استرس اکسیداتیو و ارتباط معنی دار

دانلود پایان نامه
مطالعات مختلف نشان داده اندکه در مردان نابارور نسبت هیستون/ پروتامین نسبت به افراد بارور بیشتر است . وجود نقص در نسبت هیستون / پروتامین باعث نقص در تراکم کروماتین اسپرم شده که همین امر مستعد شدن DNAی اسپرم برای آسیب در مقابل شوک های خارجی را به دنبال دارد. نتایج اخیر بیانگر یک ارتباط مستقیم بین کمبود پروتامین و آسیب DNA و در نتیجه کاهش میزان لقا ح در این بیماران است(Zini & Libman, 2006).
1-8- ساختار کروماتین اسپرم و تأثیر آن بر ناباروری
1-8-1- بررسی ساختار کروماتین اسپرم
سلامت کروماتین هسته اسپرم علاوه بر ساختارهای نوکلئوزومی و عملکرد هیستونها که در هسته سلولهای سوماتیک اتفاق میافتد، وابسته به پروتئین هستهای دیگری به نام پروتامین است. پروتامین یکی از پروتئینهای مهم در سلولهای جنسی مذکر است و نقش مهمی در باروری مردان ایفا میکند. پروتامین یکی از پروتئینهای هستهای بوده و که به DNA متصل است. این پروتئین در روند اسپرمیوژنز با اتصال به DNA هسته اسپرم از طریق جایگزینی با پروتئینهای هیستونی باعث متراکم شدن مضاعف ژنوم هسته اسپرم میشود. این پدیده نقش بسیار مهمی در توانایی اسپرم در فرایند لقاح و باروری تخمک ایفا میکند. تحقیقات زمینهای بیانگر این است که هر گونه تغییری در بیان طبیعی یا عملکرد این پروتئین احتمالاً منجر به ناباروری و عقیم شدن مردان میشود. با توجه به اینکه هر ساختار پروتئینی از بیان یک ژن حاصل میشود، مقدار صحیح بیان یک پروتئین و عملکرد طبیعی آن وابسته به یک ساختار ژنی سالم و نیز تنظیماتی است که پس از رونویسی، طی ترجمه و پس از ترجمه صورت میگیرد. از این رو در کنار تمام تحقیقاتی که در رابطه با پروتامین صورت میگیرد، بررسی نقصهای احتمالی در ساختار ژنی و نیز سطوح رونویسی و ترجمه از ژن، لازم و ضروری است.
1-9- نقش آپوپتوز در آسیب DNA اسپرم
طی روند اسپرماتوژنز در پستانداران، مرگ سلول های زاینده رخ می دهد و به نظر می رسد که این مرگ برنامه ریزی شده باعث حذف 25 در صد از اسپرم ها می شود . مرگ انتخابی سلول ها به صورت طبیعی نقش مهمی را در روند اسپرماتوژنز ایفاء می کند(Angelopoulou & Karayiannis, 2000; Blanco‐Rodríguez & Martínez‐García, 1996).
مرگ سلول ها به طور عمده توسط مکانیزم آپوپتوز که یک پدیده فیزیولوژیک همراه با یکسری وقایع آبشاری است، رخ می دهد. مطالعات متعدد روی موش نشان می دهد که فاکتورهای پرو و آنتی آپوپتوز نقش مهمی را طی روند اسپرماتوژنز و ایجاد هموستاز در سلول های زاینده ایفاء می کند. به علاوه سلو لهای سرتولی از طریق سیستم FAS می توانند آپوپتوز را شروع و میزان آن را تنظیم کنند . این سیستم فعالیت خود را از طریق واکنش بین پروتئین FAS با لیگاند خود (FAS) انجام می دهد. همچنین فعالیت های آبشاری در روند آپوپتوز شامل فعال شدن اندونوکلئازها که شکست در رشته های DNA را القاء می کند نیز هست . تخریب DNA به قطعات Kb185 یکی از نشانه های مشخصه آپوپتوز و مرگ سلولی است که از همین خاصیت برای شناسایی سلول های آپوپتوز شده، استفاده می کنند(Ozmen, et al., 2007).
