۱۲/۸۳±۲/۴۸
۱۲/۷۵±۲/۴۶
جدول ۴-۲٫ مقاومت ورودی سلول در شرایط کنترل و ۱۰ دقیقه پس از کاربرد لینالول ۲/۰ میلی مولار.
۴-۳) ویژگیهای پتانسیل عمل خودبخودی در حضور لینالول و مهار کنندههای کانالهای کلسیمی نیکل کلرید و نیفدیپین:
به منظور بررسی نقش کانالهای کلسیمی در بروز تغییرات در الگوی فعالیت ناشی از لینالول ، به محفظه ثبت حاوی رینگر نرمال نیکل کلرید، مهار کننده غیر اختصاصی کانالهای کلسیمی و نیفدیپین، مهار کننده کانال کلسیمی نوع L، افزوده شد و پاسخ سلول به لینالول پس از مهار کانالهای کلسیمی بررسی شد. متعاقب بروز الگوی فعالیت burst در اثر لینالول، با افزودن NiCl (mM4) به محیط خارج سلولی کاهش تدریجی الگوی فعالیت burst در حدود ۳ دقیقه پس از کاربرد NiCl، رخ داد. در غالب موارد در کمتر از ۸ دقیقه پس از افزودن NiCl حذف تدریجی burst مشاهده میشد (شکل ۴-۵).
شکل ۴-۵٫ پس از بروز فعالیت burst در نتیجه افزودن لینالول ۲/۰ میلی مولار، NiCl به محفظه ثبت اضافه گردید. ۳ دقیقه پس از افزودن NiCl به محیط خارج سلولی کاهش الگوی burst مشاهده شد. ۸ دقیقه پس از افزودن NiCl حذف کامل الگوی burst قابل مشاهده است.
افزودن نیفدیپین (Nif) با غلظت μM40 به محفظه ثبت، بدنبال بروز فعالیت burst در اثر لیناول، منجر به کاهش الگوی burst در حدود ۴ دقیقه پس از کاربرد Nif شد در غالب موارد در حدود ۹ دقیقه پس از افزودن Nif الگوی فعالیت burst حذف شده و با اسپایکهای منفرد جایگزین میشد. (شکل ۴-۶).
شکل ۴-۶٫ پس از بروز فعالیت burst در نتیجه افزودن لینالول ۲/۰ میلی مولار،Nif به محفظه ثبت اضافه گردید. ۴ دقیقه پس از افزودن Nifبه محیط خارج سلولی کاهش الگوی burst مشاهده شد. ۹ دقیقه پس از افزودن Nif حذف الگوی burst و برقراری اسپایکهای منفرد قابل مشاهده است.
۴-۴)ویژگیهای پتانسیل عمل خودبخودی در حضور لینالول و مهار کنندههای پروتئین کینازها، H89 و کلریترین
به منظور بررسی نقش پروتئین کینازها در بروز تغییرات در الگوی فعالیت ناشی از لینالول ، به محفظه ی ثبت حاوی رینگر نرمال H89، مهار کننده اختصاصی پروتئین کیناز وابسته به cAMP و کلریترین، مهار کننده اختصاصی پروتئین کیناز c، افزوده شد و پاسخ سلول به لینالول پس از مهار این پروتئین کینازها بررسی شد.
متعاقب بروز الگوی فعالیت burst در اثر لینالول، با افزودن (μM66) H89 به محیط خارج سلولی تعدیل تدریجی الگوی فعالیت burst در حدود ۷ دقیقه پس از کاربرد H89، رخ داد. در غالب موارد در کمتر از ۱۵ دقیقه پس از افزودن H89الگوی فعالیت burst بتدریج حذف شده و با اسپایکهای منفرد جایگزین میشد (شکل ۴-۷).
شکل ۴-۷٫ پس از بروز فعالیت burst در نتیجه افزودن لینالول ۲/۰ میلی مولار،H89 به محفظه ثبت اضافه گردید. ۷ دقیقه پس از افزودن H89به محیط خارج سلولی تعدیل الگوی burst مشاهده شد. ۱۵ دقیقه پس از افزودن H89 حذف الگوی burst و برقراری اسپایکهای منفرد قابل مشاهده است.
