مقاله رایگان با موضوع استرس اکسیداتیو، اکسیداسیون، پلاسمایی، سقط جنین

نوکلئیک و قندها از اهدف استرس اکسیداتیو هستند. میزان آسیب ناشی از استرس اکسیداتیو به مقدارROS درگیر شده و عوامل خارج سلولی مانند دما، فشار اکسیژن و ترکیبات محیط اطراف از جمله یونها، پروتئینها و جاذب ROS بستگی دارد(Cocuzza, Sikka, Athayde, & Agarwal, 2007).
۱-۲-۵-۱- استرس اکسیداتیو و آسیب به DNA
آسیب DNA اسپرم به دو صورت میباشد:
آسیبهای تک رشته DNA که اشعههای یونیزان و اختلال در بازسازی DNA اسپرم این نوع آسیبها را ایجاد میکنند.
آسیبهای دو رشتهای DNA که فعالیت کاسپازها و آندونوکلئازها و اثر مستقیم۱۳ROS بر رشته DNA علت این نوع آسیبها در دو رشته DNA میباشند و منجر به آپپتوز ناقص میشوند(Sakkas & Alvarez, 2010).
اولین گزارش منتشر شده در مورد اثرات ROS بر روی اسپرم، نیم قرن پیش بوده است. تولید بیش از حد ROS سبب پراکسیداسیون لیپیدی، آسیب به DNA و کاهش ظرفیت تولیدمثل۱۴میشود(Makker, Agarwal, & Sharma, 2009).
در مطالعات مشخص شده است که اسپرماتوزوآ بالغ انسان اغلب سطوح بالایی از قطعه قطعه شدن DNA را نشان میدهد که این آسیب DNA، یک عامل مهم در تعیین عملکرد اسپرم میباشد و با طیف گستردهای از عوارض جانبی بالینی در ارتباط است. از جمله این عوارض میتوان به افزایش اختلالات در مرحلهی لقاح و پیش از لانه گزینی،کم شدن میزان لانه گزینی، نقص در رشد و نمو جنین و بروز سقط جنین اشاره کرد(R. Aitken & De Iuliis, 2010).
بازهایDNA به آسیب اکسیداتیو حساس بوده که در نتیجه سبب قطعه قطعه شدن DNA و آسیب جزیی در DNAسلولها مانند اسپرم میشوند که میتواند منجر به عوارضی در فرزندان از جمله : بیماریهای ژنتیکی غالب مانند آکندروپلازیا، شرایط عصبی پیچیده مانند اسکیزوفرنی، صرع، بیماری دو قطبی، اوتیسم و با افزایش ناهنجاریهای مادرزادی سبب افزایش نرخ مرگ و میر و سقط میشود(Singh, Muller, & Berger, 2003).
هنگامیکه آسیب اکسیداتیو وسیع باشد، آپوپتوز یا مرگ برنامهریزی شده سلول۱۵ و فراگمنته شدن ژنوم جنین رخ میدهد و در مواقعی که آسیبهای اکسیداتیو کمتر است، لقاح اتفاق میافتد اما اووسیت باید شکستهای DNA را ترمیم کند(Kodama, Yamaguchi, Fukuda, Kasai, & Tanaka, 1997).
آپوپتوز یا مرگ برنامهریزی شده سلول، یک پاسخ غیرالتهابی به آسیبهای بافتی است که توسط یکسری تغییرات بیوشیمیایی و ریختشناختی۱۶ مشخص میگردد. این فرآیند ظرفیت سلولهای سرتولی را از طریق کنترل تولید بالای گامتهای نر و حذف اسپرماتوزوآهای غیرطبیعی حفظ مینماید. ROS با فعالسازی کاسپازها یک واکنش زنجیرهای را آغاز میکنند و سرانجام منجر به آپوپتوز میگردند(Agarwal, Makker, & Sharma, 2008).
همچنین ROS میتواند به DNAی میتوکندریایی نسبت به DNAی هستهای آسیب بیشتری برساند. بعد از القای ROS، آسیبهای وارده به DNA افزایش یافته و از طریق فعال شدن سیتوکروم C و در نهایت فعال شدن کاسپاز۳ در تمام سلولهای زایا از جمله اسپرماتوسیت اولیه، اسپرماتوسیت ثانویه، اسپرماتوگونیا و اسپرماتوزوآ، آپوپتوز مشاهده میشود. در نتیجه تعداد اسپرم کاهش یافته و حالت اولیگواسپرمی ایجاد میشود. گمان میرود که چنین آسیبهایی میتوانند عامل بیماریهایی چون ناباروری در انسان باشند. مجاورت نزدیکDNAی میتوکندری به زنجیره انتقال الکترون، مکانیسمهای ناکارآمد ترمیم DNA و فقدان هیستونها که مسبب فشردگی ساختار کروماتین هستند، به عنوان دلایل حساسیت DNAی میتوکندری پیشنهاد میشوند(George, Jiao, Bishop, & Lu, 2012).
