2-2-2-1-1-3 . فسفولیپاز A2
فسفولیپازA2 (PLA2)[22] آنزیمی است که فسفولیپیدهای غشایی را برای آزادکردن اسید آراشیدونیک می شکند. فعال سازیPLA2 موجب تحریک فعالیت NADPH اکسیداز، افزایش تولیدROS میتوکندری عضله و سیتوزول، و رها سازیROS به فضای خارج سلولی می شود(26).PLA2 به دو صورت وابسته و مستقل از کلسیم، در تولیدROS عضله اسکلتی نقش دارد.PLA2 مستقل از کلسیم،تعیین کننده اصلی فعالیت ROS تحت شرایط استراحتی(پایه) است، درحالی که در طی انقباضات عضلانی،فشار گرمایی،یا فرایندهای دیگر که موجب افزایش غلظت کلسیم درون سلولی می شوند؛ PLA2 وابسته به کلسیم فعال می شود و تولیدROS را در مقادیر بالاتر از حالت پایه، تحریک می کند(26).
2-2-2-1-1-4 . کاتکولامین ها
کاتکولامین ها متابولیسم اکسایشی عضله اسکلتی و عضله قلبی را از طریق فعالسازی گیرنده های بتا آدرنرژیک ، افزایش داده و از این طریق، میزان تولیدROS میتوکندریایی را در طی احیاء O2 به H2O، افزایش می دهند(33). به علاوه، اکسایش خود به خودی آدرنالین که به آدرنوکروم[23](فرآورده آجری رنگ اکسایش آدرنالین که در تراوایی مویرگ موثر است)، موجب تولید سوپراکساید می شود که به عنوان منبع مهم تولیدROS در شرایط کم خونی/برقراری مجدد جریان خون شناخته می شود(32, 33).
2-2-2-1-1-5 . پراکسی زوم ها
پراکسی زوم ها[24] ارگانل های درون سلولی هستند که در اکسایش غیرمیتوکندریایی اسیدهای چرب و اسیدهای آمینه فرمD نقش دارند. تحت شرایط فیزیولوژیک،پراکسی زوم ها مسئول تولید وضعیت یکنواختH2O2 و نه سوپراکساید، هستند. کبد در حالت استراحت، تنها ارگانی است که پراکسی زوم های آن در تولیدH2O2 مشارکت دارند. گرسنگی طولانی مدت موجب افزایش تولیدH2O2 می شود، زیرا اکسایش اسیدهای چرب در این اندامک ها افزایش می یابد. مشابه شرایط گرسنگی،اسیدهای چرب سوبسترای اصلی انرژی برای عضله اسکلتی و قلبی در طی فعالیت های ورزشی طولانی مدت هستند؛ از این رو،پراکسی زوم ها جایگاه مستعد تولیدH2O2 در طی این نوع فعالیت های ورزشی به شمار می روند(37).
2-2-2-1-1-6 . نیتریک اکساید سنتتاز
سنتزNO ازطریق سه نوع عمدهNOS،صورت میگیرد؛NOS عصبی(Nnos)[25] که در اصل در بافت عصبی یافت می شود؛ اما در بیشتر انواع سلولی نیز وجود دارد.NOS اندوتلیالی (eNOS)[26] که در سلول اندوتلیال یافت می شود؛ و NOS قابل القاء ((i NOS که غالبا در شرایط التهابی یافت می شود. عضله اسکلتی بطور طبیعی موجب افزایش بیان ایزوفرم های عصبی و اندوتلیالی NOS می شود. nNOSمنبع عمده تولید کننده NO در عضله اسکلتی درحال انقباض است. افزایش NO چندین ساعت بعد از اجرای ورزشی توام با آسیب عضلانی، از افزایش فعالیت iNOS که تغییر همسو با افزایش فعالیت سلول های ایمنی است، ناشی می شود(26, 30).
2-2-2-1-2 . منابع ثانویه تولید گونه های واکنشی
تعدادی دیگر از منابع تولید کننده رادیکال های آزاد در داخل عضله اسکلتی وجود دارند که متعاقب آسیب عضلانی فعال می شوند. این منابع ثانویه ممکن است نقش مهمی در گسترش یا تشدید فرایند بیماری داشته باشند، یا ممکن است صرفا به عنوان بخشی از پاسخ های سازگاری بدن باشند که موجب آماده سازی کارآمد بافت آسیب دیده شده و امکان ترمیم بافتی سریع تر را امکان پذیر می سازند(32, 33, 37). منابع ثانویه تولید گونه های واکنشی شامل: سلول های فاگوسیتی،رابدومیولیزیس(تجمع میوگلوبین در کلیه براثر آسیب عضلانی)،تولید رادیکال آزاد به خاطر انباشتگی کلسیم در عضله اسکلتی و تولید رادیکال آزاد ناشی از یون های آهن می باشند(32, 33, 37).
