بررسی کارایی و مکانیسم تأثیر اوجنول در تعدیل فعالیت خودبخودی و فعالیت صرعی القاء شده توسط پنتیلین تترازول در نورونهای حلزون

اوجنول یک فنیل پروپن گیاهی و ترکیب اصلی عصاره میخک است که به واسطه خواص ضددرد و ضدعفونی کننده­اش شناخته شده می­باشد. اوجنول کانال­های یونی متعدد از جمله کانال­های کلسیمی HVA، رسپتور NMDA، رسپتور گاباA، کانال­های سدیمی حساس و مقاوم به تترودوتوکسین و کانال­های پتاسیمی را تنظیم می­کند. برهمکنش اوجنول با کانال­های یونی متعدد آن را یک تنظیم­گر بالقوه تحریک­پذیری نورونی ساخته است. در مطالعه حاضر با استفاده از تکنیک ثبت داخل سلولی اثرات اوجنول بر تحریک­پذیری و الگوی فعالیت و نیز برهمکنش آن با فعالیت صرعی القاء شده با پنتیلن­تترازول، در نورون­های گانگلیون زیر مری حلزون باغی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بررسی حاضر نشان داد که اوجنول یک اثر وابسته به غلظت بر فعالیت الکتریکی نورون­ها دارد. بکارگیری خارج سلولی غلظت­های پایین اوجنول (5/0 و 5/1 میلی­مولار) دامنه، شیب فاز بالارو و فرکانس پتانسیل­های عمل را نسبت به شرایط کنترل کاهش داد، که این موارد پیشنهاد کننده مهار کانال­های سدیمی به وسیله اوجنول می­باشد. بعلاوه اوجنول (5/1 میلی­مولار) فعالیت انفجاری القاء شده با پنتیلن­تترازول را سرکوب و فعالیت منظم با اسپایک­های منفرد را برقرار کرد. از طرف دیگر بکارگیری خارج سلولی اوجنول با غلظت­های بالا (5/2 میلی­مولار) دامنه و مدت زمان AHP و شیب فاز پایین روی پتانسیل­های عمل را کاهش و فرکانس پتانسیل­های عمل را افزایش داد. در نهایت نیز الگوی فعالیت را از فرم منظم به فعالیت انفجاری تغییر داد. که بیانگر مهار احتمالی جریان­های رو به خارج پتاسیم و تقویت جریان­های رو به داخل کلسیم می­باشد. فعالیت صرعی القاء شده با اوجنول با بکارگیری خارج سلولی نیفدیپین (بلوکر کانال­های نوع L) و نیکل کلرید (مهارکننده غیراختصاصی کانال­های کلسیمی) به طور کامل از بین رفت که این مورد حمایت کننده این است که تقویت جریان­ کلسیمی به وسیله اوجنول برای بروز فعالیت انفجاری الزامی می­باشد. چنین به نظر می­رسد که اوجنول در غلظت­های پایین­تر می­تواند به طور مؤثری جریان سدیمی را سرکوب کرده و تحریک­پذیری نورونی را کاهش دهد در صورتیکه در غلظت­های بالاتر اثر آن در جهت مهار جریان­های پتاسیمی غالب شده و منجر به بروز فعالیت انفجاری می­شود.

