مقاله رایگان با موضوع استرس اکسیداتیو، گروه کنترل، اکسیداسیون، فیزیولوژی

دانلود پایان نامه

ر موشهای گروه تیماری نسبت به گروه کنترل را نشان داد. همچنین میزان شکست DNAدر موشهای گروه تیماری نسبت به گروه کنترل با آزمایش تانل به اثبات رسید. بیان ژن Kdm5d در گروه آزمون از طریق Real time PCR نشان داده شد. کاهش بیان ژن Kdm5d را میتوان به آسیبهای وارد شده به DNA و سایر مکانیزمها از جمله تغییرات اپیژنتیکی که میتوانند در بیان ژنها تاثیرگذار باشند، نسبت داد.
کلمات کلیدی: ناباروری مردان، استرس اکسیداتیو، ژنKdm5d

مقدمه :
ناباروری عمدهترین مشکل مربوط به سلامت سیستم تولیدمثل در جهان است که حدود ۱۵درصد زوجهای جوان را درگیر میکند. حدود ۴۰% از ناباروریها مربوط به فاکتورهای مردانه است. این عارضه دلایل مختلفی از جمله واریکوسل، عفونت، ضایعات انسدادی، سیستیک فیبروزیس، تومورها و علتهای جدید همانند استرس اکسیداتیو دارد. استرس اکسیداتیو(OS) 1در نتیجه عدم تعادل بین گونههای اکسیژن فعال (ROS)2و آنتی اکسیدانها در بدن میباشد که میتواند از طریق اختلال در فرایند اسپرماتوژنز، عملکرد و ساختار اسپرم(بدشکلی اسپرم، واکنش آکروزومی، آسیب به DNAو عدم لقاح) منجر به ناباروری مردان شود. رادیکالهای آزاد و پراکسیدها ازمتابولیسم اکسیژن در تمام سلولهای هوازی سبب افزایش اکسیدانها در بدن میشوند و می‌توانند با اکسایش ترکیبات درون سلولی، به عملکرد و بقاء سلولها از جمله اسپرمها‌ آسیب برسانند. از عواملی که بهعنوان سد دفاعی سلول، در برابر استرس اکسیداتیو عمل میکنند آنتیاکسیدانها هستند که بهصورت آنزیمی و غیر آنزیمی در سلولهای اسپرم و مایع منی وجود دارند. هدف از این مطالعه بررسی تاثیر استرس اکسیداتیو بر بیان ژن Kdm5d است.