2-3 . ضد اکسایش ها و انواع آن ها
بافت های بدن دربردارنده ضد اکسایش های آنزیمی و غیر آنزیمی هستند که به عنوان یک واحد پیچیده برای رفع سم زدایی و تنظیم ROS در دو محیط درون و برون سلولی،عمل می کنند. سیستم های ضداکسایشی سازماندهی شده برای ایستادگی در برابر اختلالات اکسایشی و جلوگیری از آسیب اکسایشی،فعالیت می کنند.لازم است عنوان گردد که میزان آسیب اکسایشی در طی فعالیت جسمانی، نه تنها با میزان رادیکال تولیدی،بلکه توسط ظرفیت دفاع ضداسایشی نیز تعیین می شود(25).ضداکسایش ها شامل: ضداکسایش های آنزیمی و غیرآنزیمی می باشند.
2-3-1 . ضداکسایش های آنزیمی
مهمترین ضداکسایش های آنزیمی اصلی شامل: SOD،GPX،CATوPONهستند.هریک از این آنزیم ها،نوع خاصی از گونه های واکنشی را برداشت و مسمومیت زدایی می کنند(25).
2-3-1-1 . آنزیم سوپراکساید دیسموتاز(SOD)
آنزیم SOD یک متالوپروتئین است که به عنوان اولین و مهمترین خط دفاعی در برابر رادیکال های سوپر اکساید تولید شده در سلول،عمل می کند؛ زیرا رادیکال های سوپراکساید را برای تشکیل پراکسید هیدروژن و اکسیژن، دیسموته می کند(24). سلول ها میزان بالایی رادیکال های سوپراکسیاید تولید می کنند. برای بیان سمی(توکسیک بودن) سوپراکساید می توان به بیماری تصلب جانبی آمیوتروفیک[27] (بیماری تخریب کننده مسیرهای هرمی و نورون های حرکتی پایینی که با ضعف حرکت و حرکت اسپاسم ماهیچه ای اندام ها،همراه با آتروفی ماهیچه ای مشخص می شود) اشاره کرد.در این بیماری،نقصان درSOD دیده می شود به طوری که قادر به جمع آوری و برداشت بهینه رادیکال سوپراکساید نیست. تجمع فزاینده سوپراکساید در این بیماری،آپوپتوزیس[28](مرگ سلولی برنامه ریزی شده) نورون های نخاعی را افزایش می دهد(26). در پستانداران سه ایزوفرم SOD وجود دارد. ایزوفرم اول،CU/ZN-SOD با وزن مولکولی 32000کیلو دالتون است که به صورت دایمر وجود دارد. این ایزوفرم به مس و روی به عنوان کوفاکتور، نیاز داشته و عمدتا در سیتوزول و فضای بین غشایی میتوکندری قرار دارد.ایزوفرم دوم،Mn-SOD باوزن مولکولی 88000 کیلودالتون است که به صورت تترامر قرار دارد، از منگنز به عنوان کوآنزیم استفاده کرده و در ماتریکس میتوکندری قرار دارد.Mn-SOD حدود 80درصد از سوپراکساید تولید شده در میتوکندری را احیاء می کند. 20درصد باقی مانده سوپراکساید تولیدشده، وارد سیتوزول شده و توسط CU/Zn-SOD متابولیزه می شود.
