اسید پانتوتنیک

محقق : رضا منصوری (علوم آزمایشگاهی 87)

این ویتامین توسط روجر جان ویلیامز،در سال1941 کشف شد. پانتوتنیک اسید،که ویتامین B5 نیز خوانده می شود،یک ویتامین آنتی اکسیدان محلول در آب است.که برای شکستن کربوهیدرات ها،پروتئین ها و چربی ها لازم است.پانتوتنیک اسید در سه فرم دیده می شود:ویتامین B5،پانتنول و کلسیم پانتوتنات.پانتوتنبک اسید برای بسیاری از فعالیت های آنزیمی در بدن ضروری است.بدن از پانتوتنیک اسید برای شکستن کربوهیدرات ها،پروتئین ها و چربی ها برای تولید انرژی استفاده می کند.عملکرد اسید پانتوتنیک وقتی به عنوان جزئی از کوآنزیم A و فسفو پانتتئین(که در متابولیسم اسید چرب دخالت می کند)باشد،نمایان می شود.این ویتامین همچنین در تولید آنزیم های متعددی مورد نیاز است وبه برقرار نگه داشتن ارتباط دقیق بین مغز و سایر اجزای سیستم عصبی مرکزی کمک می کند.

پانتوتنیک اسید برای سنتز و نگه داری کوآنزیمA ،که یک کوفاکتور و حامل گروه آسیل برای بسیاری از فرآیندهای آنزیمی است،و پروتئین حامل آسیل(ACP) که یکی از اجزای مجموعه ی سنتز اسید چرب است،حیاتی است.

پانتوتنیک اسید از طریق یک سری واکنش،قدم قدم به کوآنزیم A متابولیزه می شود.کوآنزیم  A یک پیش ماده ی ACP است.کوآنزیم A در آزادسازی متابولیک انرژی از مواد غذایی درشت_ به خصوص چربی ها _از چرخه ی کربس،و نیز متابولیسم داروها وسموم در کبد،سنتز لیپیدها،استیل کولین،هورمون های استروییدی،پورفیرین ها،هموگلوبین وملاتونین شرکت می کند.به علاوه ویتامین B5،موجب رشد و مقاومت پوست و غشاهای مخاطی می شود.

همان طور که گفته شد،پانتوتنیک اسید یک ویتامین محلول در آب است و این به آن معنی است که نمی تواند در بدن ذخیره شود و باید هر روز تجدید شود.

پانتوتنیک اسید سابقا به طور گسترده ای در درمان بیماری ها ی مزمن،از استرس تا سوزش قلب استفاده می شد و این در حالی است که پانتتین برای کاهش سطح کلسترول خون،در مواردی که سایر درمان های طبیعی پاسخ نمی دهد بسیار توصیه شده است

.یکی از اشکال مکملی پانتوتنیک اسید،کلسیم دی پانتوتنات(دی کلسیم پانتوتنات)است.دکس پانتنول،متناظر الکلی اسید پانتوتنیک اسید نیز وجود دارد که به صورت موضعی برای بهبود زخم ها استفاده می شود.

کلسترول

محقق : آرش نرگسی (علوم آزمایشگاهی 86)

از الکلهای استروئیدی درلیپیدها مهمترین آن کلسترول است که در تمامی سلولهای بدن بویژه در سلولهای عصبی وجود دارد.کلسترول تماما در بافت جانوری یافت شده و گیاهان فاقد این نوع الکل هستند قسمت اعظم کلسترول در داخل بدن و توسط کبد ساخته می شود و بقیه آن با مصرف غذاهای پر کلسترول و پر چرب وارد بدن می شود.
کلسترول برای بدن ضروری است.این چربی در کبد بیوسنتز شده و در صفرا به روده ترشح میشود.کلسترول نقش مهمی در جذب چربیها و بعضی از ویتامینها را از دستگاه گوارش انجام میدهد. بسیاری ار هورمونهایی که در بدن بیوسنتز میشوند برای ساختن خود نیاز به کلسترول دارند.
البته مقدار زیاد آن در بدن خطرناک است.کلسترول خود نوعی چربی است و در خون حل نمیشودبدین جهت برای اینکه بتواند در خون انتقال یابد به موادی نیاز دارد که حامل و ناقل آن در خون باشد،این مواد ناقل لیپوپروتئین هستند. از مهمترین لیپو پروتئین ها دو نوع هستند:

۱   LDL (۲ HDL(
LDL نوعی کلسترول است که میتواند به جدار رگهای بدن نفوذ کرده و موجب گرفتگی رگها شود.با رسوب شدن این کلسترول در یک محل رگ تنگ تر شده و اگر خون در آن ناحیه لخته ببندد رگ کاملا مسدود شده که موجب سکته قلبی یا مغزی میشود.
بنابراین افزایش غلظت LDL موجب افزایش خطر بیماری مغزی و قلبی میگردد و به همین علت هم به این کلسترول ،کلسترول بد میگویندکه حدودا ۳/۲ کلسترول خون توسط این لیپو پروتئین حمل میگردد.
HDL که ۳/۱ کسترول را در خون حمل میکند و عمل آن این چنین اثبات گردیده که کلسترول بد را از دیواره رگها دور کرده و آنرا به کبد میرساند.در واقع هر چقدر میزان HDL بیشتر شود خطر حمله قلبی کاهش میابد. بطور کلی میزان کلسترول را در بدن در این مقیاس اعلام میکنند:
کلسترول کامل …………………………..کمتر از ۲۰۰ mg/dl

HDL

زن……………………………..۴۰_۵۰ mg/dl
مرد…………………………….۵۰_۶۰ mg/dl
LDL مقدار مطلوب…………………۱۳۰ mg/dl
تری گلیسیرید…………………………….۱۷۰_۲۰۰ mg/dl

خصوصیات لیپیدها:
لیپیدها از مهمترین مواد تولید کننده انرژی در بدن هستند بطوریکه از سوختن ۱ گرم لیپید ۹ کییلو کالری انرژی آزاد میشود ولی از سوختن ۱ گرم قند ۴ کیلو کالری انرژی آزاد خواهد شد.
لیپیدها از ترکیبات ذخیرهای در بدن هستند و این مواد ذخیره ای در بدن خیلی سریع پس از هضم متابوایزه میشوند و در دسته ذخیره های بلند مدت به حساب می آیند،یعنی نیاز انرژی در گرسنگی را در مدتهای طولانی نظیر روزه داری جبران میکنند در صورتی که قنها ذخیره بصورت گلیکوژن دارند . تامین انرژی کوتاه مدت هستند.از طرف دیگر لیپیدها در بافتهای چربی بصورت ذخیره در مقابل سرما،تحریکات عصبی و مکانیکی و تامین کننده انرژی در بافتهای ماهیچه ای هستند.
بدیهی است هر چه مقدار لیپید در غشا سلولی و نه در کل بدن زیاد شود عمل حفاظتی ان هم بیشتر میشود بطوریکه در غشا سیستم عصبی ۸۰ تا ۷۰ درصد لیپید وجود دارد.

منابع غذايي كلسترول

زرده تخم مرغ: زرده تخم مرغ غني از كلسترول است و در افرادي كه ريسك فاكتورهاي بيماريهاي قلبي را دارند بايد به 3 تا در هفته محدود شود.ضمن اينكه حاوي لسيتين است كه چربي خون را پايين مي آورد.سفيده تخم مرغ غني از پروتئين (با امتياز 100) است و نبايد محدود شود.

: كره حيواني چربي اشباع است و حاوي كلسترول هم هست و دو فاكتور خطر دارد– كره
كره گياهي (مارگارين) چربي اشباع است و كلسترول ندارد،ولي حاوي اسيد هاي چرب ترانس است كه فاكتور خطر بيماريهاي قلبي و سرطان است. در كل كره هاي گياهي نرم كه كمترين اسيد هاي چرب ترانس را دارا هستند نسبت به كره هاي حيواني ارجحيت دارند.
– روغن حيواني:اين نوع روغن هم چربي اشباع و هم كلسترول بالايي دارد و در بيماران قلبي توصيه نميشود
– گوشت و امعاء و احشاء:

: پروتئين آن بالاترولي چربي آن پايين تراز گوشت قرمز است – جگر
برابر گوشت قرمز آهن دارد  3 و است Vit Aو vit B12 غني از كلسترول آن بالاتر از گوشت است.

قلب و كليه پروتئين و چربي شبيه به گوشت دارد،كلسترول قلوه بالاتر از دل و گوشت و شبيه به جگر است.آهن آن بيشتر از گوشت است
– سيرابي و شيردان: چربي آن در مقايسه با گوشت قرمز به ويژه گوشت گوسفند كمتر و مشا به گوشت كم چرب است.پروتئين آن برابر با گوشت قرمز و سفيد است.كلسترول آن از دل و قلوه و جگر پايين تر است.مصرف آن 4-3 بار در ماه همراه با نان يا برنج اشکال ندارد.
در افرادي که هايپرليپيدمي دارند مصرف جگر و امعا و احشا به يک بار در ماه محدود ميشود

کلسترول بالا به چه معنی است؟

کلسترول بالا به افزایش میزان کلسترول در خون گفته می شود. کلسترول ماده ای شبیه به چربی است که به صورت طبیعی در دیواره سلولها وجود دارد.اگر مقدار کلسترول خون بیش از حد شود، می تواند در سرخرگها باعث ایجاد گرفتگی شود و بیماریهایی مانند بیماری عروق کرونر و بیماری قلبی رخ دهد.

کلسترول بالا بیشتر در چه کسانی دیده می شود؟

بالا بودن کلسترول خون به دو صورت دیده می شود:

1- یک نوع از آن یک اختلال ژنتیکی است که تقریباً یک نفر از هر پانصد نفررا گرفتار می کند و در سنین کودکی هم دیده می شود.

2- نوع دیگر شایعترین نوعی است که دیده می شود و معمولاً بیماران با سابقه خانوادگی کلسترول بالا مخصوصاً بعد از خوردن غذاهای حاوی چربیهای اشباع شده و کلسترول زیاد به این بیماری مبتلاء می شوند.

خطر كلسترول خون بالا چيست؟

كلسترول اضافي در خون، در جدار رگ‌ها رسوب مي‌كند و موجب سخت شدن و باريك شدن عروق و در نهايت سكته قلبي مي‌شود. كم كردن كلسترول خون باعث كاهش خطر بيماري‌هاي قلبي – عروقي مي‌شود. علل مختلفي در ايجاد كلسترول بالاي خون مطرح مي‌باشند، برخي از آنها قابل كنترل هستند و برخي ديگر قابل كنترل نيستند.

علل كلسترول بالا
عواملي كه قابل كنترل هستند از قبيل رژيم غذايي (رژيم غذايي غني از چربي‌هاي اشباع شده (روغن‌هاي حيواني) باعث بالا رفتن كلسترول خون مي‌شوند) افزايش وزن (چاقي منجر به بالارفتن سطح LDL و كاهش HDL مي‌شود) و فعاليت بدني (فقدان فعاليت ورزشي منظم منجر به چاقي و افزايش ميزان كلسترول بد (LDL) مي‌گردد) همچنين عواملي كه قابل كنترل نيستند شامل وراثت (چربي خون بالا در برخي از خانواده‌ها ارثي است) سن وجنس، با افزايش سن ميزان كلسترول بد (LDL) نيز افزايش مي‌يابد. زنان تا قبل از 55 سالگي ميزان كلسترول كمتري نسبت به مردان همسن خود دارند، اما بعد از 55 سالگي ميزان كلسترول آنها از مردان همسن خود بيشتر مي‌شود. علايم و نشانه‌هاي اختصاصي براي پي بردن به كلسترول بالا وجود ندارد. به همين دليل توصيه مي‌شود كه كليه افراد بالاي 20 سال هر 5 سال يكبار كلسترول خون خود را اندازه‌گيري كنند

عوامل مستعد کننده چیستند؟

* سابقه خانوادگی

* رژیم غذایی حاوی چربی اشباع شده و کلسترول زیاد

* رژیم غذایی کم فیبر

* بیماری کبدی

* کم کاری تیروئید

* دیابت کنترل نشده

* پر کاری غده ی هیپوفیز

* نوعی اختلال کلیه به نام سندرم نفروتیک

* بی اشتهایی عصبی

*چاقی

* سیگار
* فعالیت فیزیکی کم

* سندرم تخمدان پلی سیستیک

* مقاومت به انسولین و کاهش کارایی آن

*مصرف الکل

*نارسایی کلیه

* استرس

* حاملگی

* لوپوس (یک بیماری که چند نقطه از بدن را درگیر می کند و ضایعات پوستی دارد.)

