آیا واقعاً پلی فنول ها می توانند استراتژی خوبی برای محافظت در برابر اشعه باشند؟

برای جزئیات بیشتر لطفا تماس بگیریدtina.xiang@wecistanchecom

خلاصه: در حال حاضر رادیوتراپی یکی از موثرترین راهکارها برای درمان سرطان است. با این حال، سمیت مضر علیه سلول های طبیعی نیاز به محافظت انتخابی از آنها را نشان می دهد. گونه های فعال اکسیژن و نیتروژن تقویت می شوندتابش یونیزه کنندهسمیت سلولی و ترکیباتی که می توانند این گونه ها را از بین ببرند یا آنزیم های آنتی اکسیدانی را تقویت کنند (مانند سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز و گلوتاتیون پراکسیداز) باید به درستی بررسی شوند. ترکیبات آنتی اکسیدانی مشتق از گیاه، مانندفنل هاوپلی فنول ها، می تواند جایگزین ارزشمندی برای ترکیبات مصنوعی باشد که به عنوان عوامل محافظ رادیویی استفاده می شود. در واقع، کارآیی آنتی اکسیدانی/پراکسیدانی وابسته به دوز آنها می تواند درجه بالایی از محافظت را برای بافت های طبیعی، با محافظت کم یا بدون محافظت از سلول های تومور، فراهم کند. بررسی حاضر به‌روزرسانی دانش علمی فعلی پلی‌فنول‌ها را در اشکال خالص یا در داخل ارائه می‌کندعصاره های گیاهیبا شواهد خوبی در مورد عملکرد تعدیل کننده رادیویی احتمالی آنها. در واقع، به استثنای معدود، تا به امروز، داده‌های پراکنده موجود عمدتاً از مطالعات آزمایشگاهی ناشی می‌شوند، که در مطالعات پیش بالینی و/یا بالینی راحتی پیدا نمی‌کنند. در مقابل، هنگامی که مطالعات پیش بالینی، به ویژه در مورد زیست فعالی عصاره گیاهی گزارش می شود، ترکیب شیمیایی آن در نظر گرفته نمی شود، از هر گونه استانداردسازی و به خطر انداختن تکرارپذیری داده ها جلوگیری می شود.

کلید واژه ها: تابش یونیزه کننده؛ حفاظت رادیویی؛ پلی فنول ها؛ فلاونوئیدها؛ عصاره های گیاهی

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد محصولات فلاونوئیدی کلیک کنید

1. مقدمه

زندگی بر روی زمین در حضور مستمر قرار گرفتن در معرض تکامل یافته استاشعه یونیزان (IR)، که نحوه عملکرد آن در سطح بیومولکولی در بین تمام عوامل جهش زا و سرطان زا شناخته شده است [l]. این به دلیل الگوی عجیب رسوب انرژی همراه با جذب IR در مقیاس میکرو و نانومتری [2] است که ذاتاً غیرهمگن است و منجر به رویدادهای یونیزاسیون جدا شده یا بسیار خوشه‌ای می‌شود. در نتیجه، آنها ممکن است انبوهی از ضایعات DNA با شدت متفاوت ایجاد کنند، از آسیب پایه و پیوندهای متقابل مولکولی گرفته تا مضرترین شکستگی های تک رشته ای و دو رشته ای (به ترتیب SSB و DSB) [3]. در واقع، DNA سلولی همیشه به عنوان هدف انتخابی عملکرد بیولوژیکی IR در نظر گرفته شده است، زیرا در یک نسخه وجود دارد، از این رو هرگونه آسیب تعمیر نشده یا نادرست می‌تواند پیامدهای مرتبطی داشته باشد و بر یکپارچگی و پایداری ژنوم در نتاج سلولی در معرض تأثیر بگذارد. در واقع، به دلیل ماهیت فراگیر قرار گرفتن در معرض IR، سیستم های سلولی مسیرهای مولکولی تعمیر DNA به خوبی سازماندهی شده را توسعه داده اند، بسیار تخصصی و متمایز برای مقابله با چندین کلاس یا ضایعات ناشی از IR، ماشین ها در مجموع به عنوان پاسخ آسیب DNA (DDR) شناخته می شوند. )[3] قابلیت ترمیم به مقدار زیاد آسیب DNA در ابتدا القاء شده بستگی دارد، که تابعی از دوز تابش جذب شده است، اما همچنین به کیفیت تابش، یعنی چگالی یونیزاسیون در طول مسیرهای تشعشع بستگی دارد.

بدیهی است که تشعشعات پس زمینه طبیعی تنها منبع قرار گرفتن انسان در معرض IR [4] نیست. تقریباً در همان زمان که قوانین حاکم بر فرآیند واپاشی های رادیواکتیو طبیعی روشن شد، آشکار شد که IR می تواند به طور مصنوعی تولید شود. تأثیری که کشف اشعه ایکس توسط ویلهلم کنراد رونتگن در سال 1895 بر بسیاری از جنبه‌های سلامت انسان گذاشته است، امروزه همچنان در حال تکرار است، زیرا IR به طور گسترده در تشخیص و درمان بیماری‌ها استفاده می‌شود [5]. تا آنجا که به استفاده درمانی از IR مربوط می شود، همان عملکرد آسیب رسان به DNA توسط IR که آن را به عنوان یک خطر برای سلامت انسان طبقه بندی می کند، با توانایی آن در از بین بردن سلول های سرطانی از طریق رادیوتراپی مورد سوء استفاده قرار می گیرد. به لطف تحقیقات گسترده رادیوبیولوژیکی که مکانیسم های اساسی را آشکار کرده است، اطلاعات زیادی در مورد روشی که IR اثرات بیولوژیکی خود را ایجاد می کند، شناخته شده است. برای این هدف، طبقه‌بندی IR به‌عنوان غیرمستقیم و مستقیم، بر اساس نحوه آزاد شدن انرژی در ماده (بیولوژیکی) مفید است. فوتون‌ها، مانند پرتوهای ایکس و اشعه‌های ایکس و نوترون‌ها به‌طور غیرمستقیم عمل می‌کنند و قبل از ایجاد هرگونه آسیب بالقوه بیولوژیکی، نیاز به یک عمل دو مرحله‌ای دارند. در واقع، فوتون‌ها با الکترون‌های حاوی پوسته اتم برهمکنش می‌کنند و در نتیجه الکترون‌های ثانویه با حرکت سریع تولید می‌کنند، که به نوبه خود باعث یونیزاسیون بیشتر، با گسیل الکترون‌های کندتر می‌شوند. نوترون ها با هسته های مواد پیموده شده برهم کنش می کنند و ذرات باردار مانند پروتون ها و هسته های سنگین تر را ایجاد می کنند [5]. ذرات باردار، در عوض، انرژی را مستقیماً از طریق فعل و انفعالات کولن از دست می دهند و مسیرهای یونیزه کننده فوق الذکر را همراه با عمق نفوذ خود تولید می کنند [5]. اثرات بیولوژیکی مربوط به IR، چه در اثر تشعشعات مستقیم یا غیر مستقیم، به دو دسته مستقیم و غیرمستقیم نیز طبقه بندی می شوند. در حالت اول، دگرسانی شیمیایی مولکول‌های زیستی در مرحله فیزیکوشیمیایی شکل می‌گیرد که از نظر زمانی مقدم بر مرحله بیولوژیکی واقعی است. در عوض، زمانی که نتیجه محصولات تشعشعی مانند رادیکال های آزاد تولید شده توسط رادیولیز آب باشند، غیر مستقیم هستند. آسیب DNA به طور غیرمستقیم تنها شکل آسیبی است که مقدار آن می تواند توسط عوامل همزمان، مانند ترکیبات آنتی اکسیدانی تعدیل شود. در واقع، هنگامی که پرتوهای یونیزان از آب عبور می‌کنند، منجر به تعدادی حالت یونی و برانگیخته می‌شود که بیشتر تجزیه می‌شوند یا دوباره ترکیب می‌شوند و الکترون‌های هیدراته (e-ag) و گونه‌های واکنش‌دهنده، از جمله رادیکال هیدروژن (H")، رادیکال هیدروکسیل (OH) را ایجاد می‌کنند. ")، پراکسید هیدروژن (H2O2)، اکسیژن (O2)، هیدروژن (H2)، و رادیکال هیدروپروکسیل (HO2") (شکل 1) [6].

