دائره المعارف بدن انسان
 

 

Amyotrophic lateral sclerosis

بیماری اسکلروز جانبی آمیوتروفیک(ALS)

 

فهرست مندرجات:

علائم ALS

علل ALS

سوپراکسید دیسموتاز(SOD)

مس/روی سوپراکسید دیسموتاز(SOD1)

آنتی اکسیدان ها و رادیکال های آزاد

رده بندی ALS

تشخیص ALS

درمان ALS

شیوع ALS

 

اسکلروز جانبی آمیوتروفیک(به اختصار ALS ، بیماری لوگهریگ نیز اشاره می شود) یکی از اشکال بیماری نورون حرکتی می باشد و بیماری پیش رونده ، مرگ آور و دژنراتیو سلول های عصبی است که در اثر تباهی و تخریب نورون های حرکتی ، سلول های عصبی مغز و طناب نخاعی که مسئول کنترل ارادی عضلات هستند ، به وجود می آید. این بیماری را بیشتر به افتخار لو گهریگ بیسبالیست معروف آمریکایی و عضو تیم یانکی های نیویورک که در سال 1939 از بیماری ALS جان باخت ، به نام بیماری لو گهریگ نیز می شناسند.

اصطلاح آمیوتروفیک از زبان یونانی می آید: آ-به معنای بدون ، میو-اشاره به عضله ، و تروفیک به معنای تغذیه می باشد. بنابراین آمیوتروفیک به معنای عدم تغذیه عضلانی می باشد که ویژگی های تحلیل بافت عضله ی آسیب دیده ی فرد مبتلا را توصیف می کند. اصطلاح جانبی در این بیماری ، نواحی و قسمت هایی در طناب نخاعی فرد را مشخص می کند که در آنجا سلول های عصبی که کنترل و هدایت عضلات را به عهده دارند قرار گرفته اند. تحلیل رفتن این ناحیه منجر به بروز بافت جوشگاهی یا سخت شدن(اسکلروز) آن ناحیه می شود.

علائم و نشانه های ALS:

این بیماری موجب ضعف عضله و آتروفی در سراسر بدن شده که در اثر تخریب و تباهی(دژنراسیون) هر دو نورون حرکتی فوقانی و تحتانی ایجاد می شود. افراد مبتلا ممکن است در نهایت توانایی شروع و کنترل تمامی حرکات ارادی را از دست بدهند ، اگرچه اسفنکترهای مثانه و روده و عضلات مسئول حرکت چشم معمولا ، اما نه همیشه ، از آسیب بیماری در امان می باشند.

عملکرد شناختی به طور کلی برای اکثر بیماران آسیب نمی بیند اگرچه برخی(5 درصد) نیز دچار دمانس فرونتوتمپورال(گیجگاهی-پیشانی) می شوند. درصد بالایی از بیماران(30 تا 50 درصد) نیز تغییرات شناختی نامحسوس تری دارند که ممکن است از نظر دور بماند ، اما با جزئیات آزمایش عصب روانشناختی(نوروسایکولوژی)  آشکار می شود. اعصاب حسی و سیستم عصبی اتونومیک (خودکار) ، به طور کلی تحت تاثیر قرار نمی گیرند اما ممکن است برای برخی از بیماران تحت تاثیر قرار گیرند.

علائم اولیه بیماری ALS:

اولین نشانه های ALS ، معمولا شامل ضعف و آتروفی عضلانی آشکار می باشد. سایر علائم اولیه عبارتند از فاسیکولاسیون(تکان غیرارادی) عضله ، گرفتگی یا سفتی عضلات آسیب دیده ، تاثیر ضعف عضله بر روی عضلات دست و پا ، گفتار بریده بریده و تودماغی. بخش هایی از بدن که تحت تاثیرعلائم اولیه ALS قرار می گیرند ابتدا به آسیب نورون های حرکتی در بدن بستگی دارند.

حدود 75 درصد افرادی که مبتلا می شوند ، در ابتدا علائمی را در دست و پا احساس می کنند. ممکن است بیماران هنگام راه رفتن یا دویدن حس عجیب و غیرطبیعی داشته باشند یا احساس کنند که دارند تلوتلو می خورند ، اغلب همراه یک پای افتاده که روی زمین کشیده می شود.

