منابع پایان نامه ارشد با موضوع پروتئین واکنشگرC و سندرم متابولیک


Widget not in any sidebars
رنگ بافت چربی قهوهای یا چربی قهوهای به علت تعداد زیاد مویرگهای خونی در این بافت و میتوکندریهای متعددی (حاوی سیتوکرومهای رنگی) است که درون آدیپوسیتها پخش شدهاند. آدیپوسیتهای چربی قهوهای، حاوی تعداد زیادی انکلوزیون چربی کوچک هستند و بنابراین چند حجره‌ای نامیده میشوند. تعداد زیادی قطرات چربی کوچک، میتوکندریهای فراوان و خونرسانی غنی همگی به ایفای نقش اصلی این بافت (تولید گرما) کمک میکنند. در مقایسه با بافت چربی سفید که در سراسر بدن حضور دارد، بافت چربی قهوهای توزیع بسیار محدودتری دارد. سلولهای بافت چربی قهوهای چند وجهی و عموماً کوچکتر از سلولهای بافت چربی سفی هستند، ولی سیتوپلاسم آنها حاوی تعداد زیادی قطرات چربی به اندازههای مختلف است. این ادیپوسیتها دارای یک هسته کروی و مرکزی و تعداد زیادی میتوکندری با ستیغهای بلند متعدد هستند. بافت چربی قهوهای مانند یک غده درون ریز است، یعنی سلول‌های آن آرایشی تقریباً مانند بافت پوششی دارند و در ارتباط نزدیک (پیوستگی) با مویرگهای خونی قرار گرفتهاند. این بافت توسط دیوارههایی از بافت همبند به لوبولهایی تقسیم شده است که حدود آنها بهتر از لوبولهای بافت چربی سفید مشخص هستند. سلول‌های این بافت مستقیماً اعصاب سمپاتیک را دریافت میدارند.
2-2-4- تاریخچه کوتاهی درباره آدیپوکینها
در تمامی گونههای جانوری، حفظ ذخایر انرژی ضروری است و عدم وجود ذخایر، منجر به مرگ حیوانات تکامل یافته میشود. ظرفیت ذخیره انرژی به صورت چربی میتواند برای زنده ماندن و جبران ذخایر انرژی مورد استفاده قرار گیرد. با این حال، نه تنها گرسنگی بلکه چاقی پاتولوژیک با توجه به فراوانی مواد غذایی در جوامع صنعتی، امروزه به بیماری چاقی منجر شده است (اوترو و همکاران، 2005). چاقی دوران کودکی از اهمیت ویژهای برخوردار است و به مرور زمان باعث مشکلات سلامتی در زمان بزرگسالی از جمله دیابت، فشارخون و کلسترول بالا میشود. افزایش در چاقی منجر به تحقیقات گستردهای در این موضوع شده است و این کاملاً روشن شده است که پیشرفت چاقی نیاز به حالت تعادل انرژی مثبت و نیز یک ارتباط قوی بین جرم بیش از حد چربی و دیابت دارد (وزکواز و همکاران، 2008). بنابراین برای حفظ هموستاز متابولیکی کل بدن، نگهداری مقدار کافی از بافت چربی و سطوح فیزیولوژیکی آدیپوکینها مورد نیاز است. هموستاز انرژی نیاز به تنظیم خواب، مصرف غذا، جذب مواد غذایی، ذخیره سازی انرژی و مصرف سوخت دارد و نقش مهمی را در هماهنگی این فرآیندها با ساختارهای مناطق ساقه مغز و سیستم عصبی مرکزی که یکپارچه سازی اطلاعات مربوط با آوران را با سیگنالهای کنترل دارد، تنظیم میکند. جزئیات پیچیده از این فعل و انفعالات و تغییرات پاتولوژیکی آنها شروع به روشن شدن کرده است. در سال 1980 وجود این نشانگر در موشهای چاق به اثبات رسید و در نهایت در سال 1990 این ترکیب توسط فریدمن و همکاران به نام ژن OB شناسایی و به نام لپتین نامگذاری شد (ژنگ و همکاران، 1994). از آن زمان دانش ما، فاکتورهای ترشحی از WAT بیشتری را شناسایی کرده است و تاکنون بیش از 50 محصول از بافت چربی شناسایی شده است. بسیاری از این ترکیبات به عنوان سایتوکین تقسیم بندی شدهاند و در مجموع به عنوان آدیپوکینها نام گذاری شده است (شکل 2-1). بنابراین آدیپوکینها از لحاظ پاتولوژیکی با چاقی در ارتباط هستند و این موضوع به طور کامل روشن شده است که تغییرات متابولیکی ناشی از آدیپوکینها تاثیر مهمی بر عضله، کبد، عملکرد اندوتلیوم و ایمنی دارند و با بیماریهای سندرم متابولیک ارتباط دارد. در این زمینه دادههای اخیر نقش برجسته و مهم آدیپوکینها را در متابولیسم چربی را نشان میدهند (فرانسیسکا و همکاران، 2009).

