دهد. مقاله چاپ شده در مجله Cell Reports عنوان می‌کند که آتروفی تیموس ممکن است با عدم توان آن در حفاظت تخریب DNA در مقابل رادیکال‌های آزاد مرتبط باشد. این آسیب با تسریع اختلال عملکردی متابولیک در تیموس بصورت پیش‌رونده باعث کاهش تولید سلول‌های T مقابله‌کننده با پاتوژن می‌شود.

با وجو اینکه پیش‌تر عنوان شده‌ است که آنتی‌اکسیدانت‌ها جلوی پیری را نمی‌گیرند، این یافته‌ها نشان می‌دهد آنتی‌اکسیدانت‌های خوراکی معمول ممکن است باعث کاهش آتروفی تیموس شده و می‌تواند به عنوان یک درمان پیش‌گیرانه و محافظتی افراد مسن در مقابل عفونت‌ در نظر گرفته شود.

هووارد پتری نویسنده مسئول این مقاله می‌گوید:«تیموس نسبت به سایر اعضای بدن سریع‌تر دچار پیری می‌شود و این امر باعث کاهش توانایی افراد در تقابل با چالش‌های جدید ایمونولوژیک می‌شود. ما برای اولین بار یک حلقه مکانیکی بین آنتی‌اکسیدانت‌ها و عملکرد طبیعی ایمنی بدن تعیین کرده‌ایم که راهکارهای جدیدی برای استراتژی‌های جدید درمان ارائه می‌کند تا سیستم ایمنی در جامعه مسن بهبود یابد.»

تیموس سلول‌های ایمنی T را که بسیار حیاتی هستند را تولید می‌کند. این سلول‌های بصورت مداوم می‌میرند و نیاز به جایگزینی مداوم دارند. اما با رسیدن سن بلوغ، تیموس کوچک شده و قابلیت تولید سلول‌های جدید و به‌مقدار کافی را از دست می‌دهد. این نقص تا حدودی با تقسیم سلول‌های T موجود جبران می‌شود اما سلول‌های حاصل بیشتر به‌سمت سلول‌های خاطره تمایل پیدا می‌کنند که بر اساس عفونت‌های پیشین یا حال حاضر در بدن پاتوژن‌های را تشخیص می‌دهند. در نتیجه ایمنی طیف گسترده در مقابل پاتوژن‌های حدید و ایمنی محافظتی حاصل از واکسن‌های جدید با گذر عمر کاهش پیدا می‌کند.

این تیم تحقیقاتی طی مطالعات خود دریافتند که سلول‌های استرومایی دچار کمبود آنزیم آنتی‌اکسیدانتی به نام کاتالاز هستند که این امر باعث تجمع رادیکال‌های آزاد در این ارگان و صدمه متابولیک می‌شود.

برای بررسی اثر عدم وجود کاتالاز بر آتروفی تیموس محققین آزمون‌های ژنتیکی اجرا کردند که سطوح کاتالاز را در تیموس موش به‌دست آورند. در سن شش ماهگی، اندازه تیموس موش‌های مهندسی ژنتیک شده دو برابر اندازه آن در موش‌های معمولی بود. علاوه بر این، موش‌های درمان شده با ۲ آنتی‌اکسیدانت معمول از زمان از شیر گرفتگی، در ۱۰ هفتگی اندازه تیموس تقریبا نرمالی را داشتند.

به‌طور کلی، یافته‌های این پژوهش، نظریه رادیکال‌های آزاد و پیری را قوت بخشید، بدین صورت که گونه‌های فعال اکسیژن از جمله پراکسید هیدروژن باعث آسیب سلولی شده و نهایتا منجر به پیری و انواع بیماری‌های وابسته به سن می‌شوند. فرآیندهای پیری در تیموس بصورت پیشرونده اما آهسته شکل گرفته و تا اواخر عمر آشکار نمی‌شوند. مولکول‌های سمی، به عنوان یک محصول طبیعی فرعی که از متابولیسم اکسیژن در سلول تولید می‌شوند، با آتروفی پیشرونده در بسیاری از اندام‌ها و بافت‌ها به عنوان بخشی از روند طبیعی پیری در ارتباط هستند.

