پایان نامه ارشد درمورد منابع محدود، صنعت دارو

ه اند.
ترکیب های اصلی اسانس A.annua رشد یافته از بذور کشور چین شامل آرتمزیا کتون (Artemisia ketone) و آرتمیزیا الکل (Artemisia alcohol)، میرسن (Myrcene)، آلفا – گواین (?- guaiene) و کامفور (Camphor) می باشند. ترکیبهای اصلی اسانس A.annua رشد یافته از بذور کشور ویتنام، کامفور (Camphore) و جرماکرن- دی (germacrene – D) می باشد. بر اساس تحقیقات انجام شده روی اسانس گیاه A.annua در شمال ایران، می توان ترکیبات آرتمیزیا کتون و کامفور را به عنوان ترکیبات اصلی در این گیاه نام برد.
ترکیب شیمیایی بورنئول که تنها در گونه A.annua مشاهده شد، به طور گسترده برای خوشبو کردن انواع محصولات بهداشتی و فراورده های پزشکی استفاده می شود. ترکیب شیمیایی بتا کاریوفیلن که در گونه های A.annua و A.scoparia موجود بوده است، به عنوان طعم دهنده در ادویه، صابون و صمغ آدامس به کار می رود.
یکی از مهمترین ترکیبات دارویی این گیاه، آرتمیزینین32 از گروه متابولیت های ثانویه موسوم به لاکتون سزکویی ترپن اندوپراکسیدها می باشد که فعالیت مؤثری را برعلیه نژادهای انگل پلاسمودیوم33 عامل بیماری مالاریا از خود نشان می دهند. از آنجا که در گزارشات سازمان بهداشت جهانی موارد مقاوم این انگل به داروهای فعلی نظیر کلروکوئین، سولفادوکسین و پرپمتامین یافت شده، به همین دلیل تولید تجاری و انبوه آن مورد توجه خاصی قرار گرفته استKalyman , D. L. 1985)). عملکرد نسبتاٌ کم [08/1 – 01/0 درصد] این ماده در گیاه محدودیت عمده ای در تولید تجاری آن است. تغییرات در شرایط کشت و محیط رشد در کشت های سلولی و تغییر سطوح هورمون های رشد در کشت بافت به منظور بالا بردن مقدار آرتمیزنین چندان موفق نبوده است و از طرف دیگر به دلیل منابع محدود و مشکلات ساخت مصنوعی – شیمیایی این ماده مورد توجه قرار نگرفته است. به همین دلیل در سالهای اخیر تلاش های زیادی برای افزایش آرتمیزنین از گیاه فوق به کمک الیسیتورها صورت گرفته است(Archana, G. et al. 2002).
تحقیقات جدید در سال 2005 نشان دادند که آرتمیزنین به تنهایی قادر به از بین بردن انتخابی سلولهای سرطانی است. برای مثال مشتقات آرتمیزنین دارای فعالیت ضدتوموری بر علیه سلولهای سرطانی سینه انسان با اثر کشندگی انتخابی می باشند (Singh, N.P. and H .Lai .2001). خاصیت آللوپاتیک (دگر آسیبی در گیاهان) و دورکنندگی حشرات نیز از دیگر اثرات این گیاه است ( Duke, S. et al. 2002).
