دانشگاه شیراز
دانشکده علوم
بخش زیست شناسی
پایان نامه کارشناسی ارشد فیزیولوژی جانوری
عنوان:
بررسی کارایی و مکانیسم تأثیر اوجنول در تعدیل فعالیت خودبخودی و فعالیت صرعی القاء شده توسط پنتیلینتترازول در نورونهای حلزون
استاد راهنما:
دکتر جعفر وطن پرست
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
چکیده
اوجنول یک فنیل پروپن گیاهی و ترکیب اصلی عصاره میخک است که به واسطه خواص ضددرد و ضدعفونی کنندهاش شناخته شده میباشد. اوجنول کانالهای یونی متعدد از جمله کانالهای کلسیمی HVA، رسپتور NMDA، رسپتور گاباA، کانالهای سدیمی حساس و مقاوم به تترودوتوکسین و کانالهای پتاسیمی را تنظیم می کند. برهمکنش اوجنول با کانالهای یونی متعدد آن را یک تنظیمگر بالقوه تحریکپذیری نورونی ساخته است. در مطالعه حاضر با بهره گرفتن از تکنیک ثبت داخل سلولی اثرات اوجنول بر تحریکپذیری و الگوی فعالیت و نیز برهمکنش آن با فعالیت صرعی القاء شده با پنتیلنتترازول، در نورونهای گانگلیون زیر مری حلزون باغی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بررسی حاضر نشان داد که اوجنول یک اثر وابسته به غلظت بر فعالیت الکتریکی نورونها دارد. بکارگیری خارج سلولی غلظتهای پایین اوجنول (5/0 و 5/1 میلیمولار) دامنه، شیب فاز بالارو و فرکانس پتانسیلهای عمل را نسبت به شرایط کنترل کاهش داد، که این موارد پیشنهاد کننده مهار کانالهای سدیمی به وسیله اوجنول میباشد. بعلاوه اوجنول (5/1 میلیمولار) فعالیت انفجاری القاء شده با پنتیلنتترازول را سرکوب و فعالیت منظم با اسپایکهای منفرد را برقرار کرد. از طرف دیگر بکارگیری خارج سلولی اوجنول با غلظتهای بالا (5/2 میلیمولار) دامنه و مدت زمان AHP و شیب فاز پایین روی پتانسیلهای عمل را کاهش و فرکانس پتانسیلهای عمل را افزایش داد. در نهایت نیز الگوی فعالیت را از فرم منظم به فعالیت انفجاری تغییر داد. که بیانگر مهار احتمالی جریانهای رو به خارج پتاسیم و تقویت جریانهای رو به داخل کلسیم میباشد. فعالیت صرعی القاء شده با اوجنول با بکارگیری خارج سلولی نیفدیپین (بلوکر کانالهای نوع L) و نیکل کلرید (مهارکننده غیراختصاصی کانالهای کلسیمی) به طور کامل از بین رفت که این مورد حمایت کننده این است که تقویت جریان کلسیمی به وسیله اوجنول برای بروز فعالیت انفجاری الزامی میباشد. چنین به نظر میرسد که اوجنول در غلظتهای پایینتر می تواند به طور مؤثری جریان سدیمی را سرکوب کرده و تحریکپذیری نورونی را کاهش دهد در صورتیکه در غلظتهای بالاتر اثر آن در جهت مهار جریانهای پتاسیمی غالب شده و منجر به بروز فعالیت انفجاری میشود.