پتری همچنین می‌افزاید: «در مورد تیموس، آتروفی بسیار سریع‌تر از سایر بافت‌ها رخ می‌دهد، آنچه نتایج ما نشان می‌دهد، کمبود کاتالاز استرومایی ناشی از نیاز شدید متابولیک است که در جهت تامین محیط مناسب برای تکثیر سلول‌های T طراحی شده است. مطالعات ما همچنین  اثبات کرده است که آتروفی تیموس، فارغ از یک رابطه ویژه با استروئید‌های جنسی، نشان‌دهنده روند آسیب سلولی تجمعی ناشی از قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض فرآورده‌های فرعی اکسیداتیو تولیدی طی متابولیسم هوازی است.»

در مطالعات آتی، محققان به بررسی اثر مصرف مکمل‌های آنتی‌اکسیدانتی در دوران پیری بر عملکرد غده تیموس و سیستم ایمنی خواهند پرداخت. در صورتی که این مطالعات، فرضیه فوق را به اثبات برساند، آن‌ها می‌توانند راهکارهای جدید بالینی برای پیشگیری یا درمان آتروفی مرتبط با سن تیموس در انسان ارائه ‌دهند.

 

منبع:

 

Griffith AV, Venables T, Shi J, Farr A, Van Remmen H, Szweda L, Fallahi M, Rabinovitch P, Petrie HT. Metabolic damage and premature thymus aging caused by stromal catalase deficiency. Cell reports. 2015 Aug 18;12(7):1071-9.

رادیکال‌های آزاد تولید شده توسط میتوکندری سلول – اندامک تولید انرژی در سلول – در واقع برای بهبود زخم مفید هستند.

بررسی محققان نشان می‌دهد گونه‌های فعال اکسیژن مولکول‌های واکنشی شیمیایی حاوی اکسیژن هستند مانند پراکسیدها که معمولا به عنوان رادیکال‌های آزاد نامیده می‌شوند و برای درمان زخم‌های پوستی مناسب می‌باشند. محققان دریافتند که رادیکال‌های آزاد تولید شده در میتوکندری نه تنها برای التیام زخم‌های پوست ضروری است، بلکه افزایش سطوح گونه فعال اکسیژن یا ROS در واقع می‌تواند باعث بهبودی سریع‌تر زخم شود.

ROS از مسیرهای مختلفی در سلول تولید می‌شود اما جزئیات فرایند تولید در میتوکندری مشخص نشده است. اما بیان شده است که میتوکندری‌ها نقش به سزایی در بهبود زخم دارند.

رادیکال‌های آزاد یا ROS، به مدت طولانی شناخته شده‌اند و به DNA،  RNA  و  پروتئین‌ها آسیب می‌رسانند. از آن‌جا که چنین آسیب‌های اکسیداتیو به پیری زودرس و سرطان کمک می‌کند، بسیاری از مردم آنتی‌اکسیدان‌ها را برای کاهش آسیب سلولی از رادیکال‌های آزاد مصرف می‌کنند.

اما محققان دریافتند در حالی که ROS بیش از حد در سلول ممکن است برای اندام مضر باشد، از بین بردن ROS به طور کلی مانع بهبود زخم می‌شود. کشف دانشمندان به دنبال توسعه داروهای جدید برای درمان سالمندان و افراد مبتلا به دیابت است که ارتباط تنگاتنگی با بهبود زخم دارند. به نظر می رسد بدن انسان نیاز به یک سطح بهینه از سیگنال‌های ROS دارد. سطح بیشتر یا کم‌تر از مقدار بهینه برای بدن مضر است. طراحی ژن‌هایی که ROS را در میتوکندری تولید کرده و آنتی‌اکسیدان‌ها را در سطح بهینه از بین برده بودند، باعث بهبود زخم و تسریع در روند التیام زخم شدند.