2-2-متابولیت های ثانویه
بشر در طول قرن ها به گیاهان به عنوان منبع کربوهیدرات، پروتئین و چربی وابستگی کامل داشته است. علاوه بر این گیاهان منبع طیف وسیعی از متابولیت های ثانویه می باشند (Ravishankar G. et. Al.). عمدتاٌ یکسری از واکنش های شیمیایی که واسطه آنزیمی دارنددر گیاه زنده به عنوان متابولیسم شناخته می شوند. این واکنش های شیمیایی با هم هماهنگ شده تا مسیرهای متابولیکی که در آنها سنتز مولکولهایی مثل قندها، اسیدهای آمینه، اسیدهای چرب عمده، نوکلئوتیدها و پلیمرهای حاصل از آنها (DNA,RNA) انجام می شود بدست بیایند. این تجمع به عنوان متابولیسم اولیه در نظر گرفته می شود و ترکیب تولید شده که برای زنده ماندن و سالم ماندن گیاه لازم هستند متابولیت اولیه34 نامیده می شوند. همچنین در گیاهان، مسیرهای متابولیکی دیگری وجود دارد که محصول این مسیرها برای موجود کاملاٌ مشخص نیست که به این ترکیبات متابولیت های ثانویه اطلاق می شود و به مسیر تولید آنها متابولیسم ثانوی گویند. تولید متابولیت های ثانویه بخشی از سیستم دفاعی گیاه را تشکیل می دهد. گرچه محصولات ثانویه گیاهی در گذشته به صورت ترکیبات شیمیایی تعریف می شدند که دارای نقش بیوشیمیایی حیاتی در ساختار و حفظ سلول گیاهی نیستند، تحقیقات اخیر نشان داده که این ترکیبات دارای نقش های حیاتی در اکوفیزیولوژی گیاهان هستند. مسیرهای متابولیکی بخشی از برنامه تکاملی به حساب می آیند و در حقیقت متابولیسم ثانویه نشانه تمایز سلول است و تشکیل متابولیت های ثانویه نشانه اختصاصی شدن سلول هاست (Ram G, Bhan M. et al. 2005).
سه گروه از محصولات ثانویه بر اساس ویژگی های بیوسنتزی وجود دارند. محصولات گیاهی بر اساس نحوه بیوسنتز به ترپن ها، فنلیک و ترکیبات ازت دار تقسیم می شوند. شکل 1-4 مسیرهای بیوسنتز محصولات ثانویه و اثرات متقابل آنها با متابولیسم اولیه را به شکل ساده نشان می دهد (کافی و همکاران. 1382).
شکل 2-3- نمای ساده ای از مسیرهای عمده بیوسنتز محصولات ثانویه و ارتباط آنها با متابولیسم اولیه
2-2-1- ترپن ها35
ترپن ها یا ترپنوئیدها بزرگترین گروه محصولات ثانویه را شامل می شوند. مواد متنوع این گروه معمولاٌ در آب غیر محلول بوده و به وسیله منشاء بیوسنتزی مشترکشان به هم می پیوندند. ترپن ها از امتزاج واحدهای 5 کربنی شکل می گیرند که از مسیر موالونیک اسید ساخته می شوند. این مواد سمی هستند و در بسیاری گیاهان به عنوان ترکیبات گیاهی ضد گیاه خواری ایفای نقش می کنند. مثال هایی از انواع ترپن ها عبارتند از: منوترپن ها36، سزکویی ترپن ها37، دی ترپن ها38، تر ترپن ها39 و پلی ترپن ها40 (کافی و همکاران. 1382).
2-2-2- ترکیبات ازت دار41
در ساختمان بسیاری از محصولات ثانویه گیاهان ازت وجود دارد. ترکیباتی که در این گروه جای گرفته اند دارای خواص دارویی بوده و بسیار مورد علاقه واقع شده اند (کافی و همکاران. 1382).
2-2-3- ترکیبات فنلی42
گیاهان طیف وسیعی از محصولات ثانویه را تولید می کنند که این ترکیبات دارای یک گروه فنلی می باشند. این ترکیبات به نام ترکیبات فنلی طبقه بندی می شوند. با توجه به تنوع شیمیایی آنها، ترکیبات فنلی نقش های متفاوتی را در گیاهان بازی می کنند. در گیاهان اکثر ترکیبات فنلی از فنیل آلانین و تیروزین مشتق شده اند (کافی و همکاران. 1382).