افزودن کلریترین (chelerythrine) با غلظت μM)13) به محفظه ثبت، بدنبال بروز فعالیت burst در اثر لیناول، منجر به کاهش الگوی burst درکمتر از ۵ دقیقه پس از کاربرد کلریترین شد در غالب موارد در حدود ۱۲ دقیقه پس از افزودن کلریترین الگوی فعالیت burst حذف شده و با اسپایکهای منفرد جایگزین میشد (شکل ۴-۸).
شکل ۴-۸٫ پس از بروز فعالیت burst در نتیجه افزودن لینالول ۲/۰ میلی مولار، به محفظه ثبت اضافه گردید.دقیقه پس از افزودن chelerythrineبه محیط خارج سلولی کاهش الگوی burst مشاهده شد. ۱۲ دقیقه پس از افزودن chelerythrine حذف الگوی burst و برقراری اسپایکهای منفرد قابل مشاهده است.
فصل پنجم
بحث و نتیجه گیری
۵) بحث و نتیجه گیری
۵-۱) بحث
نتایج تحقیق حاضر نشان داد که لینالول فعالیت الکتریکی سلولهای عصبی حلزون را افزایش میدهد. همچنین مطالعه ویژگیهای اسپایکها در حضور لینالول نشان داد بسیاری از تغییرات اعمال شده در الگوی فعالیت نورونهای حلزون توسط لینالول، از تغییرات ایجاد شده در جریانات غشایی سلولها بویژه جریانات کلسیمی، پتاسیمی وابسته به ولتاژ و پتاسیمی وابسته به کلسیم و همچنین مسیرهای فسفریلاسیون پروتئین کینازها حاصل میشود.
۵-۱-۱) تغییر در ویژگیهای پتانسیل عمل در حضور لینالول
در حضور غلظت mM1/0 لینالول، دامنه اسپایکهای سدیمی کاهش معنیدار را نشان داد. در رینگر نرمال جریانات سدیمی رو به داخل که با دپلاریزاسیون غشا تا حد آستانه و باز شدن کانالهای سدیمی فعال میشوند، عامل اصلی فاز بالارو پتانسیل عمل هستند. بااینحال دپولاریزاسیون آهسته و طولانی مدت غشاء باعث می شود تعدادی از کانالهای سدیمی پس از فعال شدن اولیه، غیرفعال شده و در همین وضعیت باقی بمانند. این وضعیت می تواند تعداد کانالهای سدیمی که عملاً در پتانسیل عمل مشارکت می کنند را کاهش داده و باعث کاهش دامنه پتانسیل عمل گردد. با توجه به کاهش قابل توجه در دامنه اسپایکهای سدیمی در حضور لینالول ۱/۰ میلی مولار طی ۵ تا ۱۰ دقیقه از زمان مجاورت با لینالول به نظر میرسد این تاثیر نتیجه دپلاریزاسیون تاخیری و آهسته غشاء باشد و نه مهار مستقیم کانالهای سدیمی زیرا با تزریق جریان مستقیم و برگرداندن ولتاژ استراحت به حدود شرایط کنترل کاهش دامنه پتانسیلهای عمل بطور قابل توجهی جبران گردید.