فصل اول
کلیات

۱- ناباروری
ناباروری۳ یکی از مشکلات بالینی میباشد که به دلیل شیوع و اهمیت آن، محققان روی این موضوع متمرکز شدهاند(Comhaire, 1987). ناباروری در یک زوج بطورکلی به عنوان عدم توانایی برای بارداری بعد از یک سال مقاربت بدون جلوگیری تعریف میشود که حدود ۱۵% از زوجین را در گیر میسازد که ۴۰% این ناباروریها مربوط به فاکتورهای مردانه میباشد(Gnoth et al., 2005; Sharlip et al., 2002). ناباروری در مردان بوسیله آنالیز مایع منی۴ قابل تشخیص است. طبیعی بودن اسپرموگرام۵ – تست تشخیصی که غلظت، تحرک و ریختشناسی اسپرمها را اندازهگیری میکند – عدم حضور سایر اختلالات را ثابت نمیکند(Poongothai, Gopenath, & Manonayaki, 2009). شواهد نشان میدهند که آسیبهای وارده به اسپرم بواسطه گونههای فعال اکسیژن (ROS) یکی از دلایل مهم ناباروری در ۳۰-۸۰ درصد موارد ناباروری مردان محسوب میشوند(Agarwal, Prabakaran, & Allamaneni, 2006).
۱-۱- علل ناباروری در مردان
علل ناباروری در مردان را میتوان به چند گروه تقسیم کرد:
• اختلال در تعداد و عملکرد اسپرم که این گروه از مردان دارای اسپرمگرام غیر طبیعی هستند.
• ضایعات انسدادی که بیشتر مجاری دیستال را تحت تاثیر قرار میدهد مانند آزواسپرمیای انسدادی که ناشی از عوامل ژنتیکی از جمله فیبروز سیستیک است که موجب عدم مادرزادی مجرای وازدفران شود.
• اختلال در اسپرماتوژنز در نتیجه ضایعه در بافت بیضه در اثر ضربه به بیضه، عفونت شدید مجاری تناسلی، اشعه ایکس و شیمی درمانی است.
• اختلالات اندوکرین که مربوط به غدد درون ریز از جمله هایپوگنادیسم میباشد(Esteves, Miyaoka, & Agarwal, 2011; Wiser, Sandlow, & Köhler, 2012).
• از جمله عوامل دیگر با وجود آنالیز طبیعی مایع منی، سابقه نرمال، معاینه فیزیکی و همینطور رد ناباروری با فاکتور زنانه میتوان به حضور آنتی بادیهای ضد اسپرم، آسیب DNA اسپرم و سطح بالایی از گونههای فعال اکسیژن اشاره کرد(Cummins, Jequier, & Kan, 1994).
۱-۲- رادیکال‌های آزاد
۱-۲-۱- تعریف و نحوه تشکیل رادیکال‌‌های آزاد
رادیکال‌های آزاد۶، ترکیبات شیمیایی حدواسط با طول عمر کوتاه بوده که دارای یک الکترون جفت نشده میباشند، تمام والانس‌های آنها اشباع نشده و در واقع مولکولی غیراشباع هستند که برای به دست آوردن الکترون به مولکولهای پایدار در اطراف خود حمله کرده و الکترون خود را به دست میآورند و بدین ترتیب سبب اکسایش مولکولهای دیگر میشوند و این چرخه ادامه مییابد(Gutteridge & Halliwell, 1999).
۱-۲-۲- نحوه عملکرد رادیکال‌های آزاد
رادیکالهای آزاد از چندین طریق نقش خود را ایفا میکنند:
• یک رادیکال آزاد میتواند به مولکول دیگر حمله کند و با اکسایش آن مولکول خود را احیاء کند.
• یک رادیکال آزاد میتواند به یک مولکول دیگر اضافه شود و یک ترکیب رادیکالی ایجاد کند. به عنوان مثال رادیکال هیدروکسیل می‌تواند به گوانین موجود در DNA اضافه و سبب ایجاد رادیکالی به نام ۸- هیدروکسی‌گوانین۷ شود.
• یک رادیکال آزاد میتواند اتم هیدروژن را از پیوند هیدروکربنی (C-H) برداشته و اسکلت کربنی را با یک الکترون جفت نشده باقی بگذارد که در سیستم موجود زنده با یکسری واکنشهای زنجیرهای همراه است(Pryor, 1984).
۱-۲-۳- گونههای فعال اکسیژن و نیتروژن
اصطلاح گونههای فعال اکسیژن به رادیکال‌های آزاد اکسیژن یا انواع فعال شده اکسیژن اطلاق می‌شود. اکسیژن برای حفظ عملکرد سلولهای طبیعی هوازی مانند اسپرماتوزوآ لازم است. شکست محصولات گونههای اکسیژن فعال(ROS) میتواند به عملکرد و بقا سلول آسیب رساند(Eve de Lamirande & Gagnon, 1995).
گونههای فعال اکسیژن شامل یک طبقه بندی گسترده از جمله : رادیکالها (یون هیدروکسیل، سوپراکسید،اکسید نیتروژن، پراکسیل وغیره) و غیررادیکالها(ازن، اکسیژن تنها ، پراکسیدلیپید، پراکسید هیدروژن) و مشتقات اکسیژن میباشند(Sikka, 2001).
همچنین گونههای فعال نیتروژن شامل: (نیتروژن اکسید، نیتروکسیل ، یون پراکسیدنیتریل وغیره) رادیکالهای نیتروژن آزاد در نظر گرفته شده و زیر کلاس گروه ROS قرار میگیرند(Darley-Usmar, Wiseman, & Halliwell, 1995).
۱-۲-۳-۱- نقشهای بیولوژیک ROS