*مالتیپل میلوما (بیماری که موجب کم خونی، عفونت مکرر، خونریزی و ضعف می شود.)

*لنفوم (تومور بافت لنفاوی بدن)

اگرچه برخی از عوامل مستعد کننده را نمی توان تغییر داد اما مهمترین عوامل خطر مانند عوامل زیر را می توان کنترل کرد.

* چاقی

* رژیم غذایی حاوی چربی اشباع شده زیاد و اسیدهای چرب ترانس

علائم کلسترول بالا چیست؟

کلسترول بالا معمولاً علامتی ندارد و به صورت تصادفی در جریان آزمایش برملا می شود.

در مراحل پیشرفته ممکن است:

1- کلسترول به صورت توده های کوچک در تاندونها تجمع کند.

2- به صورت برجستگیهای زرد رنگ کوچکی در پوست دیده شود.

3 – ممکن است حلقه سفیدی دور قرنیه چشم دیده شود.

4- کبد و طحال بزرگ شوند.

5- درد شدید شکمی در اثر التهاب پانکراس رخ دهد.

6- درد قفسه سینه و حمله قلبی که در اثر گرفتگی عروق مهم قلب توسط کلسترول ایجاد می شود.

کلسترول بالا چگونه تشخیص داده می شود؟

از آنجا که علائم کلسترول بالا دیر بروز می کند اندازه گیری کلسترول از طریق آزمایش خون بسیار مهم است. این آزمایش در هر ساعتی از روز بدون توجه به اینکه چیزی خورده اید یا نه قابل انجام است. اگر نتیجه این آزمایش غیر طبیعی باشد اندازه گیری ناشتا صورت می گیرد.

اگر کلسترول بالا درمان نشود چه می شود؟

اگر کلسترول بالا درمان نشده و  باقی بماند عوارض زیر رخ می دهند.

1- بیماری قلبی که یکی از علل شایع مرگ و میر است کلسترول بالا خطر حمله قلبی را بیش از دو برابر افزایش می دهد

2- سکته مغزی
3- مقاومت به انسولین و در نتیجه دیابت

كلسترول بالا چگونه درمان مي‌شود؟

هدف اصلي در درمان كلسترول بالا، كاستن سطوح LDL به مقادير مناسبي است كه مانع بروز بيماري‌ قلبي- عروقي مي‌شود. لازم به ذكر است كه به جز كلسترول بالا عوامل خطرزاي ديگري براي ابتلا به بيماري‌هاي قلبي عروقي از قبيل سيگار كشيدن، HDL پايين‌تر از 40mg/dl، فشار خون بالا، سابقه خانوادگي بيماري قلبي، سن (بالاتر از 45 سال در مردان و بالاتر از 55 سال در زنان) و بيماري ديابت وجود دارد.
داشتن دو مورد يا بيشتر از عوامل فوق شانس ابتلا به بيماري‌هاي قلبي- عروقي را به شدت افزايش مي‌دهد. بنابراين نخستين گام دركاهش كلسترول خون، رعايت رژيم غذايي مناسب و ورزش است. توجه داشته باشيد هر نوع ماده غذايي كه بيش از مقدار مورد نياز مصرف شود، ممكن است به چربي تبديل و در بدن ذخيره گردد.

. رژیم غذایی باید حاوی پروتئینهایی مانند سویا و ماهی بوده میوه و سبزی فراوان داشته باشد. آنتی اکسیدانها نیز ممکن است مفید باشند. اسیدهای چرب امگا سه و اسید فولیک نیز خطر بیماری قلبی را کاهش می دهند.

استاتین ها

پیشرفت بزرگی كه در درمان كلسترول در طی پنج سال اخیر ایجاد شده است، كشف گروهی از داروها به نام “استاتین ها” می باشد. استاتین ها با آهسته كردن فرآیند تولید كلسترول در كبد باعث كم شدن كلسترول خون می شوند. استاتین ها می توانند حدود ۲۰ تا ۳۰ درصد از مقدار كلسترول خون كم كنند و دارای عوارض ناچیزی هستند.
در تحقیقاتی كه بر روی هزاران نفر از افرادی كه از این داروها استفاده می كنند شده است، نشان داده شده كه این كم كردن كلسترول باعث كاهش حدود ۲۰ تا ۳۰ درصد از خطر بروز سكته قلبی در آینده می گردد. شایع ترین داروها از گروه استاتین ها كه امروزه مصرف می شوند داروی “سیمواستاتین”، “لوواستاتین” و “پراواستاتین” می باشد.، گرچه امروزه چندین داروی دیگر از این گروه نیز به بازار دارویی وارد شده است.
این داروها معمولاً روزی یك بار خورده می شوند كه آن نیز بهتر است همراه با غذای اصلی (ناهار یا شام) میل شود. عوارض جانبی این داروها بسیار كم می باشند اما گاهی اوقات ممكن است باعث التهاب عضلات بازوها و پاها شوند و ایجاد دردی شبیه به درد عضلات در هنگام آنفلوانزا كنند. این دردها در چند هفته اول مصرف دارو ممكن است رخ دهند كه در چنین مواردی باید سریعاً به پزشك اطلاع داده شود. با قطع مصرف این داروها، درد عضلات نیز بهبود می یابد. اگر شما در چند هفته اولی كه دارو مصرف می كنید، هیچ مشكلی برایتان پیش نیاید، احتمال خیلی كمی دارد كه بعدها دچار مشكل یا عوارض جانبی دارو شوید.
فیبرات ها
برای بعضی افراد، بویژه مبتلایان به مرض قند (دیابت)، چربی نوع تری گلیسیرید بیشتر از كلسترول باعث دردسر می شود. در این موارد از گروه دیگری از داروها به نام “فیبراتها” ممكن است استفاده شود. همانند گروه استاتین ها، این داروها نیز دارای عوارض جانبی اندكی هستند و بهتر است كه همراه با غذای اصلی روز (ناهار یا شام) مصرف شوند. آنها نیز ممكن است باعث بروز دردهای عضلانی در هفته های اول مصرف دارو شوند. ین داروها می توانند باعث پایین آوردن كلسترول به میزان ۱۰ تا ۱۵ درصد شوند و در همین حدود از مقدار خطر بروز بیماری كرونری قلب كم كنند. از داروهای این گروه كه به طور شایعی استفاده می شوند می توان از “جمفیبروزیل” و “كلوفیبرات” نام برد.
رزین ها
داروهای گروه رزین ها با متصل شدن به كلسترول در روده ها و اثر گذشتن بر میزان جذب آنها در بدن، باعث كاهش كلسترول خون می گردند. این داروها به صورت پودر بوده و معمولاً با آب یا آب میوه، روزی یك بار یا دوبار مصرف می گردند. از آنجایی كه این رزین ها جذب بدن نمی شوند، نمی توانند باعث ایجاد عوارض جانبی شدیدی شوند اما ممكن است باعث نفخ، آروغ یا یبوست در بعضی افراد شوند. رزین ها همچنین باعث كاهش بروز خطر سكته ها قلبی می شوند اما اثر آنها بسیار كمتر از استاتین ها می باشد و فقط حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد از خطر بروز سكته های قلبی را كم می كند. از این گروه از داروها می توان از داروی “كولستیرامین” نام برد كه به صورت پودر می باشد.

مصرف منابع محتوی فیبر موجب کاهش کلسترول خون می شوند. انواع مختلف فیبرها (مواد غیر قابل هضم) درمواد غذایی گیاهی موجودند. ولی نوعی از فیبر که بیشترین اثر را بر کاهش کلسترول خون دارد ، فیبر محلول نام دارد که منابع غنی از آن عبارتند از : سیب ، گلابی ، مرکبات مثل پرتقال ، لیمو و گریپ فروت ، توت فرنگی ، هویج و غلات سبوس دار .
سبوس جو یک منبع غنی از فیبر محلول می‌باشد. نکته‌ای که درباره این ماده مطرح است این است که به نظر می‌رسد این ماده کلسترول بد یا LDL را که سبب رسوب چربی در سرخرگ ها می شود ،کاهش می دهد، ولی سطح کلسترول خوب یا HDL را بالا می‌برد. غذاهای دیگر غنی از فیبرهای محلول شامل انواع لوبیا، عدس و بعضی از میوه‌ها می‌باشند. از آنجا که تمام این غذاها هم کم‌چرب و هم دارای فیبر بالایی هستند، مصرف روزانه آنها مفید است.

چه نكاتي در برنامه‌ غذايي بايد رعايت شود؟

اولين قدم اين است كه چربي‌هاي آشكار در مواد غذايي را جدا كرده و از چربي‌هاي اشباع مانند خامه، پنير و گوشت پرچرب كمتر استفاده شود. از مصرف غذاهاي چرب و با كلسترول بالا نظير مغز، جگر، كله پاچه، زرده تخم‌مرغ و روغن حيواني و سوسيس و كالباس اجتناب نموده و از ماهي، مرغ و حبوبات كه چربي مضر كمتري دارند و منابع غذايي خوبي هستند استفاده شود. شير و انواع لبنيات كم چربي مصرف شود و از سبزي‌ها، ميوه‌ها در رژيم غذايي استفاده گردد.
همچنين در صورت استفاده از روغن از روغن‌هاي غير اشباع مانند روغن ذرت، كنجد، آفتابگردان و زيتون استفاده نموده
توجه به حذف ساير عوامل خطر از قبيل كشيدن سيگار، فشار خون بالا، فقدان فعاليت‌هاي بدني، افزايش وزن نيز ضروري است.

اعمال تغییرات زیر در رژیم غذایی می‌تواند به کاهش مقدار کلسترول خون کمک کند.
▪ به جای غذاهای سرخ شده، از کباب شده استفاده کنید.
▪ چربی های اضافی را از خوراک ها و غذاهای گوشتی حذف کنید.
▪ بجای پنیر چرب از انواع کم چربی استفاده کنید.
▪ سعی کنید به جای خامه از ماست کم چربی استفاده کنید.
▪ به جای شیر پرچرب از شیر کم‌چربی استفاده کنید.
▪ مصرف شیرینی ها، پای ها، کلوچه ها و کیک ها را محدود کنید.
▪ از قسمت‌ های کم چرب گوشت استفاده کنید و تمام چربی های قابل رویت را جدا کنید و از مرغ و ماهی بیشتر از گوشت قرمز استفاده کنید.
▪ مصرف سبزیجات، حبوبات و بقولات مانند انواع لوبیا و عدس و غیره را افزایش دهید.
آنچه مسلم است هیچ یک از مواد غذایی به خودی خود مضر نمی‌باشند، بلکه ترکیب غلط آن‌ها در یک رژیم غذایی نامناسب است می تواند مشکل آفرین شود.

