اثرات متفاوت کاروتینوئیدها بر پراکسیداسیون لیپیدها به دلیل بر هم کنش های غشایی: آنالیز پراش X-ray Differential effects of carotenoids on lipid peroxidation due to membrane interactions: X-ray diffraction analysis
- نوع فایل : کتاب
- زبان : فارسی
- ناشر : الزویر Elsevier
- چاپ و سال / کشور: 2007
توضیحات
رشته های مرتبط: فیزیک، زیست شناسی، علوم سلولی و مولکولی، علوم گیاهی، فیزیک کاربردی و بیوشیمی
فواید زیستی کاروتینوئید های خاص ممکن است به خاطر ویژگی های آنتی اکسیدانی قوی مرتبط با بر هم کنش ها با غشا باشد.بر اساس این فرضیه، ما تاثر کاروتینوئید ها مختلف را بر نرخ های پروکسیداسیون لیپید اندازه کردیم و یافته ها را با برهم کنش هایشان با غشا مطابقت دادیم، که این ها توسط روش پراش اشعه Xتعیین شد.ت اثیر کاروتینوئید های هوموکایرال شامل (astaxanthin, zeaxanthin, lutein, β-carotene, lycopene ) روی ایجاد هیدروپروکسید لیپید ( LOOH) در غشا های غنی شده با پلی چربی های اسیدی اشباع نشده، بررسی شد.کاروتینوئید های غیر قطبی مانند lycopene و β-carotene، ساختار دو لایه ای غشا را مختل کرده و یک تاثیر اکسیدان شدید ( بیش از ۸۵ & افزایش تکشیل LOOH) را نشان دادند؛ در حالی که astaxanthin ساختار غشا را حفظ کرده و یک فعالیت آنتی اکسیدانی قوی ( ۴۰ % ماهش در سطح LOOH ) را شنان دادندواین یافته های تاثیرات متفاوت کاروتینوئید ها روی پروکسیداسیون لیپید ها به علت تغییر ساختار غشا را مشخص میکند.این تاثیرات متغایر کاروتینوئید ها رئی پروکسیداسیون غشا، میتواند تفاوت ها در فعالیت های زیستی شان را نشان بدهد. ۱٫معرفی کاروتینوئید ها یک گروه بزرگ از رنگدانه ها هستند که به طور طبیعی پدید می آیند و در گیاهان ، جلبک های دریایی ، و میکرو ارگانیسم ها ی مختلف یافت میشوند.تا امروز، بیش از ۷۵۰ نوع کاروتینوئید در طبیعت یافت شده است.اما فقط ۲۴ نوع از آنها در بافت های انسانی بافت میشود.این فکر وجود دارد که کاروتینوئید ها دارای یک اثر محافظتی در مقابل شرایط انحطاطی مانند سرطان ، امراض قلبی عروقی و آب مروارید دارند.اکثریت مطالعات همه گیر شناسی در مورد وقوع انواع مختلف سرطان و امراض قلبی عروقی یک رابطه معکوس با کاروتینوئید های غذایی و کاروتینوئید های موجود در خون را مشخص کرده اند.مکانیزم(ها) ک کاروتینوئید ها فواید خود را ارائه میدهند کاملا درک نشده است اما ممکن است به دلیل فعالیت های آنتی اکسیدانی شان باشد.با اینکه تحقیقات قبلی در مورد فعالیت های آنتی اکسیدانی کاروتینوئید ها در ابتدا روی β-carotene متمرکز بود، دیگر کاروتینوئید ها هم تاثیرات آنتی اکسیدانی قوی تری را نشان دادن که میتواند یافته های متناقض بالینی شامل شواهدی برای افزایش خطر قلبی با β-carotene را توضیح دهد. ویژگی رایج شمیایی کاروتینوئید ها زنجیره ی پولینی است، یک سیستم پیوند دوگانه مزدوج که ستون پشتی مولکول را تشکیل میدهد.این زنجیر ممکن است با گروه های حلقه ای پایانی شامل جایگزین های حامل اکسیژن ، خاتمه یابد. سیستم مزدوج غنی از الکترون پولین ، مسئول خواص آنتی اکسیدان کاروتینوئید هاست، هم با دفع اکسیژن ها تک و هم پاکسازی رادیکال ها تا به این طریق واکنش های زنجریه ای را خاتمه دهد. Woodall و همکارانش، گزارش کردند که ظرفیت های آنتی اکسیدان کاروتینوئید ها مختلف در لیپوزوم ها بسیار متفاوت از محلول های آزاد است و ارائه داشتند که ویژگی های انتی اکسیدانی کاروتینوئید ها توسط واکنش های ذاتی شیمیایی آنها در کنار چگونگی واکنششان با دولایه غشا، تعیین میشود.