پروتئین کربونیل پلاسمای خون زنان فعال

پروتئین کربونیل پلاسمای خون زنان فعال

پروتئین کربونیل پلاسمای خون زنان فعال

پروتئین کربونیل

فصل دوم: زيربناي نظري و ادبيات پژوهش

2-1 مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………….

2-2مبانی نظری……………………………………………………………………………………………………………….

2-1-1گروه کربونیل …………………………………………………………………………………………………………

2-1-2ساختار گروه کربونیل …………………………………………………………………………………………….

2-1-3واکنش پذیری گروه کربونیل …………………………………………………………………………………

2-1-4پروتئین کربونیل ……………………………………………………………………………………………………

2-1-5کربونیله شدن پروتئین…………………………………………………………………………………………..

2-1-6مکانیسم تشکیل کربونیل………………………………………………………………………………………

2-1-7رادیکالهای آزاد………………………………………………………………………………………………………

2-1-8عواملی که موجب افزایش شکل گیری رادیکال های  آزاد می شوند کدامند؟…………

2-1-9ورزش و رادیکال های آزاد……………………………………………………………………………………..

2-1-10اهداف و مکانیسم اثرتخریبی رادیکال های آزاد……………………………………………………

2-1-11توان بی هوازی…………………………………………………………………………………………………….

2-1-11-1توان بی هوازی اوج………………………………………………………………………………………….

2-1-11-2ظرفیت بی هوازی……………………………………………………………………………………………

2-1-11-3خستگی بی هوازی………………………………………………………………………………………….

2-1-11-4مقاومت…………………………………………………………………………………………………………..

2-3ادبیات پیشینه……………………………………………………………………………………………………………

2-3-1ورزش و پروتئین کربونیل ………………………………………………………………………………………

2-3-2فعالیت بی هوازی و پروتئین کربونیل…………………………………………………………………….

2-3-3فعالیت هوازی و پروتیئن کربونیل………………………………………………………………………….

2-3-4 تمرينات مقاومتي و پروتیئن کربونیل…………………………………………………………………..

2-3-5 تمرينات ايزومتريک و پروتئین کربونیل………………………………………………………………..

2-3-6 تمرينات پرشي و دو سرعت و پروتئین کربونیل……………………………………………………

2-3-7 سازگاري‌هاي استرس اکسايشي ناشي از تمرين بي‌هوازي……………………………………..

2-3-8 تفاوت‌هاي جنسي در استرس اکسايشي ناشي از تمرينات ورزشي…………………………

2-3-9نتیجه گیری کلی………………………………………………………………………………………………………

منابع ………………………………………………………………………………………………………………………………..

پروتئین کربونیل

مقدمه

اجراي فعاليت بدنی و افزايش مصرف اكسيژن، باعث پراكندگي مولكول­ها و گونه‌هاي مختلف اكسيژن در بدن می‌گردد. گونه‌هاي اكسيژن فعال مانند راديكال­هاي آزاد به مولكول‌هاي مشتق از اكسيژن معمولي گفته مي‌شود كه فعال بوده و يا به آساني به گونه‌هاي فعال تبديل خواهند ­شد. توليد گونه‌هاي اكسيژن فعال، سبب بروز استرس ­اكسايشي شده و با ايجاد اختلال در موازنه آنتي اكسيداني بدن،اثرات مخربي را در سلول­ها ايجاد می‌کند.

اگرچه، فعاليت­هاي ورزشي از يك سو با افزايش فشار اكسايشي، احتمال تشكيل راديكال­هاي آزاد مضر را افزايش مي­دهند، اما از طرف ديگر با القاي آنزيم­هاي ضداكسايشي، سبب كاهش راديكال­هاي آزاد نيز می­شوند (2). موضوع استرس ­اکسایشی ­ناشی از  ­­تمرینات ورزشی، در سال­های اخیر توجه قابل ملاحظه­ای را به خود اختصاص داده و بیش از 300 پژوهش در این مورد به چاپ رسیده است (51).

نخستين پژوهش توسط دیلارد[1] و همکارانش (1978) منتشر شد،آنها گزارش­کردند پراکسید لیپید بعد از 60 دقیقه تمرین دوچرخه سواری افزایش یافت (36).  براساس شواهد موجود واضح است ­که تمرین با شدت و مدت­ کافی باعث­ افزایش شکل‌گیری­ گونه‌های اکسیژن فعال می­شود که عامل بالقوه­ای برای ایجاد ناهماهنگی بین سطوح سیستم اکسایشی و ضداکسایشی است (51).