این آزمایشات مراحل آزمایشگاهی خود را طی می‌کنند اما دانشمندان معتقدند این مسیرهای ژنتیکی حفظ شده‌اند، به طوری که در مهره داران و پستانداران نیز با همین مکانیسم عمل می‌کنند.

 

Altavilla, D., Saitta, A., Cucinotta, D., Galeano, M., Deodato, B., Colonna, M., Torre, V., Russo, G., Sardella, A., Urna, G. and Campo, G.M., 2001. Inhibition of lipid peroxidation restores impaired vascular endothelial growth factor expression and stimulates wound healing and angiogenesis in the genetically diabetic mouse. Diabetes, 50(3), pp.667-674.

Valko, M., Leibfritz, D., Moncol, J., Cronin, M.T., Mazur, M. and Telser, J., 2007. Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease. The international journal of biochemistry & cell biology, 39(1), pp.44-84.

افزایش سن و در نتیجه افزایش فشار خون، افراد را در معرض خطر ابتلا به حمله قلبی و سکته مغزی قرار می‌دهد. تحقیقات به سرعت در حال پیشرفت است تا نشان دهد رسیدن به فشار خون طبیعی با استفاده از داروها همانند کاهش فشار خون به طور طبیعی نیست. در واقع، استفاده از داروها برای کاهش فشار خون می‌تواند به بسیاری از عوارض جانبی مانند مرگ منجر شود. خوشبختانه شما می‌توانید از گنج طبیعت یعنی آنتی‌اکسیدان‌های میوه و سبزیجات استفاده کنید و با مکمل اسیدلیپوئیک به طور چشم‌گیری خطر ابتلا به حمله قلبی و سکته را کاهش دهید.

برای اولین بار، محققان عامل اصلی فشار خون بالا و بهترین راه برای مقابله با این مشکل را در منبع آن کشف کرده‌اند. نتیجه یک مطالعه منتشر شده در مجله Nature نشان داد که یک پروتئین اصلی نظارتی که فشار خون را کنترل می‌کند، به علت سایش و پارگی طبیعی ناشی از رادیکال‌های آزاد، آسیب می‌بیند. آنژیوتانسینوژن پروتئین از طریق حمله رادیکال آزاد آسیب دیده و منجر به فشار خون بالا می‌شود.

محققان دریافتند که وضعیت آنتی‌اکسیدانی کم، نشان دهنده افزایش فشار خون است. رادیکال‌های آزاد در گردش باعث آسیب به مولکول‌های پروتئینی آنژیوتانسینوژن و کاهش تنظیم فشار خون می‌شوند. در این مطالعه مشخص شد که به سادگی افزایش میزان آنتی‌اکسیدانی برای کاهش فشار خون کافی نیست و این نشان می‌دهد که سایر عوامل کاهش دهنده مانند استرس، داشتن اضافه وزن و مقاومت به انسولین، سطح بالایی از آسیب‌های رادیکال آزاد را تولید می‌کنند. هنگامی که این عوامل مورد توجه و کنترل قرار گرفتند، افزایش مصرف آنتی‌اکسیدان‌ها از طریق مواد غذایی طبیعی و مکمل‌ها به طور موثر سطح فشار خون را کاهش داد.

سکته یکی از علل اصلی ناتوانی و مرگ و میر در جامعه است وعمدتا به علت آسیب به شبکه عروق ظریف و حرکت لخته‌های خون از طریق بدن رخ می‌دهد. رادیکال‌های آزاد باعث ایجاد اندوتلیال عروق خونی ظریفی می‌شوند که باعث ناپایداری و التهاب شده و خطر سکته را افزایش می‌دهد. یک مطالعه منتشر شده در مجله تغذیه نشان داد افرادی که دارای بالاترین میزان آنتی‌اکسیدانی هستند 60٪ کمتر از سکته مغزی رنج می‌برند. تنها ویتامین C مقدار 40 درصد خطر را کاهش داد.

