تحریکِ آزادسازیِ دوپامین توسط مواد مخدر ممکن است به شکل یک مسیر در ایجادِ لذت در مغز نقش داشته باشد. در واقع نشانگر پیامی است که فرد را به سوی مواد مخدر جذب می­ کند .(Tang et al., 2009)
1-5: کانون­های پاداش و لذت در مغز
ارائه پاداش و احساسِ لذت در مغز از طریق تحریک نواحی­ای از مغز منجمله ناحیه­ی تگمنتوم شکمی، هسته آکومبنس، هیپوتالاموس، آمیگدال، هیپوکامپ و قسمت­ هایی از کورتکس پیشانی میسر است. در مورد سیستم پاداش و لذت کانون اصلی از ناحیه­ی تگمنتوم شکمی آغاز می­ شود و به هسته­ی آکومبنس ختم می­ شود.(Hyman et al., 2006)
1-6: ROS و کانال­های L-Type کلسیمی
ROS تولید شده در طی استرس­های اکسیداتیو با تاثیر بر روی کانال­های کلسیمی
(L-Type) باعث افزایش کلسیم سیتوپلاسمی می­شوند. این کانال­ها غنی از اسیدآمینه­های سیستئین می باشند، ROS ایجاد شده باعث اکسید کردن اسیدآمینه­های سیستئین و تشکیل پیوندهای دی­سولفید و تغییر شکل دادن این کانال­ها باعث باز شدن کانال­های کلسیمی و افزایش کلسیم سیتوپلاسمی می­شوند. کلسیم سیتوپلاسمی وارد میتوکندری می­ شود و باعث ایجاد یک پاسخ ایمنی و ایجاد ROS بیشتر می شوند.(Hool et al., 2007)
شکل1-3- تاثیر ROS بر روی کانال­های کلسیمی و باز شدن کانال­ها
1-7: منشا ROS و آنزیم­ های آنتی­اکسیدان
در طی استرس‌های اکسیداتیو گونه­ های فعال اکسیژن تولید می‌شوند. گونه­ های فعال اکسیژن به عنوان یک سم در نظر گرفته شده ­اند. بنابراین گونه­ های فعال اکسیژن برای موجوداتی که در محیط هوازی زندگی می­ کنند مضر هستند. سوپراکسید آنیون و هیدروکسیل رادیکال به شدت ناپایدار و دارای نیمه عمر­کوتاه هستند، در حالی که پراکسیدهیدروژن به صورت آزادانه منتشر می­ شود و دارای نیمه عمر طولانی است.گونه­ های فعالِ­اکسیژن به­وسیله­ چندین سیستم آنزیمی متفاوت به صورت آندوژنز یا اگزوژنز از محیط تولید می­شوند. پس منشأ آندوژنز شامل میتوکندری، پراکسی­زوم، لیپواکسیژنز، سیتوکروم 450P وسایتوکاین­های التهابی می­باشد. منشأ اگزوژن شامل اشعه­ی UV، اشعه­های یونیزه­کننده، داروهای شیمی­درمانی و سم­های محیطی می­باشد.(Terada et al., 2005)

( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه 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. )

برای غیرفعال کردن این ROS ها، سلول­ها آنزیم­ های آنتی­اکسیدان مانند کاتالاز که یکی از مهم­ترین آنزیم­ های آنتی­اکسیدان درون­زا را می­سازند که باعث تبدیل پراکسیدهیدروژن به آب و اکسیژن می شود .(Ghaly et al., 2012) گلوتاتیون S ترانسفراز خانواده­ای از آنزیم­ های چندکاره هستند که در فاز II متابولیسم باعث سم­زدایی ترکیباتِ کارسینوژن، دیگر ترکیباتِ الکتروفیلیک و ROS می­شوند .(Pemble et al., 1994)
1-8: گلوتاتیون Sترانسفرازها (GSTs)^[7]
گلوتاتیون S ترانسفراز خانواده­ای از آنزیم­ های سم­زدایی در فاز دوم متابولیسم هستند، که مسئول حفاظت از ماکرومولکول­های سلولی و کاتالیز کردنِ ترکیباتِ کارسینوژنیک ازطریق کنژوگه کردن آنها با گلوتاتیون می­باشد. در شکل 1-1 طریقه­ی کنژوگه کردن ترکیبات زنوبیوتیک به گلوتاتیون توسط آنزیم­ های گلوتاتیون S ترانسفرازها نشان ­داده شده استTownsend et al., 2003) ).GSTs در باکتری­ ها، گیاهان و جانوران وجود دارند و حدود یک درصد از کل پروتئین‌های سلولی در یوکاریوت­ها و بعضی از پروکاریوت­ها را تشکیل
می­ دهند .(Ren et al., 2009) در انسان بیشترین سطح فعالیت GSTs در کبد است در حالی که کلیه، شش و روده سطح فعالیت کمتری نسبت به کبد دارند .(Pacifici et al., 1988) GSTs در بسیاری از فرایند­های فیزیولوژیکی مانند کاهش آسیب رادیکالهای آزاد، سم زدایی، بیوسنتز و متابولیسم پروستاگلاندین­ها، استروئیدها، لوکوترین­ها و تنظیم سیگنال سلولی نقش دارند .(Laborde et al., 2010)
گلوتاتیونS ترانسفراز انسانی به سه خانواده­ی سیتوزولی^[8]، میتوکندریایی^[9] و میکروزومی^[10] تقسیم می­شوند. گلوتاتیون S میکروزومی ساختارهای مجزا از گلوتاتیون S ترانسفرازهای سیتوزولی می­باشند ولی دارای عملکرد مشابه در توانای کنژوگه کردنGSH به ترکیبات الکتروفیلیک هستند (McIlwain et al., 2006).