DNA DSB به طور جهانی به عنوان مضرترین ضایعه ناشی از IR در نظر گرفته می شود [7]. DDR می‌تواند منجر به فعال‌سازی پست بازرسی چرخه سلولی، در نتیجه تأخیر/بازداشت چرخه سلولی، در تلاش برای افزایش زمان تعمیر شود. صرف نظر از اینکه سلول از کدام مکانیسم استفاده می کند، DSB های اصلاح نشده یا اشتباه می توانند از طریق چندین مسیر منجر به مرگ سلولی شوند (مثلاً شکست میتوز، آپوپتوز)، که معمولاً در اولین میتوز پس از تابش یا پس از چند چرخه سلولی پس از قرار گرفتن در معرض قرار می گیرند. این هدف رادیوتراپی درمانی است. با این حال، شکست در ترمیم نادرست DBS می تواند منجر به بازآرایی مواد ژنتیکی شود (به عنوان مثال، انحرافات کروموزومی، ریز هسته ها)، که اگر از طریق تقسیم سلولی قابل انتقال باشد، می تواند اثرات دیررس ایجاد کند، که منجر به بی ثباتی ژنومی عمومی و در نتیجه افزایش می شود. در خطر تبدیل بدخیم [8].

رادیوتراپی مرسوم با پرتوهای فوتون یا الکترونی پرانرژی، پایه اصلی درمان سرطان مدرن است، به طوری که تخمین زده می شود 50 درصد از بیماران سرطانی آن را به تنهایی یا همراه با سایر روش ها در سراسر جهان دریافت می کنند [9]. اگرچه چندین پیشرفت در دقت تحویل دوز حاصل شده است، کاهش سمیت بافت نرمال غیرسرطانی به دلیل خطر سرطان ثانویه ذکر شده در بالا که بر بافت‌ها و/یا اندام‌های طبیعی در معرض اجتناب ناپذیر در معرض خطر تأثیر می‌گذارد، همچنان از اهمیت حیاتی برخوردار است. از آنجایی که فوتون ها عمدتاً با نحوه عملکرد غیرمستقیم مشخص می شوند، میزان آسیبی که آنها در مرحله فیزیکی ایجاد می کنند را می توان در طول مرحله شیمیایی قبل از تثبیت آسیب و قبل از شروع DDR با هدایت بیولوژیکی تعدیل کرد. بنابراین، اصلاح‌کننده‌ها/محافظ‌کننده‌ها را می‌توان برای بهره‌گیری انتخابی از بافت‌های طبیعی مورد استفاده قرار داد و حداقل سمیت بیشتری را ایجاد کرد [10]. در این زمینه، چندین ترکیب توصیف شده است، اما فقط آمیفوستین، مشتق S-phospho از 2-[(3-aminopropyl)aminolethanethiol، به عنوان یک محافظ پرتو بالینی تایید شده است [11]. سایر ترکیبات حاوی تیول، فراتر از نیتروکسایدها با فعالیت شبه سوپراکسید دیسموتاز (SOD)، آنالوگ‌های هورمونی، آنتی‌بیوتیک‌ها و فیتوکمیکال‌ها، به‌عنوان محافظ رادیویی مورد بررسی قرار گرفته‌اند، در حالی که تعدیل‌کننده‌های ایمنی، پروبیوتیک‌ها، استاتین‌ها به‌عنوان عوامل کاهش‌دهنده مورد بررسی قرار گرفته‌اند [12]. ترکیبات طبیعی تخصصی به لطف اثر آنتی اکسیدانی و ضد التهابی که آنها را به عنوان عوامل امیدوارکننده در زمینه حفاظت رادیویی و کاهش رادیواکتیو معرفی می کند، نقش کلیدی در تحقیقات بالینی و بالینی ایفا می کنند.

2. حفاظت رادیویی: رویکردی ارزشمند برای مقابله با قرار گرفتن در معرض تشعشع

اگرچه رادیوتراپی یکی از موثرترین راهبردها برای درمان سرطان است، اما پاسخ بافت نرمال عامل محدود کننده دوز کل است که می‌تواند به طور ایمن برای دستیابی به کنترل موضعی تومور تجویز شود، در نتیجه شانس درمان را کاهش می‌دهد، در حالی که مسمومیت‌های حاد و مزمن ممکن است منجر به کیفیت زندگی کلی بیمار ضعیف می شود. بنابراین، نیاز فوری به حفاظت از سلول های طبیعی به طور فعال ادعا می شود. در این زمینه، پیشرفت‌های فن‌آوری در تحویل IR و دقت در حال انجام است، در حالی که عوامل تعدیل کننده رادیویی یک جایگزین ارزشمند برای کاهش سمیت به بافت‌های طبیعی در نظر گرفته می‌شوند. این یک موضوع نوظهور نیست، به طوری که برنامه تحقیقاتی IR موسسه ملی سرطان، با توجه به زمان بندی تجویز، عوامل با خواص محافظتی IR را در سه دسته طبقه بندی کرد: (الف) حفاظت، (ب) کاهش، و (ج) درمانی. عوامل [13]. به همین ترتیب، کمیسیون اروپا توجه زیادی به حفاظت در برابر تشعشعات داشته و همچنان به آن توجه می کند، و به طور کلی به یافته های تحقیقاتی جدید با سیاست های بالقوه و / یا پیامدهای نظارتی می پردازد [14].

محافظ های رادیویی و کاهش دهنده های رادیویی عوامل تعدیل کننده با ارزشی هستند. تحویل آنها قبل یا همزمان با تجویز پرتو انجام می شود و برای کاهش یا بهبود مسمومیت بافت طبیعی سریع است. دومی می تواند از ترکیبات درمانی استفاده کند، هنگامی که یک اثر نامطلوب ایجاد شود، پس از تابش به عنوان تسکین یا حمایت عمل می کند [15].