این دیدگاه باعث شده است که مطالعات مختلفی برای درک بهتر واکنش های کاروتینوئید ها با غشا ، با تکنیک های مختلف شامل تصویر برداری هسته ای با رزونانس مغناطیسی، تشدید برچسب اسپین پارامغناطیسی الکترون ( EPR) ، کالریمتری روبشی تفاضلی ، اندازه گیری های فلورسنتی، و روش های پراش اشعه X ، انجام شود.اما در واقع باید در نظر داشت که تمام آزمایشات که قبلا انجام شده است روی مدل های غشایی انجام شده است که کلسترول نداشته اند.معلوم شده است که کلسترول خواص فیزیکی فسفولیپید های غشا را تعدیل میکند.با وجود شواهدی یک رابطه بین برهم کنش های غشایی کاروتینوئید ها و رفتار آنتی اکسیدانی انها ، این چنین رابطه ای تا کننون به طور مستقیم اندازه گیری نشده است.در این مطالعه، ما بر هم کنش های غشایی ۵ کاروتینوئید هوموکایرال با قطبیت های متفاوت (astaxanthin , zeaxanthin, lutein, β-carotene, and lycopene) را اندازه گیری کردیم.بر هم کنش های غشایی آنها مستقیما با اثر آنها روی پروکسیداسیون غشا های شامل کلسترول ، مطابقت داده شد. نتایج این مطالعه تفاوت های محسوس بین این کاروتینوئید ها مختلف را با توجه به اثرشان روی ساختار لیپیدی غشا و نرخ پروکسیداسیون غشا ، نشان میدهد.
فواید زیستی کاروتینوئید های خاص ممکن است به خاطر ویژگی های آنتی اکسیدانی قوی مرتبط با بر هم کنش ها با غشا باشد.بر اساس این فرضیه، ما تاثر کاروتینوئید ها مختلف را بر نرخ های پروکسیداسیون لیپید اندازه کردیم و یافته ها را با برهم کنش هایشان با غشا مطابقت دادیم، که این ها توسط روش پراش اشعه Xتعیین شد.ت اثیر کاروتینوئید های هوموکایرال شامل (astaxanthin, zeaxanthin, lutein, β-carotene, lycopene ) روی ایجاد هیدروپروکسید لیپید ( LOOH) در غشا های غنی شده با پلی چربی های اسیدی اشباع نشده، بررسی شد.کاروتینوئید های غیر قطبی مانند lycopene و β-carotene، ساختار دو لایه ای غشا را مختل کرده و یک تاثیر اکسیدان شدید ( بیش از ۸۵ & افزایش تکشیل LOOH) را نشان دادند؛ در حالی که astaxanthin ساختار غشا را حفظ کرده و یک فعالیت آنتی اکسیدانی قوی ( ۴۰ % ماهش در سطح LOOH ) را شنان دادندواین یافته های تاثیرات متفاوت کاروتینوئید ها روی پروکسیداسیون لیپید ها به علت تغییر ساختار غشا را مشخص میکند.این تاثیرات متغایر کاروتینوئید ها رئی پروکسیداسیون غشا، میتواند تفاوت ها در فعالیت های زیستی شان را نشان بدهد. ۱٫معرفی کاروتینوئید ها یک گروه بزرگ از رنگدانه ها هستند که به طور طبیعی پدید می آیند و در گیاهان ، جلبک های دریایی ، و میکرو ارگانیسم ها ی مختلف یافت میشوند.تا امروز، بیش از ۷۵۰ نوع کاروتینوئید در طبیعت یافت شده است.اما فقط ۲۴ نوع از آنها در بافت های انسانی بافت میشود.این فکر وجود دارد که کاروتینوئید ها دارای یک اثر محافظتی در مقابل شرایط انحطاطی مانند سرطان ، امراض قلبی عروقی و آب مروارید دارند.اکثریت مطالعات همه گیر شناسی در مورد وقوع انواع مختلف سرطان و امراض قلبی عروقی یک رابطه معکوس با کاروتینوئید های غذایی و کاروتینوئید های موجود در خون را مشخص کرده اند.مکانیزم(ها) ک کاروتینوئید ها فواید خود را ارائه میدهند کاملا درک نشده است اما ممکن است به دلیل فعالیت های آنتی اکسیدانی شان باشد.