از نقشهای مهم ROS میتوان به موارد زیر اشاره کرد: به عنوان پیامبرهای درون سلولی عمل کرده و در مسیرهای تنظیمکنندهی سلول فعال است، همچنین تنظیم بیان ژنی بهویژه ژن مربوط به پروتئینهای آنتیاکسیدانی را بر عهده دارند(Finkel, 1998; Jones, Hancock, & Morice, 2000). مطالعات زمینهای نشان میدهد ROS در تنظیم بلوغ اسپرم و فسفریلاسیون پروتئینهای انزالی در آغاز تحریک اسپرم نقش مهمی دارد(R. Aitken & Vernet, 1997). بنابراین، حضورROS برای عملکرد عادی سلولها ضروری به نظر میرسد و با توجه به غلظتشان میتوانند اثرات فیزیولوژیک یا پاتولوژیک بر اسپرم داشته باشند.
۱-۲-۴- تولید و منبع رادیکالهای آزاد
عوامل متفاوتی با منشا داخلی و خارجی میتوانند سبب تولید رادیکال آزاد در بدن شوند که این منابع شامل موارد زیر میباشد:
• التهاب و آلودگیهای میکروبی منجر به تولید رادیکالهای آزاد توسط نوتروفیلها و ماکروفاژها میشوند.
• واکنشهای اکسیداسیون احیاء (انتقال الکترون) در میتوکندری: از طریق آنزیمهای کاتالیز شده و همینطور انتقال یونهای فلزی کاتالیز کننده همانند یونهای آهن و مس، سبب تولید رادیکالهای آزاد اکسیژن به عنوان محصول فرعی می شوند.
• آلودگی هوا (مواد شیمیایی موجود در هوا)، آتش سوزی جنگل، فعالیتهای آتشفشانی و سوزاندن ترکیبات آلی طی آشپزی نیز تولید رادیکالهای آزاد را سبب میشوند.
• تشعشع پر انرژی یا یونیزه شده مانند UV، ماکروویو، پرتوهای X و گاما، مصرف الکل و داروهای خاص، استعمال دخانیات، فاضلابهای صنعتی، پنبه نسوز، علف کشها، سموم قارچی، مواد شیمیایی مازاد و استرس، از جمله عوامل دخیل در تولید رادیکالهای آزاد به ویژه ROS میباشند(Agarwal & Allamaneni, 2011).
• مایع منی شامل انواع مختلف سلولها ماننداسپرم بالغ و نابالغ، سلولهای گرد از مراحل مختلف اسپرماتوژنز، لکوسیتهاوسلولهای اپی تلیال می باشد. از بین این سلولهای مختلف لکوسیتهاواسپرماتوزوآی نابالغ به عنوان دو منبع اصلی تولید گونههای فعال اکسیژن شناخته شدهاند(Garrido, Meseguer, Simon, Pellicer, & Remohi, 2004).
۱-۲-۴-۱- تولید ROS توسط اسپرماتوزوآی غیر طبیعی
تولید ROS در اسپرم غیر طبیعی به دلیل حفظ سیتوپلاسم اضافی در روند اسپرمیوژنز است که به دو روش ROS را تولید میکنند:
۱- سیستم NADPH اکسیداز که در سطح غشای پلاسمایی اسپرم فعال است.
۲- NADH اکسیدوردوکتاز که در سطح میتوکندری وجود دارد(R. J. Aitken, Buckingham, & West, 1992).
۱-۲-۴-۲- تولید ROS توسط لکوسیتها
توانایی لکوسیتها در تولید ROS به میزان فعالیت آنها در پاسخ به تحریکات از جمله التهاب و عفونت بستگی دارد(F. F. Pasqualotto, Sharma, Nelson, Thomas Jr, & Agarwal, 2000). لکوسیتها در برابر این تحریکات فعال شده، تولید NADPH افزایش یافته و در پی این فرآیند، سطح ROS افزایش مییابد(Blake, Allen, & Lunec, 1987).
۱-۲-۵- استرس اکسیداتیو
استرس اکسیداتیو (OS) عبارتست از عدم تعادل بین ROS و آنتیاکسیدانها در بدن که سبب پراکسیداسیون ماکرومولکول‌های داخل سلول شده و منجر به اثرات ثانویه بر عملکرد سلول میشود. رادیکالهای آزاد مانند ROS عاملی برای ایجاد استرس اکسیداتیو میباشند و میتوانند سبب آسیبهای اکسیداتیو شوند(Griveau & Lannou, 1997).
۱-۲-۵-۱- مکانیسم عملکرد استرس اکسیداتیو
پس از القاء ROS و استرس اکسیداتیو ۳ اتفاق در سلول میافتد:
القاء ROS میتواند موجب بیش از ۲۰ نوع آسیب در DNA شود. عدم ترمیم صحیح DNA توسط سیستمهای ترمیم ۸BER، ۹NER میتواند باعث جهش ژن مانند جهش نقطهای و پلی مورفیسم شود که میتواند موجب تغییر در عملکرد و بیان ژنها شود(Barroso, Morshedi, & Oehninger, 2000). شایعترین آسیبهای DNA آن موجب تبدیل ترکیب گوانین سیتوزین به آدنین تیمین میشود(Kemal Duru, Morshedi, & Oehninger, 2000).
اگر شکست در دو رشتهی DNA اتفاق بیفتدژن (۱۰ATM) که محصول آن یک پروتئین کینازسرین / ترئونین است فعال شده، در نتیجه منجر به توقف چرخه سلولی، تعمیر DNA به وسیله سیستمهای ترمیم ۱۱NHEJ و ۱۲HR میشود.
گاهی آسیب به حدی زیاد است که سیستمهای ترمیم DNA قادر به ترمیم آن نبوده و باعث القاء آپوپتوز و مرگ سلول آسیب دیده میشود(Wells et al., 2009). (شکل ۱-۱).

این مطلب مشابه را هم بخوانید :   منابع تحقیق درباره مفهوم و مصداق و قانون گذاری

استرس اکسیداتیو

شکل(۱-۱): ارتباط بین ATMو P53 در پاسخهای ترمیم DNA یا آپوپتوز حاصل از آسیب ایجاد شده توسط استرس اکسیداتیو.

از علل احتمالی آسیب به DNAی اسپرم میتوان به آپوپتوز ناقص ، عفونت بیضه، اسپرماتوژنز معیوب و استرس اکسیداتیو اشاره نمود(Bhuller & Wells, 2006).
۱-۲-۵- اثرات استرس اکسیداتیو
تمام اجزای سلولی ازجمله چربیها، پروتئینها، اسیدهای

دیدگاهتان را بنویسید