دانلود پایان نامه انتقال اطلاعات و سیستم عصبی


Widget not in any sidebars

1-2) اسانسهای گیاهی
اسانس‌های گیاهی ترکیبات طبیعی، فرار و پیچیدهای هستند که به وسیله بوی قوی خود مشخص شده و به وسیله گیاهان معطر به عنوان متابولیتهای ثانویه تولید میشوند. این ترکیبات در ساختارهای ترشحی ویژه گیاهان از جمله غدد، مجاری و حفرههای ترشحی و مجاری صمغی ذخیره میشوند (Ahmadi, et al., 2002; .Bezic, et al., 2009) این ترکیبات محلول در چربی، الکل و ترکیبات با قطبیت ضعیف هستند همچنین به مقدار خیلی کم قابل حل در آب اند. اکثر آنها بیرنگ یا به رنگ زرد کمرنگ هستند و در برخی موارد از جمله اسانسهای مربوط به گیاه بابونه به رنگ آبی اند. به علت وجود باندهای دوگانه و گروههای عاملی از جمله گروههای آلدهیدی، استری و هیدروکسیلی در ساختار مولکولی خود به راحتی قابل اکسیداسیون توسط نور، گرما و هوا هستند .(Skold, et al., 2008)
این ترکیبات از زمانهای قدیم به عنوان مواد ضد باکتری، ضد ویروس، ضد قارچ، حشرهکش و بعنوان دارو در پزشکی مورد استفاده قرار میگرفتهاند. امروزه نیز این ترکیبات در داروسازی، بهداشت، کشاورزی، صنایعغذایی و ساخت محصولات آرایشی کاربرد دارد .(Bakkali, et al., 2008)
اسانسهای گیاهی متشکل از 20 الی 60 جزء با غلظتهای متفاوت میباشند که 2 یا 3 جزء عمدهی هر اسانس ویژگیها و اثرات بیولوژیکی آن را تعیین میکند (Bakkali, et al., 2008).
Faleiro و همکاران در سال 2003 گزارش کردند که فعالیت ضدمیکروبی اسانسهای گیاهی توسط بیش از یک جزء صورت میگیرد.
Ipek و همکاران نیز در سال 2005 نشان دادند که اجزای عمدهی اسانسهای گیاهی مثل تیمول، اوجنول، سافرول، کاروون، لینالول و سیترونلول ویژگیهای بیولوژیک و بیوفیزیولوژیک اسانسی که از آن جدا شدند را نشان میدهند.
از طرفی Cal در سال 2006 مطرح میکند که ترکیبات متعدد اسانسهای گیاهی، در تعیین بوی خوش، چگالی، رنگ، آبدوستیا چربی دوستبودن اسانس، میزان نفوذپذیری غشاء به اسانس و در نهایت در توزیع سلولی اسانس ایفای نقش میکنند. که توزیع سلولی فاکتور تعیین کنندهی بسیار مهمی در عملکرد اسانس است، زیرا بسته به جایگاه اسانس در سلول، مسیرهای سیگنالینگ متنوعی ممکن است به راه بیفتد. همچنین پیشنهاد شده که ممکن است ترکیبات جزئی موجود در اسانس فعالیت اجزای عمده را تعدیل کنند (Santana-Rios, et al., 2001). پس در واقع تنها ترکیب عمده اسانسها مسئول اثر بیولوژیکی نیست بلکه اثرات توسط مجموعهای از اجزا صورت میگیرد.
انواع مختلفی از ملکولها از جمله هیدروکربنها، الکلها، آلدهیدها، استرها، لاکتونها و فنولها در اسانسهای گیاهی وجود دارد (Dorman and Deans, 2000). بطور کلی اسانسهای گیاهی از نظر منشأ بیوسنتزی به دو گروه مجزا تقسیم میشوند: گروه اصلی که شامل ترپنها و ترپنوئیدها میباشد، گروه دیگر که از ترکیبات آروماتیک و آلیفاتیک تشکیل شده است.
