پایان نامه ارشد با موضوع استرس اکسیداتیو، نفوذپذیری، فیزیولوژی

دانلود پایان نامه ارشد

ROS هستند که هر دو در فعال کردن ماکروفاژ‌ها، فیبروبلاست‌ها، سلول‌های اندوتلیال و کراتینوسیت‌ها برای سنتز VEGF81 نقش دارند.
نوتروفیل‌ها و ماکروفاژ‌ها تولید کننده‌های گونه‌های واکنشگر اکسیژن هستند. ROS در غلظت‌های پایین مسیر‌های سیگنالینگی را فراهم می‌آورد که منجر به دفاع علیه میکروارگانیسم‌ها می‌شود، بنابراین در ترمیم زخم حاد بسیار مؤثر است. شرط لازم برای این مسیر وجود تعادل میان اکسیدانت‌ها و آنتی‌اکسیدانت‌ها می‌باشد، بطوری که مقادیر زیاد ROS به دلیل احتمال آسیب اکسیداتیو باعث اختلال در ترمیم می‌شود. مقادیر زیاد ROS نه تنها به ساختار خارج سلولی پروتئین‌ها، لیپید‌ها و DNA آسیب می‌رساند بلکه کمپلکس مسیر سیگنال‌دهی که منجر به افزایش بیان متالوپروتئیناز‌های ماتریکس (MMP)82 سرین پروتئاز و سایتوکاین‌های التهابی می‌شود را تحریک می‌کند. اثر سمی‌مقادیر زیادROS منجر به آسیب شدید سلول‌های اندوتلیال در زخم‌های موش می‌شود که به دلیل نقص در آنزیم سم‌زدای ROS به نام پروکسی ردوکسین-6 شناخته شده است. نیتریک اکسید مؤثرترین آنتی‌اکسیدانتی محسوب می‌شود که توسط نیتریک اکسید سنتتاز و در شرایطی وابسته به اکسیژن تولید می‌شود. نیتریک اکسید نه تنها مقادیر بالای ROS را سم‌زدایی می‌کند بلکه در خاموش کردن فاکتور هسته‌ای NF-kB که مهمترین فعال کننده‌ی رونویسی پروتئین‌های التهابی است نیز نقش دارد. لنفوسیت‌هایی که به محل زخم هجوم می‌برند هم باعث فعال شدن اکسیدوردوکتاز تیوردوکسین به عنوان مکانیسم حفاظتی علیه استرس اکسیداتیو می‌شوند. تحت شرایط استرس اکسیداتیو، ماکروفاژ‌ها با بیان هم اکسیژناز و سیستئین ترنسپورتر خود را از اثرات ROS حفاظت می‌کنند. لازم به ذکر است که تمام مکانیسم‌های سم‌زدایی وابسته به اکسیژن است. در شرایط‌ هایپوکسیک همان طور که در زخم مزمن رایج است، فرآیند سم‌زدایی متوقف شده و منجر به تولید بدون کنترل ROS و افزایش پتانسیل فاز التهابی می‌شود (87).
2-9-4-1. اثرات مثبت استرس اکسیداتیو در التیام زخم
2-9-4-1-1. انعقاد83
ROS تولید شده توسط استرس اکسیداتیو نقش مهمی‌در قوی‌سازی فرآیند انعقاد و تحریک mRNA فاکتور بافتی دارد. فاکتور بافتی (TF) در نتیجه‌ی آسیب بافتی رها شده و باعث آغاز مسیر انعقاد و تشکیل ترومبین می‌شود. ROS رها شده از ترومبین، TF-mRNA را بیان کرده و عملکرد آن را افزایش می‌دهد که چرخه‌ی تشکیل لخته را قویتر می‌سازد. همچنین ROS در افزایش فراخوانی پلاکت‌ها و فعال‌سازی پلاکت‌ها به توسط کلاژن‌ها سهیم است. فعال‌سازی پلاکت‌ها و تجمع آنها برای تشکیل لخته و همچنین رهاسازی فاکتور‌های رشد مختلف و سایتوکاین‌هایی که آغازگر فرآیند ترمیم زخم هستند ضروری است. به طور خلاصه اینکه پلاکت‌های فعال شده توسط رهاسازی ROS و RNS منجر به افزایش بیان TF و در نتیجه باعث قویتر شدن تشکیل لخته می‌شود (88).
