مقاله رایگان با موضوع اکسیداسیون، ویتامین E، پلاسمایی، استرس اکسیداتیو

دانلود پایان نامه

ه دام اندازند.
۵) ویتامینهای E و C ازجمله عواملی هستند که به صورت غیرآنزیمی در بیضه به عنوان آنتیاکسیدان عمل میکنند(Agarwal & Sekhon, 2010).
۱-۲-۱۰-۱- نحوه عملکرد آنتیاکسیدانها به دو روش طبقه بندی میشود:
• شکستن زنجیره: زمانی که یک رادیکال آزاد الکترونی را جذب کرده یااز دست میدهد، رادیکال دوم تشکیل میشود. سپس این مولکول همین کار را با مولکول سوم انجام میدهد. این روند تا زمانی ادامه مییابد که طی آن رادیکال بوسیله یک آنتیاکسیدان شکننده زنجیره مانند بتا کاروتن و ویتامینها تثبیت شود، یا بهراحتی به یک محصول بی ضرر تبدیل شود.
• راه بازدارنده: آنزیمهای آنتیاکسیدان مانند سوپراکسید دسموتاز ، کاتالاز و گلوتاتیون پراکسیداز با کاهش میزان تشکیل زنجیره از اکسیداسیون جلوگیری میکنند. چنین آنتیاکسیدانهایی با یافتن رادیکالهای آغازگر میتوانند یک زنجیره اکسیداسیون را برای همیشه متوقف سازند. همچنین میتوانند با تثبیت رادیکالهای فلزی مانند مس و آهن از اکسیداسیون جلوگیری کنند(Agarwal, Nallella, Allamaneni, & Said, 2004).
عمدهترین آنزیمهای آنتیاکسیدانی که در بافت بیضه پستانداران بیان میشوند عبارتند از: سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز و گلوتاتیون پراکسیداز(Zini & Schlegel, 1997). همچنین برخی عوامل غیرآنزیمی که به عنوان آنتیاکسیدانی در بیضه عمل میکنند میتوان به ویتامین C، ویتامین E و ملاتونین اشاره کرد که در کاهش استرس اکسیداتیو بیضه موثر میباشند(Choudhary, Chawala, Soni, Kumar, & Vyas, 2010; Lewin & Lavon, 1997; Park, Park, Lee, & Shin, 2003; Uguralp, Usta, & Mizrak, 2005; Zini & Schlegel, 1997).
در جدول (۱-۱) مکانیسم عملکرد برخی از آنتی اکسیدانهای مهم ذکر شده است.

جدول(۱-۱): انواع آنتیاکسیدانها و مکانیسم عملکرد آنها(Choudhary et al., 2010)
مکانیسم عملکرد
آنتیاکسیدان
این ویتامین اصلیترین آنتیاکسیدان شکننده زنجیره در غشاء پلاسمایی است و به طور مستقیم آنیون سوپراکسید، پراکسیدهیدروژن و رادیکال هیدروکسیل را خنثی میکند، همچنین پراکسیداسیون لیپیدی را سرکوب کرده و احتمال ادغام شدن اسپرم و تخمک را افزایش میدهد.
ویتامین E
این ویتامین نیز همانند ویتامین E نقش شکننده زنجیره را در غشاء پلاسمایی دارد و از لیپوپروتئین در مقابل رادیکالهای پراکسیل محافظت میکند.
ویتامین C
آنیونهای سوپراکسید راخنثی کرده و میزان واکنش آکروزومی را بهبود میبخشد همچنین سبب افزایش تحرک اسپرم میشود.
سوپراکسید دیسموتاز
پراکسیدهیدروژن راخنثی کرده و میتواند فقدان تحرکی که توسط لوکوسیتهای تولید کنندهی ROS به وجود آمده را کاهش دهد.
کاتالاز
مولکولی است که سبب احیای H2O2 و سایر پراکسیدها میشود.
گلوتاتیون
آنتیاکسیدان غیرآنزیمی است که یک عامل بالابردن انرژی است و مانع از آسیب پراکسیداتیو میشود.
کوآنزیمQ10