کلمات کلیدی: اوجنول، نورون حلزون، فعالیت ضدصرعی، فعالیت انفجاری، کانالهای یونی
فهرست مطالب
فصل اول
1- مقدمه. 2
دلایل استفاده از نورونهای حلزون.. 6
فصل دوم
2- مروری بر تحقیقات پیشین.. 9
2-1- صرع. 9
2-2- اسانس های گیاهی.. 10
الف ) ترپنها: 11
ب) ترکیبات آروماتیک… 11
2-3- اثرات بیولوژیک اسانسهای گیاهی.. 12
2-3-1- اثرات موتاژنیک اسانسها در سطح هسته و سیتوپلاسم.. 12
2-3-2- اثرات آنتی موتانژنیک اسانسها 13
2-3-3- اثرات سیتوتوکسیک اسانسهای گیاهی.. 13
2-3-4- خواص سرطان زایی اسانسهای گیاهی.. 14
2-4- ترکیبات اسانسها و عملکرد آنها روی سیستم عصبی مرکزی و محیطی.. 14
2-4-1- لینالول.. 15
2-4-2- اکالیپتول.. 15
2-4-3- سیترونلول.. 16
2-4-4- منتول.. 16
2-4-5- اوجنول.. 17
2-5- کانالهای یونی و مشارکت آنها در فعالیت الکتریکی نورونها 20
2-5-1- کانالهای پتاسیمی.. 20
2-5-1-1- کانالهای پتاسیمی وابسته به ولتاژ. 21
2-5-1-2- کانالهای پتاسیمی وابسته به کلسیم.. 21
2-5-2- کانالهای کلسیمی.. 23
2-5-3- کانال های سدیمی.. 24
جریانهای سدیمی گذرا و مداوم. 25
2-6- هدف.. 26
فصل سوم
3- مواد و روش‌ها 28
3-1- حیوانات.. 28
3-2- تشریح و آماده سازی گانگلیون عصبی جهت ثبت… 29
3-3- محلول ها و داروها 30
3-4- ثبت داخل سلولی.. 30
3-5- مراحل آزمایش…. 32
3-6- پارامترهای الکتروفیزیولوژیک مورد مطالعه. 33
3-7- آزمون آماری.. 34
فصل چهارم
4- نتایج.. 36
4-1- ویژگیهای فعالیت خودبخودی و برانگیخته نورونهای حلزون در شرایط کنترل.. 36
4-2- ویژگیهای پتانسیل عمل خودبهخودی و ویژگیهای غیر فعال غشاء در حضور غلظتهای 5/0 و 5/1 میلیمولار اوجنول 37
4-3- بررسی اثر اوجنول بر فعالیت صرعی القاء شده با پنتیلن تترازول (PTZ) 49
4-3-1- پتانسیل استراحت غشاء و ویژگیهای پتانسیل عمل خودبهخودی در حضور پنتیلنتترازول و اوجنول 49
4-3-2 پتانسیل استراحت غشاء و ویژگیهای پتانسیل عمل خودبهخودی در حضور اوجنول و پنتیلنتترازول 56
4-4- بررسی نقش احتمالی کانالهای سدیمی در اثرات القاء شده با اوجنول.. 60
4-4-1- پتانسیل استراحت غشاء و ویژگیهای پتانسیل عمل خودبخودی در حضور اوجنول وریلوزول 60
4-4-2- پتانسیل استراحت غشاء و ویژگیهای پتانسیل عمل خودبخودی در حضور ریلوزول و اوجنول 65
4-4-3- پتانسیل استراحت غشاء، الگوی فعالیت و ویژگیهای پتانسیل عمل خودبخودی در حضور PTZ، ریلوزول و اوجنول 70
4-5- پتانسیل استراحت غشاء، الگوی فعالیت و ویژگیهای پتانسیل عمل خودبهخودی در حضور غلظتهای 2 و 5/2 میلی مولار اوجنول.. 74
4-6- فعالیت و ویژگیهای پتانسیل عمل خودبخودی در حضور اوجنول 5/2 میلیمولار و نیکل کلرید و نیفدیپین 82
فصل پنجم
5- بحث و نتیجهگیری.. 87
5-1- تغییر ویژگیهای پتانسیل عمل و الگوی فعالیت نورون در حضور غلظتهای مختلف اوجنول 87
5 -2- ویژگیهای پتانسیل عمل در حضور همزمان اوجنول و ریلوزول.. 92
5-3- مهار فعالیت صرعی القاء شده با پنتیلن تترازول (PTZ) توسط اوجنول.. 94
5-4- اثرات ریلوزول و اوجنول بر فعالیت صرعی القاء شده با PTZ.. 97
5-5- نتیجهگیری.. 99
5-6- پیشنهادات برای مطالعات آینده. 99
منابع و ماخذ. 100
منابع فارسی.. 100
منابع لاتین.. 100
مقدمه
صرع یک اختلال پیچیده عصبی میباشد که 1 تا 2 درصد از کل جمعیت جهان را مورد تأثیر قرار داده است. عفونتهای سیستم عصبی مرکزی، شوک عاطفی، اختلالات متابولیک، الکل، تومورهای مغزی و مشکلات عروقی مغز از مهمترین عوامل زمینهساز صرع هستند. صرع معمولاٌ قابل کنترل اما غیرقابل درمان است(Cascino, 1994) . تشنج مشخصه اصلی صرع بوده و بیانگر فعالیت نورونی غیرطبیعی و بیش از حد مغز میباشد که با یک الگوی خودبخودی، تکرار شونده و غیرقابل پیش بینی بروز می کند (Stafstrom, 2003).