شکل 2- 1. آدیپوکین ها و تاثیرات آن ( بلوهر، 2012)
مقاومت به انسولین و هایپرانسولینمی از افزایش در توده بافت چربی به عنوان عوامل مهمی در اختلالات بیولوژیک و متابولیک در چاقی در نظر گرفته میشوند. انواع مولکولهای آدیپوکین از جمله اسیدهای چرب آزاد، TNF-α، لپتین، آدیپونکتین و رسیستین نقش مهمی را در پاتوژنز چاقی و مرتبط با بیماریهای آن به عنوان نمونه دیابت نوع 2 را دارا میباشند. عملکرد آدیپوکینها در دیابت نوع 2، تغییرات در بافتهای محیطی است. فعالسازی مهار آدیپوکینها باعث عکسالعملهای متعددی پس از فسفوریلاسیون گیرنده انسولین میشود در حالی که در همان زمان آدیپوکینهای فعال کنترل دیگر اعمال غدد درونریز در بافتهای هدف مختلف از جمله عضلات، کبد و هیپوتالاموس را دارند (گلدبرگ ، 2009). برخی از آدیپوکینها (IL-6، TNF-α، رسیستین) بدن انسان را مجبور به مقاومت در برابر انسولین و التهابات میکند. در حالی که دیگر آدیپوکینها از جمله لپتین و آدیپونکتین هموستاز گلوکز و کنترل انرژی را به کار میگیرد (گورمیلو ، 2006).
2-2-5- پروتئازهای سرین
پروتئازهای سرین، از خانواده آنزیمهای پروتئولیتیک هستند و بیش از یک سوم از تمامی آنزیمهای پروتئولیتیک شناخته شده از پروتئازهای سرین میباشند. پروتئازهای سرین بیش از 18000 گونه میباشند که در 40 خانواده و 12 خانواده برتر گروهبندی میشوند. پروتئازهای سرین به طور گسترده در طبیعت پراکنده شدهاند و در همه انواع موجودات زنده از جمله ژنوم ویروسی یافت میشوند (دی سرا ، 2008). بخش فعال پروتئازهای سرین شامل 3 اسید آمینه حیاتی میباشد که شامل سرین، هیستیدین و آسپارتات هستند و اغلب به عنوان سه گانه کاتالیسیتی نامیده میشوند (اکیکی، 2008). پروتئازها، نقشهای متفاوتی در سلامتی انسان از جمله تنظیم رشد و نمو جنین، پاسخهای ایمنی و انعقاد خون را ایفا میکنند (دی سرا، 2008 ؛ نیتزل و همکاران، 2010).
