دانلود پایان نامه

یک واکنش زنجیره رادیکالی شروع می شود.واکنش پایانی زنجیره رادیکالی زمانی رخ می دهد که رادیکال ها با یکدیگر واکنش داده و گونه های غیر رادیکالی تولید کنند.همچنین، آنتی اکسیدان ها(احیاکننده ها) واکنش زنجیره رادیکالی را قطع و به انتها می رسانند.18 (نیکولادیس و همکاران،2007)

1-2-5- گونه های فعال اکسیژن
الف)سوپراکسید: عمده ترین گونه های واکنشی که در استراحت و در طی فعالیت ورزشی در عضله اسکلتی تولید می شوند سوپراکسید و نیتریک اکساید است.
سوپراکسید عمدتا به عنوان یک محصول جانبی در واکنش های بیوشیمیایی تشکیل می شود و از یک مولکول اکسیژن به اضافه یک الکترون تشکیل می شود و به صورت O2 نشان داده می شود. این آنیون بارمنفی دارد و ازغشای سلول نشت ناپذیر است ودر جایگاه تولید خود محصور می شود . نیمه عمر رادیکال سوپراکسید 30 میلی ثانیه است. سوپراکسید به طور ویژه در محیط های هوازی غنی از الکترون یعنی در مجاورت زنجیره تنفسی غشای داخلی میتوکندری تولید می شوند. همچنین سوپراکسید توسط فلاوآنزیم ها مانند گزانتین اکسیداز تولید که تحت شرایط ایسکیمی-تراوش مجدد خونی تحریک می شوند. آنزیم های دیگر تولید کننده سوپراکسید لیپواکسیژناز و سیکلواکسیژناز هستند. همچنین ، سلول های التهابی مقادیر نسبتا زیادی سوپراکسید را به عنوان بخشی از فرایندی مقابله ای در برابر ارگانیسم های مهاجم تولید می کنند.دیسموته شدن سوپراکسید توسط آنزیم سوپراکسید دیسموتاز کاتالیز می شود که منبع عمده پراکسید هیدروژن در سلول را بوجود می آورند(واکنش1).
(واکنش1) O2 + o2+o2+2H–H2O2
ب)پراکسید هیدروژن : پراکسید هیدروژن(H2O2) یک ترکیب غیر رادیکالی است که به آسانی رادیکال های آزاد دیگر مانند رادیکال هیدروکسیل را در شرایط ویژه تولید می کند.
پراکسید هیدروژن پایدار ، نفوذپذیر از غشا (قادر به سوراخ کردن لیپیدهای غشایی است) و نیمه عمر نسبتا بالایی دارد. در این راستا، مطالعات مختلف نشان داده اند که عضله اسکلتی پراکسید هیدروژن را به داخل فضای مایع بینابینی در طی فعالیت انقباضی رها می سازند. اگرچه ،بخشی از پراکسید هیدروژن خارج سلولی در ارتباط با سوپراکسید رها و آزاد شده به داخل این فضا است(یعنی پراکسید هیدروژن از دیسموته شدن مستقیم سوپراکسید در فضای خارج سلولی تولید شده است)اما چون در فضای بین دو لایه میتوکندریایی واحد آنزیمی سوپراکسید دیسموتاز قرار دارد به نظر می رسد که پراکسید هیدروژن موجود در مایع خارج سلولی منشا میتوکندریایی دارد به طوری که پراکسید هیدروژن به راحتی می تواند از غشای دولایه میتوکندری و غشای پلاسمایی سلولی عبور کرده و وارد فضای خارج سلولی شود. از این رو ،بیشترین مقدار افزایش در پراکسید هیدروژن خارج سلولی در طی فعالیت های هوازی که میتوکندری را فعال می سازد گزارش شده است. همچنین ف پراکسید هیدروژن علاوه بر دیسموته شدن مستقیم سوپراکسید توسط یک سری سیستم های آنزیمی مانند اکسیدازهای آمینواسید و اورات تشکیل می شود. پراکسید هیدروژن سیتوکسیک است اما یک عامل اکسیدکننده نسبتا ضعیف قلمداد می شود. پراکسید هیدروژن قادر به اکسید کردن مستقیم DNA و لیپیدها نیست اما می تواند تعدادی ازآنزیم ها را غیر فعال کند. پراکسید هیدروژن عمدتا از طریق واکنش فنتون و تشکیل رادیکال هیدروکسیل موجب آسیب سلولی می شوند(واکنش2). با وجود این ، باید عنوان داشت که پراکسید هیدروژن عملکرد مهم سلولی دیگری نیز دارد و آن مشارکت به عنوان یک مولکول پیام دهی درون سلولی است . (نیکولادیس و همکاران،2007)