شواهدی مبنی بر دخالت تغییر در سیستمهای نوروترنسمیتری مختلف به ویژه گلوتامات، آسپارتات و گابا در ایجاد صرع وجود دارد (Pinto, et al., 2005). به طور کلی تغییر در الگوی فعالیت سیناپسها و مختل شدن عملکرد کانالهای یونی، به عنوان مکانیسمهای اصلی زمینهساز حملههای صرعی شناخته شده اند (Nobels, 2003; Wuttke and Lerche, 2006). متداولترین روش پیشگیری و درمان صرع استفاده از داروهای سنتزی ضدصرع است که با تأثیر بر زیرساختارهای سلولی دخیل در عملکرد سیناپسها و کانالهای یونی از بروز الگوی فعالیت صرعی در کانون صرع جلوگیری کرده یا گسترش آن به سایر نواحی و بروز تشنج را مهار می کند(Bialar and White, 2010) .
تاریخچه استفاده از گیاهان دارویی با اهداف درمانی مقارن است با تاریخ زندگی بشر. در پزشکی سنتی استفاده از عصاره خام گیاهان، به صورت خوراکی یا موضعی، نقش مهمی در درمان بسیاری از بیماریها، خصوصاٌ کنترل عفونتها داشته است (Navarro, et al., 1996). در دهههای اخیر آشکار شدن عوارض جانبی داروهای شیمیایی منجر به توجه مجدد به روشهای درمانی طبیعی و به راه افتادن موج جدیدی از پژوهشها در زمینه گیاهان دارویی شده است ((Braun and Cohen, 2007.
امروزه علاوه بر استفادههای بالینی، محصولات طبیعی مذکور به منظور کشف اهداف جدیدی از جمله رسپتورها و کانالها، حائز اهمیتاند ((Vriens, et al., 2008.
اسانسهای گیاهی[1] ترکیبات مایع، فرار، محلول در چربی، اغلب زلال و به ندرت رنگی میباشند که در بخشهای مختلف گیاه از جمله جوانه، برگ، گل، ساقه، دانه و میوه تولید و ذخیره میشوند (Bakkali, et al., 2008). اسانسها به طور معمول از ترپنهای[2] آروماتیک فرار و فنیل پروپانوئیدها تشکیل شده‌اند که به واسطه عبور آزادانهشان از غشاء سلول میتوانند نقشهای سیگنالینگ متنوعی در سلول داشته باشند. در این ارتباط گزارشهایی حاکی از مداخله اسانسهای گیاهی با کانالهای یونی و رسپتورها نیز وجود دارد (Goncalves, et al., 2008).
ترپنهای گیاهی به عنوان دارو، چاشنی و طعم دهنده مواد غذایی و خوشبوکننده مورد استفاده قرار می‌گیرند. مونوترپنها ترکیباتی با فرمول مولکولی C10H16 میباشند که هم در فراوردههای گیاهی با اثر صرعزا[3] و هم در فراوردههایی با اثرات ضدصرع[4] یافت میشوند (Burkhard, et al., 1999; Ishida, 2005). انواعی از عصارههای گیاهی و اسانسهای روغنی استخراج شده از گیاهان جهت درمان صرع مورد استفاده قرار می‌گیرند. تحقیقات روی این گیاهان نشان داده که عصاره آنها حاوی ترکیباتی با خواص ضدتشنجی هستند و قادر به مهار فعالیت صرعی القاء شده توسط پنتیلنتترازول[5]((PTZ میباشند (Sayyah, et al., 2002).