2-2-6- سرپینها
برای هموستاز بدن، تنظیم فعالیت پروتئاز در بدن انسان به وسیله عوامل درونزا ضرورت دارد (پتمپا و همکاران، 1994). چنین فرآیندهایی نیاز به فعالیتهای به هنگام و قطعی جهت تنظیم پروتئولیتیک دارد. شروع فعالیت پروتئاز عمدتاً به وسیله فعالیت مخمرها کنترل میشود و توقف فعالیت پروتئاز در بدن انسان با مهار کنندههای پروتئاز درونزا بدست میآید (دی سرا، 2008). مهار کنندههای پروتئاز درونی، پروتئین‌هایی هستند که در ابتدا در پلاسمای خون منتشر میشوند و نشان دهنده 10% از پروتئین کل پلاسمای بدن میباشند. پروتئاز سرین در میان طبقات مختلف از مهار کنندههای پروتئاز در پلاسمای خون، اکثریت مهار کنندهها می‌باشند که به نظر میرسد در مسیرهای مختلفی درگیر میشوند. سرین شامل مهار کننده‌های پروتئاز از خانواده برتر سرپینها میباشد (پتمپا و همکاران، 1994). سرپینها در عملکردهای گوناگونی در بدن انسان درگیر میباشند. به نظر میرسد برخی از سرپینها به طور بیولوژیکی مربوط به مهار مستقیم پروتئازها هستند. در بافتهای مختلف موجودات زنده، برخی از این سرپینها حضور دارند که از جمله میتوان به سلولها و ویروسها اشاره کرد. آنها در انواع زیادی از عملکردهای بیولوژیکی درگیر می‌شوند (پتمپا و همکاران، 1994).

شکل 2-2. اعمال سرپین (کاویو و همکاران، 2011)
سرپینها عملکردهای نظارتی و متفاوت زیادی دارند (شکل 2-2) به خصوص شرکت آنها در فرآیندهای التهابی، آبشار انعقادی، فیبرینولیز و چاقی میباشد که منجر به بررسی بیشتر سرپینها درباره چاقی میشود. بافت چربی از دیرباز تاکنون از لحاظ تاثیر فیزیولوژیکی نادیده گرفته شده است و تنها به عنوان یک ذخیره انرژی منفعل به شکل چربی به آن توجه شده است. با این حال مشخص شده است که بافت چربی علاوه بر اینکه منبع اصلی انرژی است با بسیاری از عوامل چاقی و بیماریهای مختلف در ارتباط میباشد (تروجیلو و همکاران، 2000). بافت چربی در حال حاضر نه تنها به عنوان منبع انرژی اصلی، بلکه به عنوان غدد درون‌ریز بافتهای چند منظوره، که تولید و ترشح انواع مختلفی از پپتیدهای زیستی فعال شناخته شده است و به عنوان آدیپوکینها در دو محل پاراکراین و اندوکراین عمل میکنند (کرشو و همکاران، 2007). بسیاری از آدیپوکینها از جمله لپتین، آدیپونکتین، ویسفاتین، فاکتور تومور نکروز (TNF-α)، اینترلوکین-6 (IL-6)، مهارکننده فعال کننده پلاسمینوژن- 1 (PAI-1)، و پروتئین واکنشگرC (CRP) شناخته شده میباشند (کرشو و همکاران، 2007؛ اوچی و همکاران، 2003؛ دروج و همکاران، 2009). آدیپوکین‌ها در تنظیم فرآیندهای سیستمیکی از جمله مصرف مواد غذایی، سوخت و ساز مواد غذایی، حساسیت به انسولین، پاسخ استرس، تولید مثل، رشد استخوان و التهابات درگیر هستند (مکدوگلد و همکاران، 2007). مهم است که گفته شود که سرپینهایی وجود دارد که متعلق به سیستم تجزیه فیبرین است که بهترین سرپین شناخته شده از این سیستم PAI-1 (سرپین-E1)، میباشد. نمونههای دیگری از سرپینها