روند آپوپتوز دو نقش عمده را طی اسپرماتوژنز طبیعی ایفاء می کند که عبارتند از کاهش سلول های زاینده به آن تعدادی که توسط سلول های سرتولی حمایت شود و همچنین حذف انتخابی اسپرم های غیرطبیعی . طی این روند بسیاری از سلولهای ناکارآمد از جمله سلولهای مسن، نابالغ یا آسیب دیده حذف می شوند. پیامد آپوپتوز رخ دادن یک سری از وقایع از جمله اختلالات غشای سلول، نا منظم شدن اسکلت سلولی، متراکم شدن هسته و قطعه قطعه شدن ساختار DNA است(Huszar, Sbracia, Vigue, Miller, & Shur, 1997; Sakkas, et al., 1999; Tarozzi, et al., 2007). به علاوه یک سری پروتئینازهای ویژه به نام کاسپاز نیز نقش مهمی را در تنظیم میزان آپوپتوز ایفاء می کنند. این پروتئینازها ابتدا به صورت پروآنزیم در اپیتلیوم لوله های منی ساز ترشح شده و سپس باعث شروع فعالیت های آبشاری دیگری می شوند که سیگنال های پروآپوپتوز را القاء می کند. گیرنده های مرگ سلولی در سطح اسپرم مانند FAS و گیرنده TNFα از جمله فاکتورهایی هستند که توسط آنزیم کاسپاز فعال شده و منجر به مرگ سلولی می شود(Ozmen, et al., 2007; Tarozzi, et al., 2007).
احتمالاً مکانیسم های مختلفی در رابطه با اسپرماتوزوای غیرطبیعی در مایع منی وجود دارد که از آن جمله می توان به نظریه Abortive apoptosis یا فرار از آپوپتوز اشاره کرد به این صورت که وجود مارکرهای آپوپتوز در مایع منی نشان دهنده تولید اسپرم غیرطبیعی است که از فرایند آپوپتوز فرار کرده و منجر به بیان نشانگرهای آپوپتوز شده است(Aitken, Baker, & Sawyer, 2003; Sakkas, et al., 2002).
1-10- استرس اکسیداتیو به واسطه ROS
اسپرم به دلیل وجود اسیدهای چرب غیراشباع فراوان در سطح غشای پلاسمایی و همچنین به دلیل کمبود آنزیم های محافظتی در سیتوپلاسم در برابر شوک های اکسیداتیو بسیار آسیب پذیر است . طی دهه گذشته مطالعات نشان داده است که شوک اکسیداتیو باعث ایجاد آسیب غشای پلاسمایی اسپرم شده و احتمالاً بر فعالیت اسپرم تاثیر می گذارد و منجر به ناباروری مردان می شود. منشاء تولید ROS در مایع منی ابتدا خود اسپرماتوزوآ و سپس لوکوسیت های چند هسته ای است(Aitken & Baker, 2004, 2006; Aitken & De Iuliis, 2007; Hammadeh, et al., 2006; Lopes, Jurisicova, Sun, & Casper, 1998).
به علاوه مطالعات نشان می دهد که ارتباط معنی داری بین تولید ROS و آپوپتوز وجود دارد که در نهایت منجر به آسیب DNA در اسپرم می شود(Irvine, et al., 2000; Lopes, et al., 1998).
همچنین مشخص شده، درافرادی که میزان زواید سیتوپلاسمی در مایع منی زیاد است، مرحله اسپرماتوژنز غیرطبیعی بوده و با افزایش میزان تولید ROS همراه هستند(Aitken, et al., 1998; Huszar, et al., 1997).
1-11- تاثیر عوامل محیطی برسلامت DNA و میزان موفقیت روشهای کمک باروری
عوامل محیطی که شامل عوامل اجتماعی و شیمیایی است. به طور خلاصه میتوان عوامل اجتماعی را به زیرگروه هایی چون رفتارهای اجتماعی( استعمال الکل، کافئین، سیگار و سایر مواد مخدر) عوامل شیمیایی ( مواجهات شغلی، مواجهه با سرب یا سایر فلزات سنگین، مواجهه مستمر با گرما، دارو، شیمی درمانی و رادیو تراپی، آلودگی های اتمسفر) سن، ژنتیک و سن ازدواج افراد تقسم بندی کرد(Paul, Melton, & Saunders, 2008).