بیمارانی که دارای علائم اولیه در دست ها می باشند ممکن است مشکلاتی در انجام برخی کارهای ساده  که نیاز به کمی مهارت دارد نظیر بستن دکمه پیراهن ، نوشتن ، یا گرداندن کلید در قفل داشته باشند. گاهی اوقات ، علائم برای مدت طولانی یا تمام دوره بیماری محدود به یک اندام باقی می مانند.

حدود 25 موارد بیماری ALS شروع مغزی دارند ، در این حالت افراد در ابتدا متوجه مشکلاتی در تکلم ، روانی گفتار یا بلع می شوند. گفتار این افراد ممکن است بریده بریده ، تودماغی شده و تون صحبت و صدای آنها کاهش یابد. سایر علائم شامل اشکال در عمل بلع ، و از دست رفتن تحرک زبانی آنها می باشد. درصد کمتری از بیماران ALS شروع تنفسی دارند و مشکل تنفسی پیدا می کنند که در این حالت ، عضلات قفسه سینه(اینترکوستال) در ابتدا تحت تاثیر قرار می گیرند.

صرف نظر از این که چه بخشی ابتدا توسط بیماری تحت تاثیر قرار می گیرد ، با پیشرفت بیماری ، ضعف عضلانی و آتروفی(تحلیل رفتن عضلات) به سایر قسمت های بدن گسترش می یابد ،  مشکلات در حرکت ، بلع(دیسفاژی) و تکلم بیماران افزایش می یابد. نشانه های دخالت نورون حرکتی فوقانی شامل سفتی عضلات(اسپاستیسیتی) و تشدید رفلکس ها(هیپررفلکسی) می باشد.

یک رفلکس غیرطبیعی به نام نشانه ی بابینسکی نیز نشان دهنده آسیب نورون حرکتی فوقانی می باشد. علائم تخریب و تباهی نورون حرکتی تحتانی شامل ضعف و آتروفی عضلانی ، گرفتگی عضله ، و تکان های سریع غیرارادی عضلات(فاسیکولاسیون) می باشد. حدود 15-45 درصد بیماران دچار ناپایداری احساسی می شوند که شامل حملات ناگهانی خنده و گریه نسبت داده شده به دژنراسیون نورون های حرکتی فوقانی بوده که به ابرازهای حرکتی بیش از اندازه ی احساس می انجامد.

برای تشخیص بیماری ALS ، بیماران بایستی علائم و نشانه های آسیب نورون حرکتی فوقانی و تحتانی را باهم داشته باشند.

پیشروی بیماری ALS:

اگرچه شدت بروزعلائم و نشانه ها و سرعت پیشرفت بیماری از فردی به فرد دیگر متفاوت است ، ولی در نهایت بیشتر بیماران توانایی ایستادن ، راه رفتن ، رفتن به رختخواب بدون استفاده از کمک دیگران ، و استفاده از دست هایشان را از دست می دهند. اشکال در بلع و جویدن ، در توانایی بیمار برای غذا خوردن به طور طبیعی آسیب وارد کرده و خطر خفه شدن در اثر پریدن غذا به داخل مجاری تنفسی را افزایش می دهد. از آنجایی که این بیماری معمولا بر روی توانایی ها و قابلیت های شناختی تاثیر نمی گذارد ، بیماران متوجه از دست رفتن پیش رونده ی عملکردهای خود شده و ممکن است دچار یک حالت افسردگی و اضطراب شوند.

با ضعیف شدن عضلات دیافراگم و قفسه سینه(بین دنده ای) ، توانایی و ظرفیت حیاتی اجباری و فشار دمش کاهش می یابد. اکثر مبتلایان به ALS در اثر نارسایی تنفسی ناشی از فلج عضلات تنفسی یا ذات الریه(پنومونی) می میرند. گاهی اوقات علت قطع تنفس در این افراد فرو دادن ذرات غذا یا ترشحات دهانی به داخل ریه ها است. تهویه ی فشار مثبت بای لول(Bilevel positive pressure ventilation) (BiPAP) اغلب استفاده می شود. توصیه می شود که بیماران در مورد داشتن عمل جراحی تراکئوتومی(نای بری) و تهویه مکانیکی طولانی مدت تصمیم گیری کنند.

مرگ معمولا در عرض دو تا پنج سال پس از تشخیص بیماری روی می دهد. اگرچه بیماری می تواند در هر سنی بروز کند ، اما اکثر بیماران هنگام بروز بیماری بین سنین 40 و 50 سالگی می باشند و احتمال ابتلا در مردان کمی بیشتر از زنان است. بیماری پیش رونده ALS ، در نیمی از افراد تشخیص داده شده ، ظرف سه سال و در نود درصد ظرف شش سال منتهی به مرگ می گردد.