که مانع پروتئازهای درگیر در تولید و کنترل پلاسمین میشوند، PAI-2 (سرپین-B2) و آنتی پلاسمین-2α (سرپین-F2) هستند. PAI-1 یک تنظیم کننده مهم از سیستم تجزیه فیبرین در مکانیسم دفاعی طبیعی در برابر ترومبوز است. منابع عمده تولید کننده PAI-1 سلولهای کبدی، سلول‌های اندوتلیال، پلاکتها، سلولهای عضلات صاف و سلولهای چربی هستند (وجچنبرگ و همکارانش، 2000). افزایش تولید و ترشح ژن PAI-1 توسط بافت چربی به افزایش PAI-1 پلاسما برای افزایش سطح چاقی کمک میکند که با ویژگی‌های سندرم مقاومت به انسولین، یعنی افزایش سطح انسولین پلاسما و تری‌گلیسرید، BMI بالا و تجمع چربی احشایی ارتباط دارد. PAI-1 تاثیر عملکردی بر روی بافت چربی دارد و اختلالات متابولیکی مختلف از جمله سندرم متابولیک و دیابت نوع 2 را در شرایطی که با افزایش بافت چربی باشد تحت تاثیر قرار میدهد. این افزایش از تنظیم مثبت تولید PAI-1 که در نتیجه در پلاسما نیز افزایش یافته همراه میباشد علاوه بر این PAI-1 در بیماران مبتلا با چاقی احشایی و در پاتوژنز بیماریهای قلبی – عروقی نیز نقش دارد (شیممورا و همکاران، 1996 ؛ مورث و همکاران، 2010) .
2-2-7- واسپین
در سال 2000 یک آدیپوکین جدید به نام واسپین که به خانواده برتر سرپینها تعلق داشت از بافت چربی احشایی جدا شد. واسپین، پروتئینی است که جرم مولکولی آن برابر با 47 کیلو دالتون است و از بافت چربی ترشح میشود. پروتئین واسپین در موش صحرایی، موش و انسان به ترتیب از 412، 414 و 415 اسید آمینه تشکیل شده است. سپس در تحقیاتی که انجام شد مشخص گردید واسپین از آدیپوکینها پیروی می‌کند. فعالیت واسپین حدود 40 درصد با آلفا-1- آنتی تریپسین شباهت دارد (هیدا و همکاران، 2005). واسپین یک آدیپوکین جدید از خانواده مهار کننده پروتئاز سرین میباشد. واسپین (حاصل بافت چربی از پروتئازهای سرین) یک آدیپوکین جدیدی است که از هر دو بافت چربی احشایی و زیر جلدی جدا شده است. ترشح احشایی واسپین به طور قابل توجهی با BMI، درصد چربی بدن، تحمل گلوکز خون ارتباط دارد. در حالی که ترشح زیر جلدی واسپین به طور قابل توجهی با دور کمر و باسن ارتباط دارد. واسپین بیشتر از فرآوردهای بافت چربی احشایی است که به مقاومت به انسولین، سطح گلوکز خون، هورمونهای جنسی (زنان در سطوح بالاتری نسبت به مردان) و وضعیت تغذیهای مرتبط میباشد. علاوه بر این، سطوح واسپین با از دست دادن وزن و کاهش عوامل متعددی از جمله ارتباط بین چاقی و اختلالات در سوخت و ساز مرتبط است. همچنین واسپین با میزان غلظت انسولین پلاسما در حالت ناشتا و میزان تزریق آن نیز در ارتباط است. حساسیت به انسولین همراه با درصد چربی بدن به عنوان یک عامل قوی تولید کننده واسپین زیر جلدی است. بعضی از تحقیقات نشان میدهد القای تولید mRNA واسپین در بافت چربی انسان ممکن است یک مکانسیم مرتبط با بیماری چاقی و IR باشد (کلتینگ و همکاران، 2006؛ ودا، 2008). نقش واسپین در تنظیم سوخت و ساز بدن انسان در