برخی از اسانس ­های گیاهی یا ترکیبات به دست آمده از آن­ها بعنوان سرطان­زاهای ثانویه عمل می­ کنند (Guba, 2001).
۲-۴) ترکیبات اسانس‌ها و عملکرد آن‌ها روی سیستم عصبی مرکزی و محیطی
استفاده سنتی از ترکیبات گیاهی و به ویژه ترپن‌های گیاهی با اهداف درمانی به زمان های بسیار دور بازمی­گردد. هرچند مکانیسم و چگونگی اعمال اثر این ترکیبات تا حد زیادی ناشناخته هستند اما پیشنهاد شده که این ترکیبات دارای اثرات فارماکولوژیک مختلفی روی سیستم عصبی می‌باشند. این فرضیه با یافته­های مطالعات مختلف حمایت می‌شود. بعنوان مثال گزارش شده که استفاده از اسانس ­های گیاهی باعث ایجاد اثرات ضدتشویش و ضد اضطراب[۱۵] در حیوان آزمایشگاهی می‌شوند (Umezu., 1999; 2000). با این­حال بخش کمی از مطالعات صورت گرفته، در ارتباط با برهمکنش ترپن‌ها با کانال‌های یونی و رسپتورها می‌باشد (Goncalves et al., 2010). در ادامه بطور مختصر به معرفی تعدادی از ترکیبات گیاهی و اثرات بیولوژیک آن‌ها می­پردازیم.
۲-۴-۱) اکالیپتول
اکالیپتول[۱۶] یا ۱,۸-cineolیک مونوترپن است که در اسانس روغنی بسیاری از گیاهان از جمله اوکالیپتوس، ریحان[۱۷]، برگ­بو و شاهپسند درختچه­ای یافت می­ شود. این ماده بی رنگ دارای بوی معطر مشابه بوی کافور است و به دلیل بو و مزه مطبوع به عنوان عطر و در ساخت لوازم آرایش مورد استفاده قرار می گیرد. کامفر، اکالیپتول و ترکیباتی با ساختار مشابه عموماً بعنوان بی­حس­کننده­ های موضعی در پزشکی مصرف می­شوند (Vogt-Eisele et al., 2007) و کاربردهای متنوع تری از جمله اثرات ضد التهابی[۱۸] به واسطه­ اثرات مهاری آن بر تولید واسطه های التهاب مانند سیتوکین ها، پروستاگلاندینها و لوکوترینها و برخی اثرات روانی برای آنها شناخته شده است (Moussaieff et al., 2008). اکالیپتول همچنین دارای اثرات ضد تومور[۱۹] و ضد میکروبی می باشد و انتقال دارو از طریق پوست را تسهیل می­ کند. تاثیر صرع­زایی اسانس روغنی برخی گیاهان به مونوترپن­های دوحلقه ای کتونی از جمله کامفر و اکالیپتول نسبت داده شده است .(Burkhard et al, ۱۹۹۹).

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

۲-۴-۲) اوجنول
اوجنول یک فنیل پروپن است که از گیاهان متعددی از جمله درخت جوز[۲۰]، میخک[۲۱]، دارچین[۲۲]و ریحان استخراج می­ شود، با اکسید روی ترکیب شده و صمغی را ایجاد می­ کند که به خاطر ویژگی­های ضد­باکتریایی، ضد­التهاب، بی حس­کنندگی موضعی و ضد­دردش بطور 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 بعنوان چاشنی و طعم دهنده در محصولات غذایی و همچنین ماده خوشبوکننده در محصولات آرایشی مورد استفاده قرار می­گیرد (Opdyke, 1975). 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 به عوارض عصبی و نورونی ناشی از دیابت (Nangle et al., 2006) و سرکوب پتانسیل­های میدانی صرعی که نشان دهنده یک پتانسیل درمانی برای اوجنول در صرع می­باشد (Muller et al., 2006).
۲-۴-۳) منتول
منتول از جمله مونوترپن­هایی است که بعنوان ترکیب اصلی در بسیاری از اسانس ­های روغنی معطر وجود دارد و به طور مصنوعی نیز تهیه می‌شود. منتول علاوه بر مصارف تجاری ، ترکیب عمده بسیاری از گیاهانی است که دارای کاربردهای پزشکی هستند. منتول دارای تاثیر بی­حس کنندگی موضعی و اثرات ضد التهابی است. اثرات ضد دردی منتول از طریق فعال کردن اختصاصی رسپتورهای اوپیوئیدی کاپا[۲۳] انجام می­ شود (Galeottia, et al., 2002). Zhang و همکارانش نشان دادند که منتول با افزایش انتخابی مهار تونیک که به وسیله رسپتورهای با تمایل بالای گابا وساطت می‌شود،تحریک­پذیری نورون­های هیپوکامپ را کاهش داده و از این طریق فعالیت صرعی القاء شده توسط کیندلینگ[۲۴] شیمیایی یا الکتریکی را تقلیل می­دهد.(Zhang et al., 2008)
۲-۴-۴) سیترونلول
سیترونلول[۲۵] یک مونوترپن الکلی با ساختاری خطی است که در اسانس‌های گونه‌های متعدد گیاهی از جمله علف لیمو[۲۶]وجود دارد (Lis-Balchin et al., 1998). مطالعات نشان می‌دهند که سیترونلول در مهار تشنجات تونیک-کلونیک موضعی و تشنجات کلونیک عمومی مؤثر است. همچنین می‌تواند اثر محافظتی در برابر تشنجات ناشی از پیکروتوکسین و پنتیلن تترازول داشته باشد. بنابراین منطقی به نظر می‌رسد که بخشی از فعالیت ضد­تشنجی سیترونلول مربوط به اثر تعدیل کنندگی آن بر روی انتقالات گاباارژیک باشد(Leidenheimer et al., 1991; Gale, 1992). از طرفی گزارشی حاکی از اثر ضد­تشنجی سیترونلول از طریق مهار کانال‌های سدیمی وابسته به ولتاژ و در نتیجه کاهش تحریک‌پذیری نورونی وجود دارد (de Sousa et al., 2006).
