چکیده

مکانیسم سیستم ایمنی  بالقوه مربوط به عملیات اوزون(  ازن – اوزن- ازون ) درمانی با متد آلمانی در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته است. ممکن است کارآیی روش درمان با اوزون( ازن – اوزن- ازون ) تا حدی ناشی از استرس اکسیداتیو کنترل شده و متوسط ​​ایجاد شده در اثر واکنش اوزون(  ازن – اوزن- ازون ) با چندین مولفه بیولوژیکی باشد. ممکن است ارتباط میان اثربخشی و سمیت اوزون(  ازن – اوزن- ازون ) به قدرت استرس اکسیداتیو وابسته باشد. انچنان که در مورد ورزش، این مورد به خوبی شناخته شده است که ورزش متوسط ​​برای سلامت مفید بوده در حالی که ورزش بیش از حد مضر است.

استرس اکسیداتیو شدید موجب فعال سازی عامل مشخصه هسته ای کاپا B (NFκB) می شود که از طریق تولید COX2، PGE2 و سیتوکین ها منجر به واکنش التهابی و آسیب بافت می گردد. با این حال، استرس اکسیداتیو متوسط موجب فعال سازی دیگر عامل رونویسی هسته ای، فاکتور ۲ وابسته به فاکتور هسته erythroid 2 (Nrf2) می شود. سپس Nrf2 موجب تحریک مشخصه پاسخ آنتی اکسیدانی (ARE) می شود. مشخصه نتایج ARE در تولید آنزیم های آنتی اکسیدان متعددی مانند SOD، GPx، گلوتاتیون – اس- ترانسفراز (GSTr)، کاتالاز (CAT)، هم اکسیژناز – ۱ (HO-1)، NADPH – کینون – اکسیدوردوکتاز (NQO -1)، آنزیم های فاز II متابولیسم دارویی و پروتئین های شوک حرارتی (HSP) مشهود می باشد. هر دو مورد آنتی اکسیدان های آزاد و آنزیم های ضد اکسیداتیو نه تنها سلول ها را از اکسیداسیون و التهاب محافظت می کنند بلکه ممکن است قادر به مقابله با استرس اکسیداتیو مزمن نیز باشند. بر اساس این مشاهدات، اوزون(  ازن – اوزن- ازون ) درمانی همچنین می تواند Nrf2 را از طریق استرس اکسیداتیو متوسط، و سرکوب NFκB و پاسخ التهابی فعال کند. علاوه بر این، فعال شدن Nrf2 موجب محافظت در برابر بیماری های نورودنراتیو مانند بیماری های آلزایمر و پارکینسون می گردد. پاسخ های ایمنی ملایم از طریق دیگر عوامل مشخصه هسته ای مانند عامل هسته ای سلول های T فعال شده   (NFAT)  و پروتئین فعال شده (AP-1) ایجاد می شود.

علاوه بر این، اثربخشی درمان با اوزون(  ازن – اوزن- ازون ) در بیماری های عروقی نیز ممکن است با فعال شدن یک عامل دیگر رونویسی هسته ای، عامل تحریک هیپوکسی ۱α (HIF-1a)، که همچنین از طریق استرس اکسیداتیو متوسط ​​ایجاد شده است، قابل توضیح باشد. به تازگی این مفاهیم به طور گسترده مورد پذیرش قرار گرفته اند. تطبیق پذیری اوزون(  ازن – اوزن- ازون ) در درمان بیماری های عروقی و مخرب، ضایعات پوستی، دیسک هرنیال و ضایعات اولیه ریشه زگیل در کودکان مورد تأکید بوده است. انجام تحقیقات بیشتر می تواند به درک اثر بخشی مکانیسم سیستم ایمنی  اوزون(  ازن – اوزن- ازون ) درمانی شامل فاکتورهای رونویسی هسته ای مانند Nrf2، NFAT، AP-1 و HIF-1α کمک شایانی نماید.