گیاهان ضد کلسترول هستند

به طور کلی تمام گیاهان مانند سبزیجات، حبوبات و غلات فاقد کلسترول اند. اما در بین آن ها موادی مانند جو، کدو، شوید و سیر اثر ضد کلسترول بسیار قوی تری را بروز می دهند که دلایل آن مربوط به وجود اسید چرب امگا- 3، پکتین، فیبر و بتاکاروتن وغیره می باشد.

سویا نیز باعث کاهش کلسترول خون می شود. سویا به سه دلیل باعث کاهش کلسترول خون می گردد:

.1 فاقد کلسترول است.

.2 حاوی پروتئین است، چرا که پروتئین کلسترول خون را کاهش می دهد.

.3 اکثر چربی های موجود در سویا از نوع چربی های غیر اشباعPUFA است.

بنابراین در افراد مبتلا به کلسترول بالا سویا می تواند به عنوان یک منبع پروتئین غذا باشد و تا حد زیادی جایگزین گوشت گردد.

کاهش کلسترول خون با ورزش

انجام فعالیت های ورزشی باعث کاهش کلسترول خون می گردند، اما این فعالیت ها شامل نظافت منزل، باغبانی کردن ، طراحی برنامه یا فکر کردن نمی باشد.

تمرینات ورزشی به چند روش به کاهش کلسترول خون کمک می کند:

– ورزش باعث افزایش مقدارHDL خون توام با کاهشLDL می گردد.

– ورزش موجب کاهش وزن و کنترل آن می شود.

– ورزش منجر به بهبود گردش خون و پاک شدن خون از مواد زائد می گردد و عضله ی قلب را قوی تر کرده و اثر مثبتی بر روی عمل پمپ قلب دارد.

محقق : هاجر فانی (علوم آزمایشگاهی 86)

ساختمان شیمیایی :

املاح و اسیدهای صفراوی شامل 4نوع اسید شناخته شده می باشد .

اسید کولیک که مقدار آن در صفرا بیشتر از بقیه است .       ( شکل مولکولی )

اسید داکسی کولیک که فاقد هیدروکسیل بر روی کربن شماره 7 است .

اسید کنوداکسی کولیک که فاقد هیدروکسیل بر روی کربن شماره 12است .

اسید لیتوکولیک که فرمول آن مثل اسید کولیک است ولی فاقد هیدروکسیل روی کربن شماره 7 و 12 است کوالات و کنوداکسی نمک های صفراوی اولیه هستند که در اثر واکنش آلفا هیدروکیلاسیون تولید نمک های صفراوی ثانویه لیتوکولات ، داکسی کولات ، یورسوداکسی کوالات را می دهند .

نقش بیوشیمیایی :

املاح صفراوی جذب چربی از روده را تسهیل می کند . نمک های صفراوی همراه با کلسترول و لیستین جهت امولیسیفکیاسیون چربی ما در روده لازم می شوند که جهت هضم و جذب مؤثر مور نیاز است نقش امولیسون  کنندگی ß این املاح کشش سطحی محلولهای آبی را کاهش داده در نتیجه ترکیباتی مانند کلسترول اسید چرب ، صابون ها ، لیتین و ویتامین های محلول در چربی KADE را به صورت محلول در می آورد املاح صفراوی به صورت پیشرو وارد پرزهای مخاطی روده شده و چربیها امولیسیون شده را با خود می کشاند لذا موجب جذب چربیها می شود .

مراحل سنتز :

نمک های صفراوی در سلولهای کبد از کلسترول سنتز می شود و بعد از پیوند یافتن با آمینو اسیدهای تورین و گلیسین به داخل صفرا ترشح می شوند این املاح با اسید آمینه ها ترکیب شده و به صورت اسید صفرا در تکیبی (conjugated) و به شکل نهایی نمک های قلیایی گلیکوکولات و توروکولاک در می آیند ان نمک ها را املاح صفراوی می نامند . املاح صفراوی دیگر شامل سدیم ، کلسیم ، پتاسیم و کلرید و بی کربنات می باشد

مراحل تجزیه و آنالیز :

آنالیز نمک های صفراوی بر روی سرم بیماران باید در حالت ناشتایی یا در یک زمان مشخص بعد از غذا انجام گیرد ، زیرا خوردن غذا با  افزایش قابل ملاحظه ای در میزان اسیدهای صفراوی می شود .

نحوه دفع متابولیت ها :

اگر گوارش و جذب چربیها به طور طبیعی انجام نگیرد ، سایر مواد غذایی نیز جذب نخواهد شد چون چربیها روی ذرات غذایی را پوشانده و مانع اثر آنزیم ها گوارشی خواهند شد . در این حالت باکتریهای روده ای موجب گندیدگی مواد غذایی در روده شد . در نتیجه چربیها و سایر . مواد غذایی جذب نشده و همراه مدفوع دفع می شود . دفع متابولیت ها داروها سموم ، املاح cu ـ zn ـ hg در رنگدانه های صفراوی توسط صفرا انجام می گیرد . تنها قسمت کمی از نمک ها صفراوی که وارد روده می شوند از طریق مدفوع دفع می گردد این عمل نیاز به ساخت فعال نمک های صفراوی توسط سلولهای کبدی را کاهش می دهد .

روش های انداه گیری :

نمک های صفراوی م تواند به وسیله تکنیک های زیادی اندازه گیری شود ، ولی روش کروماتوگرافی این به ویژه کروماتوگرافی مایع با قابلیت بالا (HPLC) به طور وسیعی کاربرد دارد و باعث جداسازی انواع نمک های صفراوی می شود .

3 روش کروماتوگرافی     1) کروماتو گرافی با لایه نازک             (TLC)

2) کروماتوگرافی مایع با قابلیت بالا                      (HPLC)

3) گاز کروماتوگرافی ـ اسیکترو سکوبی جرمی    (GC- MS)

نیاز روزانه   نسبت مقدار کلسترول / املاح صفراوی در صفرای طبیعی 30/1  تا 20/ است . اگر این نسبت به 13/1 برسد کلسترول صفراوی رسوب خواهد کرد (یکی از علل تشکیل سنگهای صفراوی)

منابع

1ـ بیوشیم پزشکی هارپر             تألیف دکتر رضا محمدی

2ـ بیوشیمی بالینی

3ـ بیوشیمی   ملک نیا جلد 2

4ـ کبد و غدد صفراوی          برونس سودارث

http://en.wikipedia.arg/wiki/bile-salts

محقق : رقیه کوهستانی میانجی (مامایی 87)

1) ساختمان و فرم های مختلف

مولکول تیامین از یک پیریمیدین دارایی  استخلاف تشکیل شده است که از طریق پل متیلن به یک تیازول دارایی استخلاف متصل شده است . آنزیم تیامین دی فسفو ترانسفراز وابسته به ATP که در مغز و کبد وجود دارد تیامین را به شکل فعال آن یعنی تیامین دی فسفات ( پیرو فسفات ) تبدیل می کند .

حلقه تیازول                          حلقه پیریمیدین

2) نقش بیو شیمیایی

پیرو فسفات کو آنزیم یکسری واکنش ها ی آنزیمی است که در آنها عامل آلدهید  انتقال می یابد . این واکنش دما به دو نوع تقسیم می شوند : 1) دکربوکسیلاسیون اکسیداتیو آلفا- کتواسیدها(نظیر آلفا  کتو لگوتارات ، پیروات ، آلفا  – کتو اسیدها مشابه لوسین ، ایزو لوسین و والین .

2) واکنش های ترانس کتولاز (نظیر یکی از واکنش های مسیر نپتوز فسفات )

کمبود تیامین مانع از انجام تمامی این واکنش ها می شود . در تمامی این واکنش ها کربن واکنش دهنده موجود در بخش تیاز ولی مولکول تیامین دی فسفات ، موجب تبدیل آن به شکل کربانیون می شود.

3) عوارض کمبود ( با توجه به نقش بیوشیمیایی )

1)        در افراد مبتلا به کمبود تیامین ، واکنش های وابسته به تیامین دی فسفات انجام نمی شود در نتیجه سوبسترا های این واکنش ها (نظیر پیروات ، قندهای نپتوز و اسیدهای آمینه شاخه دار و مشتقات آلفا کتوکربوکسیلات ها) تجمع می یابد و در نتیجه بیماری بنام بری بری بروز می کند ، علائم اولیه بری بری عبارتند از : ادم ، دژنر سانس عضلانی عصبی و قلبی و عروقی . این بیماری غالبا در افرادی دیده می شود که به طور مزمن الکلی می باشند .2) آنزیم تیامیناز که در میکرو ارگانیسم های روده وجود دارد تیامین را از راه جدا کردن دو حلقه آن غیر فعال می کند و باعث ایجاد بیماری به نام فلج چاستک می شود .

2)        کمبود ویتامین سلول های مغزی مسئول حافظه را از بین می برد و باعث افزایش پروتئینی می شود که بیماری آنرا آلزایمرایجاد می کند و کمبود تیامین باعث : تغییرات خلق ، احساس مبهم عدم آسایش و ترس و افسردگی می شود علائمی که به آن علائم عاطفه ای – حافظه ای گفته می شود .

4) عوارض مقادیر زیاد

مصرف بیش از حد ویتامین B1 سبب تداخل در واکنش های متابولیکی سایر ویتامین های گروه B و ایجاد اختلاف متابولیکی مختلف می شود و از علائم ان تحریک شدید عصبی ، عدم تعادل و احساس سنگینی در اعضا است که با قطع مصرف آن پس از سه روز علائم از بین می رود .

5) مقادیر طبیعی در سرم (پاپلاسما ) یا ادرار

10 تا 64 نانو گرم در میلی لیتر

6) روشهای اندازه گیری :

تست های آزمایشگاهی برای تشخیص کمبود : 1) گلوکز دهی و اندازه گیری غلظت پلاسمائی پیروات است زیرا تیامین یک کوفاکتور برای تبدیل پیروات به استیل کواست .

2) حساسترین روش اندازه گیری ترانس کتولاز در همولیز  سرخ است ، فعالیت آنزیم با افزودن و هم بدون افزودن تیامین  پیرو فسفات در واکنش ترکیب اندازه گیری شده است فعالیت آنزیم حالت ها ی کمبود ویتامین ممکن است نرمال باشد اما با افزودن کو آنزیم فعالیت آن افزایش می یابد اگر کمبود از نظر کلینیکی آشکار باشد . فعالیت پایه آنزیم پایین خواهد بود 3) مقدار دفع در ادرار و غلظت تیامین در خون .

7) نیاز روزانه :

5/1 میلی گرم

8) منابع غذایی :

سبوس ،برنج ، گوشت گاو ، نخود سبز تازه ، باقلا ، جوانه گندم  ، پرتقال ، ماکارونی غنی شده ، نان ، غذاهایی تهیه شده از جو و سایر غلات .

9) منابع(کتاب یا سایت )

1) بیوشیمی هارپر    2) بیوشیمی (آلبرت لنینگر )  3) درمان با ویتامین ها   4) بیوشیمی و بیوفیزیک (متابولیسم )  5) شیمی بالیفی  6) بیوشیمی برای پرستار

میزان 7 برای Hp یک محلول دقیقا ً خنثی، عددی نیست که به طور دلخواه انتخاب شده باشد ، این عدد از مقدار مطلق حاصل ضرب یونی آب در C°25 بدست آمده است که برحسب تصادف یک عدد گرد می باشد . محلول های دارای Hp  بالای7،قلیایی می باشند ، در این محلول ها غلظت⁻HO بیش از غلظت⁺H است . بر عکس، محلول های دارای ph کمتر از7 ، اسیدی هستند. توجه داشته باشید که مقیاسphلگاریتمی است . وقتی گفته می شود که دو محلول از نظر ph به اندازه یک واحد ph با یکدیگر اختلاف دارند ، این به معنی آن است که غلظت ⁺H موجود در یکی از این محلول ها ده برابر بیش از محلول دیگر می باشد ولی به ما نمی گوید که بزرگی مطلق این تفاوت چقدر است .

phیک محلول آبی را می توان با استفاده از رنگهای معرف مختلف ، از جمله لیتموس ، فنل فتالئین و فنل رد ، تعیین نمود که با جدا شدن یک پروتون از ملکول معرف ، تغییر رنگ می دهند . تعیین مقدار صحیح phدر آزمایشگاه های شیمی و بالینی با استفاده از یک الکترود شیشه ای به انجام   می رسد که به طور انتخابی به غلظت یون های ⁺H حساس بوده ولی حساسیتی به ⁺aN،⁺K و سایر کاتیون ها ندارد . در یک Hp متر، پیام حاصل از این نوع الکترودها تقویت شده و با پیام حاصل از یک محلول دارای Hp کاملا ً شناخته شده مقایسه می گردد .