۱-۲-۱۱- اثرات آنتیاکسیدانها
۱-۲-۱۱-۱- تاثیر بر تحرک اسپرم
آنتیاکسیدانهایی مانند ویتامین E و C، گلوتاتیون، کاتالاز، سوپراکسیددیسموتاز و آلبومین مانع کاهش تحرک اسپرم و کوآنزیم Q سبب افزایش تحرک اسپرم میشود. طی مطالعهای ثابت شده است که نمونه اسپرم انکوبه مرد نابارور با ۵۰میکروگرم از کوآنزیم Q، سبب بهبودی در تحرک اسپرم میشود(Lewin & Lavon, 1997).
۱-۲-۱۱-۲- تاثیر بر روی کاهش آسیبهای بعد از انجماد اسپرم
روش انجماد اسپرم و ذوب شدن آن سبب کاهش قابل توجه و غیر قابل برگشت تحرک و فعالیت متابولیک اسپرم همراه با اختلال در غشای پلاسمایی میشود. بر اساس مطالعه در خصوص درمان با ویتامین E (10 میلی مول/لیتر) که در کاهش آسیب ناشی از انجماد اسپرم موثر است. مشاهده شد که مکمل آزمایشگاهی (۳۰۰ میلی مول/لیتر) Rebamipide در نمونه مایع منی در طول انکوباسیون (C̊۳۷) و انجماد (C̊ ۱۹۶ -به مدت سه روز)، منجر به کاهش معنیدار سطحROS میشود(Park et al., 2003).
۱-۲-۱۱-۳- تاثیر آنتیاکسیدانها در جلوگیری از آسیب بهDNA
آنتی اکسیدانها به کاهش قطعه قطعه شدن DNA ناشی از ROSکمک میکنند. بر اساس مطالعات درمانی، مصرف مکمل های خوراکی روزانه به میزان ۱ گرم ویتامین C و E به مدت ۲ ماه کاهش تعداد قطعه قطعه شدن DNA را از ۱/۲۲٪ به ۱/۹٪ را به همراه دارد. علاوه بر این، پس از درمان با آنتیاکسیدان، بارداری شیمیایی (۲/۴۸٪ در برابر ۹/۶٪) و حاملگی بالینی (۲/۴۸٪ در برابر ۹/۶٪) و لانه گزینی (۶/۱۹٪ در برابر ۲/۲٪) بهبودی قابل توجهی را در مقایسه با نتایج پیش از ۲۴ ICSI ارائه دادند.آلبومین نیز با خنثی نمودن پراکسیداسیون لیپیدها مانع از آسیب به غشای پلاسمایی اسپرم و DNA میشود(Twigg et al., 1998).
۱-۲-۱۲- نقش آنتیاکسیدانها (ربایندههای۲۵بالقوهROS) دراسپرم
ازآنجائیکه ROS دارای نقشهای فیزیولوژیک متفاوتی میباشد، حضورآنتیاکسیدانها حالت پایداری از ROS را در پلاسمای منی ایجاد مینمایند. آنتیاکسیدانهابه صورت فعال، رادیکالهای آزاد را جهت حفظ اسپرماتوزوآ در مقابل ROS از بین میبرند. این آنتیاکسیدانها درهنگام خروج سیتوپلاسم طی اسپرمیوژنز۲۶، فقدان آنزیمهای سیتوپلاسمی اسپرم راجبران مینمایند. در میان آنتیاکسیدانهای بیولوژیکی شناخته شده، سوپراکسیددیسموتاز و کاتالاز نقش مهمی دارند. سوپراکسیددیسموتاز سبب تبدیل مبدل آنیون.O2- به O2 و H2O2میشود. کاتالاز H2O2 را به O2وH2O تبدیل میکند(Choudhary et al., 2010).

آنزیم SOD ، از طریق حذف رادیکالهای سوپراکسید، از بیش فعال سازی پیش از بلوغ اسپرم۲۷وظرفیتگیری۲۸آ (مرحله ما قبل آخر در بلوغ اسپرماتوزوآ که جهت لقاح با تخمک ضروری است) قبل ازانزال جلوگیری مینماید و در نهایت از پراکسیداسیون لیپیدی غشای پلاسمایی جلوگیری بعمل میآورد( Aitken, R et al., 1997).
آنزیم کاتالاز، -NO که القا کننده ظرفیتگیری اسپرم است- را نیز فعال مینماید که یک مکانیسم پیچیده درگیرکننده H2O2 میباشد( Aitken, R et al., 1997).
سیستم گلوتاتیونپراکسیداز/ردوکتاز،سیستم دفاعآنتیاکسیدانی است که غشای پلاسمایی اسپرماتوزوآ را در مقابلH2O2 ، که مسئول شروع پراکسیداسیون لیپیدی است، محافظت میکند. مکانیسم این سیستم به این صورت است که گلوتاتیون پراکسیداز (Se-GSH-Px) بااستفاده ازگلوتاتیون (GSH) به عنوان دهنده الکترون، رادیکالهای پراکسیل (ROO) را از منابعی چون H2O2 حذف مینماید. سپس گلوتاتیون ردوکتاز (GSH-Red)، GSSG اکسید شده را بهGSH احیا مینماید(Gavella, M, et al 1992; Meybodi, A, et al, 2012).
پیرو نتایج بدست آمده،درمان بیماران آستنواسپرمیا با آنتیاکسیدانها سبب بهبود کیفیت اسپرم در روشهای کمک باروری از جملهIVF میشود(Mozdarani & Meybodi, 2004).