درجه اکسایش و همچنین دوره زمانی برای افزایش بیومارکرهای استرس اکسایشی در مطالعه­ها متغییر است و احتمالا به نوع شدت، حجم و مدت فعالیت، آموزش فعالیت ورزشی، وضعیت تغذیه آزمودنی­ها، بافت مورد آزمایش، دوره زمانی جمع­آوری نمونه‌ها، مقیاس­ها و سنجش­های به کار برده شده، بستگی دارد. در حالی که تمرین شدید باعث افزایش ناپایدار استرس­ اکسایشی می­شود، این چنین محرک ورزشی لازم است تا دفاع ضد­اکسایشی درونی تنظیم و تغییر یابد. از این طریق، به نظر می­رسدکه تولید گونه‌های اکسیژن فعال، سیگنال مورد نیاز برای چنین سازگاری­هایی است. این سازگاری­ها به احتمال زیاد از سلول­ها در برابر افزایش­های بعدی ROS حفاظت می­کند (51).

فعالیت بدنی بخش جدایی­ناپذیر زندگی انسان است که در دامنه وسیعی از فعالیت­های عادی روزانه تا فعالیت بسیار شدید ورزشی را در بر می‌گیرد. از جمله تغییرات بیولوژیکی بارز طي فعالیت بدنی، افزایش متابولیسم و تولید رادیکال آزاد است (3).

[1] .Dillard

جهت مشاهده ادبیات و مبانی نظری و یشینه تحقیق خون کلیک کنید .

گروه كربونيل

در شيمي آلي گروه كربونيل يك گروه عملكردي متشكل از اتم كربن است كه با يك پيوند دوگانه به اتم اكسيژن متصل می‌شود. اين گروه كربونيل مي‌تواند از انواع: آلدوئيد، كتون، اسيد كربوكسيليك، استر و آميد تشكيل شده باشد (68).

 ساختار گروه كربونيل

به لحاظ ساختاري گروه‌هاي كربونيل از اتم كربن، اتم اكسيژن، بنيان R و اتم هيدروژن تشكيل شده‌اند. چگونگي قرار گيري اين اتم‌ها در كنار يكديگر می‌تواند گروه‌هاي مختلف كتون، اسيد، استر و آميد را در بدن در شرائط مختلف بوجود آورد. در واقع گروه­های­کربونیل روی زنجیره پروتئین­هایی تولید می­شوند که اکسیده شده‌اند و غالباً به عنوان مارکر­های سیستماتیک فشار اکسایشی موررد استفاده قرار می‌گیرند (34).

پروتئين كربونيل

پروتئين كربونيل توسط انواع مختلفي از مکانیسم‌هاي اكسيداتيو تشكيل می‌شود و می‌تواند به عنوان شاخصي از آسیب‌هاي اكسيداتيو مورد استفاده قرار بگيرد. اكسيداسيون پروتئین‌ها سبب پديد آمدن پروتئين كربونيل در مايعات بيولوژيكي از قبيل پلاسما، سرم، مايع مغزي نخاعي، مايع سلولي و ديگر قسمت‌‌هايي كه پروتئين قابل حل باشد، می‌شود. تجزيه اكسيداسيوني اسيدهاي چرب اشباع نشده نيز مي­تواند زنجيره­اي از واكنش­ها را آغاز كند كه نهايتاً منجر به شكل‌گيري طيفي از گونه‌هاي كربونيل (سه تا نه كربن در يك رشته) و واكنش‌ پذيرترين نوع آنها يعني آلدئيدها، آلدئيدهاي آلفا و بتاي اشباع نشده، دي­آلدئيدها و كتوآلدئیدها شود (84).

با وجود استفاده­ گسترده از پروتئین­های­ کربونیل به عنوان شاخصی از تغییرات اکسیداسیونی پروتئین­ها، اطلاعات کمی تاکنون درباره مشخصات دقیق این پروتئین­ها دردسترس­است، اما محققان با تکنیکهای جدیدی که اخیرا مورد استفاده ­قرار داده اند، کربونیله شدن چند پروتئین را توصیف کرده­اند (16). به عنوان مثال در رابطه با تمرینات دینامیک، محققان افزایشی را در بیومارکرهای استرس اکسایشی گزارش­کردند (25، 61)، اما در رابطه با تمرینات اكسنتریک، عدم­ تغییر نیز در بیومارکرهای استرس ­اکسایشی گزارش ­شده است (31،46،79،54).

در مطالعاتی که در رابطه با تمرینات دوي سرعت صورت گرفته است افزایش در پراکسیداسیون چربی (25)، اکسیداسیون پروتئین (25) و آسیب­ به DNA(25) و همچنین عدم­ تغییر در اکسایش چربی(23،25)، پروتئین(23) و آسیب به DNA(25) گزارش شده ­است.