(واکنش2) 2Fe/Cu+2O2H OH+OH+3Fe/2Cu(
ج)رادیکال هیدروکسیل: رادیکال هیدروکسیل (OH) توسط پراکسید هیدروژن از طریق واکنش فنتون که به وسیله یون های متال(Fe2+و Cu2+) کاتالیز می شود تولید می شود (واکنش2). رادیکال های هیدروکسیل از توان اکسیدکنندگی قوی و فوق العاده واکنشی برخوردار هستند. رادیکال های هیدروکسیل موجب آسیب سلولی نزدیک به جایگاه تولیدشان می شوند و به خاطر واکنش پذیری بالایشان از غشا قابل نشت نیستند.
با وجود این ،افزایش رهاسازی رادیکال های هیدروکسیل از عضلات اسکلتی در حال انقباض گزار شده است. انقباضات تناوبی عضله موجب افزایش سریع وچشمگیرm- و o- تیروزین 1 ( از واکنش فنیل آلانین با رادیکال های هیدروکسیل می شود) می شود. این ماده نشان دهنده افزایش تولید رادیکال های هیدروکسیل در طی انقباض عضلانی است. به عیارتی دیگر،تولید رادیکال هیدروکسیل در ارتباط با تنش افزایش یافته در عضله اسکلتی است. گذشته از این، دفروکسامین 2 تولید رادیکال هیدروکسیل ناشی از انقباض عضلانی را اهش می دهد. توجه داشته باشید که از L- فنیل آلانین 3 برای بررسی تولید رادیکال های هیدروکسیل در حین انقباض عضلانی استفاده می شود.
رادیکال های هیدروکسیل مخرب ترین گونه های فعال اکسیژن موجود در موادبیولوژیکی هستند و واکنش پذیری آن ها چنان بالا است که اثبات حضور آن ها در ارگانیسم زنده تقریبا غیرممکن است و بجای آن از طریق ارزیابی تولیدات ویژه اکسایشی وجود آنها درسیستم های بیولوژیکی مورد بررسی قرار می گیرد. نیمه عمر رادیکال هیدروکسیل 10 به توان 9- ثانیه است. رادیکال های هیدروکسیل به دلیل واکنش پذیری بسیار بالا موجب آسیب اکسایشی به ساختارهای سلولی و بویژه پروتئین ها و ساختارهای زنتیکی می شوند . (نیکولادیس و همکاران،2007)
د)هایپرکلریت: هایپرکلریت(HOCL) از واکنش پراکسید هیدروژن با یون های کلر در طی عمل آنز
یم میلوپراکسیداز، آنزیم موجود در فاگوسیت ها، تشکیل می شو(واکنش3).
هایپرکلریت غالبا بوسیله نوتروفیل ها تولید می شود و بوسیله اکسیدکردن تیول ها، لیپیدها ، اسکوربات وتولید رادیکال های مختلف ثانویه سبب آسیب به بیومولکول های مختلف شود. علاوه براین ، هایپرکلریت در شکل اسیدی خود یعنی اسید هیپوکلروس می تواند از غشای سلولی عبور کند و سبب تجزیه وآسیب پروتئین ها شود.
(واکنش3) H2O2CL-(HOCL+ – OH+
ه)اکسیژن منفرد: گونه دیگر اکسیژن فعال ، اکسیژن منفرد است که در تعدادی از موادو شرایط بیولوژیکی تولید می شوند. دیسموته شدن آنیون سوپراکسید در آب منجر به تشکیل اکسیژن منفرد در سیستم های بیولوژیکی شود. اکسیژن منفرد نیمه عمر خیلی پایینی دارد اما قادر به تراوش و نشت از غشا هستند(7،8). نیمه عمر اکسیژن منفرد 2تا 20 میکرو ثانیه است .
توانایی اکسیدکنندگی اکسیژن منفرد بسیار زیاد است . (نیکولادیس و همکاران،2007)