۲-۴-۵) لینالول
لینالول مونوترپن الکلی است که به شکل­های انانتیومر Licareol و Corlandrol وجود دارد و در گیاهانی مانند اسطوخدوس[۲۷]، گشنیز، برگ بو و ریحان یافت می­ شود (de Sousa et al., 2011). در طب سنتی و مدرن از لینالول و گیاهان تولید کننده لینالول به عنوان ضد باکتری، ضد درد، ضد التهاب، ضد تومور و ضد تشنج استفاده می­شوند (Hosseinzadeh et al., 2012; Gu et al., 2010). لینالول اثر ضد تشنجی خود را از طریق مهار باند شدن گلوتامات در کورتکس موش صحرایی و تاثیر بر روی انتقالات گاباارژیک و گلوتامات ارژیک ایجاد می­نماید (Brum et al., 2001). لینالول آنتاگونیست رقابتی گیرنده­های NMDA است و انتقال گلوتاماترژیک را در هر دو شرایط in vivo و in vitro از طریق بر همکنش با گیرنده NMDA تعدیل می­ کند. لینالول همچنین آزادسازی و جذب گلوتامات تحریک شده با پتاسیم را در سیناپتوزوم­های کورتیکال کاهش می­دهد (Batista et al., 2010; Linck et al., 2009). لینالول همانند امیل استات (amyl acetate)، استوفنون (acetophenone) و لیمونن قابلیت حلالیت بالایی در چربی نشان می­دهد و از طریق تغییر دادن محیط لیپیدی غشا می‌تواند به طور مستقیم با انواع معینی از کانال‌های یونی برهمکنش داشته باشد (Kawai, 1999; Kawai et al., 1997; Kawai and Miyachi, 2000). بعلاوه این مواد خوشبو نه­تنها کانال­های دریچه­دار وابسته به ولتاژ را مهار می­ کند، بلکه کانال­های دریچه­دار وابسته به لیگاند مانند کانال­های دریچه­دار گلوتامات (Ohkuma et al., 2002) و کانال­های دریچه­دار حساس به نوکلئوتیدهای حلقوی را نیز مهار می­ کنند (Kawai and Miyachi, 2000; Kurahashi et al., 1994). لینالول اثرات بیولوژیک متعددی در سیستم­های عصبی مرکزی یا حسی دارد. استنشاق لینالول در مهره­دارانی مانند انسان، اثرات آرام­بخش بوجود می­اورد (Buchbauer et al., 1991; Sugawara et al., 1998) و همچنین استنشاق این مونوترپن تحرک موش را بطور قابل­توجهی کاهش می­دهد (Jirovetz et al., 1991). مطالعات اخیر روی سلول‌های گیرنده سوسمار آبی، نورون‌های شبکیه سمندر و سلول‌های پورکنژ مخچه موش نشان داده که لینالول به صورت غیر انتخابی اما برگشت‌پذیر جریان‌های وابسته به ولتاژ را سرکوب می‌کند (Narusuye et al., 2005). Leal-Cardoso و همکارانش در ۲۰۱۰ اثرات فارماکولوژیکی لینالول را روی نورون‌های حسی سوماتیک با جزئیات بیشتری مورد بررسی قرار دادند و مدعی شدند که احتمالا مکانیسم اصلی مختل شدن تحریک‌پذیری نورونی، مهار کانال‌های سدیمی وابسته به ولتاژ توسط لینالول است.