 کربونیله شدن پروتئین

کربونیله شدن پروتئین نوعی از اکسیداسیون پروتئین است­ که می‌تواند به انواع اکسیژن‌های فعال مبدل شود. اين مساله غالباً به فرآيندي باز مي­گردد كه در آن انواع كتونها يا آلدئيدها­يي كه مي­توانند با 2 و 4 دی نیتروفنیل­ هیدرازین­ واكنش نشان دهند، تبديل به هيدروژن­ها مي­شوند. اكسيداسيون زنجيره مولكول­هاي ليزين، آرژينين، پرولين و بقاياي ترئونين، در بين ساير اسيدهاي­آمينه و هنگام واكنش­هاي اوليه كربونيزه شدن پروتئين، فرآورده­هاي پروتئيني مشخصي را تحت عنوان2 و 4 دی نیتروفنیل ­هیدرازین توليد مي‌كنند(29، 55).

فرآورده­هاي مشتق شده از2 و 4 دی نیتروفنیل ­هیدرازین علاوه بر اين، مي­توانند در واكنش­هاي ثانويه كربونیله شدن پروتئين نيز شكل بگيرند و اين از طريق تركيب آلدئیدها اتفاق مي­افتد(42،80). تجزيه اكسيداسيوني اسيدهاي چرب اشباع نشده مي­تواند زنجيره­اي از واكنش­ها را آغاز كند كه نهايتاً منجر به شكل‌گيري طيفي از گونه‌هاي كربونيل (سه تا نه كربن در يك رشته) و واكنش‌پذيرترين نوع اين آلدئيدها، آلدئيدهاي آلفا و بتاي اشباع نشده، دي­آلدئيدها و كتوآلدئیدها شود (84).

اگرچه بيولوژي تغييرات اكسيداسيون پروتئين پيچيده است و به صورت كامل قابل تعريف نيست و ابهاماتي را در اين زمينه باقي مي­گذارد، اما كربونيله شده پروتئين و واكنش­هاي شيميایی كه گروه­هاي كربونيل را توليد مي­كنند، به خوبي مشخص شده است(84).

رشد پادتن­هايي­كه در مقابل پروتئين­هاي مشتق شده از2 و 4 دی نیتروفنیل­ هیدرازین فعاليت مي­كنند، سبب شده است ­كه در مطالعات مربوط به كربونيزه ­شدن پروتئين، تحولات عميقي صورت­ گيرد­، تحولاتي كه به واسطه استفاده از تكنيك­هاي ايمني ­شناسي صورت ­گرفته است (57،58). اخيراً شيوه­هاي جديد، باعث پيشرفت‌هاي سريعي در تجزيه و تحليل پروتئين‌هاي كربونیل­ شده­ است و اين با استفاده از الكتروفورز دو بعدي ژلاتين انجام مي­گيرد.

چنين ديدگاه دقیقی درباره مطالعه پروتئين‌ها سبب مي­شود تا پروتئين­هاي كربونيله ­شده طيف وسيعي از بيماري­ها در انسان­ها، مدل­هاي حيواني و حتي مدل­هاي سلولي شناسايي كند و اطلاعات مهمي را براي زيست شناسان فراهم ­كند، تا اثر تغييراتي را كه توسط پروتئين­كربونيل ايجاد مي‌شود (به عنوان علت­)­، به اندازه پيامد (به عنوان معلول) اين تغييرات در سطوح سلولي توصيف كنند (84).

مكانسيم تشكيل كربونيل

علاوه بر بيماري‌هايي كه سبب تشكيل كربونيل می‌شوند، عوامل فيزيكي ديگري نيز وجود دارند كه می‌توانند بر توليد و تشكيل پروتئين كربونيل اثرگذار باشند. از جمله آنها تمرينات ورزشي است، هنگام فعاليت بدني شديد، مصرف اكسيژن می‌تواند به بيش از ٢٠ برابر زمان استراحت افزايش يابد. در اين زمان مصرف اكسيژن در تارهاي عضلاني فعال ممكن است به ٢٠٠ برابر زمان استراحت برسد.

تخمين زده شده كه از كل جريان الکترون‌ها در طي متابوليسم طبيعي حدود دو تا پنج درصد در تشكيل رادیکال‌هاي آزاد نقش دارند. بنابراين فعاليت بدني رادیکال‌هاي آزاد را افزايش می‌دهد، از طرفي تمريناتي كه سبب افزايش نياز به مصرف ATP می‌شوند، می‌توانند متابوليسم هوازي يا بی‌هوازي را افزايش دهند و منجربه افزايش تشكيل گونه‌هاي فعال اكسيژن و نيتروژن شوند(74).

از طرف ديگر مشخص شده است كه تمرينات بی‌هوازي شديد منجر به افزايش تغيرات اكسيداتيو در پروتئین‌ها و چربی‌ها می‌شود(25،26). بنابراين هنگام فعالیت بدنی شدید (چه هوازي، چه بی‌هوازي)، بدن به دلیل افزایش تولید رادیکال­های آزاد، در معرض فشار­اکسایشی قرار می‌گیرد که از جمله شاخص­های آن پراکسیداسیون لیپيد و اکسیداسیون پروتئین می‌باشد. اکسیداسیون مولکولهای پروتئین می‌تواند منجر به فقدان کارکرد ساختاری و کاتالیتیک در پروتئین­هایی شود که تحت ­تاثیر این فرایند قرار گرفته­اند، بنابراين تشكيل پروتئين كربونيله شده را افزايش می‌دهند (51).