ایزوفرم سوم،EC-SOD یک گلیکوپروتئین ترشحی است که به مس و روی به عنوان کوفاکتور، نیاز داشته و در فضای خارج سلولی(مانند پلاسما) قرار دارد. ایزوآنزیم های SOD به طور متفاوتی در بافت های مختلف بدنقرار دارند: CU/Zn-SOD باغلظت بالایی در اریتروسیت ها و کبد؛Mn-SOD عمدتا در قلب،کلیه و کبد؛ و EC-SOD در کلیه و ریه؛ به وفور یافت می شوند. درعضله اسکلتی،15تا35 درصد فعالیت کلی SOD در میتوکندری است و 65تا85 درصد باقی مانده در سیتوزول دیده می شود(26, 30). نشان داده شده که تمرینات ورزشی باشدت بالا، موجب افزایش بالاتری درSODعضله اسکلتی نسبت به تمرینات ورزشی باشدت پائین،می شوند. داد و همکارانش[29] (2006) عنوان داشته اند سه شدت تمرینی60،50 و 70 درصد vo2max (هرشدت 10دقیقه دوچرخه سواری)، به ترتیب موجب افزایش 3/25 ،8/55 و 6/49 درصدی فعالیت SOD در عضلات هوازی که حاوی درصد بالایی از فیبرهای نوعI و نوعIIa هستند، در مقایسه با عضلات با حجم های میتوکندریایی پایین(یعنی تارهای نوعIIX وIIb) ، بالاتر گزارش شده است.به عبارت دیگر، میزان افزایش در فعالیت SOD به دنبال تمرینات ورزشی استقامتی، در تارهای عضله عضلات اسکلتی نوعI و نوعIIa بارزتر است.توجیه احتمالی برای این سازگاری، فراخوانی بیشتر تارهای کند انقباض عضله اسکلتی است(26, 29).
2-3-1-2 . آنزیم گلوتاتیون پراکسیداز(GPX)
آنزیم GPX عضوی ازخانواده آنزیم های ضداکسایشی سلنوپروتئینی(سلنیوم یکی از ترکیبات ساختاریGPXاست) است که به ترتیب،H2O2 و آلکیل هیدروپراکسیدها را در حضور گلوتاتیون احیاء شده ، به عنوان دهنده الکترون، به آب و الکل کاتالیز می کند. آنزیم GPX در میتوکندری و سیتوزول قرار دارد، ازاین رو،H2O2 و هیدروپراکسایدها را از منابع گوناگونی برداشت می کند.در سلول های عضلانی،تفریبا45 درصد فعالیت GPX در سیتوزول،و55درصد باقی مانده در میتوکندری صورت میگیرد(26, 38).دوره تمرینی نقش مهمی در تنظیم افزایشی فعالیت GPXدر عضله اسکلتی دارد،به طوری که دوره تمرینی طولانی مدت نسبت به دوره تمرینی کوتاه مدت، موجب تنظیم افزایشی بیشتری در فعالیت GPX عضله اسکلتی می شود(28).در مقایسه با تمرین ورزشی با شدت پایین،تمرین ورزشی با شدت بالا و تمرین ورزشی با شدت متوسط-هردو – افزایش بزرگتری در فعالیت GPX عضله اسکلتی ایجاد می کنند(39).گذشته از این،جلسات تمرین ورزشی با دوره زمانی طولانی(بیش از60دقیقه روزانه)، موجب افزایش بالاتری در فعالیتGPX عضله اسکلتی در مقایسه با دوره های تمرین ورزشی با دوره زمانی کوتاه مدت(کمتر از 30دقیقه) می شوند(39). همانندSOD،مقدار نسبیGPXموجود در تارهای عضله اسکلتی در بین تارهای عضلانی فرق می کند،به طوری که در تارهای با ظرفیت اکسایشی بالا(یعنی تارهای نوعI) ، فعالیت GPX در بالاترین حد گزارش شده؛ درحالی که تارهای با ظرفیت اکسایشی پایین(یعنی نوعIIB)، از پایین ترین میزان فعالیت برخوردار است(26, 38).
2-3-1-3 . آنزیم کاتالاز(CAT)
آنزیمCAT یک هموتترامر با جرم مولکولی 240000کیلو دالتون است که به آهن به عنوان یک کوفاکتور(که به جایگاه فعال آنزیم متصل می شود)نیاز دارد. نقش های ضداکسایشیCAT عبارتند از: کاتالیز کردن تجزیهH2O2 به H2O و O2، سمی زدایی چندین سوبسترا مانند فنول ها و الکل ها و کاهش تشکیل رادیکال هیدروکسیل از واکنش فنتون. آنزیمCAT عمدتا در پراکسی زوم های بیشتر سلول های پستانداران قرار دارد، اما میتوکندری و اندامک های درون سلولی دیگر مانند شبکه سارکوپلاسمی،نیز حاوی این آنزیم ها هستند(26, 38). اگرچه هم پوشانی بین عملکردCATوGPX وجود دارد،اما گرایش دو آنزیم به H2O2 به عنوان سوبسترا متفاوت است.آنزیمGPXپستانداران در مقایسه باCAT، گرایش بیشتری به H2O2 در غلظت های پایین دارد. این بدین معناست که در غلظت های پایین،GPX نقش فعال تری در برداشتH2O2 از سلول عضلانی دارد؛ اما زمانی که غلظت H2O2 در سلول افزایش می یابد،CAT نیز وارد عمل می شود.این که فعالیتCAT متعاقب تمرین ورزشی افزایش می یابد یا نه، مشخص نیست و مطالعات به عمل آمده،نتایج متفاوتی را گزارش کرده اند(26, 29, 38).