1-11-1- مصرف سیگار
بین مصرف سیگار و کاهش کیفیت مایع منی ارتباط وجود دارد مواد مضری چون آلکالوئید، نیتروزآمین، نیکوتین و هیدروکسی کوتینین در سیگار وجود دارد که باعث تولید رادیکال های آزاد در بدن می شود(Künzle, et al., 2003). در ضمن با استفاده از تست های SCSAو TUNEL مشخص شده است که آسیب DNA اسپرم در افراد سیگاری بسیار بیشتر از افراد غیر سیگاری است. برای افزایش فراگمنتاسیون DNA دو علت ذکر شده است:
1) انتشار لکوسیت ها متعاقب استرس اکسیداتیو ناشی از متابولیت های دود سیگار که سبب واکنش التهابی از طریق آزادسازی واسطه های شیمیایی مانند اینترلوکین6 و 8 در مجاری ژنیتال شده و خود باعث فعال شدن مجدد لکوسیت ها و افزایش رادیکال های فعال اکسیژن ROS می شود.
2) میزان کمتر آنتی اکسیدا نت ها در مایع منی افراد سیگاری نسبت به غیر سیگاری ها(Potts, Newbury, Smith, Notarianni, & Jefferies, 1999).
همچنین تحقیقات نشان داده است که مواد سرطان زای موجود در دود سیگار بر روند لانه گزینی متعاقب پروسه ی IVF و ICSIو همچنین موفقیت این دو روش در زوج های سیگاری ، تاثیر گذار است(Künzle, et al., 2003) به علاوه پسرانی که مادرشان در دوره ی بارداری سیگار کشیده اند در زمان بلوغ با کاهش پارامترهای اسپرمی مواجه اند(Storgaard, et al., 2003).در معرض دود سیگار قرار گرفتن حیوانات و انسان ها و همچنین در معرض قرارگیری با متابولیت های نیکوتین در محیط بدن، سبب کاهش در صد اسپرم های متحرک زنده و کاهش توانایی نفوذ اسپرم به درون تخمک می شود(Kapawa, et al., 2004). غلظت کوتینین نیز در مایع منی با مورفولوژی غیر طبیعی اسپرم مرتبط است. گفتنی است مصرف توام سیگار و الکل و تاثیر آن بر پارامترهای اسپرم به میزان چشمگیری بالاتر بوده بنابراین هر یک از والدین حین درمان توسط روش های کمک باروری باید در زمینه عدم استعمال سیگار مشاوره شوند(Martini, et al., 2004).
1-11-2- مواجهات شغلی
تحقیقات نشان داده که مواجهات شغلی می تواند به طور مستقیم یا غیر مستقیم روی نتایج IVF تاثیر گذارد. آلودگی های محیطی از جمله آلودگی هوا و آلودگی هایی که توسط کارخانجات تولید شده است، منجر به تولید مواد و محصولات اکسیداتیو فعال می شود که از آن جمله می توان به افزایش فلزات سنگین مانند سرب، آرسنیک و جیوه یا آلاینده های کشاورزی مانند سموم اشاره کرد. بنابراین ، این آلودگی ها می توانند بر نتایج IVF تاثیر گذارند(Gate, Paul, Ba, Tew, & Tapiero, 1999).
از عوامل دیگر می توان به استرس های دمایی اشاره کرد. دمای بیضه به طور معمول کمتر از دمای بدن است، شرایط شغلی مانند نانوایی، رانندگی و مانند این می تواند باعث استرس گرمایی شود. بنابراین ، این امر منجر به از دست رفتن سلول های جنسی و کاهش اسپرم و نیز کاهش سلامت DNA و نقص بسته بندی کروماتین و سقط زودرس جنین شود(Banks, King, Irvine, & Saunders, 2005; Zhu & Setchell, 2004).
1-11-3- داروهای شیمی درمانی و رادیوتراپی