همه این ترکیبات باید برخی از ویژگی‌های عملکردی مانند توانایی قطع یا کند کردن تولید بیش از حد گونه‌های فعال را به اشتراک بگذارند، که می‌تواند آسیب IR را برای مدت نامحدودی تداوم بخشد که بر فعالیت‌های سلولی و مسیرهای سیگنالی مختلف تأثیر می‌گذارد. در واقع، گونه‌های فعال اکسیژن و نیتروژن سمیت سلولی IR را تقویت می‌کنند. مقابله با شروع شرایط استرس اکسیداتیو از اختلال ساختاری و عملکردی اسیدهای نوکلئیک، پروتئین ها و لیپیدها و یک سری فرآیندها (مانند دپلاریزاسیون میتوکندری) که به طور غیرقابل برگشتی منجر به مرگ سلولی می شود، جلوگیری می کند [16]. بی‌ثباتی ژنومی ناشی از IR هدف اصلی است که شامل جهش‌ها، تکثیر ژن و سایر بازآرایی‌های سیتوژنتیکی نیز پس از توهین اولیه می‌شود [17]. سلول‌ها با فعال کردن Nrf{3}}ARE آنتی اکسیدانی دفاعی |18[ که توسط ترکیبات آنزیمی و غیر آنزیمی تشکیل شده است و می‌تواند با هدف دوری از رادیکال‌های آزاد، حذف مواد سمی ناشی از IR، از محافظ‌های رادیویی سود ببرد، به IR پاسخ می‌دهند. ، و به طور کلی برای تشدید فرآیندهای تعمیر و بازیابی [19]. بنابراین، ترکیباتی که می توانند این گونه ها را از بین ببرند یا آنزیم های آنتی اکسیدانی را تقویت کنند (مانند سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز، و گلوتاتیون پراکسیداز) باید به درستی بررسی شوند. در این زمینه، تیول ها، به لطف توانایی خود در از بین بردن رادیکال هیدروکسیل، از DNA محافظت می کنند، که عمدتاً در شرایط هیپوکسیک، رادیکال های مضر DNA را فراهم می کند که احتمالاً مسئول کشندگی تشعشعات هستند [10]. علاوه بر این، تیول‌ها برای جلوگیری از اکسیداسیون فسفولیپیدهای غشایی و تعدیل بازیابی سلولی و پاسخ‌های استرس مشاهده می‌شوند. سیستئین و سیستامین، سولفیدریل آمین‌ها هستند و سایر آنالوگ‌ها/مشتقات آمینوتیول به نظر می‌رسد که محافظت در برابر اشعه باشند، اما عوارض جانبی آن‌ها به استثنای آمینوتیول آمیفوستین (WR{10}}) منع استفاده بالینی توصیه می‌شود[10]. در میان گونه‌هایی که عمیقاً مورد مطالعه قرار گرفته‌اند، نیتروکسیدها نیز به دلیل توانایی چرخه ردوکس تک الکترونی‌شان بسیار مورد توجه هستند. به طور خاص، تمپل به عنوان یک آنتی اکسیدان داخل سلولی پلیوتروپیک برای کاهش بروز بدخیمی های دوم ناشی از تشعشع مشاهده شد [20]. در واقع، تمپل (4-هیدروکسی-2، 2،6،6-تترا متیل پیپریدین-N-اکسیل) نیز به عنوان یک تقلیدی SOD عمل می‌کند، در حالی که خواص محافظت در برابر پرتوهای ایزوفرم‌های SOD Cu، Zn SOD، Mn-SOD و SOD خارج سلولی) به عنوان عوامل مفیدی برای اثر مهاری O، - · در سیتوزول، میتوکندری، و فضای خارج سلولی، و تغییر شکل کاتالیز شده آنها به H2O2 و O برجسته می شوند. از یک عامل محافظ رادیویی، سیتوکین ها و فاکتورهای رشد، از جمله IL{28}}، TNF-، G-CSF، GM-CSE، و اریتروپویتین و مهارکننده های آنزیم تبدیل کننده آنژیوتانسین هستند (شکل 2). این ترکیبات اخیر، که به طور معمول برای درمان فشار خون بالا تجویز می‌شوند، برای بهبود عوارض جانبی پرتو در کلیه، ریه و مغز و تداخل با مسیر TGF مشاهده شده‌اند که می‌تواند به فیبروز ناشی از تشعشع کمک کند [10]. در میان این عوامل، پالیفرمین، یک فرم کوتاه N-ترمینال نوترکیب فاکتور رشد کراتینوسیت، ابتدا برای درمان موکوزیت دهان ناشی از شیمی درمانی و رادیوتراپی تایید شد [21]. مهارکننده‌های PUMA (مدولاتور آپوپتوز با تنظیم بالای p53) و آپوپتوز ناشی از تشعشع نیز مورد بررسی قرار گرفتند. مهارکننده‌های PUMA (PUMAi) برای مهار آپوپتوز وابسته به PUMA و ناشی از تشعشع و جلوگیری یا کاهش آسیب روده و آپوپتوز ناشی از سیتوکین‌های التهابی، ROS (گونه‌های اکسیژن فعال)، یا درمان سرطان طراحی شده‌اند [22].

آنتی اکسیدان های طبیعی نیز علاقه فزاینده ای پیدا می کنند. ویتامین‌ها (A، C و E)، ال-سلنومتیونین، N-استیل سیستئین، گلوتاتیون و کوآنزیم Q{2}} در برابر آسیب ناشی از تشعشع مؤثر هستند [23]، در حالی که به نظر می‌رسد چندین فیتوکمیکال رژیم غذایی به عنوان محافظ رادیواکتیو عمل می‌کنند. سلول‌های طبیعی و حساس‌کننده‌های پرتوی برای سلول‌های تومور در سناریویی جذاب. ملاتونین که توسط غده صنوبری در مغز از لنفوسیت ها، شبکیه چشم و دستگاه گوارش ترشح می شود، یکی از ترکیبات طبیعی است که بیشتر مورد مطالعه قرار گرفته است. مستقیماً گونه های ROS را از بین می برد، آنزیم های تشکیل دهنده ROS را مهار می کند و آنزیم های ترمیم DNA را فعال می کند [24].

فقدان سمیت مضر، همراه با فعالیت های قابل توجه آنتی اکسیدانی و محرک ایمنی آنها، متابولیت های تخصصی گیاهان را به مخزن بی پایانی از ترکیبات محافظ پرتوی تبدیل می کند.پلی فنول هااز طریق قابلیت آنتی اکسیدانی ذاتی خود، قادر به کاهش التهاب، محافظت از سیستم ایمنی و خونساز و حفظ DNA هستند. به خصوص،فلاونوئیدهامانند روتین و بایکالئین، جنیستئین ایزوفلاونوئید، و استیلبن رسوراترول، ترکیباتی را نشان می دهند که کاملاً با دیدگاه بیوسنتزی مرتبط هستند و نامزدهای محافظت کننده پرتویی امیدوارکننده هستند. فراهمی زیستی ضعیف این مواد، اشکال جدید تجویز و تحقیقات فیتوشیمیایی را برای کشف ترکیبات جدید از عصاره های امیدوارکننده گیاه تشویق می کند. به روز رسانی مولکول های طبیعی محافظ رادیویی و بررسی عصاره های گیاهی غنی شده در این ترکیبات در زیر ارائه شده است.

3. فنل ها و پلی فنل ها: آیا آنها یک استراتژی با ارزش برای محافظت در برابر پرتو هستند؟

شکست ترکیبات مصنوعی به‌عنوان محافظ‌های رادیویی مؤثر به محققان این امکان را داد که بر روی مواد طبیعی و کارایی محافظت در برابر پرتو آنها تمرکز کنند، و چندین ماده گیاهی که می‌توانستند هزینه کمتری نسبت به مواد مصنوعی داشته باشند، از نظر فعالیت محافظت در برابر پرتو آنها مورد بررسی قرار گرفته‌اند [25].

مهار رادیکال های آزاد، ضد التهاب، تسهیل فعالیت ترمیم، بازسازی سلول های خون ساز، مکانیسم های اصلی قابل انتساب به محافظ های رادیویی طبیعی هستند (شکل 2). به ویژه، از آنجایی که بیشتر آسیب های IR در محیط های رادیوتراپی مرسوم از تعامل رادیکال های آزاد ناشی از IR با مولکول های زیستی ناشی می شود، مواد طبیعی مانند کورکومین، اسیدهای کلروژنیک و فلاونوئیدهای مختلف می توانند رادیکال های آزاد را از بین ببرند یا از آنها جلوگیری کنند. تشکیل، می تواند به عنوان محافظ رادیویی عمل کند [26]. بنابراین، استفاده از محافظ‌های رادیویی برای محافظت از بافت‌های طبیعی و حساس‌کننده‌های پرتویی برای تقویت پاسخ بافت سرطانی به‌طور خلاقانه در یک رویکرد تغذیه‌ای بدون سمیت مبتنی بر پلی‌فنل‌ها به حداکثر می‌رسد. این ترکیبات طبیعی مفهوم یک محافظ ایده‌آل را خلاصه می‌کنند، زیرا بر اساس اثربخشی آنتی‌اکسیدانی/پراکسیدانی وابسته به دوز، می‌توانند درجه بالایی از محافظت را برای بافت‌های طبیعی، با محافظت کم یا بدون محافظت از سلول‌های تومور، فراهم کنند. علاوه بر این، پلی فنل های مشتق شده از گیاه در جستجوی طولانی مدت برای داروهای حساس کننده پرتویی با سمیت پایین ذاتا توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. پتانسیل جذاب دو لبه پلی‌فنل‌های خالص یا عصاره‌های غنی‌شده با پلی‌فنل شواهد خوبی در مورد عملکرد تعدیل‌کننده رادیویی احتمالی آن‌ها ارائه می‌دهد، و توانایی دوگانه پلی‌فنل برای عمل به عنوان عوامل حساس‌کننده پرتو و محافظت در برابر پرتو، مسلماً اهمیت پیش‌بالینی دارد، و به طور کلی، تاثیر قابل توجهی بر پیش آگهی تومورهای مقاوم به پرتودرمانی دارد.