پروتئین کربونیل

جهت مشاهده نمونه های دیگر از فصل دوم تربیت بدنی کلیک کنید.

.   

نمونه ای از منابع:

1- حامدی نیا، محمد رضا (1381). اثر تمرینات هوازی و ویتامین ایی بر استرس اکشایشی در دانشجویان ورزشکار. رساله دکتری تربیت بدنی به راهنمایی حجت الله نیک بخت، دانشگاه تربیت معلم تهران، آبان 1381. ص 26- 27.

2-  حامدی نیا، محمد رضا (1384). اثر تمرینات هوازی بر استرس اکشایشی زمان استراحت و پس از ورزش وامانده­ساز در دانشجویان ورزشکار. پژوهش در علوم ورزشی، شماره هشتم، 64-53 .

3. 3. علیزاده حمید (1390). سازگاری‌های رادیکال آزاد و آنتی اکسیدان‌ها در ورزش. مجله علم ورزش، دوره 27، شماره4، 16-10.
4. فاکس، ماتیوس (1383). فیژیولوژی ورزشی . ترجمه اصغر خالدان، انتشارات دانشگاه تهران، جلد اول، چاپ دهم، 45-44.
5. کاستیل، ویلمور (1387). فیزیولوژی ورزشی و فعالیت بدنی. ترجمه ضیاء معینی، فرهاد رحمانی نیا حمید رجبی، حمید آقا علی نژاد، فاطمه سلامی، انتشارات مبتکران، جلد اول، چاپ نهم، 88-87.
6. کاظم زاده، یاسر (1383). فعالیت بدنی و رادیکال‌های آزاد. مجله نشاط ورزش، سال اول، شماره اول،50-24.
7. گائینی، عباسعلی. حامدی نیا، محمد رضا (1383). اثر ویتامین E بر استرس اکسایشی زمان استراحت و پس از ورزش وامانده ساز در دانشجویان ورزشکار. مجله حرکت، شماره 25، 111-99.
8. نقي‌زاده حسن، افضل پورمحمد اسماعيل، اكبرزاده حسين (1388). مقايسه شاخصهاي آنتي اكسيداني و عوامل خطرزاي قلبي- عروقي ورزشكاران رشته زورخانه )باستاني كاران ( با افراد غيرورزشكار. مجله علمي پژوهشي دانشگاه علوم پزشكي شهيد صدوقي يزد، دوره17، شماره4،269-262.

9. نیکبخت حجت ا… ، حامدی نیا محمد رضا، رسایی محمد جواد، گائینی عباسعلی، سلامی فاطمه (1381). اثر ورزش درمانده ساز بر شاخص‌های استرس اکسایشی و آنزیم کراتین کیناز در دانشجویان ورزشکار. مجله المپیک، سال دهم، شماره 3 و 4،56-35.
10. هوانلو فريبرز، هدايتي مهدي، ابراهيمي مريم، عابد نظري حسين (1390) . تأثير تمرين استقامتي در دوره‌هاي مختلف زماني بر تغيير فعاليت آنزيمهاي آنتياكسيداني كبد موش صحرايي. مجله پژوهشي دانشكده پزشكي، دوره 35، شماره 1،87-80.
11. ….

References

11. 11. Aldini G and Dalle Donne (2007).Intervention strategies to inhibit protein carbonylation by Lipoxidation-     derived reactive carbonyls.Med Res Reu 27:817-868.
12. 12. Aldini G and Dalle Donne (2006).Lipoxidation-derived reactive carbonyl species as potential drug targets in preventing protein carbonylation and related cellular dysfunction .Chem Med Chem 1:1045-1058.

13 . Aldini G ,Vistoli G, and Carini M.(2010).Edaravone inhibits protein carbonylation by a direct carbonyl scavenging mechanism:Focus on reactivity , selectivity,and reaction mechaninsms.Antioxid Redox Signal 12:381-392.

14 .  Alessio HM, Goldfarb AH.( 1988).Lipid peroxidation and scavenger enzymes during exercise: Adaptive response to training. J Appl Physiol; 64(4):1333–1336.

15 . Allssio HM, Hagerman AE, Fulkerson BK, Ambrose J, Rice RE,Wiley RL. )2000).Generation of reactive oxygen species after exhaustive aerobic and isometric exercise. Med Sic Sports Exerc 32: 1576 –1581.

16….

پروتئین کربونیل

https://digitalcommons.usf.edu/edj_etd/