لینالول اثرات محافظتی قابل توجهی در برابر استرس اکسیداتیو ناشی از پراکسید هیدروژن در بافت مغزی دارد و همچنین دارای خاصیت آنتی­اکسیدان می­باشد (Çelik and Ozkaya, 2002). لینالول گیرنده­های نیکوتینی را در اتصالات عصب- عضله تعدیل و تونوسیته عضلات اسکلتی را با تأثیر بر روی سیستم cAMP کاهش می­دهد و سبب شل شدن عضلات می­ شود (Lis-Balchin and Hart., 1999). لینالول سبب تعدیل انتقال گاباارژیک شده و باعث افزایش تمایل اتصال گابا به گیرنده گابا A می­گردد (Brum et al., 2001). این ترکیب همچنین بطور وابسته به غلظت و برگشت­پذیر تحریک پذیری تمام انواع فیبرهای میلینه عصب سیاتیک را کاهش می­دهد. از طرف دیگر، لینالول تولید پتانسیل عمل نورون­های گانگلیون ریشه پشتی را بدون تغییر پتانسیل استراحت غشا مسدود و کانالهای سدیمی دریچه­دار ولتاژی را در نورون­های ایزوله گانگلیون ریشه پشتی مهار می­ کند (Leal-Cardoso et al., 2010). لینالول فعالیت ضد سرطانی را از طریق آپوپتوز سلول­های HL-60 سرطان خون (Gu et al, 2010) و فعالیت ضد التهابی را با کاهش دادن ادم پنجه در موش نشان داده است (Leal-Cardoso et al., 2010). برخی مطالعات نشان داده­اند که لینالول قادر به کاهش درد القاء شده با انواع وسیعی از سیستم­های نوروترنسمیتری است و فعالیت ضد درد را در آزمون­ صفحه داغ نشان داده است. این اثر توسط تعدیل کردن گیرنده­های NMDA، D2 دوپامین، M2 موسکارینی، آدنوزینی، کانال­های KATP و سیگنالینگ نیتریک اکسید واسطه می­ شود (Peana et al., 2003).
۲-۵) کانال‌های یونی و مشارکت آن‌ها در فعالیت نورونی
نورون‌ها در سیستم عصبی در محیطی سرشار از یون‌ها قرار دارند و حفظ تعادل این یون‌ها در داخل و خارج نورون‌ها امری ضروری می­باشد. یون‌ها بواسطه فعالیت انواع کانال‌ها و گیرنده‌های سلولی در دوسوی غشاء تبادل می­شوند و هرگونه تغییر در عملکرد آن‌ها می‌تواند موجب بر هم خوردن تعادل یونی و تغییر در عملکرد طبیعی نورون­ها شود. اغلب مسیرهای درگیر در تاثیر ترکیبات مختلف بر نورون‌ها نیز بر کانال‌های یونی و عملکرد آن‌ها تاثیر می­گذارند.
۲-۵-۱) کانال­های کلسیمی
کانال­های کلسیمی نقش مهمی در عملکرد طبیعی سلول­ها ایفا می­ کنند. این کانال­ها نخستین بار در سلول­های عضلانی شناسایی شدند ولی در سایر سلول­ها مثل نورون­ها و سلول­های ترشحی نیز حضور دارند. ورود کلسیم فرایند­های متنوعی از جمله فعال شدن آنزیم­ های وابسته به کلسیم، نوسانات پتانسیل غشا، راه ­اندازی انواعی از مسیر­های سیگنالینگ داخل سلولی، آزاد سازی نوروترانسمیتر­ها، تنظیم بیان ژن، و آپوپتوز را به راه می­ اندازد (Perez-Reyes, 2003; Clapham, 2007). کانال­های کلسیمی وابسته به ولتاژ[۲۸] پروتئین­های عرضی غشاء هستند که ورود کلسیم به داخل سلول را طی دپلاریزاسیون­های غشایی امکان­ پذیر می­سازند. به طور کلی این کانال­ها به دو دسته­ی HVA[29] و LVA[30] تقسیم می­شوند. کانال­های HVA نسبت به کانال­های LVA برای فعالیت خود به دپلاریزاسیون غشایی بیشتر احتیاج دارند همچنین طی دپلاریزاسیون­های طولانی مدت جریان کلسیمی طولانی­تری ایجاد می­ کنند.
مهمترین زیرواحد این کانال­ها زیر­واحد ۱α می­باشد. این زیرواحد با وزن ۲۵۰-۲۶۰ کیلودالتون بزرگترین زیرواحد کانال بوده و بخش منفذ، حسگر ولتاژ و جایگاه شناخته شده‌ تنظیم کانال بوسیله‌ی پیامبرهای ثانویه، داروها و سموم را شامل می­ شود (Catterall et al., 2003). در کانال­های HVA زیر­واحد ۱α با تعدادی زیر­واحد فرعی β، α۲، γ و δ گرد هم آمده و یک کمپلکس کانالی راتشکیل می­دهد (Ertel et al., 2000; Catterall et al., 2005). این زیر­واحد­های فرعی اثرات مهمی بر کنتیک، وابستگی به ولتاژ و ویژگی­های فارماکولوژیکی این کانال­ها دارند. وجود زیر واحد­های فرعی در کانال­های LVA هنوز مورد بحث است.
رایج­ترین تقسیم ­بندی کانال­های کلسیمی بر اساس معیارهایی چون قابلیت هدایت، کنتیک فعال و غیر فعال شدن و ویژگی­های فارماکولوژیک می­باشد. در این تقسیم ­بندی کانال­های HVA به انواع کانال­های L-type، N-type، P/Q-type و R-type، تقسیم ­بندی می­شوند (Tsien et al., 1987; Randall and Tesien, 1995).