واژگان کلیدی: فشار اکسیداتیو، فعالیت NFκB، فعالیت Nrf2، عنصر پاسخ آنتی اکسیدانی (ARE)، عامل هسته ای سلول های T فعال (NFAT)، پروتئین فعال شده – ۱ (AP-1)، فاکتور تحریک کننده هیپوکسی α ۱ (HIF-1α)

مقدمه

اوزون(  ازن – اوزن- ازون ) درمانی با متد آلمانی، و یا به طور خاص، هماتوتراپی خودکار با اوزون(  ازن – اوزن- ازون ) (O3-AHT)، تقریبا برای مدت ۴۰ سال مورد استفاده بوده است. اولین گزارش در مورد درمان با اوزون(  ازن – اوزن- ازون ) توسط Wolff در سال ۱۹۷۴ منتشر شد [۱]. اگر چه اوزون(  ازن – اوزن- ازون ) درمانی در حال حاضر در سراسر جهان مورد استفاده می باشد، اما هنوز به عنوان طب سنتی در همه کشورها به صورت قانونی پذیرفته نشده است.

حدود دو دهه قبل، هر دو مورد اکسید نیتروژن (NO) و منوکسید کربن (CO) تنها به عنوان آلاینده های سمی در هوا و یا گازهای مشتق شده از دود سیگار مورد توجه قرار می گرفتند. با این حال، امروزه آنها به عنوان گازهای ضروری در نظر گرفته می شوند، زیرا NO و CO مسئول اعمال فیزیولوژیکی بسیار مهمی در بدن هستند [۴-۲]. به طور مشابه، سولفید هیدروژن، یک گاز سمی می باشد، که در حال حاضر به عنوان دارو برای درمان پوکی استخوان استفاده می شود [۶،۵]. علاوه بر این گزارش شده است که استفاده از تابش با دوز کم نیز اثرات سودمندی را در مورد سلول های اشباع شده، به ویژه، با افزایش طول عمر سلول ها از طریق مکانیزم هورمونیزه در پی دارد[۷]. بنابراین به نظر می رسد همانطور که متوجه شدیم که سمیت به طور کامل به دوز بستگی دارد لذا درک ما از ترکیبات سمی و اثرات آن در بدن دائما در حال تغییر می باشد.

هر دو مورد تمرین و محدودیت کالری، نمونه ای عالی از اثرات مهارکنندگی هستند [۸]. این مورد به خوبی شناخته شده است که ورزش در حد متوسط ​​برای سلامت مفید است. علاوه بر این، محدودیت کالری نیز برای تأخیر شروع بیماری و مرگ و میر [۹]، و همچنین جهت بهبود سلامتی و افزایش طول عمر از طریق تحریک سرتونین ۱ (SIRT1)، ژن مسئول طول عمر، موثر است [۱۰].

یکی از اهداف این تحقیق بررسی و پیشنهاد یک فرضیه در مورد مکانیزم های عملکرد اوزون(  ازن – اوزن- ازون ) از دیدگاه استرس اکسیداتیو و عوامل مشخصه هسته ای می باشد چرا که استرس اکسیداتیو به عنوان پیام رسان دوم در مسیرهای مختلف سیگنالینگ داخل سلولی عمل می کند. علاوه بر این، سلول ها می توانند به سرعت واکنش های بیولوژیکی علیه استرس اکسیداتیو را جهت حفظ مشخصه بیولوژیکی و سازگاری با چنین تنش هایی ایجاد کنند. بعضی از عوامل هسته ای واکنش های بیولوژیکی مختلفی را نسبت به استرس اکسیداتیو ایجاد می کنند.

یافته های مربوط به آزمایشات حیوانی و مطالعات در زمینه کاربردهای بالینی اوزون(  ازن – اوزن- ازون ) درمانی ارائه می شوند. علاوه بر این، ما از طریق فعال شدن سیستم های حفاظت آنتی اکسیدانی به بررسی امکان پذیری مکانیسم سیستم ایمنی  اوزون(  ازن – اوزن- ازون ) درمانی می پردازیم که در این شرایط ​​ممکن است استرس اکسیداتیو متوسط موجب فعال شدن عوامل رونویسی هسته ای مانند اریتروئید ۲ مرتبط با  فاکتور ۲ (Nrf2)، فاکتور تحریک کننده هیپوکسی – ۱α (HIF-1α)، عامل هسته ای سلول های T فعال شده (NFAT) و پروتئین فعال شده (AT-1) شوند.