3.1. فلاونوئیدها: شمشیر دولبه در حفاظت رادیویی

در طول بیست سال گذشته، علاقه به رادیو محافظفلاونوئیدهاادامه دارد. این متابولیت های گیاهی که معمولاً به عنوان ترکیبات دفاعی در برابر اشعه ماوراء بنفش و سایر تنش های محیطی از طریق پیش سازهای کالکون بیوسنتز می شوند، از نظر ساختاری با یک اسکلت کربنی متشکل از دو حلقه بنزن (A و B) که از طریق پیرون هتروسیکلیک C به هم متصل شده اند، مشخص می شوند. -اتم های حلقه درجه بالایی از هیدروکسیل شدن، جایگزینی و پلیمریزاسیون در کلاس فلاونوئیدها است که از هفت زیر طبقه تشکیل شده است: فلاونون ها، دی هیدروفلاوونول ها، فلاونول ها، فلاون ها، فلاوندیول ها، آنتوسیانین ها و کاتچین ها (شکل 3). ایزوفلاونوئیدها از یک زیر کلاس فلاونوئیدی به خوبی جدا شده، زیرا این ترکیبات یک ویژگی ساختاری متفاوتی را نشان دادند که در آن حلقه آروماتیک B در کربن C3 قرار دارد (شکل 3) [27l تحقیقات با هدف کشف ویژگی‌های ساختاری درگیر در حفاظت رادیویی نشان داد که برخی از ترکیبات فلاونوئیدی (عمدتاً کسانی که گروه کتو کونژوگه شده با حلقه‌های معطر را به اشتراک می‌گذارند، می‌توانند عوامل معتبری باشند، زیرا حفاظت با توانایی آنها در مهار فرآیندهای انتقال انرژی و تثبیت فرآیندهای ردوکس در سلول‌های تابش‌شده مرتبط است [28].

فلاونول‌ها به‌عنوان با ارزش‌ترین ترکیبات ظاهر می‌شوند، اگرچه گلیکوزیلاسیون روی کربن C{0}} بر اساس هویت بخش ساکاریدی، بر واکنش‌پذیری تأثیر می‌گذارد. در واقع، مشاهده شد که گلوکوزیدهای فلاونول زمانی که قند دو پیوند H درون مولکولی تشکیل می‌دهد، واکنش‌پذیری خود را کاهش می‌دهند. علاوه بر این، بر اساس جایگزینی آگلیکون، عملکردهای فنلی بیشتر وجود دارد، ترکیب فعال تر است [28]. در میان ترکیبات فلاونول، روتین (3،3'4'،5،7-پنتاهیدروکسی فلاون-3-رامنوگلوکوزید؛ شکل 4)، به وفور در گل ساعتی، گندم سیاه، چای و سیب، به طور گسترده برای عملکرد محافظت در برابر پرتو بررسی شده است. . داده‌های سنجش کشت سلولی توانایی آن را برای محافظت از آسیب DNA اکسیداتیو ناشی از تشعشع در سلول‌ها برجسته می‌کند (به عنوان مثال، V79).

مکمل روزانه روتین، و همچنین آگلیکون آن، یعنی کوئرستین، فراوانی رتیکولوسیت‌های ریز هسته‌دار را در خون محیطی موش‌های تحت تابش کاهش داد. با ترکیب پودوفیلوتوکسین و روتین در فرمول G{0}}، محافظت قابل توجهی از سیستم خونساز، گوارشی و تنفسی موش در برابر دوز تابش کشنده [29-31] مشاهده شد. مونوگلوکوزیل روتین، به طور موقت نیمه سنتز شده برای غلبه بر نامحلول بودن کوئرستین و روتین در محیط های آبی، برای سلول های CHO10B2 موثر است و می تواند بقای سلول های تیمار شده با IR را در دوزهای بیشتر از 2 گری افزایش دهد [32]. در واقع، تجزیه و تحلیل شکست‌های دو رشته‌ای DNA در شرایط آزمایشگاهی، که بر روی آگلیکون‌ها و گلیکوزیدهای فلاونوئید مختلف انجام شد، نشان داد که اگرچه مشتقات کوئرستین شکستگی‌های دو رشته‌ای DNA را در غلظتی معادل 10 میکرومولار کاهش می‌دهند، فراهمی زیستی کم آنها می‌تواند کارایی آنها را در داخل بدن تحت تأثیر قرار دهد. [33].

محافظت در برابر آسیب DNA در گلبول های سفید تابش شده با y 【34】، لکوسیت ها 【35】 همچنین برای کوئرستین و بره موم ماتریکس طبیعی غنی شده آن مشخص شد، به طوری که تحقیقات بیشتر در مدل های حیوانی انجام شد. به طور خاص، اثر محافظتی یک عصاره آبی بره موم در برابر آسیب تشعشع روده نیز در موش‌هایی که در معرض دوز تابش y 8 گری قرار داشتند، مشهود بود که می‌تواند باعث ایجاد موکوزیت روده شود [36]، در حالی که یک بخش متانولی بره موم با محتوای بالا در هر دو سادهفنل هاوفلاونوئیدها، محتوای کربونیل پروتئین کل را در سلول های HaCat تحت تیمار UV کاهش داد [37].

اثر محافظتی رادیویی فلاون ها مانند آپیژنین و بایکالئین نیز عمیقا مورد بررسی قرار گرفت (شکل 5). آپیژنین که به طور گسترده در برگ ها و ساقه سبزیجات و میوه های رژیمی توزیع می شود، ریز هسته های وابسته به دوز در لنفوسیت های انسانی درمان شده در شرایط آزمایشگاهی، همچنین اثرات نامطلوب پرتوهای یونیزان را سرکوب می کند [38]. به نظر می‌رسد این ترکیب یک اثر تحریک‌کننده ایمنی در داخل بدن دارد، بنابراین تغییرات خونی ناشی از تشعشع را کاهش می‌دهد. این نتیجه می تواند به دلیل توانایی آن در ایجاد وضعیت آنتی اکسیدانی درون زا باشد [39]. اخیراً، آپیژنین که به صورت داخل صفاقی در سطح دوز 15 میلی‌گرم بر کیلوگرم وزن بدن تجویز می‌شود، در موش‌های آلبینو سوئیسی تحت تابش کل بدن، آسیب دستگاه گوارشی ناشی از تشعشع را کاهش می‌دهد. به طور خاص، به نظر می‌رسد که بازسازی ساختار کریپت-پرز روده به دنبال پیش‌درمان آپیژنین و همچنین مهار فعال‌سازی NF-kB ناشی از تشعشع در بافت دستگاه گوارش رخ می‌دهد [40].

نارینگین، یک فلاوانون{0}}O-گلیکوزید از گونه مرکبات، همچنین یک اثر مهاری نسبت به التهاب ناشی از IR نشان داد. سرکوب NF-kB تغییر عوامل پیش التهابی را تعریف کرد. علاوه بر این، نارینگین مکانیسم های دفاعی درون سلولی را از طریق حفظ آنتی اکسیدان های درون زا تقویت کرد [41]. فعالیت بازدارنده استرس اکسیداتیو همچنین با آزادسازی سایتوکاین‌های التهابی با القای فعال‌سازی Nrf2، یک ویژگی مشترک سایر ترکیبات فلاونوئیدی، مانند نارینژنین و اپی‌گالوکاتچین-3-O-gallate (شکل 6)[42] مرتبط بود. علاوه بر این، در مورد ترکیبات فلاون، بایکالئین (5،6،{13}}تری هیدروکسی فلاون)، که در اصل از ریشه های خشک Scutellaria baicalensis و Scutellaria lateriflora جدا شده بود، باعث ایجاد فعالیت پلیوتروپیک شد که به آن اجازه می داد از لنفوسیت های طحال موش در برابر مرگ سلولی IR- محافظت کند. از طریق توانایی آن در سرکوب MKP3 و فعال کردن ERK. این در راستای کاهش آسیب خونساز ناشی از تشعشع [43] است. اخیراً، بایکالئین که به صورت داخل صفاقی با mg/kg 100 در موش‌های C57BL/6J تجویز می‌شود، ترکیب میکروبی روده تغییر یافته توسط IR را متعادل کرده و ساختار روده را بهبود می‌بخشد. بیان پروتئین های پرو آپوپتوز (مانند p53، کاسپاز{25}}، کاسپاز-8 و Bax) را کاهش داد، همچنین اختلال عملکرد خونساز ناشی از IR را بهبود بخشید [44]. بایکالئین به عنوان یک محافظ پرتوزای قوی در غلظت 5-50 میکرومولار 【45】 و تاثیر بر پاسخ التهابی با واسطه NF-kB گزارش شد [46.