کلمات کلیدی: اوجنول، نورون حلزون، فعالیت ضدصرعی، فعالیت انفجاری، کانال­های یونی

فهرست مطالب

فصل اول 

1-  مقدمه. 2

دلایل استفاده از نورون­های حلزون.. 6

فصل دوم 

2- مروری بر تحقیقات پیشین.. 9

2-1- صرع.. 9

2-2- اسانس های گیاهی.. 10

الف ) ترپن­ها: 11

ب) ترکیبات آروماتیک... 11

2-3- اثرات بیولوژیک اسانس­های گیاهی.. 12

2-3-1- اثرات موتاژنیک اسانس­ها در سطح هسته و سیتوپلاسم.. 12

2-3-2- اثرات آنتی موتانژنیک اسانس­ها 13

2-3-3- اثرات سیتوتوکسیک اسانس­های گیاهی.. 13

2-3-4- خواص سرطان زایی اسانس­های گیاهی.. 14

2-4- ترکیبات اسانس‌ها و عملکرد آن‌ها روی سیستم عصبی مرکزی و محیطی.. 14

2-4-1- لینالول.. 15

2-4-2- اکالیپتول.. 15

2-4-3- سیترونلول.. 16

2-4-4- منتول.. 16

2-4-5- اوجنول.. 17

2-5- کانال­های یونی و مشارکت آنها در فعالیت الکتریکی نورونها 20

2-5-1- کانال­های پتاسیمی.. 20

2-5-1-1- کانال­های پتاسیمی وابسته به ولتاژ. 21

2-5-1-2- کانال­های پتاسیمی وابسته به کلسیم.. 21

2-5-2- کانال­های کلسیمی.. 23

2-5-3- کانال های سدیمی.. 24

جریان‌های سدیمی گذرا و مداوم. 25

2-6- هدف... 26

فصل سوم

3-  مواد و روش‌ها 28

3-1- حیوانات... 28

3-2- تشریح و آماده سازی گانگلیون عصبی جهت ثبت... 29

3-3- محلول‌ ها و داروها 30

3-4- ثبت داخل سلولی.. 30

3-5- مراحل آزمایش.... 32

3-6- پارامترهای الکتروفیزیولوژیک مورد مطالعه. 33

3-7- آزمون آماری.. 34

فصل چهارم

4- نتایج.. 36

4-1- ویژگی‌های فعالیت خودبخودی و برانگیخته نورون‌های حلزون در شرایط کنترل.. 36

4-2- ویژگی­های پتانسیل عمل خودبهخودی و ویژگی­های غیر فعال غشاء در حضور غلظت­های 5/0 و 5/1 میلی­مولار اوجنول   37

4-3- بررسی اثر اوجنول بر فعالیت صرعی القاء شده با پنتیلن تترازول (PTZ). 49

4-3-1- پتانسیل استراحت غشاء و ویژگیهای پتانسیل عمل خودبه­خودی در حضور پنتیلن­تترازول و اوجنول   49

4-3-2 پتانسیل استراحت غشاء و ویژگی­های پتانسیل عمل خودبه­خودی در حضور اوجنول و پنتیلن­تترازول   56

4-4- بررسی نقش احتمالی کانال­های سدیمی در اثرات القاء شده با اوجنول.. 60

4-4-1- پتانسیل استراحت غشاء و ویژگی‌های پتانسیل عمل خودبخودی در حضور اوجنول وریلوزول   60

4-4-2- پتانسیل استراحت غشاء و ویژگی‌های پتانسیل عمل خودبخودی در حضور ریلوزول و اوجنول   65

4-4-3- پتانسیل استراحت غشاء، الگوی فعالیت و ویژگی‌های پتانسیل عمل خودبخودی در حضور PTZ، ریلوزول و اوجنول   70

4-5- پتانسیل استراحت غشاء، الگوی فعالیت و ویژگی­های پتانسیل عمل خودبه­خودی در حضور غلظت­های 2 و 5/2 میلی مولار اوجنول.. 74

4-6- فعالیت و ویژگی‌های پتانسیل عمل خودبخودی در حضور اوجنول 5/2 میلی­مولار و نیکل کلرید و نیفدیپین    82

فصل پنجم

5- بحث و نتیجه‌گیری.. 87

5-1-  تغییر ویژگی‌های پتانسیل عمل و الگوی فعالیت نورون در حضور غلظتهای مختلف اوجنول   87

5 -2- ویژگی­های پتانسیل عمل در حضور همزمان اوجنول و ریلوزول.. 92

5-3- مهار فعالیت صرعی القاء شده با پنتیلن تترازول (PTZ) توسط اوجنول.. 94

5-4- اثرات ریلوزول و اوجنول بر فعالیت صرعی القاء شده با PTZ.. 97

5-5- نتیجه­گیری.. 99

5-6- پیشنهادات برای مطالعات آینده. 99

منابع و ماخذ.. 100

منابع فارسی.. 100

منابع لاتین.. 100

فهرست شکل­ها

شکل 3-1- حلزون باغی.. 28

شکل 3-2- گانگلیون تحت مری تثبیت شده در محفظه ثبت... 29

شکل 3-3- نمایی از وسایل ثبت داخل سلولی.. 31

شکل 3-4- نحوه اندازه گیری برخی پارامترهای پتانسیل عمل.. 34

شکل 4-1- الگوی فعالیت خودبخودی در شرایط کنترل، 5 و 10 دقیقه پس از مجاورت با غلظتهای 5/0 میلی­مولار (A) و  5/1 میلی­مولار (B) اوجنول.. 38

شکل 4-2- مقایسه پتانسیل ثبت شده از یک نورون در سه زمان کنترل (a)، 5 دقیقه (b) و 10 دقیقه (c) پس از افزودن اوجنول 5/0 (A) و 5/1 (B) میلی­مولار. 40

شکل 4-3- مقایسه ویژگی­های AHP در پتانسیل­های ثبت شده از یک نورون بین دو حالت کنترل (a) و 10 دقیقه پس از افزودن اوجنول 5/1 میلی­مولار (b). 44

شکل 4-4- فرکانس فعالیت در طی تزریق جریان دپلاریزه کننده (nA2). 46

شکل 4-5- الگوی فعالیت خودبه­خودی نورون در شرایط کنترل (A)، 3 دقیقه پس از بکارگیری PTZ (mM15) (B)، 2، 5 و 10 دقیقه پس از بکارگیری اوجنول 5/1 میلی­مولار (D, E. F). 50