با اینکه تحقیقات قبلی در مورد فعالیت های آنتی اکسیدانی کاروتینوئید ها در ابتدا روی β-carotene متمرکز بود، دیگر کاروتینوئید ها هم تاثیرات آنتی اکسیدانی قوی تری را نشان دادن که میتواند یافته های متناقض بالینی شامل شواهدی برای افزایش خطر قلبی با β-carotene را توضیح دهد. ویژگی رایج شمیایی کاروتینوئید ها زنجیره ی پولینی است، یک سیستم پیوند دوگانه مزدوج که ستون پشتی مولکول را تشکیل میدهد.این زنجیر ممکن است با گروه های حلقه ای پایانی شامل جایگزین های حامل اکسیژن ، خاتمه یابد. سیستم مزدوج غنی از الکترون پولین ، مسئول خواص آنتی اکسیدان کاروتینوئید هاست، هم با دفع اکسیژن ها تک و هم پاکسازی رادیکال ها تا به این طریق واکنش های زنجریه ای را خاتمه دهد. Woodall و همکارانش، گزارش کردند که ظرفیت های آنتی اکسیدان کاروتینوئید ها مختلف در لیپوزوم ها بسیار متفاوت از محلول های آزاد است و ارائه داشتند که ویژگی های انتی اکسیدانی کاروتینوئید ها توسط واکنش های ذاتی شیمیایی آنها در کنار چگونگی واکنششان با دولایه غشا، تعیین میشود.این دیدگاه باعث شده است که مطالعات مختلفی برای درک بهتر واکنش های کاروتینوئید ها با غشا ، با تکنیک های مختلف شامل تصویر برداری هسته ای با رزونانس مغناطیسی، تشدید برچسب اسپین پارامغناطیسی الکترون ( EPR) ، کالریمتری روبشی تفاضلی ، اندازه گیری های فلورسنتی، و روش های پراش اشعه X ، انجام شود.اما در واقع باید در نظر داشت که تمام آزمایشات که قبلا انجام شده است روی مدل های غشایی انجام شده است که کلسترول نداشته اند.معلوم شده است که کلسترول خواص فیزیکی فسفولیپید های غشا را تعدیل میکند.با وجود شواهدی یک رابطه بین برهم کنش های غشایی کاروتینوئید ها و رفتار آنتی اکسیدانی انها ، این چنین رابطه ای تا کننون به طور مستقیم اندازه گیری نشده است.در این مطالعه، ما بر هم کنش های غشایی ۵ کاروتینوئید هوموکایرال با قطبیت های متفاوت (astaxanthin , zeaxanthin, lutein, β-carotene, and lycopene) را اندازه گیری کردیم.بر هم کنش های غشایی آنها مستقیما با اثر آنها روی پروکسیداسیون غشا های شامل کلسترول ، مطابقت داده شد. نتایج این مطالعه تفاوت های محسوس بین این کاروتینوئید ها مختلف را با توجه به اثرشان روی ساختار لیپیدی غشا و نرخ پروکسیداسیون غشا ، نشان میدهد.
Description
The biological benefits of certain carotenoids may be due to their potent antioxidant properties attributed to specific physico-chemical interactions with membranes. To test this hypothesis, we measured the effects of various carotenoids on rates of lipid peroxidation and correlated these findings with their membrane interactions, as determined by small angle X-ray diffraction approaches. The effects of the homochiral carotenoids (astaxanthin, zeaxanthin, lutein, β-carotene, lycopene) on lipid hydroperoxide (LOOH) generation were evaluated in membranes enriched with polyunsaturated fatty acids. Apolar carotenoids, such as lycopene and β-carotene, disordered the membrane bilayer and showed a potent pro-oxidant effect (>85% increase in LOOH levels) while astaxanthin preserved membrane structure and exhibited significant antioxidant activity (40% decrease in LOOH levels). These findings indicate distinct effects of carotenoids on lipid peroxidation due to membrane structure changes. These contrasting effects of carotenoids on lipid peroxidation may explain differences in their biological activity.