ترپنها گروه متنوعی از محصولات طبیعی که شامل بیش از 2000 عضو هستند و از لحاظ ساختاری و عملکردی از کلاسهای مختلفی تشکیل شده‌اند. این مولکولهای ساختهشده از هیدروژن و کربن هستند و بطور کلی از ترکیب واحدهای ساختاری 5 کربنه به نام ایزوپرن(C5H8) ایجاد میشوند. ترپن‌های اصلی شامل مونوترپن‌ها (C10) که از اتصال دو واحد ایزوپرن و سسکوئی‌ترپن‌ها (C15) که از اتصال سه واحد ایزوپرن تشکیل شدهاند میباشند. البته ترپنهایی با تعداد کربنهای بیشتر نیز وجود دارد ازجمله دیترپنها (C20). به ترپن حاوی اکسیژن ترپنوئید گفته میشود (Bakkali, et al., 2008).
ترکیبات آروماتیک از فنیل پروپان مشتق شده و نسبت به ترپنها فراوانی کمتری دارند. این گروه خود شامل آلدهیدها، الکلها، فنولها، مشتقات متوکسی و ترکیبات متیلدیاکسی میباشند. مسیرهای بیوسنتز مربوط به ترپنها و مشتقات فنیل پروپانیک در گیاهان معمولا جدا از هم هستند اما مسیر عمده آنها ممکن است یکسان باشد.
1-3)اثرات بیولوژیک اسانسهای گیاهی
با توجه به مطالعات صورت گرفته طیف وسیعی از اثرات شامل سیتوتوکسیک و ضدمیکروبی،سرطانزایی وضدسرطان را به اسانسهای گیاهی نسبت میدهند. این ترکیبات به دلیل حلالیت بالا در چربی میتوانند به سهولت همانند لیپوفیل‌های معمولی با عبور از دیواره سلولی و غشای پلاسمایی، ساختار لایههای مختلف از جمله پلیساکاریدها، لیپیدهای چرب و فسفولیپیدها را تخریب کرده و آنها را نفوذپذیر میکنند و در نتیجه سبب آسیب برگشتناپذیر غشای سلولی میشوند و نیز با لخته کردن سیتوپلاسم به لیپیدها و پروتئین‌ها آسیب میرسانند (Burt, 2004) و بدین گونه اثرات ضدمیکروبی و خاصیت سیتوتوکسیک خود را اعمال میکنند. اسانسهای گیاهی قادراند به غشاء و DNA میتوکندریایی آسیب زده و منجر به ایجاد جهشهایی در ژنهای مربوط به پروتئینهای دخیل در تنفس سلولی شوند (Bakkali, et al., 2008; Burt, 2004). از طرفی برخی مطالعات نشان میدهد که این ترکیبات از طریق فعالسازی آنزیمهای آنتیاکسیدان سلول (Sharma, et al., 2001) و فرآیندهای سمزدایی آنزیمی موتاژنها اثرات آنتیموتانژنیک خود را اعمال میکنند (Kada and Shimoi, 1987).
برخی از اسانس‌های گیاهی و ترکیبات آن‌ها ممکن است به عنوان عوامل سرطانزای ثانویه پس از فعالشدن متابولیک در نظر گرفته شوند (Guba, 2001). این ترکیبات از طریق مکانیسمهای مختلف میتوانند سبب القای سرطان شوند مثلا برخی اسانسها ترشحات استروژن را تحریک کرده که میتواند باعث القای سرطان وابسته به استروژن شود. برخی دیگر نیز شامل مولکولهای فتوسنتزکننده مانند فلاوین، پورفیرین و هیدروکربور هستند که می‌توانند باعث اریتما (قرمزی و التهاب پوست) یا سرطان پوست شوند. مطالعاتی نقش سرطانزایی متیل اوجنول (Burkey, et al., 2000) و ضدسرطانی اکالیپتول (Moteki, et al., 2002) را نشان داده است.