گلوتاتیون S ترانسفراز های انسانی: GSTs انسانی عبارتند از: alpha روی کروموزوم 6p12، mu روی کروموزوم1p13 ، theta روی کروموزوم 22q11، pi روی کروموزوم 11q13، zeta روی کروموزوم14q24، sigma روی کروموزوم 4، kappa روی کروموزوم 7q34 وmgst1 روی کروموزوم 12p12، تعداد زیرواحد و ژن در شکل 1-2 نشان داده شده است .(Strange et al., 2001)
GSTs سیتوزولی: GSTs سیتوزولی دارای زیرواحدهای 29-24 کیلودالتونی هستند و می­توانند باعث تشکیل هومودایمر یا هترودایمر شوند فرم فعالِ آنزیم به صورت دایمر می­باشد و هر آنزیم فعال دارای دو سایت است که عبارتند از G-site و H-site. G-site به GSH و H-site به ترکیبات هیدروفوب متصل می­ شود. GSTs سیتوزولی را بر اساس همولوژی توالی، نقطه­ی ایزوالکتریک، انتخاب سوبسترا و کنتیک آنزیمی تقسیم بندی می­ کنند .(Van der Aar et al., 1996)
GSTs سیتوزولی شاملِ گلوتاتیون S ترانسفراز Alpha،Mu ،Omega ، Pi، Sigma، Theta و Zeta هستند، در جدول 1-1 گلوتاتیون S ترانسفراز سیتوزولی پستانداران نشان داده شده است .(Laborde., 2010)در جدول 1-2 حالت­های همودایمر GSTs و سوبستراهای مشخص شده برای هریک از GSTs های سیتوزولی انسانی نشان داده شده است. ایزوآنزیم­های GSTs سیتوزولی در انسان درداخل یک کلاس بیش از 40 درصد، و با کلاس های دیگر، کمتر از 25 درصد دارای همانندی هستند .(Terada., 2005)تمرکز عمده بیشتر بر روی دومین حفظ شده­یN ترمینال گلوتاتیون S ترانسفراز سیتوزولی است که دارای اسیدآمینه­های کاتالیتیکی فعال تیروزین، سیستئن یا سرین می باشد .(McIlwain et al., 2006)
جدول1-1- GSTs سیتوزولی پستانداران
شکل 1-4- آنزیم های GST مسئول کاتالیز کردن ترکیبات کارسینوژنیک و سایتوتوکسیک
از طریق کنژوگه کردن آنها با گلوتاتیون می­باشند
شکل 1-5- خانواده­ی سوپر ژن گلوتاتیون s ترانسفراز
جدول 1-2- سوبستراهای مناسب آنزیم گلوتاتیون – s - ترانسفراز انسانی
1-9: ژن GSTM1
این آنزیم به دلیل ارتباطش با سرطان مثانه و دیگر سرطان­های که که با عادت به سیگار کشیدن دارای ارتباط باشند و به دلیل نقش آن در سم­زدایی بنزوآلفا پیرن^[11] و دیگر هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه­ای موجود در دود تنباکو مورد توجه قرار گرفته است.(Engel et al., 2002)
ژن های کلاس Mu، به صورت یک خوشه­ی ژنی متشکل از ژن­های GSTM1، GSTM2، GSTM3، GSTM4 و GSTM5 که برروی کروموزوم 1p13.3 واقع شده ­اند. ترتیب قرار گرفتن آنها بر روی کروموزوم به صورت GSTM4-GSTM2-GSTM1-GSTM5-GSTM3-3‘ 5‘- است Pearson et al., 1993) .(Strange et al., 2001, ژن GSTM1 پلی مورف است. چندشکلی­های که از ژن GSTM1 شناسایی شده است: یکی از این چند شکلی ها به صورت GSTM1 null و دیگر به صورت GSTM1 A و GSTM1 B هستند. GSTM1 null هیچ محصول پروئتینی را کد نمی­کند. ژن­های GSTM1Aو GSTM1B کدکننده­ی پروتئین­های GSTM1 A وGSTM1 B هستند، که دارای عملکرد یکسان و تفاوت این دو فقط در یک اسیدآمینه است . پروتئین GSTM1 A دارای اسیدآمینه­ی لایزین در موقعیت 172 هست در حالی که پروتئین GSTM1 Bدارای اسیدآمینه ی آسپارژین در همین موقعیت است. محصول این دو تا ژن باهم ترکیب و باعث تولید آنزیم های فعال همو یا هترودایمر می­ شود .(Hatagima et al., 2000)