شواهد رو به رشد حاکی از مزایای بالقوه فلاوانول های چای سبز است. مطالعات اولیه از فرضیه اثربخشی ضد ژنوتوکسیک در لنفوسیت های انسانی [47] و پیشگیری کلی در برابر آسیب DNA ناشی از اشعه ماوراء بنفش [48] حمایت کردند.

Epigallocatechin-3-O-gallate (شکل 6)، پلی فنول اصلی در چای سبز، به دلیل فعالیت آنتی اکسیدانی و اثربخشی آن در بهبود بسیاری از بیماری های مرتبط با استرس اکسیداتیو، مورد توجه گسترده است. به نوبه خود اثرات محافظتی رادیویی وابسته به Nrf و سیگنال دهی Nrf2 را ارتقا داد و مشخص شد که آپوپتوز و فروپتوز ناشی از IR را سرکوب می کند و آسیب روده ناشی از تابش کل بدن را در موش های نر C57 BL/6J بهبود می بخشد [49]. حفاظت رادیویی EGCG از طریق مدلی از آسیب اکسیداتیو در موش‌های تابشی 60Coy مورد مطالعه قرار گرفت و داده‌های به‌دست‌آمده توانایی این ترکیب را در افزایش فعالیت آنتی‌اکسیدان‌های آنزیمی، مانند سوپراکسید دیسموتاز و گلوتاتیون پراکسیداز، و همچنین سطوح گلوتاتیون نشان داد [50] .

ایزوفلاون های سویا آسیب عروقی و التهاب مربوط به رادیوتراپی سرطان ریه را کاهش می دهند [51]. جنستئین، ایزوفلاوون اصلی سویا با فعالیت فیتواستروژن، از عملکرد دوگانه در رادیوتراپی لذت می برد. اول، می تواند از طریق مهار آپوپتوز، کاهش آسیب DNA و انحراف کروموزوم، تنظیم پایین GRP78 و تنظیم بالا HERP، HUS1 و hHR23A در غلظت کم (1.5) از سلول های L-02 در برابر آسیب تشعشع محافظت کند. μM）. ثانیاً، در غلظت بالا (20 میکرومولار) از طریق ارتقاء آپوپتوز و انحراف کروموزوم، اختلال در ترمیم DNA، تنظیم بالا GRP78، و تنظیم پایین HUS1، SIRT1، RAD17، RAD51 و RNF8، ویژگی‌های حساس‌کننده رادیویی را نشان می‌دهد. 52]. در واقع، اخیراً مشاهده شده است که جنیستئین می تواند حساسیت پرتوی سلول های هپاتوبلاستوما را با القای توقف G2/M و آپوپتوز افزایش دهد [53]. تجویز جنیستئین همچنین محافظت در برابر آسیب تشعشع حاد در دوزهای غیر سمی را نشان داد [54]. شواهد متعددی بر محافظت رادیویی ناشی از جنستئین برای آسیب تشعشع حاد خونساز تأکید می کند، و توانایی این ترکیب برای عمل به عنوان یک آگونیست گیرنده استروژن انتخابی نیز مورد بررسی قرار گرفت، زیرا در مکانیسم اثر محافظت رادیویی آن دخالت دارد [55]. افزایش تنظیم ER- و FOXL{29}} توسط جنیستئین، همراه با کاهش بیان TGF-، همچنین در معکوس کردن نارسایی زودرس تخمدان ناشی از رادیوتراپی [56] تلویحا شد. ایزوفلاون های سویا به طور کلی مستعد اصلاح پاسخ های بالینی به RT هستند، که هم دارای اثرات حساس کننده پرتویی و هم اثرات محافظتی در برابر پرتو هستند. در مدل‌های ارتوتوپی پیش بالینی سرطان پروستات، کارسینوم سلول کلیوی و سرطان ریه سلول‌های غیرکوچک، مشاهده شد که ایزوفلاون‌های سویا مسیرهای سیگنال دهی بقا را هدف قرار می‌دهند که با تشعشعات تنظیم می‌شوند، مانند ترمیم DNA و فاکتورهای رونویسی، و در نهایت سلول‌های سرطانی را به سمت مرگ سوق می‌دهند [57]. ].

علاقه به فلاونوئیدها به عنوان تعدیل کننده های رادیویی همچنین منجر به غربالگری خواص داروهای نیمه مصنوعی مانند فلاووپیریدول شد (شکل 5). این ترکیب که با نام alvo-cidib نیز شناخته می‌شود، یک مشتق فلاون است که توسط Sanofi-Aventis بر پایه فلاونوئید مشتق شده از گیاه بومی هند Dysoxylum binectariferum ساخته شده است. فلاووپیریدول، از نظر ساختاری بر پایه فلاونوئید (2-کلروفنیل-4-وان) و یک آلکالوئید (1-متیل پیپرازین)، یک مهارکننده CDK است که مهار قوی CDK1،2، 4، 6 را نشان می‌دهد. ، 7 و 9. مشاهده شد که این ترکیب برای مهار و/یا ترمیم آسیب های کشنده و همچنین ترمیم شکستگی دو رشته DNA و به دنبال پرتودرمانی در تومورهای بدخیم عمل می کند. در واقع، ممکن است اثر سیتوتوکسیک تابش را در سلول‌های تومور مقاوم به پرتو از طریق اختلال عملکرد p53 یا بیان بیش از حد Bcl{14}} افزایش دهد [58].

کاهش اثرات مضر اشعه ماوراء بنفش موضوع مهمی است که باید دنبال شود، زیرا UVB ({0}} نانومتر) می‌تواند یکپارچگی پوست را از بین ببرد و باعث آپوپتوز سلول‌های اپیدرمی شود و به طور بالقوه حتی منجر به سرطان پوست شود. بنابراین، ترکیبات محافظ پرتویی باید مورد بررسی قرار گیرند و آنتوسیانین ها کاندیدهای ارزشمندی هستند. به ویژه، اثر محافظتی سیانیدین-3-O-گلوکزید در برابر آسیب های ناشی از UVB، یکی از عوامل مضر برای نفع پوست انسان، برای کراتینوسیت HaCa انسان. آنتوسیانین قادر به کاهش گونه‌های اکسیژن فعال درون سلولی و همچنین سطوح فسفو-P53 و فسفو-ATM/ATR و بیان پروتئین ضد آپوپتوز لنفوم سلول B2 بود [59]. در واقع، همچنین نشان داده شد که سیانیدین-3-O-گلوکوزید بیان COX{13}} را از طریق تعامل با مسیرهای سیگنالینگ MAPK و Akt سرکوب می‌کند [60]. اشعه ماوراء بنفش (UV) بیش از حد باعث آسیب های پوستی می شود. محصور کردن سیانیدین{15}}O-گلوکزید در نانوذرات کیتوزان شواهدی را برای اثربخشی این فرمول برای کاهش مؤثر آسیب اپیدرمی ناشی از UVB از طریق مسیر سیگنال دهی آپوپتوز با واسطه p{18} ارائه کرد [61].

3.2. سایر فنل ها و پلی فنول ها با اثر حفاظتی رادیویی

ترکیبات غیر فلاونوئیدی نیز به صورت خالص یا مخلوط مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. فنل های ساده، مانند وانیلین، برای فعالیت محافظت در برابر پرتو آنها غربالگری شدند.