2-2-3-1- فلاونوئیدها
فلاونوئیدها گروه بزرگی از ترکیبات فنلی و پانزده کربنه گیاهی به همراه دو حلقه آروماتیک (توسط یک پل سه کربنی به یکدیگر متصل می شوند) را تشکیل می دهد این ساختمان از دو مسیر بیوسنتزی جداگانه ایجاد می شود. پل و یک حلقه آروماتیک (حلقهB)، یک واحد فنیل پروپان هستند که از طریق فنیل آلانین ساخته شده در مسیر اسید شیکمیک، ساخته می شوند. شش کربن حلقه آروماتیک دیگر (حلقه A) از سه واحد استات و از طریق مسیر اسید مالونیک نشأت گرفته اند (شکل 1-5). فلاونوئیدها موجب انواع اعمال فیزیولوژیکی و اکولوژیکی مختلف در گیاهان می شوند و به عنوان بزرگترین گروه ترکیبات حلقوی اکسیژن دار شناخته شده اند (Kubasek et.al. 1992).
2-4- اسکلت پایه فلاونوئید
فلاونوئیدها براساس درجه اکسیداسیون پل سه کربن، به گروه های مختلفی مثل آنتوسیانین ها، فلاون ها، فلاونل ها و ایزوفلاونوئیدها تقسیم می شوند.
آنتوسیانین ها، فلاونوئیدهای رنگی موجود در گل ها و میوه ها هستند که نور ماوراء بنفش را جذب کرده و گیاه را از صدمه توسط این اشعه محافظت می کنند. ایزوفلاونوئیدها گروهی از فلاونوئیدها هستند که به عنوان مواد ضد قارچی و باکتری عمل می کنند. تانن ها ترکیبات پلیمری فنلی هستند که نقش ممانعت از تغذیه گیاه خواران را بر عهده دارند. فلاونوئیدها اعمال مختلفی مانند رنگی شدن و دفاع را در گیاه به عهده دارند (کافی و همکاران. 1382).
2-2-4- نقش متابولیت های ثانویه در گیاهان مولد
متابولیت های ثانویه گروه بزرگی از ترکیبات طبیعی گیاهان را تشکیل می دهند. تنوع شگفت انگیز ساختار شیمیایی ترکیبات ثانوی نتیجه تلاش گیاهان برای ایجاد سازگاری با محیط غیر ثابت و تنش زای اطراف آنها است. به عبارت دیگر این ” تجهیزات شیمیایی” مانع رسیدن آسیب به گیاهان توسط ویروس ها، باکتری ها، قارچ ها یا علف خوار ها می شوند و رقابت آنها با سایر گیاهان را به حداقل می رسانند (Sudha G. et.al 2002). متابولیت های ثانویه از نظر بیولوژیکی و فیزیولوژیکی جزء ترکیبات فعال محسوب می شوند. به طور کلی نقش متابولیت های ثانویه را می توان در موارد ذیل خلاصه کرد:
1. جلوگیری از مسمومیت سلول ها توسط برخی ترکیبات حاصل از متابولیسم اولیه
2. اعمال برخی اثرات فیزیولوژیکی در بدن موجودات هدف
3. به عنوان پیام رسان های شیمیایی به منظور هماهنگ سازی متابولیسم در اندام های مختلف و هماهنگ ساختن فعالیت گیاهان مختلف در بدن یک گونه مشابه
4. توسعه پایدار اکولوژیکی (اصغری، غ ر. 1385).