کاهش در دامنه و مدت AHP در حضور لینالول، کانالهای پتاسیمی موثر در بروز AHP یعنی کانالهای پتاسیمی وابسته به ولتاژ نوع جبران کنندهی تاخیری و هر دو نوع کانالهای پتاسیمی وابسته به کلسیم را بعنوان اهداف اثر لینالول مطرح میکند. حداقل سه جریان پتاسیمی در نورونهای حلزون شناسایی شده است که شامل جریان پتاسیمی سریع غیر فعال شونده (نوع A)، جریان پتاسیمی وابسته به کلسیم و جریان پتاسیمی جبران کننده تاخیری میباشند. در حالیکه نوع اول به۴-AP[52] حساس است، نوع وابسته به کلسیم به TEA داخل سلولی حساس میباشد (Thompson, 1977; Bukanova, et al., 2002; Staras, et al., 2002). در بسیاری از نورونهای مهرهداران و بیمهرگان از جمله نورونهای حلزون فاز رپلاریزاسیون پتانسیل عمل و پتانسیل متعاقب هیپرپلاریزاسیون توسط فعالیت کانالهای پتاسیمی وابسته به ولتاژ بویژه نوع جبران کننده تاخیری (Silva, et al., 1990) و وابسته به غلظت کلسیم سیتوزلی، BK و SK، تعیین میشوند و فعالیت کانالهای پتاسیمی وابسته به کلسیم اساسا در شکل و فرکانس و نیز الگوی شلیک پتانسیل عمل نقش دارند (Gola, et al., 1990; Faber and Sah, 2003). مهار کانالهای KDr توسط تترا اتیل آمونیوم و کوکائین منجر به کاهش قابل توجه دامنه فاز رپلاریزاسیون پتانسیل عمل در نورونهای حلزون و بروز فعالیت انفجاری میشود (Chen et al., 2006). بررسیهای قبلی نشان داده که کانالهای پتاسیمی وابسته به کلسیم نوع SK توسط پپتید مستخرج از سم زنبور عسل یعنی ایپمین، مهار و موجب کاهش دامنه و طول مدت AHP پتانسیل عمل میشود (Vatanparast and Janahmadi., 2009). از آنجائیکه AHP یک عامل اساسی تعیین کننده در میزان فعالیت نورونهاست، کاهش آن افزایش فرکانس اسپایکها را در پی دارد. در بسیاری از نورونها از جمله نورونهای حلزون، کانالهای پتاسیمی وابسته به کلسیم نقش اصلی را در ایجاد AHP و تنظیم فرکانس اسپایکها بر عهده دارند، تغییر در عملکرد این نوع کانالهای پتاسیمی، که موجب تغییر در دامنه و مدتAHP میشود، میتواند تحریکپذیری نورونی و آستانه القایی فرایندهای فیزیولوژیک وابسته به کلسیم را تغییر دهد (Sah et al., 1992; Kumer and Foster, 2002; Faber and Sah, 2003;Lin et al., 2010). در بررسی حاضر نیز دامنه و مدتAHP تحت تاثیر غلظت ۱/۰میلی مولار لینالول کاهش یافت. احتمالا لینالول بواسطه تاثیر مهاری بر کانالهای پتاسیمی نوع جبران کننده تاخیری و کانالهای پتاسیمی وابسته به کلسیم منجر به کاهش دامنه و مدت AHP و در نتیجه افزایش تحریکپذیری نورونی شده است. از طرفی با توجه به گزارشهای متعدد مبنی بر رابطه معکوس بین فرکانس پتانسیل عمل و مدت زمان AHP (Hallworth et al., 2003; Vatanparast et al., 2007) بخشی از افزایش فرکانس مشاهده شده در حضور لینالول ۱/۰ میلی مولار را میتوان به مدت زمان کاهش یافته AHP نسبت داد. بدنبال کاربرد لینالول ۱/۰ میلی مولار یک دپلاریزاسیون آهسته در پتانسیل استراحت غشاء ایجاد گردید. مثبتتر شدن پتانسیل غشاء خود می تواند توجیهی برای افزایش فرکانس اسپایکها پس از بکارگیری لینالول باشد. از آنجاییکه کانالهای پتاسیمی فعال شونده توسط کلسیم نقش مهمی در کنترل پتانسیل غشا بازی میکنند، فعال شدن این کانالها موجب هیپرپلاریزه شدن و مهار آنها دپلاریزاسیون غشا را در پی دارد (Zhang et al., 2003; Dilly, et al., 2005; Yazdi et al.,2007). دپولاریزاسیون آهسته غشاء تحت تاثیر لینالول میتواند از مهار نسبی کانالهای پتاسیمی وابسته به کلسیم نتیجه شده باشد که به نوبه خود میتواند بر تحریک پذیری سلولی تاثیر بگذارد.