۱-۲-۶-۱-۲- اهمیت سلامت DNA اسپرم
تراکم کروماتین اسپرم نقش مهمی در حفاظت از ژنوم پدر، در فرآیند لقاح و باروری تخمک دارد. در نتیجه بررسی سلامت DNAاز اهمیت خاصی برخوردار است.
همچنین در تحقیقات گذشته نشان داده شده است که:
• بین پارامترهای اسپرم وآسیبهایDNA رابطه معکوس وجود دارد(R. Mahfouz et al., 2010).
• در افراد نابارور میزان شکستDNA بیشتر است(Turner & Lysiak, 2008).
• بین میزان لقاح و آسیبDNA رابطه معکوس وجود دارد(Agarwal & Allamaneni, 2005).
• در همسران بیمارانی که دارای میزان قابل توجهی شکستDNA اسپرم هستند میزان سقط افزایش مییابد(Jiang, He, Wang, & Zhu, 2011).
از این رو بررسی و ارائه راهکارهایی در زمینه آسیب DNAی اسپرم میتواند برای درمان زوجهای نابارور حیاتی باشد.
۱-۲-۶-۲- استرس اکسیداتیو در اسپرم
اسپرماتوزوآ نیز همانند دیگر سلولهایی که در شرایط هوازی زندگی میکنند، با تضادی در مورد اکسیژن مواجه است. یعنی از یک سو برای بقاء خود به اکسیژن نیازمندند و از سوی دیگر متابولیتهای اکسیژن نظیر ROSها میتوانند برای بقاء سلول مضر باشند. در نتیجه ROS تولید شده در سلول باید مدام غیرفعال شود به طوری که غلظت آن همیشه در حد بسیار اندک برای عملکرد طبیعی سلول باشد و اگر تعادلی بین تولید و حذف ROS نباشد، منجر به ایجاد شرایط استرس اکسیداتیو میشود(Saleh & HCLD, 2002; Turner & Lysiak, 2008).
در واقع به علت این که میزان سیتوپلاسم اسپرم بالغ کم است و غلظت آنزیمهای از بین برندهی ROS در اسپرم اندک میباشد، اسپرم بیش از دیگر سلولها مستعد ایجاد استرس اکسیداتیو است. در ضمن، به علت این که غشاء اسپرم حاوی مقادیر بالایی از اسیدهای چرب غیراشباع میباشد، آسیبپذیری آن در برابر استرس اکسیداتیو زیاد است. همچنین به دلیل شکل خاص اسپرم، آنزیمهای آنتیاکسیدان داخل سلولی نمیتوانند غشاء پلاسمایی احاطه کنندهی آکروزوم و دم را حفاظت نمایند(Fanaei, Azizi, & Khayat, 2013).
۱-۲-۶-۳- استرس اکسیداتیو و بیماریهای دیگر
استرس اکسیداتیو در دیگر بیماریهای انسان از جمله: آترواسکلروز، سرطان، دیابت، آسیب کبدی، روماتوئید آرتریت، آب مروارید،ایدز، بیماریهای التهابی روده، پارکینسون، بیماری نورون حرکتی و شرایط مرتبط با تولد زودرس دخیل است( Pasqualotto, F et al., 2000).
۱-۲-۷- اثراتROS
۱-۲-۷-۱- پراکسیداسیون لیپیدی غشای پلاسمایی اسپرم
اسیدهای چرب که حاوی بیش ازدوکربن با پیوند دو گانه هستند اسیدهای چرب غیر اشباع (PUFA17) نامیده میشوند. لیپیدهای موجود درغشای پلاسمایی اسپرم که به شکل اسیدهای چرب غیر اشباع هستند از حساسترین مولکولها میباشند. حملات ROSبه PUFA در غشای سلولی منجر به شروع آبشاری ازواکنشهای شیمیایی بنام پراکسیداسیون لیپیدی میشود که این پراکسیداسیون لیپیدی برای تحرک اسپرم، ظرفیتیابی اسپرم و نفوذ به اووسیت ضروری میباشد(J. Aitken, Buckingham, & Krausz, 1994; R. J. Aitken, Clarkson, & Fishel, 1989).
۱-۲-۷-۲- اثر روی تحرک اسپرم
پراکسیداسیون لیپیدی یک علت عمده برای از دست دادن تحرک دراسپرم است، در نتیجه افزایش سطح ROS با کاهش تحرک اسپرم ارتباط دارد. با این حال، مکانیسم دقیقی برای این رویداد مشخص نیست.