ALS ، به طور چشمگیر بر روی نورون های حرکتی تاثیر می گذارد و در اکثر موارد ، بیماری به ذهن بیمار ، شخصیت ، هوش و حافظه فرد آسیبی وارد نمی کند. افراد مبتلا به ALS می‌توانند حتی در مراحل پیشرفته بیماری هم حافظه ، شخصیت و هوش خود را در همان سطح قبل از شروع بیماری نگه دارند. همچنین حواس بینایی ، بویایی ، لامسه و شنوایی از دسترس بیماری به دور هستند. اعصاب حرکتی موثر در حرکت چشم ها برای مدت های طولانی از حمله عامل بیماری مصون خواهند ماند ، اگرچه برخی بیماران با یک دوره بسیار طولانی از بیماری(بالای 20 سال) ممکن است کنترل چشم خود را از دست بدهند. برخلاف بیماری اسکلروز چندگانه(ام اس) ، کنترل مثانه و روده معمولا در بیماری ALS حفظ می شود ، اگرچه در نتیجه ی بی تحرکی و تغییرات غذایی ، مشکلات روده ای از قبیل یبوست ممکن است بروز نمایند.


 

علل بیماری ALS:

برای بیماران بدون پیشینه و سابقه خانوادگی از این بیماری ، که 95 درصد از موارد را شامل می شوند ، هیچ علت شناخته شده ای برای ALS وجود ندارد. عامل وراثتی شناخته شده در ALS تنها پنج درصد از تمامی موارد محسوب می شود. یک نقص ژنتیکی وراثتی بر روی کروموزوم 21 (کدگذار برای سوپراکسید دیسموتاز) مرتبط با 20 درصد از موارد خانوادگی بیماری ALS است.

شایع ترین جهش SOD1 به وجود آورنده ی بیماری ALS در آمریکای شمالی ، A4V می باشد که مشخصه ی آن ، پیشرفت فوق العاده سریع از لحظه ی آغاز بیماری تا لحظه ی مرگ است. کودکان تشخیص داده شده به ALS خانوادگی ، احتمال خطر بیشتری برای مبتلاشدن به این بیماری داراهستند.

ضربات وارد به سر ممکن است منجر به بیماری ALS شود. تحقیقات جدید نشان می دهند که افرادی که ضربه هایی به سرشان وارد شده مانند ورزشکاران بیشتر در معرض خطر ابتلای به بیماری ALS می باشند. طبق این تحقیقات افراد ورزشکار و یا سربازانی که در جنگ در معرض انفجارهای با سروصدای زیاد هستند بیشتر در معرض خطر ابتلای به این بیماری می باشند. شواهد جدید از بیماری ALS در مغز دو نفر از بازیکنان فوتبال پیدا شده که ثابت شده آنان در اثر بیماری ALS فوت کرده اند. همچنین علت مرگ یکی از بوکسورهای معروف هم همین بیماری بوده است. از سوی دیگر در مطالعه‌ ای که توسط سازمان کهنه سربازان انجام شده بود، هیچ ارتباطی میان خدمت سربازی و  ALS دیده نشد. اما در پنجمین مطالعه دیده شد که احتمال ابتلای سربازان کهنه ‌کاری که در فاصله زمانی میان سال‌های‪ 1910 و 1982 خدمت می ‌کردند به بیماری ‪ ALS ، 1.5  برابر بیشتر از دیگران بود.

شرایط اقلیمی و تغذیه ای در بروز بیماری موثر شناخته نشده است. اثر تماس طولانی با حوزه مغناطیسی قوی و فعالیت های ورزشی سنگین در بروز بیماری مشکوک بوده است. همچنین مواد غذایی گلوتومات ، سموم و سیگار احتمالا در بروز بیماری دخیل می باشد. بیماری در تعدادی از سربازان آمریکایی که در جنگ خلیج فارس شرکت کرده بودند مشاهده شده است. زیادی بعضی از المان ها مانند منگنز، سرب ، آلومینیوم ، سلنیم و غیره در آب و غذا شاید در بروز بیماری نقش داشته باشند. در مورد علل ویروسی و اختلال ایمنی و مسمومیت ها سال ها تحقیق به عمل آمده و هیچ کدام تایید نشده است.