2-9-4-1-2. آغاز و دوام فاز التهابی
فاکتور‌های رشد مختلفی که از پلاکت‌ها، فیبروبلاست و لوکوسیت‌ها رها می‌شوند، مسئول فراخوانی و فعال‌سازی نوتروفیل‌ها و مونوسیت‌ها به محل زخم بوده و باعث آغاز ری اپیتلیالیزاسیون و آنژیوژنز زخم می‌شوند. TGF رها شده از فیبروبلاست‌ها و لوکوسیت‌ها سلول‌های نامبرده شده را به صورت اتوکراین تحریک می‌کنند تا تولید سایتوکاین‌های اضافی مثل TNF-α، IL-1β و PDGF منجر شوند که پاسخ‌های التهابی را بیش از پیش شدت می‌دهند. PDGF فاکتور رونویسی NF-kB و پروتئین جاذب شیمیایی ماکروفاژی-184 را فعال می‌سازد تا پاسخ‌های التهابی تشدید گردند. H2O2 برای فاکتور‌های رشدی مثل PDGF و TGF به عنوان پیامبر ثانویه عمل کرده و در نتیجه H2O2 پاسخ التهابی این فاکتور‌های رشد را تنظیم می‌کند. بعلاوه اینکه ROS و RNS85 می‌توانند به طور مستقیم بر کموتاکسی نوتروفیل‌ها اثر بگذارند. کاهش ROS/RNS توسط بیان بیش از حد آنتی‌اکسیدانت‌هایی مثل تیوردوکسین مانع از فراخوانی لوکوسیت‌ها توسط LPS می‌شود. هیدروزن پراکسید به توسط تنظیم بیان مولکول‌های چسبنده لوکوسیتی سبب تسهیل اتصال نوتروفیل‌ها و مونوسیت‌ها به ماتریکس خارج سلولی و سلول‌های اندوتلیال می‌شود. این اتصال همچنین باعث القای بیان فاکتور محرک کلونی مونوسیت86 (CSF-1) می‌شود که در حفاظت از مونوسیت‌ها و نجات ماکروفاژ‌ها در محل زخم مؤثر است. بنابراین ROS و RNS نقش مهمی‌در تقویت فاز التهابی دارند.
2-9-4-1-3. ری اپیتلیالیزاسیون
ROS با فعال کردن بیان کلاژناز و میانجی‌گری در سیگنالینگ EGF به ری اپیتلیالیزاسیون زخم‌ها کمک می‌کند. هیدروژن پراکسید AP-1 را فعال می‌کند که آن هم بعداً بیان کلاژناز را افزایش می‌دهد. کلاژناز به تجزیه‌ی ماتریکس خارج سلولی کمک می‌کند که آن هم در مهاجرت سلول‌ها به سمت زخم مؤثر است. یک تا دو روز بعد از جراحت، کراتینوسیت‌ها به منظور حفظ مهاجرتشان به سمت زخم شروع به تکثیرمی‌کنند. همچنین هیدروژن پراکسید مسئول میانجی‌گری در سیگنالینگ فاکتور رشد اپیدرمی ‌(EGF) می‌باشد که در افزایش تکثیر کراتینوسبت‌ها مؤثرند.
2-9-4-1-4. آنژیوژنز و رسوب ماتریکس
آنژیوژنز و رسوب ماتریکس در روز چهارم بعد از جراحت مشاهده می‌شود. آنژیوژنز شامل تشکیل مویرگ‌های جدید می‌باشد که به بافت ظاهری گرانوله (رنگی) می‌دهد. EGF-2 و فاکتور رشد اندوتلیال رگ (VEGF) رها شده در محل زخم سبب پیشرفت آنژیوژنز می‌شوند. ROS باعث افزایش افینیتی EGF-2 به رسپتورش و همچنین افزایش بیان آن می‌شود. بر اساس تحقیقات سن87 و همکاران گفته شد که غلظت‌های میکرومولار از هیدروژن پراکسید باعث بیان VEGF در کراتینوسیت‌ها در طول ترمیم زخم می‌شود. ماتریکس موقت تشکیل شده توسط مولکول‌های ساختاری حاصل از فیبروبلاست‌ها برای تشکیل بافت گرانولاسیون ضروری می‌باشند. این ماتریکس با ماتریکس کلاژنی سنتز شده توسط فیبروبلاست‌های فعال جا به جا می‌شود. هیدروژن پراکسید تشکیل کلاژن I, III, IV را تحریک می‌کند. طی سنتز فیبروبلاست‌ها و بازسازی ماتریکس غنی از کلاژن، بخشی از این فیبروبلاست‌ها به میوفیبروبلاست تبدیل می‌شوند که در انقباض زخم نقش دارند. ROS در تبدیل فیبروبلاست‌ها به میو فیبروبلاست‌ها اثر دارد که به این هم به انقباض زخم کمک می‌کند. انقباض زخم به ری اپیتلیالیزاسیون سریع و نزدیک کردن لبه‌های زخم کمک می‌کند (88).