یک فرضیه حاکی از آن است که H2O2 از سراسر غشاء به داخل سلولها منتشر شده و مانع از فعالیت برخی آنزیمهای حیاتی مانند گلوکز ۶- فسفاتدهیدروژناز (G6PD) میشود و از طریق شنت هگزوز منوفسفات، دسترسی درون سلولی نیکوتین آمید آدنین دینوکلئوتید فسفات (NADPH) را کنترل میکند. NADPH به عنوان یک منبع الکترون توسط اسپرم برای تولید ROSاستفاده میشود. مهار G6PD منجر به کاهش NADPH و تجمع گلوتاتیون اکسیده میشود که میتواند دفاع آنتیاکسیدانی اسپرماتوزوآ را کاهش و پراکسیداسیون فسفولیپیدهای غشاء را افزایش دهد(Gomez, Irvine, & Aitken, 1998; Suleiman, Ali, Zaki, EL‐MALIK, & Nasr, 1996)
۱-۲-۸- ROS و استرس اکسیداتیو مایع منی
هنگامیکه تعادل بین ROS تولیدی و آنتی اکسیدانها از بین میرود، آسیبهای اکسیداتیو قابل توجهی برای اکثر ارگانلهای سلولی به دلیل آسیب دیدن کربوهیدراتها، پروتئینها، لیپیدها و DNA رخ داده و در نهایت منجر به مرگ سلول میشود. غشای پلاسمایی اسپرم غنی از اسیدهای چرب غیراشباع است و به راحتی توسط ROS، تحت پراکسیداسیون لیپیدی قرار میگیرد. لوکوسیتها و اسپرماتوزوآی نابالغ موجود در منی، H2O2 را از طریق سیستم NADPH اکسیداز تولید میکنند. پراکسیداسیونH2O2 سمیترین شکل ROS برای اسپرماتوزوآ میباشد و به علت نفوذ به غشا بهراحتی ارگانلهای سلولی را تحت تاثیر قرار میدهد. این در حالی است که غشا نسبت به رادیکال هیدروکسیل نفوذناپذیر بوده و اثر نمودن آنها زمانبر است. در بافتی مانند بیضه با متابولیسم بالا، استرس اکسیداتیو میتواند آسیبرسان باشد، بنابراین ظرفیت آنتیاکسیدانهای بافت بسیار مهم است.
امروزه مطالعات زیادی مبنی بر اینکه استرس اکسیداتیو در حضور آنتیاکسیدانها بر عملکرد اسپرم طبیعی تاثیر نداشته و در نتیجه باروری اتفاق افتاده است، وجود دارد( Pasqualotto, F et al., 2000) .
۱-۲-۹- ROS و ناباروری
بطور معمول در مردانی که علت ناباروری آنها ناشناخته است، برهم خوردن توازن بین ROS و آنتیاکسیدانها، از دلایل محتمل ناباروری است(Agarwal et al., 2006). طی مطالعات اخیر، در نمونههای منی ۲۵ تا ۴۰ درصد مردان نابارور مقادیر بالایی از ROS گزارش شده است. همچنین در نمونههای منی مردان بارور، ظرفیت کلی آنتی‌اکسیدانی۱۸ (TAC) بالاتر از مردان نابارور است(Lewis, Boyle, McKinney, Young, & Thompson, 1995). از طرف دیگر، نیمی از مردان اولیگواسپرمی، سطح بالایی از ROS را در مایع منی نشان میدهند(R. J. Aitken et al., 1989). حمله ROS به اسپرم، سبب کاهش بقا و افزایش نقص در شکل ظاهری اسپرم میشود(E De Lamirande & Gagnon, 1992)،که این آسیب وارده به عوامل متفاوتی نظیر مقدار و مدت زمان تماس سلول با عامل اکساینده، اکسیژن، دما، غلظت یون‌ها، پروتئین‌ها و مهارکننده‌های ROS بستگی دارد. در مطالعاتی مشخص شده است که غلظت پائین پراکسید هیدروژن، روی تحرک اسپرم اثری ندارد، اما از نفوذ اسپرم به اووسیت ‌جلوگیری می‌کند(R. Aitken, Harkiss, & Buckingham, 1993).

این مطلب مشابه را هم بخوانید :   پایان نامه ارشد رایگان دربارهسلسله مراتبی، سلسله مراتب، فرآیند تحلیل، دسترسی مناسب

شکل(۱-۲): ارتباط بین افزایش تولید ROS با ناباروری(Singh et al., 2003).
۱-۲-۱۰- آنتی اکسیدانها
از عوامل از بین برندهی رادیکالهای آزاد میتوان به آنتی اکسیدانهااشاره کرد که بهعنوان سد دفاعی سلول، در برابر استرس اکسیداتیو عمل میکنند. آنتیاکسیدانها به پنج گروه تقسیم میشوند:
۱) ترانسفرین۱۹، هموپکسین۲۰ از پروتئینهایی هستند که سبب کاهش دسترسی سلول به پیش اکسیدانهایی مانند آهن و مس میشوند.
۲) آنزیمهای کاتالاز، پراکسیداز، سوپراکسید دیسموتاز۲۱(SOD) از جمله عواملی هستند که سبب از بین بردن رادیکالهای آزاد و دیگر انواع ROS میشوند.
۳) پروتئینهایی که سبب حفظ مولکولهای زیستی در برابر استرس اکسیداتیو میشوند، مانند: پروتئینهای شوک حرارتی۲۲.
۴) α-توکوفرول۲۳، گلوتاتیون از مولکولهایی هستند که دارای وزن مولکولی پائین بوده و میتوانند ROS را ب

دیدگاهتان را بنویسید