مطلب مرتبط :   منابع پایان نامه ارشد دربارهمدیریت تولید، مدل ریاضی، تولید ترکیبی، اعتبارسنجی

1-2-6- گونه های فعال نیتروژن
الف)نیتریک اکساید: همانطور که عنوان شد عمده ترین گونه های واکنشی که در استراحت و در طی فعالیت ورزشی در عضله اسکلتی تولید می شوند سوپراکسید و نیتریک اکساید هستند .19 (پات ول و همکاران،2004)
نیتریک اکساید گونه واکنشی غیر رادیکالی است که به آسانی با بیومولکول ها واکنش نمی دهد. نیتریک اکساید توسط نیتریک اکساید سنتتاز (NOS) از سوبسترای آمینو اسیدی L-آرژنین در انواع مخنلف سلولی سنتز می شود. کمپلکس آنزیمی NOS انتقال الکترون ها را از طریق فلاوین های FDA و FMN از NADPH به هم در دوماین انتهایی اسید آمینه L- آرژنین کاتالیز می کند که در این واکنش L-آرژنین به L- سیترولین و NO اکسید می شود (واکنش4).
+NADPH(L-citrulline+ NO+NADP+2L-arginine+O (واکنش4)
سنتز نیتریک اکساید از طریق سه نوع عمده نیتریک اکساید سنتتاز (NOS) صورت می گیرد:
NOS عصبی (1NOS) که در اصل در بافت عصبی یافت می شوند اما دربیشتر انواع سلولی نیز یافت می شود، NOS آندو تلیالی (3NOS) که در سلول آندوتلیال یافت می شود و NOS قابل القا (NOS2) که غالبا در شرایط التهابی یافت می شود.
نیتریک اکساید تداوما توسط عضله اسکلتی ناشی از انقباض عضلانی تولید می شود. عضله اسکلتی به طور طبیعی موجب افزایش بیان ایزوفرم های عصبی (ایزوفرم نوعl) و آندوتلیالی (ایزوفرم نوعlll) نیتریک اکساید سنتتاز می شوند. ایزوفرم Nnos عمدتا در تارهای تند انقباض عضله اسکلتی و در مجاورت سارکولمای تار عضلانی قرار دارد. با وجود این ، به نظر می رسد که Nos e منبع عمده تولید کننده نیتریک اکساید در عضله اسکلتی در حال انقباض باشد. (پات ول و همکاران،2004)
ب)پراکسی نیتریت: واکنش سوپراکسید باNO منجر به تشکیل پراکسی نیتریت ( OONO) می شود که این واکنش تقریبا سه مرتبه سریع تر از دیسموته شدن سوپراکسید برای ایجادپراکسید هیدروژن است(واکنش5). از این رو زمانی که هر دو گونه واکنشی در محیط وجود داشته باشند تشکیل پراکسی نیتریت نسبت به دیسموته شدن ترجیح داده می شود.
(واکنش5) O2+NO(OONO-
ازطریق اندازه گیری میزان آزاد شدن سوپراکسید از سلول هایی کهNOS آن ها توسط N- نیترو-L – آرژنین – متیل استراز(L-NAME) 2 بازداری شده است می توان به صورت غیرمستقیم میزان تولید پراکسی نیتریت را در فضای خارج سلولی میوتوب های عضلانی در حال انقباض مورد بررسی قرار داد. بازداریNOS آنیون سوپراکسید یافت شده در فضای خارج سلولی را افزایش می دهد و به طور غیرمستقیم مبین این است که تشکیل پراکسی نیتریت در زمان حضور هردو گونه فعال ترجیح داده می شود. بنابراین کاهش تولید NO منجر به کاهش تشکیل پراکسی نیتریت و افزایش محتوای سوپراکسید و پراکسید هیدروژن می شود.هر یک از این گونه ها بر میزان دسترس پذیری زیستی دیگری تاثیر می گذارد:
نیتریک اکساید موجب کاهش سمیت سوپراکسید می شود و برعکس سوپراکسید موجب کاهش دسترس پذیری NOمی شود و اثرات NO مانند اتساع عروقی را بازداری می کند.