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت nefo.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
در روند رپلاریزاسیون پتانسیل غشا، انواعی از کانالهای پتاسیمی وابسته به ولتاژ (بویژه نوع KDr) و کانالهای پتاسیمی وابسته به کلسیم، BK و SK، مشارکت دارند. هر دو گروه عمده کانالهای پتاسیمی وابسته به کلسیم، BK و SK، در نورونهای حلزون شناسایی شدهاند (Gola, et al., 1990; Bal, et al., 2001). فعالیت کانالهای پتاسیمی وابسته به کلسیم در شکل و الگوی شلیک پتانسیل عمل نقش مهمی دارند. کانالهای BK وابسته به ولتاژ غشاء و غلظت کلسیم درون سلولی هستند و قابلیت هدایت بالایی دارند. این کانالها بخاطر کنتیک سریع در فاز رپلاریزاسیون پتانسیل عمل نیز شرکت دارند. درحالیکه کانالهای SK وابسته به ولتاژ غشا نبوده و تنها به غلظت کلسیم وابسته هستند و در رپلاریزاسیون پتانسیل عمل سهیم نیستند ولی در فرکانسهای بالا شدیدا فعال شده و بعنوان یک عامل بازدارنده قوی firing عمل میکنند (Sah,1996., Bal, et al., 2001;Faber and Sah, 2003). کانالهای BK بوسیله پاکسیلین[۵۳] مهار میشوند، درحالیکه کانالهای SK توسط ایپیمین مهار میشوند (Crest and Gola, 1993).
در حضور لینالول ۱/۰ و ۲/۰میلی مولار شیب فاز دپلاریزاسیون و رپلاریزاسیون پتانسیل عمل کاهش معنیداری را نشان داد. با توجه به نقش کانالهای سدیمی در ایجاد فاز دپلاریزاسیون، احتمالا غیرفعال شدن تعدادی از کانالهای سدیمی در نتیجه دپلاریزاسیون نسبی غشاء در کاهش شیب و دامنه فاز بالارو پتانسیل عمل نقش دارد. از طرفی کاهش در شیب فاز رپلاریزاسیون پتانسیل عمل احتمالا در نتیجه اثر مهاری لینالول بر روی کانالهای پتاسیمی دخیل در فاز رپلاریزاسیون، بویژه نوع جبران کننده تاخیری و BK، میباشد. افزایش طول مدت اسپایکها در حضور لینالول را میتوان در نتیجه اثر مهاری لینالول بر کانالهای دخیل در فاز رپلاریزاسیون و کاهش شیب فاز رپلاریزاسیون توجیه کرد.
۵-۱-۲) تغییر در فعالیت نورونی و بروز الگوی burst در حضور لینالول
در حضور غلظت ۲/۰ میلی مولار لینالول الگوی کلی فعالیت از فرم منظم به الگوی burst تغییر یافت. تا کنون نقش انواعی از جریانهای یونی در بروز الگوی burst در نورونهای حلزون بررسی شده است. که از آن میان میتوان به مهار کانالهای پتاسیمی وابسته به کلسیم و KDr اشاره کرد(Crest and Gola, 1993; Pedarzani et al., 2001; Hallworth et al., 2003; Chen and Tsia 2006). کانالهای پتاسیمی نوع KDr که در روند رپلاریزاسیون پتانسیل عمل شرکت دارند نیز جهت حفظ الگوی منظم ضروری هستند، مهار این کانالها توسط آمفتامین (Chen and Tsia 2000)، تترااتیلآمونیوم و کوکائین (Chen and Tsia, 2006) در افزایش تحریکپذیری سلول و بروز الگوی burst نشان داده شده است. مهار KDr برای ایجاد فعالیت burst در نورون لازم میباشد (Chen et al., 2006). در بسیاری از نورونها کانالهای پتاسیمی وابسته به کلسیم بویژه نوع SK برای حفظ الگوی اسپایکهای منفرد و منظم ضروری هستند و فعالیت آنها مانع از افزایش بیش از حد فرکانس و بروز الگوی burst میگردد در حالیکه مهار آنها باعث اختلال و ناهماهنگی در الگوی فعالیت منظم شده و نورون را مستعد بروز فعالیت burst میکند (Crest and Gola, 1993; Pedarzani et al., 2001; Hallworth, 2003).