برخی از افرادِ فاقد ژن GSTM1 و برخی دارای GSTM1 می­باشند. ژنوتیپ GSTM1 null هیچ محصول پروتئینی را کد نمی­کند. فردِ دارای ژنوتیپ (GSTM1- null) از تمام فعالیت هایی که توسط پروتئين GSTM1 صورت می­گیرد مانند سم­زداییِ^[12] مواد سرطان زا، سم زدایی هیدروکربن­های آروماتیک چندحلقه ای و دیگر متابولیت­های فعالِ مربوط به این آنزیم محروم می­باشد. افرادِ دارای ژنوتیپ present GSTM1که کدکننده­ی پروتئین GSTM1 است و باعث سم­زدای در فاز دوم متابولیسم می­شوند .(Sharma et al., 2012)
1-10: ژن GSTT1
ژن­های کلاس theta در انسان عبارتند از: GSTT1 و GSTT2. ژن GSTT1 و GSTT2 بر روی کروموزوم 22q11.2 انسانی قرار دارند .(Webb et al. 1996) که به­وسیله ی یک قطعه­ی kb50 از همدیگر جدا شده ­اند، آنها دارای ساختار مشابه هستند که از 5 اگزون با توالی یکسان intron/exon تشکیل شده اند.(Strange et al., 2001)
ژن GSTT1 پلی­مورف است. GSTT1 دارای دو تا ژنوتیپ GSTT1 null و GSTT1 present می­باشند .(Shaikh et al., 2010) ژنوتیپ GSTT1 null هیچ محصول پروتئینی را کد نمی­کند در نتیجه افرادای دارای ژنوتیپ GSTT1 null فاقد فعالیت آنزیمی هستند. افراد دارای GSTT1 present باعث تولید آنزیم فعال می­ شود؛ که می ­تواند باعث سم زدایی گونه­ های فعال اکسیژن و مواد سرطان­زا شود .(Tamer et al., 2004)و فراوانی الل نول این ژن در جمعیت­های مختلف انسانی 60-20 درصد است .(Vellingiri et al., 2014)
1-11: کاتالاز^[13]
آنزیم کاتالاز در ابتدا در سال 1818مورد توجه لویس تنارد قرار گرفت وقتی­که آب اکسیژنه را کشف کرد. فرضیه­ او این بود که پراکسیدهیدروژن به وسیله­ یک ماده ناشناخته باعث آزادسازی اکسیژن می­ شود .(Calabrese et al., 1989) درسال 1900اسکارلوو برای اولین بار نام کاتالاز را برای این ماده انتخاب کرد که در بسیاری از گیاهان و جانوران وجود دارد (Loew et al., 1900) کاتالاز وزن مولکولی در حدود 240000 دالتون دارد، از چهار زیرواحد یکسان تشکیل شده است، هر زیرواحد دارای یک حلقه­ی پرتوپورفیرین و یک اتم آهن در مرکزش است. آنزیم کاتالاز یکی از آنزیم­ های مهم آنتی­اکسیدان داخلی می­باشد. سمومی مانند پراکسید هیدروژن را به آب و اکسیژن تبدیل می­ کند. کاتالاز در پراکسی زوم وجود دارد و باعث تجزیه­ی پراکسید هیدروژن می­ شود. در پستانداران بیشترین سطح کاتالاز در کبد، کلیه، گلبولهای قرمز و کمترین سطح کاتالاز، در بافت­های همبند وجود دارد (Quan et al., 1986).
پراکسید هیدروژن در غلظت­های بالا می ­تواند برای سلول سمی باشد و موجب بعضی از فرایند­های فیزیولوژیکی مانند تقسیم سلولی، آپوپتوز و فعال شدن پلاکت­ها در غلظت کم شود (Labios et al., 2009).