اندازه گیری Hp یکی از مهمترین آزمایشهای مورد استفاده در بیوشیمی می باشد که اغلب مورد استفاده قرار می گیرد . Hp بر روی ساختمان و فعالیت ماکروملکول های بیولوژیک اثر دارد ، برای مثال، فعالیت کاتالیتیکی آنزیم ها شدیدا ً وابسته به Hp می باشد. اندازه گیری Hp خون و ادرار معمولا ً در تشخیص های پزشکی مورد استفاده قرار می گیرد . برای مثال ، Hp پلاسمای خون مبتلایان به دیابت شدید اغلب کمتر از حد طبیعی 4/7 است ، این حالت را اسیدوز گویند. در بعضی موارد دیگر بیماری ها ، ph خون بیش از حد طبیعی بوده که به آن آلکالوز گویند .

اسید های هیدروکلریک، سولفوریک و نیتریک که معمولاً اسیدهای قوی نامیده می شوند ، در محلول های آبی رقیق به طور کامل یونیزه می گردند ؛ بازهای قوی، نظیر HOaN وHOK نیز کاملا ً یونیزه می شوند. رفتار اسیدها و بازهای ضعیف که به طور کامل در آب یونیزه نمی گردند ، برای بیوشیمی دان ها اهمیت دارد . این ترکیبات در سیستم های بیولوژیک متداول بوده و نقش های مهمی را در متابولیسم و تنظیم ایفا می نمایند . با شرح چند اصطلاح ، رفتار محلول های آبی اسید ها و بازهای ضعیف را بهتر می توان درک نمود .

اسیدها را می توان دهنده های پروتونی و باز ها را به عنوان گیرنده های پروتونی تعریف کرد . یک دهنده پروتون و گیرنده پروتونی مربوط به آن ، مجموعا ً جفت اسید- باز کونژوگه  نامیده می شوند.

اسید استیک(HOOC₃HC) یک دهنده پروتون ، و آنیون استات(⁻OOC₃HC) ،گیرنده پروتونی مربوطه ، یک جفت اسید- باز کونژوگه را تشکیل می دهند .

هر اسیدی دارای تمایل مشخصی برای از دست دادن یک پروتون در محلول آبی است . هر چه اسید قویتر باشد ،تمایل بیشتری برای از دست دادن پروتون خواهد داشت .

محقق : عاطفه ترابی ، مامایی 87

ساختمان شیمیایی و فضایی RNA

RNA ، مخفف اسید ریبونوکلئیک است که یکی از انواع اسید های نوکلئیک میباشد. در داخل سلول ها انواع مختلف ) RNAصرفنظر از انواعی که دارای ساختار های خاص هستند)، بر خلاف  DNA که ساختمان مار پیچ دو رشته ای دارد ، معمولا یک رشته ای ، تقریبا صاف، بدون تا خوردگی و به صورت کلاف است. علت اصلی عدم تشکیل مارپیچ دو رشته ای RNA ،مزاحمت فضایی گروه  OHمتصل به کربن شماره 2-قند ریبوز است،که مانع پیچش لازم میشود.زیرا گروه OH به طرف داخل محور مارپیچ قرار میگیرد و مانع تشکیل فرم پایدار میشود. بنا بر این حتی در مقابل  DNAالگو که دقیقا مکمل RNA است،  RNAنمیتواند به شکل مارپیچ به ان متصل  شود.قند به کار رفته در RNA ریبوز است و در سلختمان آن باز های آلیA،U،C،G وجود دارد.( Uدر RNA و TدرDNA   وجود دارد.)

نقش بیوشیمیایی هر نوع RNA

انواع  RNAشامل : mRNA , rRNA , tRNA , hnRNA , snRNA , scRNA  میباشد.

mRNA:  mRNAها ،  RNAهای پیک هستند که به صورت تک رشته ای میباشند و وظیفه اصلی پروتئین سازی  را بر عهده دارند . زیرا دارای کد های ژنتیکی برای ساخت پروتئین هستند . و بعد از خروج از هسته به ریبوزوم ها متصل شده و در فرایند ترجمه،رشته پلی پپتید را میسازند.

RNA : rRNA ریبوزومی میباشند و اصلی ترین جزء تشکیل دهنده ریبوزوم ها هستند.نام ریبوزوم نیز از ریبو نوکلئیک اسید گرفته شده است.

tRNA: tRNA ها مولکول های RNA  کوچکی هستند که طول انها 75 تا 85 نوکلئوتید است.وظیفه انها انتقال اسید امینه ها به داخل جایگاه خاص ریبوزوم میباشد.به همین دلیل به انها  RNAناقل میگویند.در واقع عمل اصلی ترجمه در پروتئین سازی را  tRNAها بر عهده دارند، زیرا از یک طرف یک کد سه تایی روی  mRNAرا تشخیص میدهند و از طرف دیگر اسید امینه خاص مربوط به این کد سه تایی را حمل میکنند که به زنجیره پلی پپتید اضافه میشود.در داخل سلول های مختلف ، تعداد متفاوتی از  RNAیافت میشود ولی حداقل 20 خانواده از   tRNA ها وجود دارند که هر خانواده یک اسید امینه را حمل میکند.شکل کلی  tRNAبه صورت برگ شبدری میباشد.اتصال اسید امینه به tRNA به وسیله انزیم خاصی به نام امینو اسیل  tRNAسنتتاز انجام میشود

hnRNA: این نوع RNA  ها مخصوص سلول های یوکاریوتی هستند و در داخل هسته قرار دارند.در داخل هسته RNA ها به صورت رشته های حاوی نواحی کد کننده و غیر کد کننده ساخته میشوند.به نواحی کد کننده اگزون و به نواحی غیر کد کننده اینرون می گویند.به این نوع  RNAکه دارای نواحی اضافه است  hnRNA می گویند،که بعد از اتمام فرایند اصلاح،تبدیل به   mRNAمیشود.

snRNA:snRNA  ها قطعات کوچکی ازRNA  هستند که در داخل هسته قرار دارند و وظایف مختلفی را به انها نسبت می دهند.گروهی معتقدند که این RNA ها، همان پرایمر های شروع همانند سازی RNA در سلول هستند  و گروهی دیگر عمل دخالت در فرایند اصلاح  RNAرا به انها نسبت میدهند.گروهی نیز این قطعات را حاصل اینترون ها میدانند.

scRNA:  این نوع RNAها قطعات کوچکی ازRNA  هستند  که در سیتوپلاسم حضور دارند.عمل انها همانند snRNA ها مشخص نیست ولی گروهی از دانشمندان معتقدند scRNA ها به عنوان قسمتی از بعضی انزیم ها عمل می کنند .

مراحل سنتز انواع RNA

در یوکاریوت ها سه نوع انزیم  RNAپلی مراز وجود دارد.که هر کدام از این انزیم ها با انجام عمل رو نویسی از روی  DNAالگو RNA مورد نظر را می سازند.

mRNA: وظیفه اصلی سنتز mRNA بر عهده  RNAپلی مرازII  است.وظیفه این انزیم علاوه بر ساختن mRNA  سنتز تعداد کمی  RNAکوچک مانند  snRNA  نیز می باشد.

rRNA: وظیفه ساخت ان بر عهده  RNAپلی مراز  Iاست.

tRNA: وظیفه ساخت این نوع  RNAبر عهده  RNAپلی مراز   IIIمیباشد.

مراحل تجزیه RNA

همانطور که گفته شد، گروه  OHمتصل به کربن شماره 2-قند ریبوز، مانع پیچش   RNAمیشود،زیرا گروه          OHبه طرف داخل محور مارپیچ قرار میگیرد .همین خاصیت RNA باعث عدم پایداری ان در محیط قلیایی میشود،به طوریکه  RNAدر محیط قلیایی به مونونوکلئوتید ها میشود.در حالیکه  DNAدر محیط قلیایی فقط به صورت تک رشته در میاید و تجزیه نمیشود.

در مورد mRNA باید گفت که پایداری ان کم است به طوریکه گاهی پس از 2 دقیقه بوسیله RNase  ها تجزیه میشود.به همین دلیل استخراج ان مشکل است،گاهی هنوز ترجمه قسمت انتهایی ان تمام نشده که ابتدای ان تجزیه میشود.ولی در یوکاریوت ها با مکانیسم های خاص پایداری ان افزایش یافته است و گاهی به 10 ساعت هم میرسد..

rRNAها نسبت به mRNA ها پایدارترند.همچنین پروتئین های ریبوزومی نیز به انها متصل شده و پایداری انها را بیشتر میکنند و همیینطور باعث عدم تجزیه انها در مقابل RNase  ها میشوند.

کنترل نسخه برداری

غالبا تنظیم بیان ژن در یوکاریوت ها ، هنگام رونویسی است.در یوکاریوت ها، بر خلاف پروکاریوت ها ،انزیم RNA  پلی مراز به تنهایی نمیتواند راه انداز را شناسایی کند.شناسایی راه انداز به کمک پروتئین های مخصوصی به نام عوامل رونویسی صورت میگیرد.عوامل رونویسی متعددند و ترکیب های مختلفی از آنها ایجاد میشود.این ترکیب ها ، نقش های مختلفی را در تنظیم بیان ژن دارند.

گروهی از عوامل رونویسی به راه انداز متصل میشوند و بعد آنزیم  RNA پلیمراز به آنها می پیوندد.در یوکاریوت ها علاوه بر راه انداز معمولا توالی های دیگری ازDNA نیز در رونویسی دخالت دارد که عوامل رونویسی به آنها نیز متصل می شوند.افزاینده بخشی از مولکول DNA است که به کمک عوامل رونویسی متصل به آن،عمل رونویسی را تقویت میکند.افزاینده بر خلاف راه انداز ، ممکن است هزاران نوکلئوتید از ژن فاصل داشته باشد.در این صورت این پرسش مطرح میشود که افزاینده چگونه اثر خود را بر ژن اعمال میکند؟

افزاینده و عوامل رونویسی متصل به آن (موسوم به فعال کننده ) با تشکیل یک حلقه درDNA در کنار RNA پلی مراز و سایر عوامل رونویسی روی راه انداز قرار میگیرند.با قرار گرفتن کلیه این عوامل در کنار هم، عوامل رونویسی که به توالی افزاینده متصل هستند ، میتوانند عوامل رونویسی متصل به راه انداز را فعال کنند.

تحقیق : الهه تابش (علوم آزمایشگاهی بهمن 86)

بخش عمده‌ي ماده ژنتيكي سلولهاي يوكاريوتي درون بخش سازمان يافته‌اي به نام هسته جاي دارد. هسته داراي پوشش ومشخصي است كه به دليل قدرت پراش نوري زيادي كه دارد از سالها قبل توسط ميكروسكوپ نوري شناخته شده است .

شكل هسته : در بيشتر سلول‌ها هسته كم و بيش كروي و بيضي شكل است .