2-3-1-4 . آنزیم پارااکسوناز-1
آنزیم پارااکسوناز-1(PON1 ) توسط کبد ساخته می شود و به طور تقریبا منحصر به فرد برروی HDL قرار دارد و به مقدار زیاد در پستانداران ذخیره می گردد. انواع دیگر پارااکسوناز یعنی PON2 و PON3نیز شناخته شده اند. براساس یافته های موجود،PON1 دارای خواص ضداکسایشی است و بیشتر در زمینه سم شناسی[30] مورد توجه قرار گرفته است. فعالیتPON1 سرم عمدتا مقاومت در برابر سمیت ارگانوفسفاتی است که در پستانداران دیده می شود، و در بررسی های به عمل آمده، رابطه بین فعالیتPON1و آتروسکلروز نشان داده شده است(40).اعتقاد برآن است PON1 احتمالا در خواص ضدآتروژنی[31]HDLنقش دارد؛و درواقع به عنوان یکی از اجزاءHDL شناخته شده که به احتمال زیاد توان آن را در متابولیزه کردن پراکسیداسیون لیپیدی و کاهش میزان توسعه ضایعات آتروسکلروتیک،بالا می برد. سایر گزارش ها نیز اشاره کرده اند که LDL و تعداد دیگری از فسفولیپیدهای اکسیدشده ،سوبستراهای فیزیولوژیکی خوبی برای PON1 سرم به شمار می روند وPON1 از تغییرات اکسایشی لیپوپروتئین ها، به ویژه LDL جلوگیری به عمل می آورد(40).تاثیر فعالیت بدنی بر فعالیت آنزیم PON1 پلاسمایی مورد بررسی قرار گرفته است. باوجوداین،تعامل بین فعالیت این آنزیم با فشار اکسایشی ناشی از فعالیت بدنی و ورزش، تاکنون به اندازه کافی مورد بررسی قرار نگرفته است. نشان داده شده که 1 تا 7 روز بعداز فعالیت ورزشی زیر بیشینه،فعالیت PON1 پلاسمایی به طور معنی دار کاهش می یابد(40). همچنین گزارش شده که یک جلسه فعالیت شدید بی هوازی فعالیت آنزیم PON1 کبد و سرم را مهار می کند(40, 41).
2-3-2 . ضداکسایش های غیرآنزیمی
تعداد زیادی از ضداکسایش های غیرآنزیمی در سلول و خون وجود دارند. از جمله ضداکسایش های غیرآنزیمی می توان به گلوتاتیون،اسید لیپوئیک،اسید اوریک،بیلی روبین و یوبیکینون اشاره کرد(28).
2-3-3 . ضداکسایش های تغذیه ای
ضداکسایش های تغذیه ای،ضداکسایش های غیرآنزیمی هستند که در حفاظت سلولی در برابر گونه های اکسیژن و نیتروژن فعال مشارکت دارند.مهمترین ضداکسایش های تغذیه ای شامل: ویتامینE و ویتامینC و کاروتنوئید ها می باشند(28).