شکل 4-6- مقایسه پتانسیل ثبت شده از یک نورون در سه زمان کنترل (a)، 5 دقیقه پس از افزودن PTZ (mM 15) (b) و 10 دقیقه پس از اوجنول (mM 5/1) (c). به دنبال بکارگیری PTZ دامنه پتانسیل عمل و شیب فاز رپلاریزاسیون کاهش و مدت زمان پتانسیل عمل افزایش یافت. اوجنول منجر به تشدید این اثرات شد بعلاوه شیب فاز دپلاریزاسیون را نیز کاهش داد. 52

شکل 4-7- مقایسه پتانسیل ثبت شده از یک نورون در سه زمان کنترل (a)، 5 دقیقه پس از افزودن PTZ (mM 15) (b) و 10 دقیقه پس از اوجنول (mM 5/1) (c). 55

شکل 4-8- الگوی فعالیت خودبه­خودی نورون در شرایط کنترل، 5 دقیقه پس از اوجنول (5/1 میلی­مولار)، 10 دقیقه پس از افزودن PTZ (mM15). مقایسه پتانسیل ثبت شده از یک نورون در سه زمان کنترل (a)، 5 دقیقه پس از افزودن   58

شکل 4-9- الگوی فعالیت خودبخودی نورون در شرایط کنترل، 10 دقیقه پس از کاربرد اوجنول (1 میلی­مولار)، 5 و 10 دقیقه پس از افزودن ریلوزول (150 میکرومولار). 61

شکل 4-10- مقایسه پتانسیل ثبت شده از یک نورون در سه زمان کنترل (a)، 10 دقیقه پس از افزودن اوجنول 1 میلی مولار (b) و 10 دقیقه پس از بکارگیری ریلوزول 150 میکرو مولار (c). 63

شکل 4-11- الگوی فعالیت خودبه­خودی نورون در شرایط کنترل، 10 دقیقه پس از افزودن ریلوزول (150 میکرومولار)، 5 و 10 دقیقه پس از افزودن اوجنول (1 میلی­مولار). 67

شکل 4-12- مقایسه پتانسیل ثبت شده از یک نورون در سه زمان کنترل (a)، 10 دقیقه پس از افزودن ریلوزول 150 میکرومولار (b) و 10 دقیقه پس از مجاورت با اوجنول 1 میلیمولار (c). 69

شکل 4-13- الگوی فعالیت خودبخودی در شرایط کنترل، 7 دقیقه پس از افزودن PTZ (mM 15)، 10 دقیقه پس از کاربرد ریلوزول (150 میکرو مولار)، 5 و 10 دقیقه پس از بکارگیری اوجنول (1 میلی­مولار). 73

شکل 4-14- مقایسه پتانسیل ثبت شده از یک نورون در چهار زمان کنترل، 10 دقیقه پس از کاربرد PTZ (mM 15)، 10 دقیقه پس از افزودن ریلوزول 150 میکرومولار و 10 دقیقه پس از مجاورت با اوجنول 1میلی­مولار. 74

شکل4-15- الگوی فعالیت خودبخودی در شرایط کنترل، و پس از مجاورت با غلظت­های 2 (A) و 5/2 (B) میلی­مولار اوجنول و 10 دقیقه پس از شستشوی محفظه حاوی اوجنول با رینگر حلزونی نرمال.. 75

شکل 4-16- مقایسه پتانسیل ثبت شده از یک نورون در دو زمان کنترل (a) و 5 دقیقه (b)  پس از افزودن اوجنول 2 (A) و 5/2 (B) میلی­مولار. 77

شکل 4-17- مقایسه مدت زمان sAHP متعاقب تزریق جریان دپلاریزه کنندهnA 2 بین حالت کنترل و 5 دقیقه پس از افزودن اوجنول 2 میلی­مولار. 81

شکل 4-18- پس از بروز فعالیت انفجاری در نتیجه افزودن اوجنول 5/2 میلی­مولار، (mM4) NiCl به محفظه ثبت اضافه گردید. 83

شکل 4-19- پس از بروز فعالیت انفجاری در نتیجه افزودن اوجنول 5/2 میلی­مولار، نیفدیپین (Nif.) به محفظه ثبت اضافه گردید. 84

شکل 4-20- پس از بروز فعالیت فعالیت انفجاری در نتیجه افزودن اوجنول 5/2 میلی­مولار، ابتدا نیفدیپین (Nif.) 40 میکرومولار و بعد از 12 دقیقه NiCl (4 میکرومولار) به محفظه ثبت اضافه گردید.. 85

فهرست نمودارها

نمودار 4-1- نمودار مقایسه میانگین پتانسیل استراحت غشاء (A) و فرکانس پتانسیل عمل (B) در شرایط کنترل و در 5 و 10 دقیقه پس از افزودن غلظتهای 5/0 و 5/1 میلیمولار اوجنول به رینگر حلزونی نرمال (9=n). 05/0 P