محل هسته : در بسياري از سلول‌ها به طورمعمول در وسط سلول قرار گرفته است ولي در هنگام تمايز يافتن سلول هسته به كناره‌هاي سلول رانده مي‌شود.

تعداد هسته :اغلب سلول‌ها داراي  يك هسته هستند ولي بعضي سلول‌هاي جانوري چند هسته دارند .

اندازه هسته : ابعاد هسته  درجانداران مختلف وحتي در يك سلول بر حسب سن سلول متفاوت است .

پوشش هسته : اطراف هسته سلولهاي يوكاريوتي را پوششي شامل غشاي بيروني و دروني و فضاي بين آن پوشانده است .غشاي بيروني و دروني شباهت زيادي  با شبكه‌ي‌آندوپلاسمي‌دارد .

منافذي كه در پوشش هسته وجود دارند گذرگاه‌هاي فعالي براي مبادله‌ي مواد بين هسته و سيتوپلاسم مي‌باشند. شيره‌ي هسته مايعي است كه از نظر كلي شبيه سيتوزول است وحالت اسيدي دارد .

مواد پروتئيني مهمي‌كه در شيره‌ي هسته وجود دارد به 2 گروه تقسيم مي‌شوند :

الف) پرروتئين‌هاي آنزيمي‌كه مهمترين آنها عبارتند از DNA سنتكاز ، RNA سنتكاز وليگازها.

ب) پرروتئين‌هاي ساختماني كه از مهمترين آن‌ها هيستون‌ها هستند.

اسكلت هسته اي : زير بناي پروتئيني دارد و از پروتئين‌هاي خاصي به نام لامين تشكيل شده است . اسكلت هسته اي از 2 شبكه روي هم تشكيل شده است . يكي رشته اي و ديگري دانه اي .

شبكه‌ي اول از پروتئين‌هاي رشته اي ساخته شده ونقش پشتيبان را براي شبكه‌ي دوم دارد .شبكه‌ي دوم از پروتئين‌هاي گوبچه اي ساخته شده كه بين آن‌ها ساختمان‌هاي آنزيمي ‌دخالت كننده در رونويسي وهمانند سازي وجود دارد .

هستك : به صورت يك اندامك درون هسته اي و بدون غشا در شيره‌ي هسته وجود دارد و جايگاه ريبوزوم‌هاست .

كروماتين : تركيب اصلي هسته، كروماتين است كه در حقيقت حالت بسيار كم متراكم شده اي از كروموزوم‌هاست . رويركروماتين ‌ها RNA  , DNA وپروتئين وجود دارد .

فرا ساختمان كروماتيني : رشته‌هاي كروماتيني در هسته‌ي اينتروفازي حالت در هم رفته اي دارند .

كروموزوم‌ها : در برخي باكتري‌ها علاوه بر كروموزوم اصلي كه اغلب ژن‌ها را دارد كروموزوم كوچكي هم كه به طور معمول آن را پلاسمير مي‌نامند قابل تشخيص است .

كرومومرها : از تجمع ماده‌ي كروماتيني به صورت دانه‌هاي كروي ايجاد مي‌شود.

ساختمان اول DNA : مولكول DNA پليمري است كه از اتصال تعداد زيادي مولكول‌هاي دئوكسي ريبونوكلئوتيد تشكيل شده است . اين مولكول‌ها ، بازهاي G , C , T , A هستند كه ترتيب آن‌ها ويژگي يك جاندار را بيان مي‌كند .

ساختمان دوم DNA : درهر مارپيچ ساختماني DNA مولكول‌هاي دئوكسي ريبور و ريشه‌هاي فسفات كه به صورت زنجير يكي پس از ديگري قرار گرفته اند استخوان بندي اصلي مارپيچ را تشكيل مي‌دهند و بازهاي آلي مختلف بر روي استخوان بندي به صورت عمودي اتصال يافته‌اند. دو مارپيچ موازي يكديگر بوده و در مقابل هر يك از بازهاي يك مارپيچ بازمكمل آن كه متعلق به مارپيچ ديگر است قرار دارد .

اطلاعات ژنتيكي كه درتوالي نوكئوتيد‌هاي DNA نهفته است دو وظيفه‌ي اصلي را به عهده دارد :

1)  منبع اطلاعات براي سنتز تمام مولكول‌هاي پروتئيني سلول وموجود زنده مي‌باشد .

2)  اين اطلاعات را به صورت گوارشي به سلول دختر و يا فرزندان موجود زنده منتقل مي‌كند.

همانند سازي ژنتيكي هسته : براي امكان توليد مثل ، انتقال ماده‌ي ژنتيكي جانداران از نسلي به نسل بعد ضروري است .

مبدأ همانند سازي : در مبدأ همانند سازي ، پروتئين‌هاي اتصالي به توالي اختصاصي DNA با يك سري توالي‌هاي DNA تكراري مستقيم ارتباط برقرار ميكنند .

باز شدن DNA : تعامل پروتئين‌ها محل شروع همانند سازي را مشخص كرده وناحيه‌ي كوتاهي از DNA را ايجاد مي‌كند كه براي شروع سنتز رشته‌ي جديد DNA مورد نياز است .

ايجاد چنگال همانند سازي : يك چنگل همانند سازي شامل چهر جزء مي‌باشد كه در طي توالي زير ايجاد مي‌شود :

1. DNA هليكاز قطعه اي كوتاهي از DNA دو رشته اي مادري را باز ميكند .
2. سنتزيك مولكول RNA توسط يك پرايماز آغاز مي‌شودكه خود براي شروع سنتز DNA ضروري است .
3. DNA پليمر از شروع به سنتز رشته‌ي جديد دختر مي‌نمايد .
4. مولكول‌هاي SSB به SSDNA وتوليد dsDNA مي‌شوند.

شروع وطويل سازي سنتز DNA : شروع سنتز DNA نياز  به آغاز توسط قطه‌ي كوتاهي از RNA دارد . در پستانداران بعد از توليد قطعات زيادي از DNA كه به RNA اتصال دارند كمپلكس همانند سازي شروع به برداشت پرايمر  RNA نموده و شكاف حاصل از اين برداشت با استفاده از داكسي نوكلئوتيدهايي پر مي‌گردد كه جفت باز مناسب ايجاد مي‌كنند .

همانند سازي قطبيت دارد : مولكولهاي DNA دو رشته هستند و دو رشته‌ي آن موازي ناهمسو مي‌باشند . همانند سازي هر دو رشته DNA به طور همزمان صورت مي‌گيرد ولي هر دو رشته DNA نمي‌تواند به طورهمزمان در يك جهت  رشدكنند . با اين وجود يك آنزيم هر دو رشته را در يك زمان همانند سازي ميكند .

در طي همانند سازي بايد دو رشته از هم جدا شده تا هر رشته به عنوان الگويي براي ايجاد پيوندهاي هيدروژني بين بازهاي نوكوئيدي خود وداكسي نوكلئوزيد تري فسفات ورويدي عمل كند . جداسازي اين دو رشته توسط مولكولهاي SSB تسريعمي‌شودكه مولكولهاي پروتئيني اختصاصي براي پايداري ساختمان تك رشته مي‌باشند .

همانند سازي DNA در پروكاريوت از يك ناحيه آغازي و دريوكاريوت‌ها از نواحي متعددي شروع مي‌شود. پس از آنكه با تاثير آنزيم‌ها در ناحيه آغازي پيوندهاي هيدروژني بين دو زنجيره گسسته شد با دخالت DNA پليمرازهايي همانند سازي در دوجهت مقابل شروع شده وتا رسيدن به پايان مولكول حلقوي پيش مي‌رود .

دريوكاريوت‌ها مولكول DNA نواحي متعددي براي  شروع همانند سازي دارد كه از هر ناحيه همانند سازي به صورت سدوجهتي تا رسيدن به 2 ناحيه‌ي پاياني ادامه مي‌يابد .هر ناحيه مستقل همانند سازي در DNA يوكاريوتي را يك رپليكون ميگويند .

شناساندن ناحيه‌آغازي به‌آنزيم‌هاي همانند سازي به عهده پروتئين DNA است كه به اين ناحيه متصل ميشود.  بعد از اينكه 2  رشته اي DNA از هم باز شد همانند سازي شروع مي‌شود .بي ترديد پس از باز شدن دو زنجيره از هم ممانعت به وسيله پروتئين‌هاي SSBP انجام مي‌شود . اين پروتئين به علاوه بر‌آنكه از پيوستند و زنجيره باز شده‌ي مولكول DNA ممانعت ميكنند، از پيوند نوكلئوتيدهاي هر زنجيره هم جلوگيري مينمايند .

آنزيم‌هاي موثر درهمانند سازي :

1-  آنزيم‌هايي كه در رهايي DNA از شبكه هيستون‌ها در پروكاريوت‌ها و رهايي DNA از هسيتون‌ها دريوكاريوت‌ها دخالت دارند . عبارتند از متيلازها، استيلازها، وفسفريلازها

2-  توپرايزومرازها : اين آنزيم‌ها براي تشخيص موقعيت فضايي مولكول DNA ، باز كردن مارپيچ مضاعف وحتي گسستن پيوندها درهمان ابتداي همانند سازي دخالت دارند .

3-  هليكازها : انزيمهايي هستند كه مسئول باز كردن مارپيچ DNA از راه گسستن پيوندهاي هيدروژني بين دو زنجيره هستند . و براي عمل خود نياز به انرژي ATP دارند.

4-  DNA پليمرازها : اين‌آنزيم‌ها براي كاتاليز سنتز مولكول DNA نيمه حفاظتي كه در آن يك رشته‌ي DNA نقش قالب را به عهده داشته و بتواند رشته‌ي ديگر را بسازد فعاليت دارند . سه نوع آنزيم DNA پليمراز وجود دارد كه از بين آن‌ها DNA پليمراز III مهم ترين نقش را درهمانند سازي ه عهده دارد.

5-  DNA ليگاز : اين‌آنزيم نقش مهمي در پيوند بين قطعات DNA به عهده دارد و از اين رو آن را DNA ليگاز مي‌نامند .

6-  DNA ژيراز : شكستن و تشكيل پروند فسفوري استر رشته‌ي DNA

فرضيه‌ي همانند سازي DNA :

DNA نوساخته شده توسط پيوندي كووالان به يك رشته‌ي كوتاه RNA متصل است و اين رشته كوتاه RNA نقش پيشگام را در سنتز DNAبه عهده دارد .

يك‌آنزيم RNA پليمراز خاص يك رشته‌ي كوتاه RAN را در انتهاي يكي از رشته‌هاي DNA قالب ، سنتز  مي‌نمايد . پريماز بر خلاف DNA پليمراز نيازي به يك نوكلئوتيد آغازي ندارد . عامل هيدروكسيل كه در انتهاي رشته‌ي RAN وجود دارد نقش آغاز كننده‌ي سنتز DNA جديد را به عهده دارد .

درهنگام باز شدن مارپيچ دوتايي در يك DNA حلقوي يك وضعيت خاصي رخ مي‌دهد . بدين ترتيب كه در اثر باز شدن دو رشته‌ي DNA، درمكان دو شاخه‌ي همانندسازي ، مولكول DNA مادر باسرعتي حدود صد دور در ثانيه به دور خود ميچرخد واين چرخش  كلافي درهم پيچيده را به وجود مي‌آورد. باز شدن مارپيچي زماني مي‌تواند ادامه داشته باشدكه كلاف DNA باز شده وبه حالت اول  برگردد . از اينرو يك‌آنزيم چرخش دهنده مولكولي كه بتواند مولكول DNA مادر را به حالت اول خود برگرداند . لازم به نظر مي‌ايد .اين‌آنزيم DNA ژيراز نام دارد كه عمل خود را با گسستن و دوباره پيوند دادن يوندهاي فسفودي استر انجام مي‌دهد .