کانال­های L-type توسط دی­هیدروپیریدین­ها مهار می­شوند. برای فعال شدن خود به دپلاریزاسیون بالا احتیاج دارند و دارای هدایت یونی بالا هستند. این کانال­ها بیشتر در جسم سلولی و دندریت­های نزدیک نورون­ها قرار دارند و مسیر­های سیگنالینگ داخل سلولی را به راه می­اندازند. توکسین‌های پلی‌پپتیدی ویژه‌ای از سموم عنکبوت، حلزون و رطیل مانند IVA –agatoxinω، Conotoxin GVIA و SNX-482به ترتیب کانال‌های P/Q، N و R را مهار می‌کنند Adams et al., 1993)). این کانال­ها برای فعال شدن خود به دپلاریزاسیون غشایی کمتر از کانال­های L-type احتیاج دارند و عمدتـا در نورون‌ها بیان شده و بیشتر در آزاد­سازی نوروترانسمیتر­ها نقش دارند، همچنین ورود کلسیم به جسم سلولی و دندریت‌ها را وساطت می‌کنند Catterall et al., 2003)). موش‌هایی با جهش در کانال‌های P/Q درجاتی از تشنجات غائب[۳۱] را نشان می‌دهند (jouvenceau et al., 2001).
کانال‌های کلسیمی LVA که نوع T هم نامیده می‌شوند در پتانسیل غشایی نزدیک پتانسیل استراحت غشاء (حدود ۷۰- میلی­ولت) فعال می­شوند، هدایت یونی پایین و دوره باز بودن کوتاه دارند. این کانال­ها بیشتر در جسم سلولی و دندریت نورون­ها بیان می­شوند. از مهارکننده‌های رایج این نوع جریانات کلسیمی می‌توان میبفرادیل[۳۲]، کورتوکسین[۳۳] (سم عقرب) و یون‌ نیکل را نام برد (Perez-Reyes, 2003; Catterall et al., 2005). مطالعات متعددی وجود کانال‌های کلسیمی نوع L و T را در نورون‌های حلزون نشان داده‌اند. مشخص شده که ۵۵% از جریان‌های کلسیمی در نورون‌های حلزون از نوع L و مابقی از نوع T می‌باشد (Faizi et al., 2003; Vatanparast et al., 2006; Senatore and Spafford, 2010).
۲-۵-۲) کانال­های پتاسیمی
کانال‌های پتاسیمی گروهی از پروتئین‌های غشایی دارای عملکردهای متعدد در سلول‌های تحریک‌پذیر و غیر تحریک‌پذیر هستند. در شرایط نرمال فعال شدن این کانال­ها منجر به کاهش تحریک­پذیری غشاء می­ شود به این دلیل که پتاسیم بر­اساس شیب الکتروشیمیایی از سلول خارج می­ شود (Yuan and Chen, 2006). این کانال‌ها بویژه در تثبیت و حفظ پتانسیل غشا نقش مهمی را ایفا می‌کنند و در بسیاری از فرایند‌های فیزیولوژیک از جمله پیام رسانی سلولی، ترشح انسولین، تحریک‌پذیری نورون‌ها، انتقال اپیتلیالی الکترولیت‌ها، انقباض عضله صاف، تنظیم حجم سلول و ضربان قلب دخیلند (Hille, 2001).
۲-۵-۲-۱) کانال­های پتاسیمی وابسته به ولتاژ
کانال‌های پتاسیمی وابسته به ولتاژ، تنظیم کننده طول مدت فاز رپلاریزاسیون پتانسیل عمل، هیپرپلاریزاسیون متعاقب (AHP) و فاصله بین اسپایک‌ها می‌باشند (Edgerton et al., 2003). از جمله این کانال­ها، کانال‌های پتاسیمی وابسته به ولتاژ جبران کننده‌ تاخیری[۳۴](KDr) که به دلیل فعال شدن آهسته­شان احتمالاٌ در فاز رپلاریزاسیون و تعیین عرض پتانسیل عمل مشارکت می­ کنند و کانال‌های پتاسیمی سریع غیر فعال شونده A-type که بواسطه کنتیک بسیار سریع­شان در ایجاد فعالیت با فرکانس بالا مشارکت دارند (Jonas et al., 2004). هر دو نوع کانال مذکور با دپلاریزاسیون غشا فعال می‌شوند. با این حال جریان‌های KAنسبت به جریان‌های KDr بسیار سریع­تر غیر­فعال می­شوند. جریان­های پتاسیمی نوع M که غیر فعال شدنشان تا ۱۵ ثانیه طول می­کشد و معمولاٌ بعنوان کانال­هایی که غیر­فعال نمی­شوند شناخته می­شوند و بواسطه همین ویژگی­شان در پدیده تطابق[۳۵] مشارکت دارند .(Mathie et al., .1998; Storm, 1990)