پیشنهاد شده که اسانسها دارای اثرات فارماکولوژیک مختلفی روی سیستم عصبی میباشند. اگرچه بیشتر مطالعات منتشر شده، نقل قول عموم در مورد استفاده از این ترکیبات برای درمان اختلالات سیستم عصبی است اما فقط تعداد کمی از مطالعات فعالیت و اثرات سمی ترکیب اصلی آن‌ها را روی سیستم عصبی توصیف کرده است. اثرات بیولوژیک متعددی از جمله اثر ضدصرعی و نیز اثر صرعزایی به این ترکیبات نسبت داده شده است. به برخی از مونوترپنها از جمله کامفر،اکالیپتولو در بعضی غلظتها منتولو اوجنولاثرات صرعزایی نسبت داده شده است (Burkhard, etal., 1999).
1-3-4) کامفر
کامفر یک مونوترپن دوحلقهای کتونی از گروه ترپن هیدروآروماتیک با فرمول شیمیایی C10H16O است (Agarwal and Malhotra, 2008). کامفر از درخت همیشه سبز Cinnamomum camphora بدست میآید. کامفر همچنین در برخی از درختان مربوط به خانواده laurel به ویژه (Ocotea usambarensis) برگ رزماری(Rosmarinus officinalis) و در خانواده نعناع نیزیافت میشود. این ماده دارای بوی معطر مشابه بوی اکالیپتول است و به دلیل بو مطبوع به عنوان عطر در ساخت لوازم آرایش مورد استفاده قرار میگیرد (Vogt-Eisele, et al., 2007). کامفر همچنین دارای اثرات ضدالتهابی (به واسطه­ی اثرات مهاری آن بر روی تولید واسطه‌های التهاب مانند سیتوکین‌ها، پروستاگلاندین‌ها و لوکوترین‌ها) و نیز اثرات روانی میباشد (Moussaieff et al., 2008). ازکامفور به عنوان ضد احتقان بینی ومهارکنندهی سرفه استفاده میشود (Burrow et al., 1983). دارای اثرات متعدد ضد‌‌دردی و ضدخارش، حساسیتزدایی و محرک دستگاه عصبی مرکزی نیز میباشد Burkhart, 2003)).
تاثیر صرع‌زایی اسانس روغنی برخی گیاهان به مونوترپنهای دوحلقه‌ای کتونی از جمله کامفرو اکالیپتول نسبت داده میشود .(Burkhard et al, 1999)گزارش‌هایی از مسمومیت و مرگ افراد با کامفر وجود دارد، بخصوص کسانی که داروهای حاوی کامفر را بدون تجویز پزشک مصرف کردهاند همچنین گزارشاتی وجود دارد که برخی از بیماران پس از مصرف ناخواستهی کامفر تشنج تونیک-کلونیک ژنرالیزه را تجربه کردند (Agarwal and Malhotra, 2008).