سپس يك رشته به عنوان الگو قرار گر فته و بازهاي موجود در سيتوپلاسم مقابل رشته‌ي قديم قرارگرفته و رشته‌ي جديد ساخته مي‌شود. براي همانند سازي سه مرحله آغاز، طويل شدن و پايان  درنظر ميگيرند كه ردر يافته‌هاي يوكاريوتي وپروكاريوتي مشابه است .

منابع :

كتاب زيست شناسي سلولي ملكولي ؛ تأليف دكتر شريعت زاده

كتاب بيوشيمي‌هارپر؛ چاپ 2008

كتاب بيوشيمي‌عمومي‌؛ نوشته ملك نيا شهبازي (جلد اول)

تحقیق : الهه تابش (علوم آزمایشگاهی بهمن 86)

بخش عمده‌ي ماده ژنتيكي سلولهاي يوكاريوتي درون بخش سازمان يافته‌اي به نام هسته جاي دارد. هسته داراي پوشش ومشخصي است كه به دليل قدرت پراش نوري زيادي كه دارد از سالها قبل توسط ميكروسكوپ نوري شناخته شده است .

شكل هسته : در بيشتر سلول‌ها هسته كم و بيش كروي و بيضي شكل است .

محل هسته : در بسياري از سلول‌ها به طورمعمول در وسط سلول قرار گرفته است ولي در هنگام تمايز يافتن سلول هسته به كناره‌هاي سلول رانده مي‌شود.

تعداد هسته :اغلب سلول‌ها داراي  يك هسته هستند ولي بعضي سلول‌هاي جانوري چند هسته دارند .

اندازه هسته : ابعاد هسته  درجانداران مختلف وحتي در يك سلول بر حسب سن سلول متفاوت است .

پوشش هسته : اطراف هسته سلولهاي يوكاريوتي را پوششي شامل غشاي بيروني و دروني و فضاي بين آن پوشانده است .غشاي بيروني و دروني شباهت زيادي  با شبكه‌ي‌آندوپلاسمي‌دارد .

منافذي كه در پوشش هسته وجود دارند گذرگاه‌هاي فعالي براي مبادله‌ي مواد بين هسته و سيتوپلاسم مي‌باشند. شيره‌ي هسته مايعي است كه از نظر كلي شبيه سيتوزول است وحالت اسيدي دارد .

مواد پروتئيني مهمي‌كه در شيره‌ي هسته وجود دارد به 2 گروه تقسيم مي‌شوند :

الف) پرروتئين‌هاي آنزيمي‌كه مهمترين آنها عبارتند از DNA سنتكاز ، RNA سنتكاز وليگازها.

ب) پرروتئين‌هاي ساختماني كه از مهمترين آن‌ها هيستون‌ها هستند.

اسكلت هسته اي : زير بناي پروتئيني دارد و از پروتئين‌هاي خاصي به نام لامين تشكيل شده است . اسكلت هسته اي از 2 شبكه روي هم تشكيل شده است . يكي رشته اي و ديگري دانه اي .

شبكه‌ي اول از پروتئين‌هاي رشته اي ساخته شده ونقش پشتيبان را براي شبكه‌ي دوم دارد .شبكه‌ي دوم از پروتئين‌هاي گوبچه اي ساخته شده كه بين آن‌ها ساختمان‌هاي آنزيمي ‌دخالت كننده در رونويسي وهمانند سازي وجود دارد .

هستك : به صورت يك اندامك درون هسته اي و بدون غشا در شيره‌ي هسته وجود دارد و جايگاه ريبوزوم‌هاست .

كروماتين : تركيب اصلي هسته، كروماتين است كه در حقيقت حالت بسيار كم متراكم شده اي از كروموزوم‌هاست . رويركروماتين ‌ها RNA  , DNA وپروتئين وجود دارد .

فرا ساختمان كروماتيني : رشته‌هاي كروماتيني در هسته‌ي اينتروفازي حالت در هم رفته اي دارند .

كروموزوم‌ها : در برخي باكتري‌ها علاوه بر كروموزوم اصلي كه اغلب ژن‌ها را دارد كروموزوم كوچكي هم كه به طور معمول آن را پلاسمير مي‌نامند قابل تشخيص است .

كرومومرها : از تجمع ماده‌ي كروماتيني به صورت دانه‌هاي كروي ايجاد مي‌شود.

ساختمان اول DNA : مولكول DNA پليمري است كه از اتصال تعداد زيادي مولكول‌هاي دئوكسي ريبونوكلئوتيد تشكيل شده است . اين مولكول‌ها ، بازهاي G , C , T , A هستند كه ترتيب آن‌ها ويژگي يك جاندار را بيان مي‌كند .

ساختمان دوم DNA : درهر مارپيچ ساختماني DNA مولكول‌هاي دئوكسي ريبور و ريشه‌هاي فسفات كه به صورت زنجير يكي پس از ديگري قرار گرفته اند استخوان بندي اصلي مارپيچ را تشكيل مي‌دهند و بازهاي آلي مختلف بر روي استخوان بندي به صورت عمودي اتصال يافته‌اند. دو مارپيچ موازي يكديگر بوده و در مقابل هر يك از بازهاي يك مارپيچ بازمكمل آن كه متعلق به مارپيچ ديگر است قرار دارد .

اطلاعات ژنتيكي كه درتوالي نوكئوتيد‌هاي DNA نهفته است دو وظيفه‌ي اصلي را به عهده دارد :

1)  منبع اطلاعات براي سنتز تمام مولكول‌هاي پروتئيني سلول وموجود زنده مي‌باشد .

2)  اين اطلاعات را به صورت گوارشي به سلول دختر و يا فرزندان موجود زنده منتقل مي‌كند.

همانند سازي ژنتيكي هسته : براي امكان توليد مثل ، انتقال ماده‌ي ژنتيكي جانداران از نسلي به نسل بعد ضروري است .

مبدأ همانند سازي : در مبدأ همانند سازي ، پروتئين‌هاي اتصالي به توالي اختصاصي DNA با يك سري توالي‌هاي DNA تكراري مستقيم ارتباط برقرار ميكنند .

باز شدن DNA : تعامل پروتئين‌ها محل شروع همانند سازي را مشخص كرده وناحيه‌ي كوتاهي از DNA را ايجاد مي‌كند كه براي شروع سنتز رشته‌ي جديد DNA مورد نياز است .

ايجاد چنگال همانند سازي : يك چنگل همانند سازي شامل چهر جزء مي‌باشد كه در طي توالي زير ايجاد مي‌شود :

1. DNA هليكاز قطعه اي كوتاهي از DNA دو رشته اي مادري را باز ميكند .
2. سنتزيك مولكول RNA توسط يك پرايماز آغاز مي‌شودكه خود براي شروع سنتز DNA ضروري است .
3. DNA پليمر از شروع به سنتز رشته‌ي جديد دختر مي‌نمايد .
4. مولكول‌هاي SSB به SSDNA وتوليد dsDNA مي‌شوند.

شروع وطويل سازي سنتز DNA : شروع سنتز DNA نياز  به آغاز توسط قطه‌ي كوتاهي از RNA دارد . در پستانداران بعد از توليد قطعات زيادي از DNA كه به RNA اتصال دارند كمپلكس همانند سازي شروع به برداشت پرايمر  RNA نموده و شكاف حاصل از اين برداشت با استفاده از داكسي نوكلئوتيدهايي پر مي‌گردد كه جفت باز مناسب ايجاد مي‌كنند .

همانند سازي قطبيت دارد : مولكولهاي DNA دو رشته هستند و دو رشته‌ي آن موازي ناهمسو مي‌باشند . همانند سازي هر دو رشته DNA به طور همزمان صورت مي‌گيرد ولي هر دو رشته DNA نمي‌تواند به طورهمزمان در يك جهت  رشدكنند . با اين وجود يك آنزيم هر دو رشته را در يك زمان همانند سازي ميكند .

در طي همانند سازي بايد دو رشته از هم جدا شده تا هر رشته به عنوان الگويي براي ايجاد پيوندهاي هيدروژني بين بازهاي نوكوئيدي خود وداكسي نوكلئوزيد تري فسفات ورويدي عمل كند . جداسازي اين دو رشته توسط مولكولهاي SSB تسريعمي‌شودكه مولكولهاي پروتئيني اختصاصي براي پايداري ساختمان تك رشته مي‌باشند .

همانند سازي DNA در پروكاريوت از يك ناحيه آغازي و دريوكاريوت‌ها از نواحي متعددي شروع مي‌شود. پس از آنكه با تاثير آنزيم‌ها در ناحيه آغازي پيوندهاي هيدروژني بين دو زنجيره گسسته شد با دخالت DNA پليمرازهايي همانند سازي در دوجهت مقابل شروع شده وتا رسيدن به پايان مولكول حلقوي پيش مي‌رود .

دريوكاريوت‌ها مولكول DNA نواحي متعددي براي  شروع همانند سازي دارد كه از هر ناحيه همانند سازي به صورت سدوجهتي تا رسيدن به 2 ناحيه‌ي پاياني ادامه مي‌يابد .هر ناحيه مستقل همانند سازي در DNA يوكاريوتي را يك رپليكون ميگويند .

شناساندن ناحيه‌آغازي به‌آنزيم‌هاي همانند سازي به عهده پروتئين DNA است كه به اين ناحيه متصل ميشود.  بعد از اينكه 2  رشته اي DNA از هم باز شد همانند سازي شروع مي‌شود .بي ترديد پس از باز شدن دو زنجيره از هم ممانعت به وسيله پروتئين‌هاي SSBP انجام مي‌شود . اين پروتئين به علاوه بر‌آنكه از پيوستند و زنجيره باز شده‌ي مولكول DNA ممانعت ميكنند، از پيوند نوكلئوتيدهاي هر زنجيره هم جلوگيري مينمايند .

آنزيم‌هاي موثر درهمانند سازي :

1-  آنزيم‌هايي كه در رهايي DNA از شبكه هيستون‌ها در پروكاريوت‌ها و رهايي DNA از هسيتون‌ها دريوكاريوت‌ها دخالت دارند . عبارتند از متيلازها، استيلازها، وفسفريلازها

2-  توپرايزومرازها : اين آنزيم‌ها براي تشخيص موقعيت فضايي مولكول DNA ، باز كردن مارپيچ مضاعف وحتي گسستن پيوندها درهمان ابتداي همانند سازي دخالت دارند .

3-  هليكازها : انزيمهايي هستند كه مسئول باز كردن مارپيچ DNA از راه گسستن پيوندهاي هيدروژني بين دو زنجيره هستند . و براي عمل خود نياز به انرژي ATP دارند.

4-  DNA پليمرازها : اين‌آنزيم‌ها براي كاتاليز سنتز مولكول DNA نيمه حفاظتي كه در آن يك رشته‌ي DNA نقش قالب را به عهده داشته و بتواند رشته‌ي ديگر را بسازد فعاليت دارند . سه نوع آنزيم DNA پليمراز وجود دارد كه از بين آن‌ها DNA پليمراز III مهم ترين نقش را درهمانند سازي ه عهده دارد.

5-  DNA ليگاز : اين‌آنزيم نقش مهمي در پيوند بين قطعات DNA به عهده دارد و از اين رو آن را DNA ليگاز مي‌نامند .

6-  DNA ژيراز : شكستن و تشكيل پروند فسفوري استر رشته‌ي DNA

فرضيه‌ي همانند سازي DNA :

DNA نوساخته شده توسط پيوندي كووالان به يك رشته‌ي كوتاه RNA متصل است و اين رشته كوتاه RNA نقش پيشگام را در سنتز DNAبه عهده دارد .