۲-۵-۲-۲) کانال­های پتاسیمی وابسته به کلسیم
در بسیاری از نورون­ها از جمله نورون­های حلزون ورود کلسیم طی پتانسیل عمل گروهی از کانال­های پتاسیمی را فعال می­ کند. فعالیت این کانال­ها منجر به جریان­های پتاسیمی رو به خارج­ می­گردند که در رپلاریزاسیون و هیپرپلاریزاسیون متعاقب پتانسیل عمل (AHP) مشارکت دارند(Vatanparast et al., 2007) . این کانال­ها بر اساس ویژگی­های بیوفیزیکی و فارماکولوژیکی به ۳ دسته ی BK، SK و IK تقسیم می­شوند (Vegara et al., 1998). کانال­های BK و SK تا حد زیادی در نورون­های حلزون شناسایی شدند (Gola et al., 1990; Bal et al., 2001). کانال­های BK هدایت­پذیری بالایی داشته و فعال شدنشان مستلزم دپلاریزاسیون غشاء و حضور کلسیم می­باشد (McManus, 1991) از نظر عملکردی کانال­های BK در رپلاریزاسیون سریع و نیز در AHP سریع[۳۶] نقش دارند (Gu et al., 2007). در حالیکه کانال­های SK فعال شدنشان وابسته به حضور کلسیم است (McManus, 1991)، هدایت­پذیری کمی دارد و به ولتاژ غیر­حساس می­باشند (Hallworth et al., 2003; Sah, 1996). کانال­های SK در AHP آهسته[۳۷] و متوسط[۳۸] مداخله می­ کنند (Sah and McLachlan, 1992). کانال­های IK نسبت به دو مورد دیگر هدایت­پذیری متوسطی دارند، به ولتاژ غیر­حساس­اند و در نورون­ها یافت نمی­شوند و در سلول­های محدودی مثل گلبول­های قرمز و سلول­های اپتلیالی بیان می­شوند (Ishii et al., 1997).
۲-۵-۳) کانال های سدیمی
کانال‌های سدیمی وابسته به ولتاژ برای شروع و انتشار پتانسیل‌های عمل در نورون‌ها ضروری هستند. این کانال­ها پروتئین­های عرض غشائی و کمپلکسی از یک زیر‌واحد α با وزن مولکولی ۲۶۰ کیلودالتون و دو‌زیر‌واحد مجزای β شامل ۱β با وزن مولکولی ۳۶ کیلودالتون و ۲β با وزن مولکولی ۳۳ کیلودالتون می‌باشند. هر زیر‌واحد α پلی­پپتید بزرگی از حدود ۲۰۰۰ باقیمانده اسید آمینه است که از چهار تکرار هومولوگ تشکیل شده و هر تکرار شامل شش قطعه عرض غشائی (S1-S6) است. چهار تکرار هومولوگ منفذ کانال را تشکیل می‌دهند و قطعه S4 در هر تکرار بعنوان سنسور ولتاژ عمل می‌کند. زیر واحد آلفا دارای نقش عملکردی اساسی در کانال های سدیمی است و این زیر‌واحد بعنوان جایگاه گیرنده برای تترودوتوکسین[۳۹] و ساکسی‌توکسین[۴۰] (بلوکر­های کانال سدیمی) عمل می‌کند و از طرفی سم عقرب[۴۱] (فعال کننده کانال سدیمی) کانال را تحت تاثیر قرار می‌دهد، بنابراین پیشنهاد شده که زیرواحد مذکور هم در هدایت یونی و هم در فرایند gating کانال دخیل می‌باشد. زیرواحد ۲β از طریق پیوند دی‌سولفید با زیرواحد α پیوند کووالان دارد، در حالی که زیرواحد ۱β پیوند کووالان ندارد. زیرواحد‌های α و β به شدت گلیکوزیله هستند (Catteral, 1995). این کانال‌ها به شدت در طی تکامل حفظ شده‌اند و در بافت‌های مختلف قابل تحریک از جمله عضله قلبی، عضله اسکلتی و سلول‌های عصبی ساختار یکسان دارند.
۲-۵-۴) جریان‌های سدیمی گذرا و مداوم
جریان سدیمی وابسته به ولتاژ (INa) شامل ورود گذرای سدیم است که منجر به دپلاریزاسیون غشا می‌شود. کانال سدیمی بسته به پتانسیل غشا می ­تواند سه حالت عملکردی متفاوت داشته باشد: بسته، باز (فعال) و غیر فعال. جریان‌های عبوری از کانال‌های باز کنتیک سریعی دارد و در کمتر از یک میلی ثانیه به اوج می‌رسد و در حد چند میلی ثانیه به حد پایه کاهش می‌یابد (Cummins et al., 1994).