PTZ آنتاگونیست گابا است که با مهار رسپتور گاباA باعث کاهش عملکرد گاباارژیک میشود (Olsen, 1981). بنابرین داروهایی که عمل سیستم گابا را از طریق رسپتور گاباA تقویت می کنند میتوانند در جلوگیری از صرع القاء شده توسط PTZ مؤثر باشند (Snead, 1992). از جمله مونوترپنهایی که اثرات ضدصرعی به آنها نسبت داده شد میتوان به اوجنول[6]، لینالول[7]، منتول[8] و لیمونن[9] اشاره کرد (Burkhard, et al., 1999).
اوجنول یک فنیلپروپن است که از گیاهان متعددی از جمله درخت جوز[10]، میخک[11]، دارچین[12]و ریحان[13] استخراج میشود، با اکسید روی ترکیب شده و صمغی را ایجاد می کند که به خاطر ویژگیهای ضدباکتریایی، ضدالتهاب، بیحسکنندگی موضعی و ضددردش به طور گستردهای در دندانپزشکی به کار میرود (Hashimoto, et al., 1988; Ohkubo, et al., 1997; Kim, et al., 2003; Pizzo, et al., 2006; Chaieb, et al.,2007; Zheljazkov, et al., 2008). این ترکیب به عنوان چاشنی و طعم دهنده در محصولات غذایی و همچنین ماده خوشبوکننده در محصولات آرایشی مورد استفاده قرار میگیرد (Opdyke, 1975).
از آنجا که اوجنول در گیاهان و ادویهجات پرمصرف به وفور یافت میشود، بررسی خواص و برهمکنشهای آن با اجزای مختلف سلولی به نظر ضروری میرسد. نشان داده شده که اوجنول با طیف وسیعی از کانالها و رسپتورهای غشائی برهمکنش داده و اثرات بیولوژیک متنوعی از خود به جای میگذارد. اوجنول در سیستم عصبی اثرات متعددی را اعمال می کند، از جمله: حفاظت از سلولهای عصبی در برابر ایسکمی و پپتید بتاآمیلویید (Irie and Keung, 2003; Wie, et al., 1997; Won et al., 1998)، مهار هدایت پتانسیلهای عمل در عصب سیاتیک (Kozam, 1997)، بهبود بخشیدن عوارض عصبی و نورونی ناشی از دیابت (Nangle et al., 2006) و سرکوب پتانسیلهای میدانی صرعی که نشاندهنده یک پتانسیل درمانی برای اوجنول در صرع میباشد (Muller et al., 2006). مشخص شده اوجنول یک اثر ضدصرعی وابسته به زمان و غلظت مورد استفاده دارد (Sayyah et al., 2004). این ترکیب رسپتورهای N-متیل-D-آسپارتات(NMDA) را مهار و رسپتورهای ایونوتروپیک گابا را تقویت می کند که هر دو رسپتور مذکور در احساس درد دخیلاند (Aoshima and Hamamoto, 1999; Wie et al.,1997). این مولکول همچنین پتانسیل عملهای مرکب را در فیبرهای A و C تضعیف می کند. موارد مذکور میتوانند توضیحی بر اثر ضددرد اوجنول باشند (Brodin, 1985). علاوه بر موارد فوق، خواص آنتیاکسیدانی (Li et al., 2006) و ضدسرطانی (Pal, et al., 2010) آن نیز گزارش شده است.