۱. پارادوکس اوزون(  ازن – اوزن- ازون): آیا اوزون(  ازن – اوزن- ازون)همواره سمی است؟

۱.۱ واکنش با اوزون(  ازن – اوزن- ازون ) و اجزای بیولوژیکی

Pryor و همکاران [۱۱] قبلا مکانیسم سیستم ایمنی ی را در زمینه سمیت اوزون(  ازن – اوزن- ازون ) برای ریه تشرح نموده اند. به طور خلاصه، اوزون(  ازن – اوزن- ازون ) استنشاق شده با اسید چرب اشباع نشده (PUFA) که در چربی های لایه زیرین alveolar (ALL) یافت می شود جهت تولید محصولات خاص اوزون(  ازن – اوزن- ازون )، که به عنوان محصولات چربی اشباع شده (LOPs) از انها یاد می شود واکنش می دهند. همچنین اوزون(  ازن – اوزن- ازون ) می تواند با اسیدهای چرب اشباع نشده واکنش دهد تا اوزون(  ازن – اوزن- ازون )ید Criege را در غیاب H2O تولید کند. با این حال، در حضور H2O، آلدئیدها و پراکسید هیدروژن (H2O2) تولید می شوند [۱۱]. از آنجائی که H2O در سیستم ریوی فراوانی زیادی دارد، لذا در پی واکنش اصلی با اوزون(  ازن – اوزن- ازون )، آلدهید و محصولات H2O2 تشکیل خواهند شد. واکنش خالص به شرح زیر می باشد:

این پیشنهاد وجود دارد که به احتمال زیادLOP ها گونه هایی هستند که به عنوان مولکول های انتقال سیگنال عمل می کنند. ممکن است این محصولات لیپازهای خاصی مانند فسفولیپاز A2 یا فسفولیپاز C را برای آزاد شدن اسید آراکیدونیک (AA) فعال کنند.

در واقع، سطوح AA در اثر شستشوی اندو برونشیلی که از موشهایی که در معرض ۱.۱ میلی لیتر از اوزون(ازن – اوزن- ازون) برای مدت ۵ روز قرار دارند، بیشتر از ۱۰ بار افزایش می یابد [۱۲]. سپس AA های آزاد شده می توانند از طریق ) cyclooxygenases  ( COXs و lipoxygenases (LOXs) برای ایجاد پاسخ التهابی به دیگر واسط های شیمیایی مانند پروستاگلاندین های مختلف (PG) و عوامل فعال کننده پلاکت (PAF) تبدیل شوند. همچنین این مورد گزارش شده است که ۴ – هیدروکسینوننال (۴-HNE)، سمی ترین نوع آلدهید [۱۴،۱۳] و[۱۵,۱۶] H2O2 ، توانایی انتقال سیگنال را دارا هستند.

۱.۲ تأثیرات اوزون(  ازن – اوزن- ازون ) روی مسیرهای هوایی: فعالیت بیش از حد و التهاب در مسیرهای هوایی