در حالیکه INa جریان مسئول فعالیت نورونی است، اما شواهدی مبنی بر حضور یک جریان سدیمی مداوم (INap)[42] که مخصوصاٌ در تعدیل تحریک‌پذیری نورونی مؤثر می‌باشد، نیز وجود دارد. این جریان در انواعی از نورون‌ها از جمله آکسون اسکوئید، تالاموس، استریاتوم و نئوکورتکس انسان گزارش شده است و معمولاٌ تنها کسر کوچکی (%۳-۱) از کل جریان پیک سدیم را در نورون­ها نشان می‌دهد؛ با این حال می‌تواند الگوی تولید پتانسیل عمل را بشدت تحت تأثیر قرار دهد (French et al., 1990; Crill, 1996; Wu et al., 2005).
هنوز جای بحث است که آیا جریان سدیمی مداوم از یک کانال وابسته به ولتاژ متفاوت از کانال سدیمی وابسته به ولتاژ گذرا منشأ می‌گیرد یا نه. یک تئوری اینست که INap بوسیله یک زیرگروه اختصاصی از کانال‌های سدیمی تولید می‌شود. شواهدی که این فرضیه را حمایت می‌کنند نشان می‌دهند که INap آستانه­ای حدود ۱۰ میلی ولت کمتر از INa دارد. اما از سوی دیگر مشخص شده که INap معمولاٌ بوسیله همان بلوکرهای INa مانند تترودوتوکسین مهار می‌شود. مطالعات بیولوژی مولکولی نشان می‌دهند که به احتمال قوی هر دو جریان مذکور از یک کانال منشأ می‌گیرند، با این تفاوت که شیوه gating کانال در این جریان‌ها یکسان نیست (یک روش Slow-gating برای جریان INap وجود دارد) (Stafstrom, 2007).
۲-۶) تعدیل کانال­های یونی توسط فسفریلاسیون
شواهد قابل توجهی وجود دارند که نشان می­دهد مسیر­های سیگنالینگ داخل سلولی از جمله مسیرهای مربوط به پروتئین کیناز­ها[۴۳] می ­تواند فعالیت کانال­های یونی مختلف را تعدیل کنند. فسفریلاسیون کانال­های یونی منجر به تغییرات ساختاری و به دنبال آن تغییرات عملکردی کانال­های یونی و همچنین تغییر فعالیت الکتریکی نورون­ها می­ شود (Iskande et al., 1995). پروتئین کیناز­ها بواسطه­ تحریک گیرنده­های گلوتامات متابوتروپیک[۴۴] (mGluRS) فعال می­شوند. در ادامه مروری خواهیم داشت بر رسپتورهای مذکور و پروتئین کینازها.
۲-۶-۱) گیرنده متابوتروپیک
گلوتامات نوروترنسمیتر تحریکی عمده در مغز پستانداران است، وجود رسپتور­های گلوتامات تعدیلی-عصبی که گیرنده­های گلوتامات متابوتروپیک نامیده می­شوند، مکانیسمی را فراهم می ­آورد که به­وسیله­ آن گلوتامات می ­تواند از طریق مسیرهای سیگنالینگ پیامبر ثانویه، تحریک­پذیری سلولی و انتقال سیناپسی را در سرتاسر سیستم اعصاب مرکزی تعدیل کند. mGluRS اعضای ابر­خانواده­ رسپتور جفت شده با G-پروتئین[۴۵] (GPCR) می­باشند که فراوان­ترین خانواده­ی ژنی رسپتور، در ژنوم انسانی هستند. GPCR، پروتئین­های بایند شده به غشا هستند که بوسیله­ی لیگاند­های خارج­سلولی نظیر پپتید­ها و نوروترانسمیتر­ها فعال می­شوند، باعث انتقال سیگنال­های درون سلولی از طریق بر­همکنش­ها با G-پروتئین می­شوند و دارای N ترمینال بسیار بزرگ برای اتصال گلوتامات هستند (Kew and Kemp, 2005; Colleen M. Niswender and P. Jeffrey Conn, 2010). تغییر حاصله در ساختار GPCR ناشی از بایندینگ لیگاند G-پروتئین را فعال می­ کند. G-پروتئین از یک کمپلکس هتروتریمریک زیرواحد­های α ، β و γ تشکیل شده است. G-پروتئین­ها در حالت غیر­فعالشان به گوآنوزین ۵-دی فسفات (GDP) متصلند و فعال­سازی G-پروتئین باعث مبادله­ گوآنوزین ۵-تری فسفات(GTP) با GDP در زیرواحد α می­ شود. سپس زیرواحد­های G-پروتئین فعال شده عملکرد افکتورهای مختلف نظیر آنزیم­ها، کانال­های یونی و عوامل رونویسی را تعدیل می­ کنند. غیرفعال­سازی زمانی رخ می­دهد که GTP متصل شده به GDP هیدرولیز می­ شود (Colleen M. Niswender and P. Jeffrey Conn, 2010).