بدن انسان با سرعت متابولیک پیشرفته عمل می‌کند و میتوکندری سلولی ما مقدار زیادی از رادیکال‌های آزاد را تولید کرده که باعث آسیب در روند متابولیسم می‌شود. میتوکندری‌ها ساختارهای تولید انرژی در هر سلول هستند و به خصوص به رادیکال آزاد آسیب می‌رسانند. مطالعات نشان داد که چگونه اسیدلیپوئیک قادر است از آسیب به میتوکندری‌ها جلوگیری کند، با ارائه یک محافظ آنتی‌اکسیدانی قوی به ساختار سلولی این عمل انجام می‌گیرد. فرم R-lipoic acid موثرترین فرم اسیدلیپوئیک می‌باشد.

تولید انرژی در بدن ما تعداد زیادی رادیکال آزاد ایجاد می‌کند که علت آن عوامل پیری و مزمن شامل بیماری‌های قلبی، فشار خون بالا و سکته مغزی است. علاوه بر کنترل عوامل خارجی مانند استرس، وزن و مقاومت به انسولین، افزایش سطح آنتی‌اکسیدان‌ها روند پیری و خطر بیماری را به طور چشم‌گیری کاهش می‌دهد.

 

منابع:

Sola, S., Mir, M.Q., Cheema, F.A., Khan-Merchant, N., Menon, R.G., Parthasarathy, S. and Khan, B.V., 2005. Irbesartan and lipoic acid improve endothelial function and reduce markers of inflammation in the metabolic syndrome. Circulation, 111(3), pp.343-348.

Wollin, S.D. and Jones, P.J., 2003. α-Lipoic acid and cardiovascular disease. The Journal of nutrition, 133(11), pp.3327-3330.

Dehkordi, F.R. and Kamkhah, A.F., 2008. Antihypertensive effect of Nigella sativa seed extract in patients with mild hypertension. Fundamental & clinical pharmacology, 22(4), pp.447-452.

اين مهم نيست كه خوردن غذا چه لذتی دارد، خوردن باعث چيزی می‌شود به نام استرس اكسيداتيو. زمانی كه ما غذا را هضم می‌كنيم معمولا مولكول‌های مضری به نام راديكال‌های آزاد ايجاد می‌كنيم. ولی تركيبات مفيدی در ميوه‌ها و سبزيجات می‌توانند با خنثی كردن راديكال‌های آزاد (به ما) كمك كنند. طبق گفته‌های شيميدان سرويس تحقيقات كشاورزی (رونالد پراير) دليل خوبيست كه حداقل در هر وعده‌ی غذايی غذاهای غنی از آنتی اكسيدانت را ميل كنيم. به منظور يادگيری بيشتر در مورد تاثيرات آنتی اكسيدانت‌ها بعد از صرف غذا، پراير و همكاران تحقيقاتی وی مطالعات خود را در ٤ تحقيق بالينی بر روی داوطلبان زن سالم آغاز كردند.

دانشمندان دريافتند كه ظرفيت آنتی اكسيدانتی داوطلبان، نمونه های پلاسمای خون بعد از خوردن وعده‌های غذايی آزمايشی فاقد آنتی اكسيدانت كاهش پيدا كرد. همچنين دانشمندان دريافتند كه در دو ساعت اوليه‌ی بعد از خوردن همان غذای آزمايشی با انگور، انگور مانع كاهش ظرفيت آنتی اكسيدانتی پلاسما گرديد. پراير بيان كرد كه حذف غذاهای غنی از آنتی اكسيدانت‌ها از وعده‌های غذایی می تواند منجر به آسيب سلولی در اثر راديكال‌های آزاد شود. تصور بر اين است كه چنين آسيب‌هايی ريسك تصلب شرايين، سرطان و ساير بيماری‌ها را افزايش می‌دهد.

اين آزمايشات بخشی از يك پروژه‌ی عظيم مطالعاتی بودند كه توانايی بدن انسان در استفاده از آنتی اكسيدانت‌های گيلاس سياه، آلو خشك، آب آلو خشك، كيوی، انگور قرمز٬ توت فرنگی و زغال اخته‌ی وحشی را مقايسه می‌كردند. دانشمندان روش پيشرفته‌ی ARS به نام ORAC ( ظرفيت جذب راديكال‌های اكسيژن) را برای اندازه‌گيری ظرفيت آنتی اكسيدانتی ميوه‌ها استفاده كردند.