حال حاضر نامشخص است اما به نظر میرسد که واسپین ممکن است نشانگر جدیدی از چاقی و مقاومت به انسولین باشد. بسیاری از بیماران مبتلا به سندرم تخمدان پلی کیستیک و مقاومت به انسولین، چاقی (عمدتاً احشایی) و عدم تحمل گلوکز با اختلال در تولید واسپین مرتبط میشود. با این حال یافتههای ضد و نقیضی در مورد نقش واسپین وجود دارد که نیاز به تحقیقات بیشتری در زنان چاق و بیماریهای متابولیکی و به خصوص در بیماران سندرم تخمدان پلی کیستیک به منظور روشن شدن نقش این آدیپوکین باید انجام شود (هیدا و همکاران، 2005). واسپین تولید و ترشح لپتین، TNF-α و رسیستین را کم میکند (رابی و همکاران، 2008). تجویز واسپین نوترکیب به طور قابل توجهی باعث بهبود حساسیت به انسولین و افزایش بهبود تحمل گلوکز میشود (نریتا و همکاران، 2004 ). تفاوتهای جنسی با سطوح بالاتر در واسپین تولیدی در دختران با افزایش سن و بلوغ تشخیص داده شده است (کارنر و همکاران، 2011). در پژوهشی که بر روی نمونه خونی 81 نفر از زنان بزرگسال انجام شد نشان داده شد سطح سرمی واسپین با افزایش سن افزایش مییابد و در این زمینه مهم است که منعکس شود که قرصهای ضد بارداری خوراکی به میزان قابل توجهی سطح سرمی واسپین را افزایش میدهند (لفل‌هلز و همکاران، 2010). تفاوتهای جنسی در غلظت واسپین نیز مشاهده شده است به این صورت که در خانمها میزان غلظت واسپین نسبت به مردان در سطح بالاتری قرار دارد البته این حالت در بیمارانی که تحمل گلوکز طبیعی داشتند بیشتر گزارش شده است و در بیماران دیابت نوع 2 چنین نبوده است (یان و همکاران، 2008). در پژوهشی دیگر نشان داده شده است که غلظت واسپین در زنان به طور قابل توجهی نسبت به مردان بالاتر بوده است و این دلیلی بر این موضوع است که عامل جنسیت یک عامل مستقل برای میزان غلظت واسپین است (سعیگر و همکاران، 2008).
2-2- 8- مراحل تولید واسپین
واسپین آدیپوکینی جدید متعلق به خانواده بزرگ سرپینها میباشد. به منظور بررسی رابطه بین چاقی و مقاومت به انسولین روشهای تجربی مختلفی بر روی موشهای صحرایی که مبتلا به یک مدل ژنتیکی از دیابت نوع 2 (OLETF) بودند، انجام شده است. این موشها دارای چاقی احشایی، مقاومت به انسولین، هیپرانسولینمی، فشار خون بالا و دیس لیپیدمی هستند (کونو و همکاران، 1992). در موشهای صحرایی (OLETF) در مقایسه با موشهای مقاوم در برابر انسولین (با حداقل اُمنتوم)، هیچ نوع مقاومت به انسولین و دیابت نوع 2 نشان داده نشده است که در این آزمایش، نمونههای بافتهای مختلف (مغز، ریه، قلب، طحال، روده کوچک، عضله، بافت چربی قهوهای) از هر دو نمونه موشهای صحرایی گرفته شد (هیدا و همکاران، 2000). در این بافتهای برداشت شده، ژنهایی شناسایی شد و سپس مراحل جداسازی انجام گرفت که در میان این ژنها در بافت چربی موشهای صحرایی OLETF ده ژن شناخته شد که 3 ژن جدید جداسازی و نشان داده شد که بافت چربی احشایی تولیدات خاصی دارد و این تولیدات در بافت چربی قهوهای و