يك‌آنزيم RNA پليمراز خاص يك رشته‌ي كوتاه RAN را در انتهاي يكي از رشته‌هاي DNA قالب ، سنتز  مي‌نمايد . پريماز بر خلاف DNA پليمراز نيازي به يك نوكلئوتيد آغازي ندارد . عامل هيدروكسيل كه در انتهاي رشته‌ي RAN وجود دارد نقش آغاز كننده‌ي سنتز DNA جديد را به عهده دارد .

درهنگام باز شدن مارپيچ دوتايي در يك DNA حلقوي يك وضعيت خاصي رخ مي‌دهد . بدين ترتيب كه در اثر باز شدن دو رشته‌ي DNA، درمكان دو شاخه‌ي همانندسازي ، مولكول DNA مادر باسرعتي حدود صد دور در ثانيه به دور خود ميچرخد واين چرخش  كلافي درهم پيچيده را به وجود مي‌آورد. باز شدن مارپيچي زماني مي‌تواند ادامه داشته باشدكه كلاف DNA باز شده وبه حالت اول  برگردد . از اينرو يك‌آنزيم چرخش دهنده مولكولي كه بتواند مولكول DNA مادر را به حالت اول خود برگرداند . لازم به نظر مي‌ايد .اين‌آنزيم DNA ژيراز نام دارد كه عمل خود را با گسستن و دوباره پيوند دادن يوندهاي فسفودي استر انجام مي‌دهد .

سپس يك رشته به عنوان الگو قرار گر فته و بازهاي موجود در سيتوپلاسم مقابل رشته‌ي قديم قرارگرفته و رشته‌ي جديد ساخته مي‌شود. براي همانند سازي سه مرحله آغاز، طويل شدن و پايان  درنظر ميگيرند كه ردر يافته‌هاي يوكاريوتي وپروكاريوتي مشابه است .

منابع :

كتاب زيست شناسي سلولي ملكولي ؛ تأليف دكتر شريعت زاده

كتاب بيوشيمي‌هارپر؛ چاپ 2008

كتاب بيوشيمي‌عمومي‌؛ نوشته ملك نيا شهبازي (جلد اول)

کار تحقیقی خانم نرگس فراهانی …

محل ساخته شدن در بدن : سنتز مولکول هموگلوبین در گلبولهای قرمز اولیه شروع می‌شود و تا زمانی که گلبول قرمز ، مغز استخوان را ترک می‌کند و وارد خون می‌شود، برای حدود یک روز به تشکیل مقادیر ناچیزی هموگلوبین ادامه می‌دهند. هر مولکول هم پس از تشکیل شدن با یک زنجیره پلی پپتیدی بسیار دراز موسوم به گلوبین که در ریبوزومها ساخته می‌شود، ترکیب شده و یکی از اجزا هموگلوبین موسوم به یک زنجیره هموگلوبین را تشکیل می‌دهد.
هر یک از این زنجیره‌ها دارای وزن مولکولی ۱۶۰۰۰ بوده و چهار عدد از آنها به نوبه خود بطور سست به یکدیگر متصل شده و مولکول کامل را می‌سازند. چون هر زنجیره یک گروه هم دارد، چهار اتم آهن در هر مولکول هموگلوبین وجود دارد که هر یک از آنها می‌تواند یک مولکول اکسیژن را حمل کند.

کلیاتی در مورد اهمیت بیولوزیک : تقریباً تمامی اکسیژنی که در خون انسان و حیوانات حمل می گردد،به هموگلوبین موجود در گلبول های قرمزخون متصل می باشد.هموگلوبین علاوه بر انتقال اکسیزن ، ناقل مقداری کربن دی اکسید و هیدروژن حاصل از اکسیداسیون مواد درچرخه کربس نیز می باشد .قسمت اعظم کربن دی اکسید حاصل ، از طریق پلاسما به شش ها انتقال می یابد و فقط 20% آن توسط هموگلوبین منتقل می شود .

کلیاتی در مورد اهمیت بیوشیمیایی:  همو گلوبین با زیر واحد ها و جایگاه های متعدد اتصال به اکسیژن ، برای انتقال اکسیژن مناسب می باشد .

روش های طبقه بندی و نام گذاری : اساس نوع زنجیره‌های پلی پپتیدی سه نوع هموگلوبین (Hb) در انسان قابل تشخیص می‌باشد که شامل:

۱- HbA12  که ۲% هموگلوبین افراد بالغ را تشکیل می‌دهد و گلوبین آن مرکب از دو زنجیره آلفا و دو زنجیره دلتا می‌باشد.
۲- HbF   که حدود ۱% هموگلوبین بالغین را تشکیل می‌دهد و در ساختمان گلوبین آن دو زنجیره آلفا و دو زنجیره گاما شرکت دارند، است HbF. در دوره جنین ، هموگلوبین غالب می‌باشد و پس از تولد بوسیله HbA1 جایگزین می‌گردد.

ساختمان شیمیایی : شناخته ترین ساده ترین پروتیین الیگومریک هموگلوبین است ، این پروتئین با وزن مولکولی   64500

دالتون وبامخففHb . از دو زیرواحد آلفا و دو زیرواحد بتا تشکیل شده است . زیرواحد های  الفا هر کدام دارای 141 اسید امینه و زیرواحد های بنا هر یک واجد 146 اسید امینه اند . این چهار رشته ، هر کدام به یک گروه پروستاتیک آهن دار ، موسوم به هم از طریق پیوند غیر کووالانسی متصل می باشند . هسته اصلی گروه هم را مولکول پورفیرین تشکیل می دهد . پورفیرینی که در هموگلوبین و میوگلوبین انسان یافت می شود ،از نوع پروتوپورفیرین می باشد که از دو مولکول اسید پروپیونیک ،دو گروه وینیل و چهار گروه متیل جانبی متصل به چهار حلقه پیرول تشکیل شده اند . اتم آهن در فرم فرو ، در وسط این صفحه مسطح قرار دارد . هر اتم آهن با چهار ظرفیت به چهار نیتروژن موجود در حلقه پروتوپورفیرین پیوند یافته است . اتم آهن می تواند به صورت فریک نیز باشد . لیکن فقط در حالت فرو است که با اکسیزن ترکیب می شود . فرو هموگلوبین با آهن دو ظرفیتی و فری هموگلوبین که همان مت هموگلوبین است ، دارای آهن سه ظرفیتی است.

مشخصات فیزیکی :  یک مولکول تقریباً کروی باقطری حدودnm5/5 می باشد.در هموگلوبین پیوندها غیر قطبی اند .

نقش بیوشیمیایی : هموگلوبین به علت داشتن آهن که در حالت احیا شده می‌باشد، می‌تواند با اکسیژن و دی‌اکسید کربن ترکیب شده و به ترتیب اکسی هموگلوبین (oxyhemoglobin) و کربو آمینو هموگلوبین (carbaminohemoglobin) تشکیل دهد. با توجه به بالابودن فشار اکسیژن در ریه‌ها ، اکسی هموگلوبین در ریه‌ها تشکیل شده و پس از رسیدن به بافتها ، اکسیژن جدا شده و دی‌اکسید کربن  به  CO2 آن متصل می‌گردد. به این ترتیب امکان حمل اکسیژن از ریه‌ها به بافتها و دی‌اکسیدکربن از بافتها به ریه‌ها امکان‌پذیر می‌گردد. از طرف دیگر سطح بسیار زیاد گویچه‌های قرمز نسبت به حجم آنها (به علت داشتن شکل مقعرالطرفین) سبب تسریع و تسهیل اشباع هموگلوبین با اکسیژن در ریه‌ها می‌شود. علاوه بر انتقال اکسیژن توسط هموگلوبین ، این مولکول عمل دیگری نیز انجام می‌دهد و آن عبارت از تثبیت فشار اکسیژن در بافتها است.

نقش بیولوژیک : در هنگام عبور خون شریانی از ریه ها و سپس قلب وبافت های محیطی ،هموگلوبین حدود 96% از اکسیژن اشباع می باشد . در خون وریدی که به قلب بر می گردد ، میزان اشباع هموگلوبین از اکسیژن به 64% می رسد . بنابر این ، هر 100 میلی لیتر خونی که از میان یک بافت عبور می نماید ، حدود یک سوم اکسیژن حمل شده ، معادل 5/6 میلی لیتر از گاز اکسیژن در فشار اتمسفر و دمای بدن را آزاد می سازد .

قسمت اعظم دی اکسید کربن  حاصل از اکسیداسیون مواد در چرخه ی کربس ،از طریق پلاسما به شش ها انتقال می یابد .

علل کمبود و افزایش و عوارض حاصله :دلائل زیادی وجود دارد که هموگلوبین  بیشتراز ده گرم در دسی لیتر  ، ۱۰۰ گرم درلیتر مشکلی ایجاد نمی کند. ولی هموگلوبین پائین تر از ده گرم می تواند همراه با نارسائی خفیف قلبی ریوی ، کاهش قوه کار ، کاهش تحمل فعالیت وتمرینات ورزشی باشد . کمبود هموگلوبین موجب کاهش وزن نوزاد ، زایمان زودرس ومرگ ومیر قبل از تولد است . و همین طور کاهش هموگلوبین خون نشانه ی تالاسمی می باشد .

روش های اندازه گیری : هموگلوبین در آزمایشگاه به دو روش اندازه گیری می شود :
۱- اندازه گیری هموگلوبین به روش دستی
۲- اندازه گیری هموگلوبین به روش دستگاهی (با دستگاه تمام الکترونیکی)

مقادیر طبیعی هموگلوبین خون در سنین مختلف در زیر مشخص شده است :زنان : 12 تا 16 گرم در صد/مردان : 14 تا 18 گرم در صد/نوجوانان : 12 تا 16 گرم در صد/بچه ها : 10 تا 14 گرم در صد/شیر خواران : 10 تا 15 گرم در صد /نوزادان : 16 تا 25 گرم در صد

منابع غذایی : از آنجا که یکی از اجزای سازنده هموگلوبین گروه هم است ، میتوان گفت مواد غذایی ای که حاوی آهن هستند ، می توان به عنوان منابع غذایی هموگلوبین ذکر کرد . مواد  غذایی آهن دار  مثل گوشت قرمز- مرغ- ماهی – تخم مرغ– سبزیجات مثل جعفری و اسفناج و حبوبات مثل عدس و لوبیا استفاده کنند.لازم به تذکر است که  جذب آهن  با  مصرف  ویتامین C  در بدن افزایش پیدا می کند

کار تحقیقاتی خانم زهرا جوریز که در اصل درباره ی کم خونی و فقر آهن است که در خلاصه ی آن به متابولیسم آهن نیز اشاره می شود …

آهن در متابولیسم و انتقال اکسیژن دخالت داشته و در فرآیندهای بیوشیمیایی مختلف نقش دارد. حالت‌های معمول اکسیداسیون آهن، فروس(fe²⁺) و فریک (fe³⁺) است. سطوح بالاتر اکسیداسیون به صورت حد واسطه‌های گذرا در فرایندهای ردوکس خاص رخ می‌دهد، مثل واکنش‌های کاتالیز شده به وسیله سیتوکروم p450 _cam در پسودوموناس پوتیدا که در یکی از حد واسط‌ها آهن باید به شکل فویل (fe⁴⁺) باشد. آهن تمایل بالایی برای اتم‌های الکترونگاتیو مثل اکسیژن، نیتروژن و گوگرد که الکترون‌های لازم برای تشکیل پیوند با آهن را فراهم می‌کنند، دارد. این اتم‌ها وقتی جهت گیری مناسبی روی ماکرومولکول‌ها داشته باشند، تمایل بسیار بالایی برای آهن دارند.

آهن می‌تواند به ماکرومولکول‌های مختلف اتصال یافته، ساختار و عملکرد ماکرومولکول‌ها را تغییر داده و نتایج زیان باری روی ارگانیسم ایجاد کند. برای جلوگیری از چنین واکنش‌هایی برای ذخیره و انتقال آهن پروتئنی‌های متصل شونده به آهن وجود دارد.