ترکیب 4-هیدروکسی-3-متوکسی بنزآلدئید، که بیشتر به عنوان وانیلین شناخته می‌شود، که به طور گسترده به عنوان طعم‌دهنده غذا استفاده می‌شود، قبلاً به عنوان قادر به مقابله با آسیب DNA ناشی از تشعشع در پلاسمید pBR322، محیطی انسان و موش مورد بررسی قرار گرفته بود. لکوسیت های خون و لنفوسیت های طحال. عملکرد مثبت به قابلیت مهار رادیکال آن و همچنین به مدولاسیون تعمیر DNA نسبت داده شد [62]. قدرت آنتی اکسیدانی وانیلین همچنین شامل توانایی آن برای عمل به عنوان یک لیپوپراکسیدان است. علاوه بر این، این ترکیب اثرات ضد جهش‌زایی را نشان می‌دهد و قادر به مهار شکستگی‌های کروموزومی DNA تک رشته‌ای ناشی از اشعه ایکس و UV است. علاوه بر این، اگرچه نشان داده شد که از بستن، ترمیم و تکثیر DNA نیز حمایت می کند، استفاده بالینی آن به دلیل فعالیت کم در داخل بدن محدود شده است. این یافته سنتز مشتق آن، VND3207 را ارتقا داد، که به نظر می‌رسد در یک غربالگری پیش بالینی، محافظ رادیویی نسبت به آسیب روده‌ای ناشی از تشعشع است [63]. در این زمینه، مشاهده شد که محافظت رادیویی، فراتر از خواص ضد رادیکالی این ترکیب، به دلیل تعدیل سطح p53 فعال در سلول‌های اپیتلیال روده است. اخیراً لی و همکاران [64] نشان داد که درمان با VND3207 می تواند بیان زیرواحد کاتالیزوری پروتئین کیناز وابسته به DNA (DNA-PKcs) را در سلول های لنفوبلاستوئید انسانی با یا بدون تابش افزایش دهد. همچنین، در این مورد، فعالیت آنزیم شامل ترمیم شکستگی دو رشته‌ای DNA بود.

اسیدهای هیدروکسی سینامیک که معمولاً در میوه‌ها، سبزیجات و نوشیدنی‌ها یافت می‌شوند و از نظر ساختاری با یک اسکلت فنیل پروپانوئید ناشی از دآمیناسیون فنیل آلانین و تیروزین در گیاهان مشخص می‌شوند، می‌توانند در حفاظت رادیویی منعکس شوند. در زمان‌های اخیر، اسید کافئیک به دلیل ظرفیت آنتی‌اکسیدانی، پیری زودرس سلول‌های بنیادی خونساز را بهبود می‌بخشد. در واقع، پیری با تولید بیش از حد ROS واسطه می شود. از سوی دیگر، کافئیک اسید می تواند به عنوان یک عامل پیش آپوپتوز در سلول های سرطان روده بزرگ عمل کند [65]. همچنین فرض بر این بود که اسید فرولیک در برابر تصادف یا قرار گرفتن عمدی در معرض پرتوهای یونیزان موثر است و ترمیم DNA با سرعت بیشتری در موش‌های تحت درمان با اسید فرولیک انجام شد [66].

در میان مشتقات هیدروکسی سینامویل، اسید کلروژنیک از بی ثباتی ژنومی ناشی از تابش اشعه ایکس در لنفوسیت های خون انسان غیر تومورزا جلوگیری کرد [67]. علاوه بر این، درمان با این دپسید، در سطح دوز 200 میلی‌گرم بر کیلوگرم، یک ساعت قبل از تابش با دوزهای بالای تابش y، بقای حیوان را مساعد کرد[68]. توانایی محافظت رادیویی فن اتیل استرهای کافئیک اسید که در بره موم فراوان هستند نیز مورد مطالعه قرار گرفت و شامل جلوگیری از آسیب های اکسیداتیو و نیتروزاتیو ناشی از تشعشعات می شود [69]. در مطالعه دیگری، فنتیل استر کافئیک اسید هم به عنوان یک محافظ پرتویی و هم به عنوان حساس کننده پرتو عمل می کند، به این معنی که می تواند با پیروی از مکانیسم های مختلف بسته به نوع بافت، پاسخ تشعشع را تعدیل کند [70].

اسید رزمارینیک، یک دپسید از کافئیک اسید و 3،4-دی هیدروکسی فنیل اسید لاکتیک، هنگامی که با دوز 100 میلی گرم بر کیلوگرم تجویز می شود، باعث بازیابی سلول های خون محیطی در موش های تحت تابش می شود |71]. همچنین توانایی آن با اسید کارنوزیک و کارنوسول، دو دی ترپن معطر، دارای خواص آنتی اکسیدانی و ضد میکروبی، که به همان اندازه از گیاه رزماری جدا شده اند، مقایسه شد. در واقع، اثرات محافظتی رادیویی در برابر تابش به ترتیب اسید کارنوزیک > اسید رزمارینیک بزرگتر یا مساوی با کارنوسول 【72】 بود. تحقیقات حفاظت رادیویی توجه خاصی به کورکومین دارد، که خواص آنتی اکسیدانی و ضد التهابی آن برای هدف قرار دادن مولکول های سیگنالینگ متعدد شناخته شده است [73].

نشان داده شد که دیفرولوئیل متان فیبروز ریوی ناشی از تشعشع را بهبود می بخشد [74]. اثر آن از طریق تنظیم تا محافظ سلولی هم اکسیژناز 1 بود. علاوه بر این، از آنجایی که استرس اکسیداتیو در نوروپاتی تشعشع نقش دارد، مهار گونه‌های اکسیژن فعال ناشی از تشعشع در سلول‌های اولیه ریه موش شناسایی شد. نتیجه پیشگیرانه کورکومین نیز در سلول های جام ایلئوم [75 لیتر، و در طول عمر مگس سرکه ملانوگاستر [76] بود. مهار فاکتور رونویسی NF-KB روش اصلی عمل کورکومین است و همچنین در حساسیت پرتویی مبتنی بر کورکومین نقش دارد [77].

یافته‌های اخیر قابلیت پیش‌درمانی با کورکومین را برای جلوگیری از آسیب اکسیداتیو پوستی ناشی از پرتودرمانی از طریق افزایش CAT، SOD و GSH-Px نشان می‌دهد[78]. در واقع، فراهمی زیستی کم کورکومین، به دلیل جذب ضعیف، متابولیسم سریع، و حذف سریع سیستمیک [79]، زمانی که رویکردهایی با هدف حفظ عملکرد آن مورد بررسی قرار گرفت، به دقت مورد توجه قرار گرفت. در این زمینه، فرمولاسیون لیپوزوم های محصور شده با کورکومین در مقیاس نانو [80] یا طراحی نانوذرات مبتنی بر آلبومین کونژوگه با کورکومین وجود داشت. به طور خاص، بهبود حفاظت رادیویی نانوذرات مبتنی بر آلبومین مزدوج در سلول‌های HHF{10}} تابش شده با اشعه ایکس تخمین زده شد و نشان داد که نانوذرات با کورکومین در غلظت 50 میکروگرم بر میلی‌لیتر باعث افزایش 2.{14} برابری در سلول می‌شوند. زنده ماندن با توجه به سلول هایی که فقط تحت تابش اشعه ایکس قرار گرفتند [81].

جدول 1 خلاصه ای از داده های ادبیات مربوط به تمام ترکیبات فنلی و پلی فنلی در نظر گرفته شده در بحث فوق را، به ترتیب حروف الفبا، با جزئیات مربوط به مدل مورد مطالعه (in vitro یا in vivo)، دوز مورد استفاده، و اثر(های) حفاظتی اصلی نشان می دهد.

4. عصاره های گیاهی فعال زیستی در حفاظت رادیویی: موضوعی که هنوز کمتر از ارزش گذاری شده است

عصاره های گیاهیدارای داروهای بی نهایت درمانی مانند ضد سرطان، آنتی اکسیدان، ضد میکروبی، ضد التهاب و ضد درد است. طبق گزارش سازمان جهانی بهداشت (WHO)، حدود 80 درصد از مردم در سراسر جهان از طب سنتی برای نیازهای مراقبت های اولیه بهداشتی استفاده می کنند [82]. نزدیک به 20،{4}} گیاه دارویی در 91 کشور وجود دارد که حاوی طیف وسیعی از مواد هستند که می‌توانند برای اهداف درمانی مختلف استفاده شوند. عصاره‌های مختلف گیاهی غنی از فنل‌ها و پلی فنل‌ها و/یا سایر متابولیت‌های تخصصی (مانند کاروتنوئیدها، ترکیبات گوگردی) برای اثرات محافظتی در برابر پرتوهایشان غربال‌گری شدند و مکانیسم‌های بالقوه اعمال پیشنهاد شدند.

در واقع، اگرچه اثربخشی امیدوارکننده‌ای پیشنهاد شد، داده‌های ادبیات اغلب فاقد تجزیه و تحلیل ترکیب شیمیایی دقیق و استانداردسازی هستند، که تکرارپذیری داده‌ها را به خطر می‌اندازد.