هشت گیرنده متابوتروپیک گلوتامات با توالی­های مولکولی مشخص تا به امروز شناخته شده که بر اساس سیستم­های پیامبر ثانویه­شان، همسانی توالی و فارماکولوژی آگونیستی و آنتاگونیستی به سه گروه متمایز تقسیم می­شوند (Dingledine et al., 1999; Kunishima et al., 2000; Meldrum et al., 1999). گروه I شامل(۵ و ۱) mGlu می­باشند که با Gq / G11 جفت می­شوند و فسفولیپاز Cβ را فعال می­ کنند که منجر به هیدرولیز پلی­فسفواینوزیتید (PI) و تولید اینوزیتول ۱,۴,۵­تری­فسفات (IP3) و دی­آسیل گلیسرول (DAG) می­شوند، این مسیر منجر به فعال­سازی پروتئین کیناز C می­ شود (Colleen M. Niswender and P. Jeffrey Conn, 2010). گروه II شامل ۳) و mGlu (2 و گروه III، شامل mGlu (4, 6, 7, 8) می­باشند که فعالیت آدنیلیل سیکلاز را مهار می­ کنند. گروه II و III با پروتئین­های Gi/o جفت می­شوند و در سیستم اعصاب مرکزی مسیرهای را به راه می­اندازند که منجر به، مهار کانال­های کلسیمی حساس به ولتاژ، مهار یا تحریک cAMP، تحریک هیدرولیز PI و فعال­سازی مسیرهای پروتئین کیناز فعال کننده میتوژن (MAP) می­ شود (Pin and Duvoisin, 1995; Conn and Pin, 1997).
۲-۷) پروتئین کیناز­ها
پروتئین کیناز­ها آنزیم­هایی هستند که سوبستراهای پروتئینی را بوسیله­ی انتقال یک گروه فسفات از یک دهنده با انرژی بالا مانند ATP و GTP فسفریله می­ کنند (Blagden and de Bono, 2005). فسفریله شدن پروتئین جنبه­ های متعدد عملکرد سلولی مانند تقسیم، متابولیسم، بقا و آپوپتوز را تنظیم می­ کنند (Cheetham, 2004, Kondapalli et al., 2005). این آنزیم­ها نقش اساسی در یکپارچگی شبکه ­های سیگنالینگ در سلول­های یوکاریوت دارند و فرایند­های سلولی بی­شماری را طی رشد و تکامل تنظیم می­ کنند. پروتئین کیناز­ها بر اساس آمینواسید­هایی که مورد هدف قرار می­ دهند به دو دسته تقسیم می­شوند دسته­ی اول تیروزین کیناز­ها هستند که اسیدآمینه­ تیروزین را فسفریله کرده و خود شامل دو گروه تیروزین کیناز رسپتوری و تیروزین کیناز غیر رسپتوری می­باشند. دسته­ی دوم سرین-ترئونین کینازها هستند که سرین و ترئونین را فسفریله می­ کنند و محلول در سیتوپلاسم هستند. پروتئین کیناز A و C جزء دسته­ی اخیر می­باشند (Shchemelinin et al., 2006).
۲-۷-۱) PKA و اثر بر کانال­های یونی
یکی از ساده­ترین اعضای خانواده PK، پروتئین کیناز وابسته بهcAMP می­باشد. فرایندهایی که cAMP درون سلولی را افزایش می­دهد منجر به فعال­سازی PKA می­ شود. PKA از دو زیرواحد کاتالیکی و دو زیرواحد تنظیمی تشکیل شده ­اند که در حالت غیر­فعال دو زیرواحد تنظیمی به یکدیگر متصل­اند و جایگاه­های فعال زیرواحد کاتالیکی را می­پوشانند. زیرواحد تنظیمی دارای دو دمین متصل شونده به cAMP در پایانه­ی کربوکسیلی خود می­باشد. پروتئین­های لنگری کیناز A (AKAP) که بعنوان داربست برای PKA به کار می­روند، بوسیله­ پایانه­ی آمینی زیرواحد تنظیمی آنزیم را در جایگاه­های خاص در سلول متمرکز می­ کنند و بنابراین محیط­های کوچک برای سیگنالینگ PKA فراهم می­ شود. زیر­واحد کاتالیک دارای یک دمین انتهایی آمینی برای اتصال به ATP و یک دمین انتهایی کربوکسیلی برای اتصال به سوبسترای خود و آمینواسیدهای حفاظت شده برای انتقال فسفات به سوبسترا می­باشد (Taylor et al., 2004).
تعداد زیادی از مطالعات نشان داده­اند که چندین پروتئین کیناز در تعدیل درد ضروری هستند بویژه شواهد قوی دلالت بر این دارند که PKA و PKC در ایجاد و حفظ حساس­سازی مرکزی دخیل هستند. افزایش در تحریک­پذیری نورونی مثل آنهایی که مرتبط با حساس­سازی مرکزی هستند بطور عمده از تعدیل وابسته به فسفریله شدن کانال­های یونی منتج می­شوند. کانال­های پتاسیمی دریچه­دار وابسته به ولتاژ، تعیین کننده­ های مهم تحریک­پذیری نورونی در سیستم اعصاب مرکزی هستند. بنابراین تغییرات در عملکرد کانال K+ احتمالا“ به تحریک­پذیری افزایش یافته در حساس سازی مرکزی کمک می­ کند. Hu و همکارانش نشان دادند که PKA و PKC جریانات A-type را در نورون­های شاخ پشتی نخاع کاهش می­ دهند (Hu et al., 2003). به دلیل تنوع زیاد کانال­های پتاسیمی PKA هم دارای اثر مهاری و هم تحریکی بر این کانال­ها می­باشد ((Iskander, et al., 1995.