1-2-7- گونه های رادیکالی ثانویه:
از آنجایی که رادیکال های آزاد می توانند واکنش های زنجیره رادیکالی در تعدادی از مولکول های بیولوژیکی را ایجادکنند یک سری از گونه های رادیکالی آزاد دیگر در سلول ها در طی این فرایندها ایجاد می شوند. این نوع گونه های رادیکالی از حمله اکسایشی گونه های واکنشی اولیه ایجاد می شوند. نمونه مشخص گونه های رادیکال ثانویه،رادیکال های تشکیل شده در طی پراکسیداسیون لیپید (یعنی تجزیه اکسایشی لیپیدهای اشباع نشده) است(رادیکال لیپید). این گونه های رادیکالی تشکیل شده به نوبه خود برای رسیدن به پایداری به مولکول های دیگرچربی حمله کرده وگونه های چربی-رادیکالی جدید تشکیل می شود. همچنین،نمونه دیگری رادیکال ثانویه می توان به رادیکال های ایجاد شده در طی آسیب اکسایشی ساختارهای ژنتیکی سلول اشاره کرد که به نوبه خود موجب افزایش گسترده آسیب در سلول می شوند.به این گونه های واکنشی که بعد از حمله اکسایشی رادیکال های آزاد اولیه ایجاد می شوند گونه های رادیکال ثانویه اطلاق می شود. (پات ول و همکاران،2004)