منبع:

US Department of Agriculture. (2008, March 24). Eating Causes Stress, But Antioxidants Can Help. ScienceDaily. Retrieved January 11, 2017 from www.sciencedaily.com/releases/2008/03/080321123343.htm

باور بر اینست که میتوکندری به عنوان منبع اصلی رادیکال‌های آزاد در سلول، با سطح بالایی از  استرس اکسیداتیو نقش مهمی در پاتوژنز بیماری آلزایمر ایفا می کند. در حال حاضر مطالعه‌ی جدیدی در آزمایشگاه دکتر روبرتا بریتون، دانشگاه کالیفرنیای جنوبی نشان می دهد که استروژن، استرس اکسیداتیو ناشی از تولید انرژی توسط میتوکندری را کاهش می دهد. اهمیت مسئله در اینست که در بیماری آلزایمر معمولا کاهش سطح انرژی در مغز پدیدار می‌شود. میتوکندری اندامک کوچک داخل سلولی است که با استفاده از یک فرآیند به نام اکسیداتیو فسفوریلاسیون تولید بخش اعظم مولکول‌های ATP (که سلول برای عملکرد درست از آنها استفاده می‌کند) را بر عهده دارد.

اگر میتوکندری با گذشت سن و یا بیماری کمتر کارآمد شود، در طول این فرایند از اکسیژن کمتری استفاده خواهد کرد. این ناکارآمدی یک ضربه دو کاره برای مغز خواهد بود: از یک طرف مولکول‌های انٰرژی کمتری تولید خواهد شد و از طرف دیگر رادیکال‌های آزاد بیشتری رها و در نتیجه منجر به آسیب خواهد شد. تیم تحقیقاتی دکتر برینتونز با استفاده از روش ترکیبی بیوشیمیایی و پروتئوم ( پروتئومیكس) توانست نقش محوری استروژن در تنظیم عملكرد میتوكندری برای محافظت از آلزایمر را به اثبات برساند.

این روشها شامل:

• افزایش بهره‌وری میتوکندری، افزایش توانایی اندامک برای تولید مولکول انرژی (ATP) مورد نیاز مغز
• افزایش بیان پروتئین‌های مورد نیاز برای تولید ATP
• كاهش استرس اكسیداتیو و محافظت از نورون‌ها در برابر آسیب‌های اكسیداتیو
• جلوگیری از آپوپتوزیس (مرگ برنامه ریزی شده ) بیش از اندازه‌ی نورون‌های مغزی
• و حفاظت از سلول‌های‌ عصبی در برابر سموم میتوکندری، که می تواند اختلال در میتوکندری را بیشتر و مرگ سلولی را القا کنند.

دكتر برینتون و تیم تحقیقاتی او در حال بررسی سطح تولید انرژی میتوكندری به عنوان یك بیو ماركر هستند كه می تواند باعث تشخیص بیماری در مراحل اولیه شود، مرحله ای كه فرآیند تخریب سلول‌های عصبی باید  کند، متوقف و یا درمان در آن تاثیر بیشتری داشته باشد. آنها بر این باورند که اطلاعات جدید در مورد چگونگی تنظیم عملکرد میتوکندری توسط استروژن به روشن شدن مسیر و توسعه نسل جدیدی از داروهای موثر آلزایمر منتج خواهد شد. دکتر برینتون در حال حاضر در حال توسعه‌ی مولکول‌های جدید خاص مغزی است که سطح دفاع عصبی در برابر آلزایمر را با استفاده از مکانیسم مشابه استروژن (اما بدون اثرات جانبی منفی آن) ارتقاء دهد.

منبع:

Federation of American Societies for Experimental Biology. (2008, April 9). Mitochondria Play Role In Pathogenesis Of Alzheimer’s And Estrogen-induced Neuroprotection. ScienceDaily. Retrieved December 30, 2016 from www.sciencedaily.com/releases/2008/04/080406080210.htm