با توجه به مطالعات انجام شده، تصور بر این است که کانالهای یونی اهداف فارماکولوژیک مهم ترکیبات طبیعی میباشند. انواع کانالهای یونی سدیمی، کلسیمی و پتاسیمی در غشاء سلولهای تحریک‌پذیر از جمله نورونها وجود دارند و از آنجا که در سیستم عصبی، انتقال پیام وابسته به پتانسیل عملهایی است که از فعالیت هماهنگ کانالهای یونی متنوع حاصل میشوند، هر ترکیبی که قادر به اثر گذاشتن بر ویژگیهای پتانسیل عمل و بعبارتی کانالهای یونی باشد در تحریکپذیری سلول نیز مؤثر خواهد بود (Catteral, 2010). کانالهای یونی در فرایندهای فیزیولوژیکی مختلف از جمله رهایش نوروترنسمیتر، جفت شدن تحریک-انقباض[14]، کنترل بیان ژن و تکوین سلولی نقش دارند. از طرفی اختلال عملکرد کانالهای یونی می‌تواند منجر به اختلالات پاتولوژیک شود. به منظور تأیید تأثیر ترکیبات طبیعی بر کانالهای یونی، استفاده از آنتاگونیست‌ها و آگونیست‌ها‌ی بسیار انتخابی لازم است (Bulaj, 2008). گزارشهایی حاکی از مداخله ترکیبات اسانسهای گیاهی با فعالیت کانالهای یونی و رسپتورها وجود دارد که تکنیک‌های الکتروفیزیولوژیک برای تشخیص و شناسایی اثرات بیولوژیکی ترکیبات و چگونگی برهمکنش آنها با کانالهای یونی بسیار مؤثر هستند (Goncalves, et al., 2008).
دلایل استفاده از نورونهای حلزون
در تحقیقات انجام شده روی الگوی فعالیت صرعی و روشهای درمان آن از مدلهای حیوانی مختلف استفاده شده است. با این حال مکانیسمهای اساسی ایجاد کننده الگوی فعالیت صرعی در نمونههای جانوری مختلف مشابه است. از طرفی نتایج تحقیقات مختلف نشان داده است که الگوی فعالیت صرعی ایجاد شده در نورونهای حلزون با الگوی فعالیت ثبت شده در سیستم عصبی مهرهداران از جمله انسان شباهت دارد (Janahmadi, et al., 2008).
مزایای تکنیکی متعدد نورونهای گانگلیون بیمهرگان در مقایسه با نورونهای مهرهداران از جمله وجود نورونهای بزرگ قابل تشخیص، تنوع کانالهای یونی و امکان مطالعه گانگلیون در شرایط in vitro بدون تغییر در ویژگیهای ساختمانی و عملکردی باعث شده تا این نورونها در موارد متعددی جهت مطالعه مکانیسمهای پایه سیستم عصبی مورد استفاده قرار گیرند. نرم‌تنان بزرگترین نورونها را در سلسله جانوران دارند و اندازه بزرگ نورون‌هایشان، شناسایی و ورود الکترود به سلول را تسهیل می‌کند و از طرفی خونسرد بودن این رده جانوری، مشکلات نگهداری آنها را در شرایط in vitro کاهش می‌دهد. این عوامل باعث شدند بسیاری از مطالعات اولیه الکتروفیزیولوژیک برای نخستین بار روی نورونهای نرم‌تنان انجام شوند (Hodgkin and Hoxley, 1939; 1952). در مقایسه با نمونههای بیمهره، مطالعه مکانیسمهای سلولی و مولکولی در نورونهای PESTAN(به خاطر محدودیت سایت در درج بعضی کلمات ، این کلمه به صورت فینگیلیش درج شده ولی در فایل اصلی پایان نامه کلمه به صورت فارسی نوشته شده است)داران اغلب مستلزم مراحل آماده‌سازی است که ممکن است همراه با تغییراتی در سازمانبندی کلی نورونها باشد. به علاوه اندازه بسیار کوچک نورونها و نیاز به شرایطی با حداقل تغییرات نسبت به شرایط in vivo، انجام ثبت داخل سلولی را مشکل می‌سازد. عملکرد سیستم عصبی بیمهرگان و مهرهداران از جهات بسیاری شبیه میباشد، از جمله داشتن گیرنده‌های حسی، شبکه عصبی مرکزی، خروجی‌های حرکتی و مجموعه‌ای از ناقل‌های عصبی، مسیرهای انتقال سیگنال و انواع کانالهای یونی مشابه (Altrup, et al., 1992). بنا به دلایل ذکر شده بویژه امکان القاء فعالیت صرعی و حضور تنوعی از کانالهای یونی غشائی، استفاده از نورونهای حلزون روش مناسبی جهت مطالعه برهمکنشهای احتمالی اوجنول با کانالهای یونی و مکانیسمهای دخیل در فعالیت صرعی میباشد.
تعداد صفحه :139
قیمت :14700 تومان