بنابراین با توجه به نتایج این بخش از مطالعه ما احتمالاً کاهش فعالیت کانالهای پتاسیمی وابسته به کلسیم و کانالهای پتاسیمی نوع جبران کننده تاخیری در حضور غلظت ۲/۰ میلی مولار لینالول در اختلال الگوی طبیعی و منظم اسپایکهای سدیمی موثر است. شواهد بدست آمده در این تحقیق حذف الگوی burst در حضور مهارکنندههای کانالهای کلسیمی حضور جریانات کلسیمی در شرایط بروز فعالیت انفجاری در حضور لینالول را تایید می کنند.
طی مطالعات صورت گرفته مشخص شده است که غشاء نورونهای حلزون تراکم نسبتاٌ بالایی از کانالهای کلسیمی خصوصاٌ نوع L و T دارند. به گونه ای که کانالهای کلسیمی موجود در جسم سلولی نورونهای حلزون حتی به منظور ایجاد پتانسیل عملهای کلسیمی، در غیاب ورود سدیم، کافی میباشد (Chamberlain and Kekut., 1969; Vatanparast et al., 2006). کاربرد نیکل کلرید (مهارکننده غیراختصاصی کانالهای کلسیمی با تاثیر عمده بر کانالهای کلسیمی نوع T) بدنبال بروز الگوی burst حاصل از بکارگیری غلظت ۲/۰ میلی مولار لینالول، در همه موارد منجر به حذف کامل الگوی burst و در نهایت حدف کامل فعالیت خودبهخودی نورون شد. بکارگیری نیفدیپین (مهارکننده اختصاصی کانالهای کلسیمی نوع L) با کاهش شدت الگوی burst و در نهایت با حذف این الگو همراه بود. با توجه به شواهد موجود میتوان بیان کرد که علاوه بر حضور جریانهای کلسیمی در شرایط القاء فعالیت انفجاری در حضور لینالول، احتمالاً این ترکیب تقویت جریانهای مذکور را نیز باعث می شود. با توجه به اینکه ورود کلسیم طی پتانسیل عمل عمدتاً در فاز رپلاریزاسیون رخ میدهد (Llinas et al.,1981) مهار کانالهای پتاسیمی علاوه بر اثر مستقیمی که در افزایش تحریکپذیری دارد، بواسطه تأثیرش در جهت افزایش طول مدت فاز رپلاریزاسیون بطور غیر مستقیم باعث افزایش ورود کلسیم و بنابراین تشدید تحریکپذیری میشوند. بنابراین میتوان اثرات افزاینده غلظت ۲/۰ میلی مولار لینالول بر تحریکپذیری را تا حد زیادی به اثرات مهاریاش بر کانالهای پتاسیمی نسبت داد.
همچنین بر اساس نتیجه تحقیق حاضر کاربرد H89 (مهارکننده پروتئین کینازA) و کلریترین (مهارکننده پروتئین کینازC) بدنبال بروز الگوی burst حاصل از بکارگیری غلظت ۲/۰ میلی مولار لینالول، در همه موارد منجر به حذف کامل الگوی burst و جایگزینی اسپایکهای سدیمی منظم شد، که نشان دهنده مشارکت پروتئین کینازها در اثرات اعمال شده توسط لینالول ۲/۰ میلی مولار میباشد. فسفریلاسیون کانالهای کلسیمی HVA توسط PKA یا PKC منجر به افزایش جریانهای کلسیمی در سلولهای تحریکپذیر می شود (Yang and Tsien, 1993). PKA و PKC جریانات A-type را در نورونهای شاخ پشتی نخاع کاهش می دهند (Hu et al., 2003) و همچنین فعال سازی PKC در نورونهای هیپوکمپ باعث مهار جریانهای پتاسیمی مداوم، که شامل جریانهای پتاسیمی وابسته به کلسیم یا IK-Ca و غیر وابسته به کلسیم IK می شود (Doerner et al., 1988). بنابراین محتمل است که PKA و PKC از طریق مهار کانالهای پتاسیمی باعث افزایش تحریکپذیری سلول میشوند و در بروز الگوی burst مشارکت می کنند. بنظر میرسد لینالول علاوه بر تاثیر مستقیم می تواند بطور غیرمستقیم از طریق پروتئین کینازها، باعث فسفریله شدن کانالهای یونی شود در نتیجه فعالیت آنها را تعدیل کند.