فعالیت ها درحفاظت در برابر اشعههمانطور که در عصاره های به دست آمده از گیاهان دارویی، که به طور گسترده در طب مکمل و جایگزین استفاده می شود، یا از گیاهان غذایی ارزیابی شده است در زیر گزارش شده است. عصاره الکلی گیاه Ageratum conyzoides قادر به محافظت از مرگ و میر در موش هایی بود که در معرض تابش 10 گری قرار داشتند. بر این اساس، تا دوز 3000 میلی‌گرم در کیلوگرم بر کیلوگرم به غلظت غیر سمی نسبت داده شد، که نشان می‌دهد که حفاظت رادیویی ارائه شده توسط Ageratum conyzoides ممکن است تا حدی به دلیل مهار گونه‌های فعال اکسیژن ناشی از تشعشعات یونیزان باشد [83].

بررسی عصاره‌های پنج گیاه دارویی از جمله آداتودا وازیکا، تاج‌خروس paniculatus، Brassica compestris، Mentha piperita و Spirulina fusiformis نشان داد که ظرفیت آنتی‌اکسیدانی این عصاره‌های گیاهی می‌تواند مسئول ظرفیت‌های محافظت در برابر پرتو باشد [84]. بر اساس این مطالعه، ترکیبات شیمیایی اصلی نقش کلیدی در حفاظت در برابر تشعشع دارند. این ترکیبات یک واکسن، VersionOne، بتائین، ویتامین C، -کاروتن، و vasakin در Adhatoda wasica بودند. پروتئین ها، ویتامین ها (C و E)، پروویتامین A و ریبوفلاوین در Amaranthus paniculatus. آلیل ایزوتیوسیانات، گلوکوزینولات ها، ایندول ها در Brassica compestris و پروتئین ها، ویتامین های طبیعی (کاروتن) و SOD در Spirulina fusiformis.

چندین مسیر برای محافظت در برابر پرتوهای یونیزان در سلول های پستانداران پیشنهاد شده است [85]. این مکانیسم‌ها شامل مهار رادیکال‌های آزاد از طریق مهار گونه‌های فعال اکسیژن و همچنین اهدای اتم هیدروژن است [{2}}،87]. می توان نتیجه گرفت که ترکیبات فنلی به دلیل فعالیت آنتی اکسیدانی خود می توانند به عنوان جاذب کننده رادیکال های آزاد و به همین ترتیب محافظ پرتویی عمل کنند [84]. اخیراً، یک عصاره آبی از یک رقم گیلاس ایتالیایی جنوبی، که از اسیدهای کلروژنیک و فلاونوئیدها همراه با کربوهیدرات‌های ساده و پلی‌ال‌ها تشکیل شده است، ثابت کرد که رفتار تعدیل‌کننده رادیویی را در برابر رده سلولی نوروبلاستوما SH-SY5Y اعمال می‌کند. در واقع، در دوزهای پایین، به عنوان یک عامل محافظ رادیویی عمل می کند، در حالی که در دوزهای بالا اثرات سیتوتوکسیک را به دلیل قرار گرفتن در معرض تابش افزایش می دهد [88].

برگ گیاه الیاف (Olea europaea) منبع غنی از فنل ها وپلی فنول ها، که پتانسیل محافظت در برابر پرتو آن در درمان های قبل و بعد از UV مورد بررسی قرار گرفت [89]. فعالیت های ضدکلاستو ژنیک و ضد رادیکال عصاره برگ زیتون، 24.5 درصد در اولئوروپئین، 1.5 درصد در هیدروکسی تیروزول، و تقریبا 3 درصد در فلاون{9}}گلوکوزیدها و 1 درصد در ورباسکوزید یافت شد. همچنین اثرات اولئوروپئین خالص بر پاسخ تابش در کارسینوم نازوفارنکس مشخص شد [90]. اسید اولئانولیک و اسید اورسولیک، دو اسید تری ترپن از میوه زیتون و سایر محصولات غذایی، می توانند رشد تومور را مهار کرده و سلول های بنیادی خون سازی (HSCs) را پس از تابش اصلاح کنند [91]. علاوه بر این، فعالیت ضد تومور توسط فعل و انفعال اسید اولئانولیک و اسید اورسولیک انجام شد، به طوری که آنها ممکن است تا حدی به عنوان عوامل ضد سرطان عمل کنند و علاوه بر این، آسیب های ایجاد شده بر روی بافت خون ساز پس از پرتودرمانی را کاهش دهند [91،92]. حفاظت رادیویی توسط پلی فنل های سیب نیز از طریق مطالعات آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت که عمدتاً با هدف روشن کردن توانایی پلی فنل در از بین بردن رادیکال های آزاد [93] انجام شد.

Rheum palmatum L. و ترکیب اصلی آن emodin (6-متیل-13،8-trihydroxyanthraquinone)، در برابر اشعه y محافظ پرتویی بودند. مکانیسم اثر Emodin به نحوی است که سطح تیول های کل مانند گلوتاتیون و محصولات پراکسیداسیون لیپیدی کاهش یافته است. علاوه بر این، اندازه‌گیری آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان زبان، گلوتاتیون پراکسیداز، گلوتاتیون-S-ترانسفراز، گلوتامیل ترانسفراز و گلوکز{7}فسفاتاز، بهبود سطح تیول‌های سلولی و آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی را در سرم گاما-ایر دیابتی‌شده نشان داد. با درمان امودین [94].

عصاره اتانولی برگ Adhatoda vasica L. Nees، یک داروی گیاهی شناخته شده در طب آیورودا و یونانی، کاهش معنی داری در سطح اسید فسفاتاز و در مقابل افزایش سطح آلکالن فسفاتاز نشان داد. قبل از درمان با Adha-toda همچنین به طور قابل توجهی جلوگیری از آسیب کروموزومی ناشی از تشعشع در سلول های مغز استخوان را نشان داد. با این حال، نیاز به مطالعات مکانیکی برای اثرات محافظت در برابر پرتو و همچنین مواد اصلی در عصاره آن وجود دارد [95]. عصاره برگ Adhatoda vasica همچنین برای نقش محافظتی در طحال موش های آلبینو سوئیسی که در معرض تابش 6 گری Y قرار داشتند گزارش شده است [96].

اثر محافظتی رادیویی عصاره برگ Amaranthus paniculatus گزارش شده است [97،98]. تجویز خوراکی عصاره A. paniculatus با 800 میلی گرم بر کیلوگرم وزن بدن موش سوئیسی آلبینو به مدت 15 روز متوالی قبل از قرار گرفتن در معرض اشعه گاما، افزایش کلنی های درون زا طحال و وزن طحال را بدون هیچ گونه عارضه یا سمیت نشان داد. تعدیل گلوتاتیون و همچنین پراکسیداسیون لیپیدی از دیگر نتایج آن بود [97].

خانواده Lamiaceae دارای توانایی محافظت رادیویی هستند، با مکانیسم‌هایی که عمدتاً از بین بردن رادیکال‌های آزاد، محافظت از آسیب DNA، کاهش پراکسیداسیون لیپیدی، و افزایش سطح فعالیت آنزیم گلوتاتیون، سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز و آلکالین فسفاتاز [99] می‌باشد. به عنوان مثال، Mentha piperita یک گیاه متعلق به این خانواده است که حاوی اوژنول، اسید کافئیک، اسید رزمارینیک و توکوفرول است که نقش کلیدی در خواص ضد سرطانی و محافظت در برابر اشعه ایفا می کند [84,100].

خواص درمانی و دارویی گیاهان معطر گزارش شده است. در این میان، اسانس ها برای جنبه های مختلفی مانند لوازم آرایشی، عطر، آفت کش ها و نوشیدنی ها استفاده می شوند. از آنجایی که اسانس‌ها به‌خاطر فعالیت‌های آنتی‌اکسیدانی و مهار رادیکال‌های آزاد شناخته می‌شوند، می‌توان آن‌ها را به‌عنوان محافظ پرتویی نیز در نظر گرفت، Ageratum معتقد است که نشان می‌دهد رادیکال‌های DPPH را مهار می‌کند، همچنین نقش محافظتی پرتوی آن با دوز 75 میلی‌گرم بر کیلوگرم برای 6-11 گری در موش. عوامل فعال در این گیاه فلاونوئیدهای پلی‌اکسیژنه، تری ترپن‌ها (فریدلین)، استرول‌ها-سیتوسترول و استیگماسترول و آلکالوئیدها (گلوکزامین و اکینات) می‌باشند [83].