Ćulić و همکاران در سال 2008 گزارش کردند که تزریق درون صفاقی کامفر در دوزهای 400-600 میکرولیتر بر کیلوگرم سبب القای تشنجات صرعی در موشهای صحرایی نر میشود. کامفر همچنین دارای اثرات نوروتوکسیک وسقطکنندگی جنین نیز میباشد (Gali-muhtasib, et al., 2000). کامفر کانال‌های TRPV1,3را فعال میکند و کانال‌هایTRPA1را که در نورون‌های گانگلیون ریشه‌ی پشتیگیرنده درد بیان می‌شوند، مهار میکند (Nagata, et al., 2005). این کانالها اطلاعات مربوط به دما و درد را به سیستم عصبی مرکزی انتقال میدهند و در سلولهای عصبی مختلف بیان میشوند (Patapoutian et al.,2003). در واقع استفاده مکرر ازکامفر سبب غیرحساس شدن کانالهای TRPV1 و حساسشدن کانالهای TRPV3 می‌شود (Moqrich, et al., 2005). کانالهای TRPV1 در سلولهای حسی به خصوص نورونهای حسی گیرنده درد و نورون‌های گانگلیون ریشه‌ی پشتی (Patapoutian et al., 2003) و کانالهای TRPV3در کراتینوسیتهای پوست و انواعی از سلولهای عصبی و با هم در پوست، زبان، گانگلیون سهقلو، طناب عصبی و مغز بیان شدهاند (Moqrich, et al., 2005). جریانات TRPV1 فعال شونده با کامفر که دستخوش حساسیت‌زدایی قابل توجهی شده‌اند همراه با مهار کانال‌های TRPVA1ممکن است اثرات ضددردی و ضدخارش کامفر را باعث شوند (Xu, et al., 2005). TRPV3در حساسسازی پوست دخیل است و نشان دادهشده که در آسیبهای عصبی بیانش افزایش مییابد (Smith, et al., 2002). با اینحال حساسیتزدایی کانالهای TRP میتواند پایهی مولکولی برخی از خصوصیات دارویی کامفر باشد. علیرغم سابقه طولانی استفاده از این ترکیب در پزشکی و نیز اطلاع از صرعزایی آن، مکانیسم مولکولی تاثیر کامفر بر تحریکپذیری بخوبی شناخته نشده است.
1-4) کانال‌های یونی و مشارکت آن‌ها در فعالیت نورونی
سیستم عصبی، محیطی سرشار از یونهاست و نورون‌ها در چنین محیطی قرار دارند. نورونها سلولهای تحریکپذیریاند که وظیفهدریافت، پردازش و انتقال اطلاعات را بر عهده دارند. این فرآیندها از طریق سیگنالهای الکتریکی تولید شده توسط فعالیت کانالهای یونی وابسته به ولتاژ و پتانسیلهای سیناپسی ناشی از فعالیت گیرندههای نوروترنسمیتری صورت میگیرد. در واقع کانال‌های یونی اهداف فارماکولوژیک مهم ترکیبات طبیعی می‌باشند. از آنجا که یون‌ها بواسطه فعالیت انواع کانال‌ها و گیرنده‌های سلولی انتقال می‌یابند، وجود انواع کانالهای یونی با ویژگیها و موقعیت متفاوت موجب ایجاد پتانسیلهای عمل با رنج وسیعی از فرکانس و الگو میشود (Debanne, 2004). حفظ تعادل یون‌ها در داخل و خارج نورون‌ها امری ضروری است وهرگونه تغییر در عملکرد آن‌ها می‌تواند موجب بر هم خوردن تعادل یونی و تغییر در عملکرد طبیعی نورون و تحریک‌پذیریشان شود. اغلب مسیرهای درگیر در تاثیر مواد مختلف بر نورون‌ها نهایتا به کانال‌های یونی و تغییر در عملکرد آن‌ها ختم می‌شود (Catteral, 2010).
1-4-1) کانالهای کلسیمی
کانالهای کلسیمی واسطه مهم ورود کلسیم به داخل سلول هستند. در واقع کانال‌های کلسیمی مبدل‌های سیگنالی هستند که سیگنال‌های الکتریکی را در غشای سلول به سیگنال‌های شیمیایی تبدیل کرده و باعث افزایش سطح پیامبر ثانویه 2+Ca و به دنبال آن فعال شدن بسیاری از فرایندهای حیاتی درون سلول می‌شوند که در سلولهای مختلف از جمله نورونها، سلولهای اندوکرین و عضلانی وجود دارند. از آنجا که کلسیم یونی دارای دو بار مثبت است با ورود به سلول سبب نوسانات پتانسیل غشاء و مشارکت در ایجاد پتانسیلهای عمل میشود همچنین میتواند عملکرد سایر کانالها را نیز تحت تاثیر قرار دهد. آزاد سازی نوروترانسمیترها، تنظیم بیان ژن، تکثیر، تمایز، آپوپتوز ومرگ سلولی دیگر فرآیندهای القا شده توسط کلسیم هستند (Perez-Reyes, 2003; Calpham, 2007; Seagar and Takahashi, 1998).