2-4 . فشار اکسایشی
گونه های اکسیژن و نیتروژن واکنشی در حین فعالیت ورزشی در بدن تولید می شوند. بدن موجود زنده از سیستم های حمایتی-حفاظتی(ضداکسایشی) برای به حداقل رساندن اثرات مخرب گونه های واکنشی برخوردار است. عدم تعادل در تولید گونه های واکنشی و برداشت آن ها توسط ضداکسایش ها،منجر به بروز شرایطی به نام فشار اکسایشی در بدن می شود. برای بررسی شرایط فشار اکسایشی در بدن،از شاخص های اندازه گیری مستقیم رادیکال آزاد در بدن،شاخص های ظرفیت ضداکسایشی و شاخص های آسیب اکسایشی،استفاده می شود(42).تولید فزاینده گونه های واکنشی و برداشت نا کارآمد آن ها از محیط سلولی،منجر به بروز شرایطی به عنوان فشار اکسایشی می شود. فشار اکسایشی به طور عمده و ویژه، در حین فعالیت ورزشی در بدن ایجاد می شود. اصطلاح فشار اکسایشی به عنوان اختلال در تعادل ضداکسایش ها-اکسایش ها تعریف می شود که این عدم تعادل،موجب افزایش تولید اکسایش ها در بدن می شود.اگرچه این تعریف به طور گسترده ای در دو دهه اخیر مورد استفاده قرار گرفته است،اما به احتمال زیاد در آینده مورد تغییر و اصلاح قرار خواهد گرفت. به عبارت دیگر،تعریف فشار اکسایشی همزمان با پیشرفت زمینه های بیولوژیکی در آینده،متحمل اصلاحات و تغییرات عمده ای قرار خواهد گرفت. کمی سازی فشار اکسایشی،چالش عمده ای است که منجر به شکل گیری تعداد زیادی از رویکردهای روش شناختی شده است(42).
2-4-1 . اثرات بیولوژیکی ROS
اثرات بیولوژیکی ROS شامل دو دسته اثرات هستند؛
2-4-1-1 . اثرات مثبت زیستی:
دستگاه ایمنی بدن از اثرات کشنده اکساینده ها و با ساختن گونه های فعال استفاده می نماید. فاگوسیت ها اصلی ترین عامل استفاده از چنین خاصیتی در داخل بدن هستند. این دسته از سلول ها با ساخت رادیکال های ، و با استفاده از خاصیت اثر، بر مواد زیستی می توانند تقریبا به هر بخش از سلول هدف خود آسیب رسانند(43). این نقش در زمان التهاب افزایش می یابد. تمرین ورزشی به ویژه به وسیله شدت تمرین و تمرینات آسیب رسان مانند تمرین اکسنتریک سبب التهاب می شود(44). اگرچه بیشتر مطالعات بر روی اثرات مضر رادیکال های آزاد متمرکز شده است اما این دسته مواد نقش مهمی در سیگنال های درون سلولی بازی می کنند(45). همچنین نقش ROS در به کار انداختن آنزیم ها، رفع مسمومیت های دارویی و تسهیل تخلیه گلیکوژن شناخته شده است(46). ترکیبات ROS همچنین یک نقش اساسی در انقباض عضلانی بازی می کنند.جلوگیری از تولیدROS به از دست دادن نیروی انقباضی تارهای عضلانی منتهی می شود(47). در مقابل، افزایشROS به یک افزایش نسبی قدرت عضلانی منجر می شود(48).
2-4-1-2 . اثرات منفی :ROS
بیشتر گونه های فعال اکسیژن در متابولیسم عادی بدن در مقادیر کمی تولید می شوند و آسیب های تحمیل شده از طرف آن ها با سرعت زیادی ترمیم می گردد اما در شرایط تولید انبوه مواد اکسایشی، اثرات منفی آن ها بیشتر بوده و فرایندهایی همچون تخلیهATP و مرگ سلولی را به دنبال دارند. این دسته مواد می توانند اندازه و شکل ترکیباتی را که با آن ها واکنش می دهند،تغییر دهند(43).
2-4-1-3 . تخریب چربی ها:
اکسیداسیون چربی ها در اصطلاح به نام پراکسیداسیون چربی نامیده می شود و می تواند پیامد بالقوه آسیب هایی باشد که در اثر حمله رادیکال های آزاد به سلول ها به وجود می آید. پراکسیداسیون لیپید هنگامی روی می دهد که رادیکال های ازاد، اتم های هیدروژن را به سرعت جدا می کنند. این امر بر اثر استریفیه شدن اسید های چرب اشباع نشده موجود در غشای سلولی و لیپوپروتئین ها و نیز اسیدهای چرب آزاد رخ می دهد(49).
2-4-1-4 . آسیب اکسایشی:DNA
ROS باعث شکسته شدن رشته های DNA و اختلال در فرایند رونویسی می شود(50). تمام بخش های DNA مستعد حمله ROS است(51). سیستم ترمیم DNA دائمی است اما ظرفیت آن می تواند بیش از حد گسترده شود یا مراحل ترمیم تغییر کند(52).
2-4-1-5 . آسیب اکسایشی پروتئین ها:
| دانلود کامل پایان نامه در سایت pifo.ir موجود است. |