مطلب مرتبط :   منبع تحقیق با موضوعشبکه عصبی، شبکه عصبی مصنوعی

1-2-8- عملکردهای فیزیولوژیکی گونه های واکنشی:
الف)آسیب لیپید،پروتئین و ساختارهای ژنتیک سلولی: گونه های واکنشی، به دلیل ماهیت بی ثباتی خود و به منظور رسیدن به پایداری ،در غلظت های بالا موجب آسیب ساختاری اجزای سلولی می شود.تولید کنترل نشده گونه های واکنشی درون سلول باعث می شود تا آرایش و عملکرد مولکول های زیستی مانند اسیدهای نوکلئیک(ساختار ژنتیکی سلول) ، پروتئین ها ، و لیپیپدها مختل و درنتیجه آ
ن اطلاعات ژنتیکی و ماهیت پروتئین ها تغییر می کند.20 (پیالوکس و همکاران،2006)
در چنین شرایطی آنزیم ها غیر فعال می شوند وغشاهای زیستی دچار اختلال می گردند. گونه های واکنشی سبب صدمه به موجودات زنده،بروزبیماری ها، مسمومیت و پیری می شوند. به طورکلی، این عقیده وجود دارد کهROS در تنوعی از شرایط پاتولوژیکی مانند نزاری1 (کاهش وزن و ضعف شدید بدن) ، آرترواسکلروزیس ، سرطان، التهاب ،رماتوئید آرتریت و بیماری های فرسایشی بافت عصبی مانند بیماری های آلزایمر و پارکینسون درگیر می شود . این عملکرد فیزیولوژیکی گونه ها واکنشی در فصول آتی به طورکامل مورد بررسی قرا خواهند گرفت.
ب) دفاع در برابر عفونت: فاگوسیت ها در زمان فعالیت مقادیر زیادی ROS را برای کشتن باکتری ها تولید می کنند. گونه های فعال اکسیژن در فاگوسیت ها توسط کمپلکس آنزیمی NADPH اکسیداز تولید می شود که اکسیژن را به سوپراکسید تبدیل می کنند. در ادامه سوپراکسید در فاگوسیت ها به H2O2 تبدیل می شود. پراکسید هیدروژن طی واکنش میلوپراکسیداز و واکنش فنتون به ترتیب به هایپرکلریت و رادیکال هیدروکسیل تبدیل می شود. بنابراین ،دوگونه واکنشی فوق العاده در فاگوسیت ها تولید می شود (HOCl و OH) که برای باکتری هضم شده توسط فاگوسیت ها فوق العاده سمی وکشنده است. از این رو ، گونه های واکنشی اثرات ضدمیکروبی را از خود به نمایش می گذارند. همچنین، اسیدهیپوکلروس که در طی واکنش میلوپراکسیداز تولید می شوند از طریق تخریب آرایش ساختمانی DNA باکتریایی موجب توقف تکثیر DNA و به عبارتی جلوی تکثیر میتوکندری را می گیرد. (پیالوکس و همکاران،2006)
ج)تنظیم ردوکسی فعالیت فاکتور رونویسی: اگرچه سطوح بالایی از رادیکال های آزاد می تواند آسیب مولفه های سلولی را موجب شود اما سطوح متوسط تا پایین اکسیدان ها چندین نقش تنظیمی در سلول ها مانند کنترل بیان ژنی و تنظیم مسیر های پیام دهی سلولی بازی می کنند . گونه های فعال اکسیژن تولیدات فیریولوژیکی متابولیسم هستند که توسط ارگانیسم ها برای انجام تنوعی از تکالیف مانند پیام دهی سلولی،متابولیزه کردن عوامل بیماری زا، تحریک فرایندهای ترمیمی و آنتی اکسیدانی مورد استفاده قرار می گیرند. رادیکال های آزاد توانایی واکنش با تنوعی از گونه های شیمیایی را دارد و آن ها را برای تنوعی وسیعی از عملکردهای بیولوژیکی در پیام دهی سلولی ایده آل می سازد. گونه های اکسیژن به طور مستقیم بر آرایش ساختمانی و فعالیت مولکول های حاوی سولفیدریل مانند پروتئین ها یا گلوتاتیون (یک نوع آنتی اکسیدان) از طریق اکسایش جایگاه تیولی آن ها تاثیر می گذارند. این نوع تنظیم ردوکسی برتعداد زیادی از پروتئین های مهم درگیر در انتقال پیام مانند پروتئین کیناز C ، Ca2+ -ATPase وکیناز های تیروزین اثر می گذارند. همچنین ،ROS برای تعداد زیادی از فاکتور های رونویسی به عنوان میانجی فیزیولوژیکی کنترل رونویسی عمل می کند. (پیالوکس و همکاران،2006)
فاکتور هسته ای- KB (NF-KB) و پروتئین فعالساز -1 ( 1AP-) مهم ترین فاکتورهای رونویسی حساس به ردوکس هستند. این فاکتورها به نوبه خود موجب تنظیم نیروی عضلانی ، آتروفی عضلانی، آنژیوژنز (افزایش عروقی شدن) ،تنظیم افزایشی آنزیم های آنتی اکسیدانی و غیره می شوند.

1-3- سیستم های دفاع آنتی اکسیدانی:
1-3-1-


دیدگاهتان را بنویسید