۵-۲) نتیجهگیری
با توجه به تغییر در الگوی فعالیت نورونی و اثرات افزایشی فعالیت نورونها در حضور غلظتهای ۱/۰ و ۲/۰ لینالول، نتایج تحقیق حاضر تایید کننده اثرگذاری لینالول بر فعالیت الکتریکی سلولها بواسطه تاثیر بر فعالیت کانالهای یونی بویژه کانالهای پتاسیمی جبران کننده تاخیری و حساس به کلسیم، کانالهای کلسیمی وابسته به ولتاژ و مسیرهای فسفریلاسیون پروتئین کینازها است. نتایج این تحقیق با تائید صرع زایی لینالول در شرایط تاثیر مستقیم بر سلول با یافته های برخی محققان در تائید اثرات ضد صرع این ترکیب در مهره داران در تناقض است. شرایط تجویز سیستمیک در نمونه های مهره دار و نیز تفاوت در ویژگیهای غشاء در مدل سلولی می تواند در تفاوت مشاهده شده نقش داشته باشد که تائید آن به مطالعات بیشتر نیاز دارد. بر این اساس میتوان بسیاری از اثرات تحریکی اسانسهای گیاهی حاوی لینالول بر فعالیت الکتریکی سلولها را ناشی از تاثیر این ماده بر عملکرد کانالهای کلسیمی و پتاسیمی دانست.
۵-۳) پیشنهادات برای مطالعات آینده
۱- انجام آزمایشات ولتاژ کلمپ به منظور تعیین دقیق اثرات لینالول بر هدایت کانالهای یونی.
۲- انجام آزمایشات بر روی نورونهای ایزوله (در محیط کشت) یا در حضور مهارکنندههای گیرندههای سیناپسی.
۳- استفاده از بلوکرهای اختصاصی کانالهای یونی جهت تفکیک اثرات لینالول بر هر یک از کانالها به تنهایی و انجام آزمایشات ولتاژ کلمپ.
۴- انجام آزمایش بر برشهای مغزی موش صحرایی و سایر مهرهداران
فهرست منابع و ماخذ
Altrup, U., Ha dera, M., Storzb, U. (2003). Endogenous pacemaker potentials develop into paroxysmal depolarization shifts (PDSs) with application of an epileptogenic drug. Brain Res. 975, 73–۸۴٫
Bakkali, F., Averbeck, S., Averbeck, D., Idaomar, M. (2008). Biological effects of essential oils – A review. Food Chem. Toxicol. 46, 446–۴۷۵٫
Bal, R., Janahmadi, M., Green, G.G.R., Sanders. D.J. (2001).Two kinds of transient outward currents, IA and IAdepol, in F76 and D1 soma membranes of the subesophageal ganglia of Helix aspersa. J. Membr. Biol. 179, 71-78.
Batista, P.A., Werner, M.F., Oliveira, E.C., Burgos, L., Pereira, P., Brum, L.F., Story, G.M., Santos, A.R. (2010). The antinociceptive effect of (-)-linalool in models of chronic inflammatory and neuropathic hypersensitivity in mice. J. Pain. 11: 1222-1229.
Blagden, S., de Bono, J. (2005). Drugging cell cycle kinases in cancer therapy Curr. Drug Targets. 6, 325-335.
Braun, L., Cohen, M. (2007). Herbs and Natural Supplements: An Evidence-based Guide. Second ed, Australia, ISBN: 072953796X.
Buchbauer, G., Jirovetz, L., Jager, W., Dietrich, H., Plank, C. (1991). Aromatherapy: evidence for sedative effects of the essential oil of lavender after inhalation. Z Naturforsch [C]. 46, 1067–۱۰۷۲٫
Burkey, J.L., Sauer, J.M., McQueen, C.A., Sipes, I.G. (2000).Cytotoxicity and genotoxicity of methyleugenol and related congeners – a mechanism of activation for methyleugenol.Mutat. Res. 453, 25–۳۳٫
Burkhard, P.R., Burkhardt, K., Haenggeli, C.A., Landis, T. (1999). Plant-induced seizures: reappearance of an old problem. J. Neurol. 246, 667-670.