بیماری زایی:

مشخصه ی تعریف کننده ی ALS ، مرگ نورون های حرکتی فوقانی و تحتانی در کورتکس حرکتی مغز ، ساقه مغز ، و طناب نخاعی می باشد. پیش از تخریب آنها ، نورون های حرکتی ، اجزاء پروتئینی را در جسم سلولی و آکسون های خود رشد می دهند. این اجزاء اغلب تلفیق و ترکیب یکی از پروتئین های مرتبط با ALS می باشد: SOD1 ، TDP-43 ، یا FUS. این اجزاء تجمع های غیر آمیلوئیدی هستند. این بیماری در تضاد با پلاک ها و تجمع های پروتئین  دیده شده در بسیاری از بیماری های دیگر عصبی از جمله بیماری آلزایمر ، بیماری پارکینسون ، بیماری هانتینگتون می باشد.

پروتئین ‪ TDP-43  که توسط این ناهنجاری ژنی تولید می ‌شود ، سمی است.  معلوم شده است که مبتلایان به این بیماری از رسوبات غیرعادی پروتئین ‪  TDP در سلول‌ های عصبی در حال مرگ برخوردارند اما تصور می ‌شود که این ساختار می ‌تواند توسط سلول‌ های آسیب دیده که تلاش می ‌کنند خود را ترمیم کنند ، ایجاد شود. در اعصاب در حال از بین رفتن افرادی که مبتلا به این بیماری عصب حرکتی هستند ، تجمع‌های غیرعادی این پروتئین وجود دارد.

سوپراکسید دیسموتاز(superoxide dismutase):

علت ALS نامشخص است ، هرچند گام مهمی در جهت تعیین علت در سال 1993 حاصل شد ، در آن هنگام دانشمندان دریافتند که جهش در ژنی که آنزیم مس/روی سوپراکسید دیسموتاز(SOD1) را تولید می کند ، با برخی موارد(حدود 20 درصد) ALS خانوادگی همراه می باشد. این آنزیم یک آنتی آکسیدان قوی است که بدن را از آسیب ناشی از سوپراکسید که رادیکال آزاد سمی تولید شده در میتوکندری است محافظت می کند. رادیکال های آزاد ، مولکول های بسیار واکنش پذیری هستند که توسط سلول ها در طول متابولیسم نرمال تولید می شوند. رادیکال های آزاد می توانند تجمع کرده و باعث صدمه به دی ان ای میتوکندریایی و هسته و پروتئین های داخل سلول شوند.

سیستم جذب اکسیژن از آنزیم های سوپراکسید دیسموتاز ، کاتالاز و گلوتاتیون پراکسیداز تشکیل شده است. در این مجموعه ، SOD یک آنزیم کلیدی است ، زیرا در اولین مرحله ی حذف رادیکال های آزاد نقش دارد. سه ایزو آنزیم SOD شناسایی شده اند که شامل SOD سیتوزولی(Cu/Zn SOD) ، SOD میتوکندریایی(Mn-SOD) و SOD خارج سلولی(EC-SOD) می باشند.

تا به امروز ، بیش از 110 جهش مختلف در SOD1 مرتبط با این بیماری بوده است ، که بعضی از آنها دوره ی بالینی بسیار طولانی(به عنوان مثال H46R) دارند ، درحالی که بقیه ، مانند A4V ، به طور فوق العاده تهاجمی هستند. شواهد نشان می دهند که عدم دفاع در مقابل استرس اکسیداتیو مرگ برنامه ریزی شده سلول را در میان بسیاری از پیامدهای احتمالی دیگر تنظیم می کند. اگرچه هنوز روشن نشده است که جهش ژن SOD1 چطور منجر به دژنراسیون نورون حرکتی می شود ، محققان نظریه پردازی کرده اند که تجمع رادیکال های آزاد ممکن است ناشی از عملکرد ناقص و معیوب این ژن باشد.

در موش های دارای SOD1 جهش یافته(اغلب ، موتان G93A) ، تجمع SOD1 جهش یافته تنها در بافت های بیمارشده وجود داشت و مقادیر بیشتر در حین دژنراسیون نورون حرکتی شناسایی شدند. نتیجه گیری می شود که انباشتگی تجمع SOD1 جهش یافته نقشی را در مختل کردن عملکردهای سلولی از طریق آسیب زدن میتوکندری ها ، پروتئازوم ها ، شاپرون های چین خورده پروتئین ، یا سایر پروتئین ها ایفا می کند.