کاتالاز در دو مرحله باعث تجزیه­ی پراکسید هیدروژن و تبدیل آن به آب و اکسیژن می­ شود. که مکانیسم کلی آن به صورت زیر می باشد .(Aksoy et al., 2004)
آهن در مرکز حلقه‌ی هم وجود دارد. پراکسید هیدروژن وارد سایت فعال آنزیم می­ شود و با اسیدآمینه­های Asn147 و His74 برهمکنش، می­دهد. این برهمکنش، باعث می­ شود که اتم هیدروژن بین اتم های اکسیژن منتقل شود و ایجاد یک مولکول آب و تشکیل کمپلکس I شود (کمپلکسI حاوی آهن IVمی­باشد. Fe(IV) O=) در این حالت هِم^[14] در حالت رادیکال وجود دارد و با پراکسیدهیدروژن دوم وارد واکنش می­ شود و موجب ایجاد یک مولکول آب و اکسیژن می­ شود همچنین آنزیم کاتالاز، به حالت پایه که حاوی آهن Fe(III) است برمی­گردد (Reid et al., 1981, Goyal et al., 2010)
ژن کاتالاز: در انسان ژنی که باعث کدکردن آنزیم کاتالاز می­ شود بر روی کروموزوم شماره13p11 قرار دارد. ژن کاتالاز دارای 13 اگزون و 12 اینترون می­باشد (Quan et al., 1986). یکی از پلی­مورفیسم­های شایع در ژن کاتالاز پلی مورفیسم تک نوکلئوتیدی است که به صورت جابجای C با T که در ناحیه­ی پروموترِ ژن کاتالاز(–262C>T) رخ می­دهد بر روی اتصال فاکتورهای پروتئینی و درنتیجه بر روی فعالیت آنزیم کاتالاز تاثیر می­ گذارد (Forsberg et al.,2001). در شکل1-4 ساختار ژن کاتالاز و جایگاه چندشکلی ژنتیکی مورد بررسی نشان داده شده است (Liu et al., 2010).
شکل 1-6- شکل شماتیک ژن کاتالاز و جایگاه چندشکلی ژنتیکی مورد بررسی
1-12: هدف
در طی استرس­های اکسیداتیو گونه­ های فعالِ اکسیژن (ROS)^[15]تشکیل می­شوند که با تغییر فعالیت کانال­های کلسیمی موجب افزایش کلسیم سیتوپلاسم می­شوند .(Hool et al.2007) افرادی که ژن های فعال GSTM1 و GSTT1 ندارند یا در ناحیه پروموتور ژن کاتالاز دارای آلل T ­باشند، توانایی سم­زدایی این گونه­ های فعال را ندارند، لذا احتمال اینکه کانال­های کلسیمی در طی استرس اکسیداتیو همواره باز باشد، بیشتر می­باشد و احتمالا این افراد احساس درد بیشتری دارند. به همین علت رو به مصرف مواد مخدر می­آورند تا تسکینی بر دردهایشان باشد. با توجه به روند رو به­رشد اعتیاد به مواد مخدر، بر آن شدیم تا در این مطالعه به بررسی ارتباط بین چندشکلی­های ژنتیکیِ ژن های GSTM ، GSTT1و CAT و اعتیاد به مواد مخدر بپردازیم.
.
فصل دوم
مروری بر تحقیقات انجام شده
ارتباط چند­شکلی ژن­های GSTM1، GSTT1 و CAT با انواع سرطان­ها، دیابت مزمن و فراوانی این چندشکلی­ها در جمعیت­های مختلف موضوع مطالعه در بسیاری از مقالات بوده است. ولی با وجود این تحقیقات ارزشمند هنوز تحقیق جامعی در ارتباط بین چندشکلی ژن GSTM1، GSTT1 و CAT خطر اعتیاد به هروئين، تریاک و شیره تاکنون صورت نگرفته است؛که این پژوهش درصدد انجام آن است.
2-1: مطالعات صورت­ گرفته بر روی چند شکلی­های ژنتیکی GSTM1
- براساس یک مطالعه که توسطTamer و همکارانش در سال 2005 در ترکیه بر روی چندشکلی ژن GSTM1 در افراد سیگاری با سرطان معده بررسی کرده ­اند، ژنوتیپ نول GSTM1 ارتباط با پیشرفت سرطان معده دارد .(Tamer et al., 2005)
- براساس یک مطالعه که توسط Piacentini و همکارانش در سال 2012 در ایتالیا بر روی چندشکلی ژنتیکی GSTM1 با آسم در بیماران بزرگسال صورت گرفت هیچ ارتباط معناداری بین این پلی­مورفیسم و بیماری آسم در افراد بزرگسال مشاهده نشده است .(Piacentini et al., 2012)