بافت چربی زیر جلدی دیده نمیشود (هیدا و همکاران، 2000). سپس ژنهای جداسازی شده را به سه گروه طبقه بندی کردند که گروه اول در افزایش بافت چربی احشایی و تنظیم مثبت آنزیمهای مربوط به گلوکز و چربی خون از جمله لیپوپروتئین لیپاز، پیروات کربوکسی، کلسترول استراز نقش دارد. گروه دوم از این ژنها عملکرد نامشخصی در بافت چربی دارد و گروه سوم متشکل از سه ژن میباشد که به طور انحصاری در بافت چربی احشایی موشهای OLETF تولید میشود. در میان این ژنها ، ژن جدیدی به نام OL-64 که به طور انحصاری در بافت چربی احشایی موشهای صحرایی OLETF شناسایی گردید و در بافت چربی زیر جلدی و قهوهای هرگز شناسایی نشده بود (هیدا و همکاران، 2005). پژوهش درباره توالی اسید آمینه این ژن نشان داد حدود 40 درصد شباهت آنزیمی با آنتی تریپسین دارد و محصول ژن OL-64 عضو جدیدی از مهار کنندههای سرین پروتئاز (سرپین) است و سپس به نام واسپین نامگذاری شد (سرپین مشتق از بافت چربی احشایی). این ژن که کدهایی با جرم ملکولی 8/1 کیلو بایت دارد، بر روی کروموزم 14 ترسیم می‌شود (ایروینگ و همکاران، 2007). شکل 2-3، ساختاری از مولکول واسپین که زیر ساختارهای سرپین مشخص شدهاند از 3 (sheets-β) و 9 (helices-α) و یک بخش فعال نشان داده شده است. بعد از جداسازی و شبیه سازی مولکول واسپین معلوم شده است که cDNA واسپین شامل 1236، 1242 و 1245 نوکلئوتید در موش صحرایی، موش و انسان میباشد و این پروتئینها به ترتیب از 412، 414 و 415 اسید آمینه تشکیل شده است. سپس در تحقیقاتی که انجام شد مشخص گردید که واسپین از آدیپوکینها پیروی میکند (هیدا و همکاران، 2005).

شکل 2-3. هورمون واسپین (کاویو و همکاران، 2011)
2- 2- 9- تاثیرات القای واسپین بر مصرف غذا و سوخت و ساز گلوکز
با کشف واسپین در موشهای OLETF گزارش شده است که القای واسپین نوترکیب به موشهای چاق باعث بهبود تحمل گلوکز و حساسیت به انسولین میشود (کلتینگ و همکاران، 2011). در این زمینه باید توجه داشت گردش واسپین به طور معناداری در افراد مبتلا به پیش دیابت و افرادی که در متابولیسم گلوکز دچار اختلال بودند متفاوت بوده است (تنجس و همکاران، 2010). غلظتهای واسپین در شرایط قبل از غذا در سطح بالایی قرار دارد و با افزایش وعدههای غذایی در پاسخ به غلظت واسپین کاهش قابل توجهی پیدا میکند. خوردن مواد غذایی پس از روزههای طولانی مدت به طور قابل توجهی گردش سطوح واسپین را کاهش میدهد (جنگ و همکاران، 2010). کاهش مصرف مواد غذایی توسط القای واسپین به تازگی در موشهای صحرایی از این فرضیه حمایت میکند که واسپین آدیپوکینی است که با تحریک مسیرهای اشتها در هیپوتالاموس که در آن نوروپپتید Y (NPY) کاهش و سطوح mRNA ژن POMC افزایش می‌یابد، تغذیه را مهار میکند (برونتی و همکاران، 2011). با وجود این، مکانیزیم چگونگی رفتار واسپین در تنظیم تغذیه مشخص نیست و معتقد هستند که واسپین یک پروتئاز مهاری است که یک فاکتور ضد اشتها میباشد (شکل2- 4).