2-2-5- بازار جهانی گیاهان دارویی و معطر
اگرچه طب نوین مستلزم بکارگیری داروهای سنتزی و عوامل میکروبی است سهم عمده ای از صنعت دارویی جهان به منابع گیاهی اختصاص دارد. در حال حاضر بیش از یک چهارم دارو های تجویزی مورد استفاده در کشورهای توسعه یافته به طور مستقیم و غیر مستقیم (نیمه سنتزی) از گیاهان مشتق می شود و فروش سالانه این داروها تنها در کشور امریکا در سال 2002 به بیش از 30 میلیارد دلار بوده است (Fower M. et.al. 2006). از سوی دیگر در کشورهای در حال توسعه از قبیل چین و هند سهم داروهای موجود در بازار به حدود 80 درصد نیز می رسد، مطابق آمارهای موجود ارزش تجاری فراورده های گیاهی در مقایسه با داروهای شیمیایی (با رشد سالانه 3 تا 6 درصد) از رشد سالانه 5 تا 15 درصد برخوردار است و تخمین زده می شود که بازار جهانی این فراورده ها تا سال 2050 به 5 تریلیون برسد (نوریان، ا. و بشیری صدر، ز. 1379).
2-3-معرفی ساختار آرتمیزینین به عنوان یک ترپن مهم
به لحاظ ساختار شیمیایی ،آرتمیزینین یک سزکویی ترپن حاوی یک پل پرکسید غیر معمول است.اعتقاد بر این است که این پراکسید مسئول مکانیزم عمل این ترکیب به عنوان یک ترکیب دارویی می باشد.هیچ ترکیب طبیعی دیگری با چنین پل پرکسید شناخته نشده است. (Eckstein-Ludwig, Webb et al 2003).
اعتقاد بر اینست که بیوسنتز آرتمیزینین از مسیر موالونات (MVA) صورت میگیرد.روشن نیست که آیا مسیر غیر موالونات نیز میتواند با استفاده از پیش سازهای ، ایزو پنتنیل پیرو فسفات (DMAPP) به بیوسنتز این سزکویی ترپن بپردازد یا خیر(Sawai and Saito 2011).
در مسیر بیوسنتر این ترکیب ، د هیدرو آرتمیزینیک اسید به عنوان پیش ماده نهایی به آرتمیزین تبدیل میشود(Wallart , Pras et al .1999).
شکل2-5: مسیر بیوسنتز آرتمیزنین Famesyl diphosphate
2-4- کشت بافت گیاهی
2-4-1- طرز تهیه ریزنمونه گیاهی
2-4-1-1- انتخاب ریزنمونه
ریزنمونه می تواند اندام (ریشه، ساقه، برگ، گل، بذر و پیاز)، بافت (مریستم، پارانشیم) یا سلول (میکروسپور) باشد. ساده ترین نوع کشت، کشت اندام است مانند قلمه ساقه تک گرهی، گل کامل و سخت ترین نوع کشت، کشت سلول در محیط کشت مایع است. ریزنمونه باید از گیاه مادری تهیه شود که عاری از بیماری، دارای برنامه تغذیه مناسب و شبیه به گیاه مادری بوده و در گلخانه یا اتاقک رشدکه دارای شرایط محیطی مناسب است پرورش یافته باشد.
2-4-1-2- تأثیر مواد گیاهی و عوامل فیزیکی در رشد ریزنمونه
مواد گیاهی می تواند بر رشد و نمو ریزنمونه مؤثر باشد. گیاهان دو لپه ای نسبت به تک لپه ای به محیط درون شیشه اندامهای مختلفی تولید in vitro ای واکنش مثبت تری نشان می دهند. به طور کلی گیاهانی که در محیط می کنند، اگر در محیط درون شیشه ای کشت شوند نیز چنین اندامهایی را تولید می کنند.
سن گیاه نقش تعیین کننده ای را در واکنش ریزنمونه در محیط درون شیشه ای دارد. معمولاً بافتهای جنینی قدرت تکثیر بالاتری نسبت به بافتهای مسن دارند. بافتهای علفی و غیر خشبی نسبت به بافتهای خشبی واکنش مثبت تری نشان می دهند. به طور کلی اندامهای رویشی نسبت به اندامهای زایشی راحت تر تکثیر می شوند.
ریزنمونه ها پس از

مطلب مشابه :  دانلود پایان نامه دربارهفلسفه اخلاق، اندرزنامه، طلاق

Leave a Comment