شکل 2-26. مدلی فرضی از نقش گونه‌های واکنشگر اکسیژن در مکانیسم سیگنال‌دهی فاکتور رشد اپیدرمی ‌در سلول‌های اپی‌تلیال. NOX: NADPH اکسیداز، PKC: پروتئین کیناز C، AA: آراشیدونیک اسید، cPLA2: فسفولیپاز A2 سیتوسولی، PL: فسفولیپید، EGFR: رسپتور EGF، PTP: پروتئین تیروزین کیناز (45)

2-9-4-2. اثر منفی استرس اکسیداتیو و استرس نیترواکسیداتیو در ترمیم زخم
شواهد نشان می‌دهند که ROS و RNS در زخم مزمن دخالت مستقیم دارند. افزایش در درصد نسبی اوریک اسید (AUR)88 که بیومارکری در افزایش استرس اکسیداتیو و نیترو اکسیداتیو است در هنگام وقوع زخم مزمن گزارش شده است. افزایش فعالیت نیتریک اکسید سنتتاز القایی هم در زخم‌های مزمن وریدی و هم در زخم‌های دیابتی افزایش می‌یابد. افزایش بیش از حد ROS و RNS سبب غیر فعال کردن آنتی‌اکسیدانت‌های آنزیمی ‌اپیدرمی ‌می‌شوند. اثرات مستقیم سلولی ROS و RNS شامل اختلال در مهاجرت، تکثیر و محصولات سنتتیک ماتریکس خارج سلولی فیبروبلاست‌های پوستی و کراتینوسیت‌ها می‌باشد. استرس نیترو اکسیداتیو باعث افزایش تجزیه‌ی ماتریکس و آپوپتوز در زخم‌ها می‌شود. آرژیناز در زخم‌های مزمن و دیابتی افزایش می‌یابد و مسئول افزایش رسوب ماتریکس است اگرچه به دلیل استرس نیترو اکسیداتیو بالا، رسوب ماتریکس نقص پیدا می‌کند. مقادیر بالای نیتریک اکسید تولید شده توسط نیتریک اکسید سنتتاز القایی با رادیکال‌های آزاد اکسیژن مشتق از پلی مورفونوکلئر89 (PMN) و ماکروفاژ‌ها وارد واکنش شده تا سبب تولید پروکسی نیتریت شود. پروکسی نیتریت بسته به میزان غلظتش در اطراف زخم باعث القای آپوپتوز و نکروز می‌شود.
فعالیت متعادل پروتئازی در التیام زخم نقش مهمی‌ را بازی می‌کند. PMN مهاجرت یافته از خون به محل زخم، پروتئاز‌ها را رها می‌کند. پروتئاز‌های رها شده از لوکوسیت‌ها باعث تجزیه‌ی ماتریکس موقت و بازسازی اجزای ECM می‌شوند. همچنین نقش مهمی‌ در انقباض رگ‌ها، افزایش نفوذپذیری غشا، تقویت انعقاد، اتصال لوکوسیت‌ها، کموتاکسی، مهاجرت، از بین بردن باکتری‌ها، حذف باقی مانده‌های سلولی، تنظیم پاسخ‌های التهابی و فعالیت فاکتور‌های رشد ایفا می‌کنند. زیاد بودن اکسیدانت‌ها در زخم‌های مزمن، تعادل بین میزان پروتئاز‌ها و آنتی پروتئاز‌ها را بهم می‌زند.
فیبروبلاست‌ها با سنتزشان و بازسازی مولکول‌های ماتریکس خارج سلولی مثل کلاژن و با تولید میتوژن‌ها برای کراتینوسیت‌ها، سلول‌های اندوتلیال و فیبروبلاست‌ها، در ترمیم زخم نقش بسزایی را ایفا می‌کنند. در زخم‌های مزمن، فیبروبلاست‌ها بزرگتر بوده و ظاهری مشابه فیبروبلاست‌های پیر دارند. استرس اکسیداتیو بالا در زخم‌های مزمن، عامل ایجاد پیری در فیبروبلاست‌ها می‌باشد. فیبروبلاست‌های پیر قادر به تکثیر نبوده ولی با عملکردی تغییر یافته به لحاظ متابولیکی فعال بوده، غیر متحرک بوده و به دلیل مقاومتشان به آپوپتوز، در بافت تجمع می‌یابند و انواع مختلفی از پروتئین‌ها مثل متالو پروتئاز‌های ماتریکس و سایتوکاین‌های پیش التهابی را تولید می‌کنند که همه در التیام معمولی زخم مؤثرند. استرس اکسیداتیو بالا از مهاجرت و تکثیر کراتینوسیت‌ها هم جلوگیری می‌کند (88).