Ewald و همکارانش در سال ۱۹۸۵ گزارش کردند که فعالیت کانال­های پتاسیمی وابسته به کلسیم در نورون حلزون، با فسفریله شدن توسط PKA افزایش یافت (Ewald et al.,1985).
نشان داده شده است که فسفریلاسیون و بویژه فسفریلاسیون وابسته به cAMP نقش اساسی در تنظیم کانال­های کلسیمی فعال شده در ولتاژ بالا بازی می­ کند (Armstrong and Kalman, 1988). همچنین نشان داده شده است که فسفریلاسیون کانال­های کلسیمی HVA توسط PKA یا PKC منجر به افزایش­ جریان­های کلسیمی در سلول­های تحریک­پذیر می­ شود (Yang and Tsien, 1993). Smith و Goldin در سال ۱۹۹۲ گزارش کردند که در کانال­های سدیمی مغز موش تنها فسفوریلاسیون یک ناحیه برای کاهش جریان­های سدیمی ضروری و کافی است که این کاهش جریان می ­تواند در نتیجه کاهش مدت زمان باز بودن کانال یا کاهش تعداد کانال­هایی که قادر به باز شدن هستند باشد با این حال گزارشاتی مبنی بر افزایش جریان سدیمی توسط PKA نیز وجود دارد (Iskander, et al., 1995).
۲-۷-۲) PKC و اثر بر کانال­های یونی
خانواده PKC در مسیرهای انتقال سیگنال شرکت می­ کنند و اثرات بسیاری از محرک­های خارج سلولی مانند فاکتورهای رشد، هورمون­ها و داروها را تعدیل می­ کنند و هیدرولیز لیپیدها را افزایش می­ دهند (Jenny et al., 2005). این آنزیم برای فعالیت خود به دی­آسیل­گلیسرول و در برخی موارد کلسیم نیاز دارد. دی­آسیل­گلیسرول در نتیجه­ هیدرولیز برخی لیپید­ها ایجاد می­ شود. فعالیت رسپتور­های متابوتروپیک گلوتامات نوع یک قادر به فعال­سازی فسفولیپازC و در نتیجه تولید اینوزیتول­تری­فسفات و دی آسیل­گلیسرول به واسطه­ هیدرولیز فسفاتیدیل­اینوزیتول می­باشد (Hermans and Challiss, 2001). این آنزیم دارای چهار دمین (C1-C4) می­باشد. C1 حاوی موتیف­های لازم برای اتصال به دی­آسیل­گلیسرول، C2 دارای نواحی شناخته­شده برای اتصال لیپید­های اسیدی و در بعضی موارد کلسیم و C3 و C4 نواحی متصل­شونده به ATP وسوبسترا را تشکیل می­ دهند. برخی از این کیناز­ها به دلیل فقدان C2 غیر وابسته به کلسیم می­باشند .(Koya and L. King, 1998)
فعال­سازی PKC با تعدیل تعدادی از کانال­های یونی مرتبط است که پتانسیل غشاء یا تحریک پذیری غشاء را تنظیم می­ کند (Tanaka and Nishizuka, 1994). در برخی از سلول­ها PKC منجر به افزایش جریانات کلسیمی وابسته به ولتاژ از طریق تغییر در ولتاژ آستانه فعال­سازی به سوی پتانسیل­های غشایی منفی­تر می­ شود (Swartz et al., 1993) و در برخی سلول­های دیگر فعال­سازی PKC منجر به مهار جریانات کلسیمی می­ شود (Sena et al., 1995). اثر PKC بر کانال­های پتاسیمی بسته به نوع کانال و نوع سلول می ­تواند مهاری یا تحریکی باشد(Iskander et al., 1995). PKCفعال شده منجر به تاثیرات تعدیلی گسترده­ای بر تعدادی از هدایت­های یونی نورون می­ شود که تحریک­پذیری نورونی را تعیین می­ کنند، این تاثیرات شامل کاهش جریانات پتاسیمی جبران کننده تاخیری (Tokimasa and Akasu, 1990) ، کاهش جریانات گابا (Krishek et al., 1994) و فعال­سازی جریانات کلسیمی مختلف، AMPA یا NMDA می­باشد (Swartz et al., 1993). یک مطالعه مستقیم جریانات یونی کنترل شده توسط PKC در نورون­های تنفسی بصل­النخاع وجود دارد، Champagnat و Richter نشان دادند که تزریق درون سلولی فوربول استر (phorbol ester)، یک فعال­کننده PKC، نورون­های تنفسی را دپلاریزه می­ کند که بیانگر کاهش وابسته به PKC در کانداکتنس­های K+ مداوم است (Champagnat and Richter, 1993).

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...