پروتئین های حاوی آهن

آهن یا به صورت آهن موجود در حلقه پروتوپورفرین IX یا به صورت برهم کنش یا لیگاندهای دیگر پروتئینی به پروتئین‌ها متصل می‌شود. کملپلکس‌های پروتوپورفرین IX فروس و فریک به ترتیب هم و هماتین نامیده می‌شود.

پروتئین‌های حاوی هم شامل (a) و پروتئین‌های انتقالی (مثل هموگلوبین) و ذخیره‌ای (مثل میوگلوبین) اکسیژن و (b) آنزیم‌هایی حاوی هم به عنوان گروه پروتستتیک (مثل کاتالاز، پراکسیداز، تریپوتوفان) و پروتئین‌های غیرهمی شامل ترانسفرین، فریتین و آنزیم‌های ردوکس هستند.

کار تحقیقاتی خانم مهتاب بابایی که هم اکنون در دسترس شماست …

بيماري‌هاي ميتوكندريايي

ميتوكندري‌ها انرژي شيميايي متابوليت‌ها را به انرژي رايج سلول يعني همان ATP تبديل مي‌كنند.

ساختمان ميتوكندري‌ها شامل يك غشاي ميتوكندريايي خارجي و يك غشاي ميتوكندريايي داخلي، كريستاها فضاي داخل غشايي و فضاي بين ستيغي يا همان ماتريكس مي‌شوند. ماتريكس حاوي پروتئين فراوان، مولكول‌هاي حلقوي DNA ميتوكندريايي، mtDNA و سه نوع RNA يعني rRNA,tRNA,mRNA مي‌باشد.

همچنين ميتوكندري ريبوزوم‌هايي دارد كه كوچكتر از ريبوزوم‌هاي سيتوزولي و قابل مقايسه با ريبوزوم‌هاي باكتريايي هستند.

تجزيه‌ي اوليه كربوهيدرات‌ها و چربيها در ماتريكس سيتوپلاسميك روي مي‌دهد. محصول متابوليك نهايي اين مسيرهاي خارج ميتوكندري، استيل كوآنزيم A است كه سپس وارد ميتوكندري مي‌شود.

در ماتريكس ميتوكندري، طي چرخه‌ي كربس، اكي والان‌هاي احيا، اندكي ATP و آب توليد مي‌شود. در سيستم انتقال الكترون كه در غشاي داخلي ميتوكندري قرار گرفته است، عبور الكترون‌ها با واسطه‌ي عمل سيتوكروم‌هاي c,b,a كوآنزيم Q و سيتوكروم اكسيد از قادر به آزاد كردن انرژي است اين توليد انرژي 36 مولكول ATP به ازاي هر مولكول گلوكز است .

ميتوكندري با  DNA مربوط به خود پروتئين‌هاي مختلف و RNA  راكد مي‌كند اما پروتئين‌هاي زيادي دارد كه توسط DNA هسته‌اي كد مي‌شوند.

وجود شباهت‌هاي فراوان بين ميتوكندري‌ها و پروكاريوت‌ها، منجر به ارائه‌ي فرضيه‌هاي endosymbiasis شده است كه اين همزيستي، را توجيه مي‌كند.

طي اين فرضيه منشا ميتوكندري‌ها يك سلول اجدادي پروكاريوت- قادر به فسفريلاسيون – بوده است. شواهد نشان داده است كه در جريان تكامل اغلب ژن‌هاي اين پروكاريوت موازي به هسته منتقل شده است .

ميتوكندري‌ها در يوكاريوت‌هاي امروزي DNA هايي را حفظ كرده‌اند كه كد كننده‌ي پروتئين‌هاي ضروري براي فعاليت اندامك و همچنين كد كننده‌ي tRNA , rRNA  مورد نياز براي ترجمه هستند. ميتوكندري زير ميكروسكوپ نوري ديده مي‌شود و DNA ميتوكندري mtDNA بوسيله‌ي ميكروسكوپ فلوئورسانس آشكار مي‌شود. مشاهده مي‌شود كه هر ميتوكندري شامل چندين مولكول mtDNA است.

مشاهداتي كه توسط ميكروسكوپ time – lapse صورت گرفته، نشان داده كه در اغلب موجودات mtDNA طي انيترفاز رونويسي مي‌شود، در ميتوز هر سلول دختر تقريباً نيمي از ميتوكندريها را دريافت مي‌كند.

ميتوكندري‌ها توارث سيتوپلاسمي از خود نشان مي‌دهند. در پستانداران و اغلب پر سلولي‌هاي ديگر با اينكه اسپرم اندكي در سيتوپلاسم زيگوت مشكلات دارد، اما واقعيت اين است كه همه‌ي ميتوكندر‌ي‌هاي رويان از تقسيم ميتوكندريهاي تخمك (دونه اسپرم) بوجود آمده.

mtDNA انسان يك مولكول حلقوي است كه از كوچكترين mtDNA شناخته شده است و شامل 16569 جفت باز مي‌شود. اين مولكول 13 پروتئين زنجيره‌ي تنفسي، 2 rRNA كه در ريبوزوم‌هاي ميتوكندري يافت مي‌شوند و 22 tRNA به كار رفته براي ترجمه mRNA ميتوكندريايي راكد مي‌كند. mtDNA انسان 13 سكانس دارد كه با كدون ATG (متيونين) آغاز مي‌شود، با يك كدون پايان، تمام مي‌شود و به اندازه‌ي بزرگ است مي‌تواند يك پلي پپتيد با بيش از 50 آمينواسيد راكد كند.

mtDNA پستانداران در مقايسه با DNA هستند، انيترون ندارد و شامل سكانس‌‌هاي غير كد كننده‌ي بلند نمي‌شود.

چنانچه تا كنون شناخته شده همه‌ي رونوشت‌هاي mtDNA و محصولات ترجمه‌ي آنها در ميتوكندري باقي مي‌مانند و همه‌ي پروتئين‌هاي كد شده توسط mtDNA روي ريبوزوم‌هاي ميتوكندري ساخته مي‌شوند.

همه‌ي پلي پپتيدهاي شناخته شده‌ي ساخته شده در ميتوكندري (يك استثناء)، آنزيم‌هاي كاملي نيستند بلكه زير واحدهايي از كمپلكس‌هاي چند واحدي به كار رفته در انتقال الكترون يا سنتز ATP هستند. از آن جا كه DNA ميتوكندريال كم است، تنها قسمت اندكي از پروتئين‌هاي ميتوكندريال در خود ميتوكندري ساخته مي‌شوند.

اغلب پروتئين‌هاي قرار گرفته در ميتوكندري از قبيل RNA پليمر از ميتوكندريايي در ريبوزوم‌هاي سيتوپلاسمي ساخته شده‌اند. شباهت ريبوزوم‌هاي ميتوكندري با ريبوزوم‌هاي باكتريايي دليل اصلي سمي بودن برخي آنتي بيوتيك‌ها است.

عملكرد ناصحيح ميتوكندري به عنوان اندامكي كه در متابوليسم انرژي نقش بسيار مهمي دارد مي‌تواند به شرايط پاتولوژيك منجر شود. اولين بيماري ميتوكندريايي كه شناخته شد، نوروپاتي استيك لبر وراثتي (LHON) بود. اين بيماري حالتي از انحطاط عصب بينايي همراه با نابينايي پيش رونده است كه در ميانسالي در نتيجه‌ي جهش در بخش Q-NADH اكسيد و ردوكتاز كمپلكس I ايجاد مي‌شود. برخي از جهشها استفاده از NADH  را مختل مي‌كنند در حاليكه برخي ديگر انتقال الكترون به Q را متوقف مي‌سازند.

تجمع جهش‌ها در ژن‌هاي ميتوكندري طي چندين دهه ممكن است در پير شدن، اختلالات دژنراتيو و سرطان نقش داشته باشند.

با افزايش درصد ميتوكندري‌هاي معيوب، ظرفيت توليد انرژي كم مي‌شود تا جاييكه در يك حد آستانه‌اي ديگر سلول نمي‌تواند به طور مناسبي عمل كند.

در نقصان در تنفس سلولي نه تنها تغيير و تبديلات انرژي كاهش مي‌يابد بلكه احتمال اينكه گونه‌هاي فعال اكسيژن نيز ايجاد شوند افزايش مي‌يابد.

بافت‌هايي نظير سيستم عصبي و قلب كه شديداً به فسفريلاسيون اكسايشي وابسته هستند نسبت به جهش در DNA ميتوكندريايي آسيب پذيرتر هستند. همچنين كمبود ميتوكندري‌ها اختلاف كاركرد عضلاني در پي خواهد داشت. به علت منشأ سيتوزولي RNA  و DNA پلي مرازها، جهش يافته‌ها نمي‌بايست در رونويسي مشكلي داشته باشند.

مثلاً Leber’s hereditary optic neuropathy بوسيله‌ي يك جهش در mtDNA كد كننده‌ي زير واحد 4 از NADH-COQ Redactase ايجاد مي‌شود يا مثلاً ايجاد فيبرهاي عضلاني زبر و ناصاف (با اجتماع نامناسب ميتوكندري) و حركات تشنجي كنترل نشده با يك جهش تنها در حلقه‌ي TYCG از TRNA ليزين ميتوكندريايي مرتبط هستند.

بيماري‌هاي ميتوكندري ارثي يا اكتسابي هستند گرچه به ندرت مشاهده مي‌شود كه بر اثر جهش‌هاي خودبخودي در نمو اوليه رويان ايجاد شوند دو الگوي متداول توارث بيماري‌هاي ميتوكندري Maternal (mitochondrial) Mendelian است. زماني كه توارث از نوع مندلي است نقصي در ژن‌هاي كروموزوم هسته وجود دارد و زماني كه توارث از نوع ميتوكندريايي است بيماري نتيجه‌ي نقص در ژن ميتوكندري است و فقط مي‌تواند از مادر به كودك، انتقال يابد. شدت اختلالات در بيماري‌هاي ميتوكندريايي از كمترين علائم تا مرگ تغيير مي‌كند.

سن شروع بيماري از تولد تا بزرگسالي متغيير است . برخي اختلالات متداول ميتوكندريايي شناخته شده ، MELAS,MERRF, Kearns – sayre syndrome وانسفالو ميوپاتي لاكتيك اسيدوز ميتوكندريايي مي‌باشند.

علائم اين بيماري‌هاي متنوع منحصر به هر گونه هستند. مثلا علائم بيماري MELAS كوتاهي قد، حمله ناگهاني بيماري، اپي زودهاي ضربه مانند، سردردهاي عود كننده ، آسيب‌هاي شناختي، فيبرهاي عضلاني خشن و قرمز، ناشنوايي و ديابت است .

به دليل گوناگوني علائم اين بيماري‌ها، تشخيص آن پيچيده، هزينه بر و وقت گير است و پس از ارزيابي‌هاي كامل، باز هم تشخيص داده شده، قطعي نيست براي نزديك شدن به تشخيص اين بيماري‌ها اقداماتي صورت مي‌گيرد نظير ارزيابي سابقه‌ي فاميلي بيماري، انجام آزمايشات كامل جسمي، نورولوژيك و متابوليك و بسته به حالات بيمار انجام EKG , MRI تست شنوايي و آزمايش خون ممكن است انجام پذيرد.

درماني براي اين بيماري‌ها وجود ندارد و درمان‌هاي عرضه شده صرفاً براي كاهش علائم و به تاخير انداختن پيشرفت بيماري است. در درمان، تجويز دارو در اولويت است همچنين و يتامين وكوآنزيم درماني به همراه كارد درماني‌هاي حرفه‌اي ممكن است سودمند باشد.