این مطلب مشابه را هم بخوانید :   دانلود تحقیق در مورد قرآن کریم، مجمع البیان، حدود پوشش، زنان مسلمان

ویتامین E آنتیاکسیدان اصلیدرغشای اسپرم میباشد و ظاهرا اثر وابسته به دوز دارد. نحوهی عملکرد این ویتامین به صورت شکنندهی زنجیره اکسیداسیون است و در حقیقت رباینده رادیکالهای آزاد، سوپراکسید، پراکسیدهیدروژن و هیدروکسیل میباشد.
ویتامین C نیز یکی ازآنتیاکسیدانهای موجود در مایع منی است که رادیکالهای آزاد را خنثی میکند، همچنین از آسیبهای ایجاد شده در DNA توسط H2O2 جلوگیری میکند.
آنتیاکسیدانهایی چون ویتامین E و C، گلوتاتیون،N –استیل سیستئین،SOD ،کاتالاز، آلبومین، تائورین و هیپوتائورین مانع مرگ و میر اسپرم میشوند(Choudhary et al., 2010).
۱-۳- ژنتیک و ناباروری مردان
در سال ۱۹۷۰ نقشه کروموزوم Y و ارتباط اسپرماتوژنز با بازوی بلند کروموزوم Y مشخص شد. بخش عمدهای از ناباروری مردان دارای علل ژنتیکی است. در روی بازوی بلند کروموزوم Y ناحیهای بنام AZF29 قرار دارد که دارای سه بخش AZFa، AZFb، AZFc است و ژنهای مهمی در این نواحی وجود دارند. حذف هر کدام از این ژنها، در روند تولید اسپرم تاثیرگذار است و از دلایل اصلی در ناباروی مردان میباشد(Painter, 1921; Skaletsky et al., 2003; Stern, 1957).
۱-۳-۱- ژن انتخابی مورد مطالعه
Kdm5dیا Smcy
ژن۳۰Kdm5d یا Smcyدر ناحیه SXra موشی که معادل ناحیه AZFb انسانی است، قرار دارد و یکی از اعضاء خانواده پروتئینی JARID131 است و از ۲۷ اگزون که شامل۴۶۲۰ جفت باز میباشد تشکیل شده است. این ژن کدکننده یک هیستون ۳ لیزین ۴ (H3K4) دمتیلاز است که طی اسپرماتوژنز با فاکتور MSH532 که یک فاکتور ترمیم DNA است، یک کمپلکس پروتئینی تشکیل میدهد. این کمپلکس طی مرحله لپتوتن/زیگوتن بر روی DNA مستقر میشود و در تغییر حالت کروماتین سلول زایای مردانه نقش ایفا میکند. پروتئین KDM5D با دمتیله کردن H3K4 دی و تری متیله، ممکن است در تغییر فشردگی کروموزوم طی میوز موثر باشد(شکل ۱-۳).

شکل(۱-۳): فشردگی کروماتین قبل از ورود به میوز توسط کمپلکس Smcy-MSH5(Akimoto, Kitagawa, Matsumoto, & Kato, 2008).

این خانوادهی پروتئینی، با دمتیله کردنH3K4 به طور اختصاصی هیستونهای دی و تری متیله را دمتیله میکند و سبب فشردگی کروموزوم قبل از ورود به میوز در طی فرایند اسپرماتوژنز میشود. نقص اسپرماتوژنز که به دلیل حذف ژن Kdm5d رخ میدهد، میتواند تأیید کننده نقش این ژن در فرآیند اسپرماتوژنز باشد. این ژن علیرغم نقشهایی که به طور ویژه در سلول زایای مردانه ایفا میکند، در همه بافتها بیان میشود(Akimoto et al., 2008; Kent-First et al., 1996).
نقشKdm5d در تغییر شکل کروماتین، ارتباط حذف این ژن و تغییر بیان آن با سرطان پروستات و سرطان کلیه می تواند نشان دهنده نقش آن در فرآیندهای دیگر سلولی باشد(Perinchery et al., 2000).
همولوگ اصلی این ژن بر روی کروموزوم X، ژن Smcx (JARID1D) میباشد و با بیماریهای تخریب مغزی وابسته به X مرتبط است. این دو ژن در سطح پروتئین به میزان۹۱% مشابهاند. با توجه به اینکه هر دو ژن طی تکامل از یک ژن مشتق شده و همچنین عدم غیر فعال شدن این ژن در طی فرآیند X-Inactivation، عملکرد مشابه آنها پیشنهاد شده است(Iwase et al., 2007).
۱-۴- اهداف:
هدف از انجام این مطالعه، بررسی این نظریه است که استرس اکسیداتیو از طریق تاثیر بر بیان ژن‌ها می‌تواند موجب بسیاری از اختلالات در عملکرد طبیعی اعضای بدن و بروز بیماری شود. بعنوان مثالآ یا اختلالات در اسپرماتوژنز با علل نامعلوم میتواند در اثر استرس اکسیداتیو باشد؟ بدین منظور بیان یکی از ژنهای موثر بر اسپرماتوژنز به نامKdm5d دربیضهی یک مدل موشی از استرس اکسیداتیو مورد بررسی قرار گرفت. با کسب اطلاعات از این طریق علاوه بر کسب دانش پایه در مورد امکان اثر استرس اکسیداتیو بر بیان ژن‌ها، میتوان با توجه به اینکه این ژن خاص دارای هومولوگ انسانی در روی کروموزوم Yاست، این نتایج را در درمان مردان با اسپرم گرام غیر طبیعی بکار بست.
۱-۵- فرضیات:
شرایط اکسایشی القاء ROS، سبب تغییر بیاندرژنKdm5dدر بیضه

دیدگاهتان را بنویسید