2-9-5. نیتریک اکسید و زخم
2-9-5-1. اثر مثبت نیتریک اکسید در ترمیم زخم
L- آرژینین، آمینو اسیدی است که در فرآیند‌های فیزیولوژیکی عادی حضور داشته و برای فرآیند ترمیم زخم ضروری محسوب می‌شود. اثر مفید آن در تحریک ترشح فاکتور‌های رشد مختلف برجسته‌تر نشان داده شده است. L- آرژینین در زخم‌ها توسط دو آنزیمی ‌که در طول مراحل‌های فرآیند ترمیم بیان می‌شوند متابولیزه می‌شود. در مراحل اولیه‌ی ترمیم، L- آرژینین با اکسیداتیو L- آرژینین د ایمیناز (OAD)/NOS90 به سیترولین و گونه‌های واکنشگر نیتروژن کاتالیز می‌شود و در مراحل تأخیری ترمیم، با اثر آرژیناز به اورنیتین کاتالیز می‌شود. این یافته‌ها نقش نیتریک اکسید در ترمیم زخم را نشان می‌دهند. همچنین ممکن است. افزایش تولید آمینو اسید L-اورنیتین که پیش ساز L- پرولین در سنتز کلاژن است یکی دیگر از اثرات L- آرژینین می‌باشد. نقش قطعی NO در ترمیم زخم به طور دقیق مشخص نشده است. بطوری که حتی یک مطالعه هم نشان داد که NO مانع از سنتز کلاژن در زخم می‌شود، ولی در سوی دیگر بر اساس تعداد زیادی از مطالعاتی که در این زمینه صورت گرفته‌اند نشان می‌دهند که NO نقش مهمی‌ در تمام مراحل ترمیم بر عهده دارد. هر سه ایزوفرم NOS در پوست حضور دارند و در حین ترمیم زخم بیان می‌شوند. nNOS در کراتینوسیت‌ها و ملانوسیت‌ها بیان می‌شود، در حالی که eNOS در کراتینوسیت‌های لایه‌ی اپیدرمی ‌بازال، فیبروبلاست‌ها، سلول‌های اندوتلیال و غده‌های اکرین حضور دارند. iNOS هم در کراتینوسیت‌ها، فیبروبلاست‌ها، سلول‌های لانگرهانس و اندوتلیال تحریک می‌شود (88).

2-9-5-1-1. التهاب
NO در مرحله التهابی به عنوان گشاد کننده‌ی رگ، ضد میکروب، منع کننده‌ی تجمع پلاکت‌ها و تحریک کننده‌ی نفوذپذیری رگ‌ها نقش عمده‌ای را ایفا می‌کند. NO مسئول افزایش و کاهش تنظیم فاز التهابی ترمیم زخم می‌باشد. NO با فعالیت جاذب شیمیایی91 برای بسیاری از سایتوکاین‌ها مثل IL-1، TGF-β1، مونوسیت‌ها و نوتروفیل‌ها، به عنوان عامل پیش التهابی عمل می‌کند. مقادیر بالای NO ممکن است به صورت ضد التهاب در فاز‌های تأخیری التهاب ظاهر شود. گفته می‌شود که NO می‌تواند سبب مهار سایتوکاین‌های جاذب مونوسیتی (RANTES)92 و پروتئین جاذب ماکروفاژ (MCP-1) شود.
2-9-5-1-2. آنژیوژنز
آنژیوژنز فرآیند تشکیل رگ‌های جدید است که NO برای افزایش آنژیوژنز ضروری است. NO با فعال کردن فاکتور‌هایی مثل VEGF، bFGF و TGF-β سبب پیشرفت آنژیوژنز می‌شود. سپس این

پایان نامه
Previous Entries پایان نامه ارشد با موضوع نفوذپذیری، مورفولوژی، فیزیولوژی Next Entries پایان نامه ارشد با موضوع گروه کنترل، ژن درمانی، تغییر رنگ