پرکاری شدید هوایی یکی از نشانه های اولیه استنشاق اوزون(  ازن – اوزن- ازون ) می باشد. افزایش فشار خون با التهاب در اثر مسیر هوایی توام می باشد. این تغییرات مشابه با اثر سیگار کشیدن است. لین و همکاران [۱۷] مکانیزم های سیگنالینگ پس از التهاب هوایی را که از طریق سیگار کشیدن ایجاد می شود را پیشنهاد کردند. به طور خلاصه، این مورد نشان داده شد که عصاره سیگار (CSE) به یک سیستم کشت سلولی از سلول های عضلانی صاف بدن انسان به گیرنده هایی همانند گذرگاه ( (TLR4وارد می شود. سپس TLR4 فعال سازی NADPH-oxidase را از طریق مولکول های آداپتور مانند MyD88 در پی دارد تا در اثر ان گونه های اکسیژن واکنشی (ROS) تولید شود. علاوه بر این، ROS فعال سازی پروتئین کیناز فعال شده میتوژن (MAPKs) را به انجام می رساند و MAPK فسفرولیت IκBα بخشی از فاکتور هسته ای کاپا B و مجموعه IκBα (- IκBα NκFB ) در فریکات های سیتوزول یافت می شود. به عنوان یک نتیجه، NFκB از این مجموعه آزاد می شود و این NFκB آزاد به هسته وارد می شود تا ژن COX2 فعال شود. سپس COX2 موجب تولید PGE2 می شود که تعدادی از سیتوکین ها را تحریک می کند که شامل TNFα و IL-6 می باشد. سپس ایکوسانوئید و سیتوکین ها موجب تحریک التهاب مسیر هوایی در طول مراحل اولیه می گردد. این واکنش ها نیز در سلول های اپیتلیال مسیر هوایی، سلول های اندوتلیال و ماکروفاژ ها رخ می دهد. این آبشار سیگنالینگ نیز توسط یافته های ویلیامز و همکاران پشتیبانی می شود [۱۸]. آنها نشان دادند که موشهای نابود شده توسط TRL2 یا TLR4 حتی پس از قرار گرفتن در معرض اوزون(  ازن – اوزن- ازون ) با ۳ ppm بیش فعالیت مسیر هوایی و نفوذ نوتروفیل را ندارند. این مشاهدات قویا نشان می دهد که بین التهاب و TLR رابطه زیادی وجود دارد.

مطالعات آزمایشگاهی خوب [۱۹،۲۰] و بالینی [۲۱] وجود دارد که نشان می دهد که قرار گرفتن طولانی در معرض استنشاق اوزون(  ازن – اوزن- ازون ) تروپوسفریک، موجب خنثی شدن سیستم تنفسی و ارگان های اضافی در ریه می شود. همچنین اگر پوست به طور گسترده در معرض قرار بگیرد، ممکن است آسیب ببیند [۲۳،۲۲]. در نتیجه، واکنش پذیری قوی اوزون(  ازن – اوزن- ازون )، که دارای ارزش بالقوه الکتروشیمیایی است، E°  = + 2.076V است، در ایجاد این پنداشت که ازن همواره سمی است و برنامه پزشکی آن باید ممنوع شود، کمک کرده است. با این حال این مورد نشان داده خواهد شد که این مقوله با مقایسه عملکرد اوزون(  ازن – اوزن- ازون ) در سطح ریوی در برابر خون انسان پشتیبانی نمی شود. بدیهی است که باید گفت که اوزون(  ازن – اوزن- ازون ) هرگز توسط کسی در کلینیک استنشاق نمی شود. با این حال، به نظر می رسد که ممکن است اوزون(  ازن – اوزن- ازون ) در بدن ما شبیه به NO، CO و H2S تولید شود: این مورد گزارش شده است که مسیر اکسیداسیون آب کاتالیز شده با آنتی بادی مولد مولکولی اضافی با امضای شیمیایی به اوزون(  ازن – اوزن- ازون ) مربوط است [۲۴]. همچنین این گونه ها در طول انفجار اکسیداتیو نوتروفیل های فعال شده انسان و در طی التهاب ایجاد می شوند [۲۵].

در این راستا نکات اساسی که باید در نظر گرفته شوند عبارتند از: توپوگرافی، ویژگی های تشریحی و بیوشیمیایی روزانه اندام هایی که در معرض اوزون(  ازن – اوزن- ازون ) هستند و مقایسه انها با ظرفیت آنتی اکسیدان قوی خون که در معرض دوز کم و محاسبه شده اوزون(  ازن – اوزن- ازون ) برای چند دقیقه. چگونگی عملکرد سیستم تنفسی تحت استرس اکسیداتیوی مزمن که می تواند به آرامی آزاد شود امری واضح است، اما به طور پیوسته، مقدار زیادی از ترکیبات سمی که قبلا ذکر شده اند قادر به عمل موضعی هستند و وارد گردش خون شده و باعث آسیب جدی می شوند.