در انسان ها ، جهش های SOD1 ، تنها 2 درصد یا بیشتر موارد کلی را ایجاد می کند و مکانیسم های اتیولوژیکی ممکن است از مواردی که مسئول شکل اسپورادیک بیماری هستند متمایز باشد.

سوپراکسید دیسموتاز(SOD, EC 1.15.1.1) رده ای از آنزیم ها می باشد که دیسموتاسیون سوپراکسید را به اکسیژن و هیدروژن پراکسید کاتالیز می کند. آنها آنتی اکسیدان های مهمی در تمامی سلول های در معرض اکسیژن هستند.

چندین شکل رایج SOD وجود دارد: آنها پروتئین هایی با فاکتور مشترک همراه مس و روی یا منگنز ، آهن ، یا نیکل می باشند. برای نمونه ، برور(1967) ، پروتئینی معروف به سوپراکسید دیسموتاز را به عنوان یک ایندوفنول اکسیداز توسط آنالیز پروتئین ژل های نشاسته با استفاده از تکنیک فنازین-تترازولیم شناسایی نمود.

سه خانواده ی اصلی از سوپراکسید دیسموتاز وجود دارد ، که بستگی به فاکتور مشترک فلزی دارد: نوع مس/روی(که با مس و روی پیوند می دهد) ، نوع آهن و منگنز(که با آهن یا منگنز پیوند می دهد) ، و نوع نیکل که با نیکل پیوند می دهد.

مس/روی سوپراکسید دیسموتاز- که معمولا توسط یوکاریوت ها استفاده می شوند. سیتوزول های تمامی سلول های یوکاریوتی حاوی آنزیم SOD همراه مس و روی(Cu-Zn-SOD) می باشند.

برای نمونه ، مس/روی سوپراکسید دیسموتاز موجود معمولا از اریتروسیت های گاوی تصفیه می شوند: آنزیم مس-روی یک هومودیمر با وزن مولکولی 32500 می باشد. پروتئین مس-روی گاوی اولین ساختار SOD در سال 1975 بود.

لیگاندهای مس و روی ، شامل شش زنجیره فرعی هیستیدین و یک زنجیره ی فرعی آسپارتات می باشند. و یک هیستیدین بین دو فلز مشترک است.

آهن یا منگنز سوپراکسید دیسموتاز- که توسط پروکاریوت ها و پروتیست ها و در میتوکندری ها استفاده می گردد.

E.coli آهن و بسیاری دیگر از باکتری ها نیز حاوی یک شکل از آنزیم همراه آهن(Fe-SOD) می باشند ، برخی از باکتری ها حاوی Fe-SOD و برخی حاوی Mn-SOD ، و عده ای حاوی هردو می باشند. ساختارهای سه بعدی هومولوگ های منگنز و آهن سوپراکسید دیسموتاز آرایش یکسانی از مارپیچ های آلفا می باشند و محل های فعال آنها شامل نوع و آرایش یکسانی از زنجیره های فرعی آمینواسید است.

لیگاندهای یون های منگنز شامل سه زنجیره ی فرعی هیستیدین ، یک زنجیره ی فرعی آسپارتات و یک مولکول آب یا لیگاند هیدروکسی می باشد که به حالت اکسیداسیون منگنز بستگی دارد.

در گیاهان عالی تر ، آنزیم های SOD در بخش ها و قسمت های مختلف سلول قرار دارند.

 Mn-SOD در میتوکندری ها و پراکسی زوم ها وجود دارد ، Fe-SOD بیشتر در کلروپلاست ها وجود دارد اما در پراکسی زوم ها نیز شناسایی شده است و Cu/Zn-SOD در سیتوزول ، کلروپلاست ها ، پراکسی زوم ها و آپوپلاست قرار دارد.

در انسان ها(همچنین در تمامی پستانداران و اکثر طنابداران) ، سه شکل از سوپراکسید دیسموتاز وجود دارد. SOD1 در سیتوپلاسم ، SOD2 در میتوکندری ها ، و SOD3 در خارج سلول وجود دارند. SOD1 یک دیمر(متشکل از دو واحد) می باشد در حالی که دوتای بقیه تترامر هستند(چهار واحد). SOD1 و SOD3 حاوی مس و روی بوده در حالی که SOD2 حاوی منگنز در مرکز فعال خود می باشد. ژن ها بر روی کروموزوم های 21 ، 6 و 4 به ترتیب قرار می گیرند.