Allium cepa، Alium station دو گیاه از خانواده Liliaceae هستند که دارای آنتی اکسیدان، ضد فشار خون و کاهش قند خون هستند [101]. تیوسولفات های Alk(en)yl پیاز و سیر به طور قابل توجهی آسیب سلول های H4IIE هپاتوم موش و سلول های L5178Y لنفوم موش تحت درمان با 10Gy تابش اشعه ایکس را کاهش دادند [102].

اخیراً، اثر محافظتی پرتوی یک عصاره هیدروالکلی Pterocarpus san-talinus، یک درخت برگریز با اندازه کوچک تا متوسط ​​متعلق به خانواده Fabaceae [103، در موش‌های BALB/c که در معرض پرتو Y قرار داشتند تأیید شد. هموستاز ردوکس تخریب شده توسط تابش به دنبال درمان با عصاره بهبود یافت، که احتمالاً از طریق تنظیم مثبت Nrf2، HO-1، و GPX-1p رخ داده است. تجزیه و تحلیل UHPLC-HRMS/MS از عصاره، تنوع آن را در Santolina، فراتر از سایر فنل ها و ترکیبات فلاونوئیدی برجسته کرد [104]. علاوه بر این، عصاره هیدروالکلی Pterocarpus santalinus (PSHE) غیر سمی بود و زمانی که ماکروفاژهای RAW264.7 با آن پیش تیمار شدند، مهار قابل توجهی از سیتوکین‌های پیش‌التهابی IL{16}} و تولید TNF مشاهده شد. پلی‌فنول‌های گیاهان دارویی، مانند Sanguisorba officinalis و Erigeron canadiens، می‌توانند با استفاده از مکانیسم‌های ROS، استرس اکسیداتیو ناشی از تابش را در لنفوسیت‌های طبیعی کاهش دهند و به‌عنوان یک اصلاح‌کننده تشعشع برای سلول‌های طبیعی عمل می‌کنند [105]. عصاره ای از Lonicera caerulea var. edulis، غنی از آنتوسیانین، و تزریق داخل معده به موش ها یک بار در روز، قبل از تابش 5Gy کل بدن 5Coy، در کاهش سطح مالون دی آلدئید موثر بود و در عین حال فعالیت سوپراکسید دیسموتاز و گلوتاتیون پراکسیداز و محتوای گلوتاتیون GSH در کبد را افزایش داد. 106].

5. نتیجه گیری ها

در طول دو دهه گذشته، متابولیت های ثانویه در گیاهان به طور گسترده به دلیل ویژگی های درمانی خود به عنوان محافظ پرتویی مورد توجه قرار گرفته اند. در واقع، سمیت و هزینه کمتر محصولات طبیعی دو عامل کلیدی به نظر می‌رسد که پژوهش را به تعمیق درک مکانیسم اثر این مواد سوق می‌دهد. بنابراین، مطالعات متعددی در ادبیات متمرکز بر نقش آنها در مقابله با آسیب ناشی از IR یافت می شود. ترکیبات خالص یا عصاره‌های گیاهی که فعالیت مهار رادیکال‌های آزاد، خواص ضد لیپوپراکسیدانی و کاهش‌دهنده را نشان می‌دهند، مورد توجه غالب هستند و مستعد مداخله در ترمیم DNA یا بازسازی آسیب‌های کروموزومی هستند.

به طور خاص، (پلی) فنل ها می توانند جایگزین ارزشمندی برای ترکیبات مصنوعی برای استفاده به عنوان عوامل محافظت کننده در برابر پرتو باشند. در واقع، بر اساس اثربخشی آنتی اکسیدانی/پراکسیدانی وابسته به دوز، آنها می توانند از سلول های طبیعی محافظت کنند، با محافظت اندک یا بدون محافظت از سلول های تومور مقاوم به پرتودرمانی. بنابراین، آنها شواهد خوبی در مورد یک عمل تعدیل کننده رادیویی احتمالی ارائه می دهند.

علاوه بر این، با توجه به ماهیت رژیم غذایی اکثر ماتریس های مورد بررسی، مزیت بزرگ دیگری می تواند از مناسب بودن تجویز خوراکی ناشی شود که می تواند در طول پرتودرمانی بهینه باشد. با این حال، به استثنای معدودی، داده‌های موجود تا به امروز جزئی باقی می‌مانند و عمدتاً نتیجه مطالعات آزمایشگاهی هستند که در عین تعمیق دانش شیمیایی و بیولوژیکی مولکول‌ها، در مطالعات پیش‌بالینی و/یا بالینی یا مطالعات پیش‌بالینی راحتی پیدا نمی‌کنند. که در آن، به ویژه هنگام ارزیابی زیست فعالی عصاره گیاه، ترکیب شیمیایی آن در نظر گرفته نمی شود.

منابع

1. بلی، م. Indovina, L. پاسخ موجودات زنده به محیط کم تشعشع و پیامدهای آن در حفاظت در برابر تشعشع. جلو. بهداشت عمومی 2020، 8، 601711. [CrossRef]

2. گودهد، DT ارزیابی نقش میکرودوزیمتری در رادیوبیولوژی. رادیات. Res. 1982، 91، 45. [CrossRef]

3. جگو، پ. لوبریچ، ام. پاسخ های آسیب DNA ناشی از تشعشع. رادیات. Prot. دوسیم. 2006، 122، 124-127. [CrossRef] [PubMed]

4. دورانته، م. Manti, L. پاسخ انسان به محیط های پرتوهای با پس زمینه بالا در زمین و فضا. Adv. Space Res. 2008، 42، 999-1007. [CrossRef]

5. ساها، GB فیزیک و رادیوبیولوژی پزشکی هسته ای. Springer Science & Business Media: برلین، هایدلبرگ، آلمان، 2012.

6. Varanda، EA; Tavares، DC رادیوحفاظت: مکانیسم ها و عوامل محافظت کننده پرتو از جمله زهر زنبور عسل. جی. ونوم. انیمیشن. Toxins 1998، 4، 5-21. [CrossRef]

7. لومکس، ME; فولکس، LK; O'Neill, P. پیامدهای بیولوژیکی آسیب DNA ناشی از تشعشع: ارتباط با پرتودرمانی. کلین اونکول. 2013، 25، 578-585. [CrossRef]

8. مانتی، ال. برازلمان، اچ. Calabrese، ML; ماسا، آر. Pugliese، M. اسکامپولی، پی. سیسیگنانو، جی. گروسی، جی. اثرات تابش مایکروویو مدوله شده در فرکانس تلفن همراه (1.95 گیگاهرتز) بر انحرافات کروموزوم ناشی از اشعه ایکس در لنفوسیت های انسانی در شرایط آزمایشگاهی. رادیات. Res. 2008، 169، 575-583. [CrossRef]

9. وانگ، ک. دیلینی، GP; بارتون، MB; اطلاعات، PEKFC تعداد بهینه بخش‌های رادیوتراپی مبتنی بر شواهد برای سرطان: ابزاری مفید برای برآورد تقاضای رادیوتراپی. رادیوتر. اونکول. 2015، 119، 145-149. [CrossRef]

10. Johnke, RM; Sattler، JA; آلیسون، RR عوامل رادیوپروتکتیو برای پرتودرمانی: روندهای آینده. آینده. اونکول. 2014، 10، 2345-2357. [CrossRef]

11. Andreassen، CN; گراو، سی. Lindegaard، JC حفاظت رادیویی شیمیایی: بررسی انتقادی آمیفوستین به عنوان یک محافظ سلولی در پرتودرمانی. سمین. رادیات. اونکول. 2003، 13، 62-72. [CrossRef]

12. اوبرادور، ای. سالوادور، آر. ویلاسکوسا، جی. سوریانو، جی. استرلا، جی. مونتورو، A. حفاظت رادیویی و کاهش پرتو: از نیمکت تا تمرین بالینی. Biomedicines 2020, 8, 461. [CrossRef]