در گیاهان عالی تر ، آنزیم های سوپراکسید دیسموتاز(SODs) به عنوان آنتی اکسیدان عمل می کنند و اجزای سلولی را از اکسیده شدن توسط گونه های واکنش پذیر اکسیژن(ROS) محافظت می کنند. ROS می تواند در نتیجه ی خشکی ، آسیب ، علف کش ها و سموم دفع آفات ، اوزون ، فعالیت متابولیکی گیاه ، کمبود مواد غذایی ، بازداری نوری ، دمای زیاد و کم ، فلزات سمی و اشعه ی UV یا اشعه ی گاما تشکیل گردد.

به طور ویژه ، O2 مولکولی به صورت O2- احیا می شود(یک ROS به نام سوپراکسید) زمانی که آن یک الکترون برانگیخته آزاد شده از مولفه های زنجیره ی انتقال الکترونی را جذب می کند. سوپراکسید معروف به آنزیم های واسرشته می باشد که لیپیدها را اکسید کرده و DNA را از هم گسیخته می کند. سوپراکسید دیسموتاز ، تولید اکسیژن و پراکسید هیدروژن(H2O2) را از سوپراکسید(O2-) کاتالیز کرده و منجر به واکنش های مضر کمتر می شود.

هنگام هماهنگی و سازگاری با افزایش سطوح استرس اکسیداتیو ، SOD معمولا همراه درجه ی شرایط استرس افزایش می یابد. بخش بندی اشکال مختلف SOD در سرتاسر گیاه آنها را در برابر استرس به طور بسیار موثر خنثی می کند.

سه رده ی شناخته شده از آنزیم های فلزی SOD در گیاهان وجود دارد. Fe SOD ها ، شامل دو گونه می باشند ، یک هومودیمر(حاوی 1-2 گرم آهن) و یک تترامر(حاوی 2-4 گرم آهن). تصور می شود که آنها قدیمی ترین آنزیم های فلزی SOD باشند و درون پروکاریوت ها و یوکاریوت ها وجود دارند.

SOD ها بیشتر داخل کلروپلاست های گیاه به طور فراوان قرار دارند ، که در آنجا اندوژنی می باشند. Mn SOD ها متشکل از یک هومودیمر و هوموتترامر می باشند که هر یک حاوی یک اتم منگنز(سه ظرفیتی) در هر زیرواحد می باشد. آنها به طور چشمگیر در میتوکندری و پراکسی زوم ها وجود دارند. و رده ی سوم ، Cu-Zn SOD ها خصوصیات الکتریکی بسیار متفاوتی از دو رده ی دیگر دارا می باشند. این رده در کلروپلاست ، سیتوزول و در برخی موارد فضای خارج سلولی متمرکز می باشند. Cu-Zn SOD ها محافظت کمتری نسبت به Fe SOD ها هنگامی که در کلروپلاست قرار می گیرند را فراهم می کنند. Fe-SOD  با واکنش های آسیب زننده ی سوپراکسید مبارزه می کند ، بنابراین سلول را از سمیت سوپراکسید محافظت می کند. واکنش سوپراکسید با غیر رادیکال ها مجاز نمی باشد. در سیستم های بیولوژیکی ، این به معنای آن است که واکنش های اصلی آن با خود(دیسموتاسیون) یا با رادیکال بیولوژیکی دیگری مانند نیتریک اکسید(NO) یا یک فلز می باشد. رادیکال آنیون سوپراکسید به صورت خود به خودی به O2 و هیدروژن پراکسید(H2O2) سریعا دیسموتاز می شود. SOD ضروری است زیرا سوپراکسید با اهداف سلولی حیاتی و حساس واکنش می دهد. برای نمونه ، آن با رادیکال NO واکنش داده و پراکسی نیتریت سمی را درست می کند.

شدت دیسموتاسیون با توجه به غلظت اولیه ی سوپراکسید در مرتبه دوم قرار دارد. نیم زیست سوپراکسید ، در غلظت های خیلی بالا ، کوتاه و در غلظت های کم ، طولانی است.در مقایسه ، واکنش سوپراکسید با SOD با توجه به غلظت سوپراکسید در مرتبه اول قرار دارد.

حتی در غلظت های بالای SOD درون سلول ها ، سوپراکسید در غلظت های زیر نانومولار آکونیتاز آنزیم را غیرفعال کرده و می تواند متابولیسم انرژی را سمی کند و آهن سمی را آزاد سازد. آکونیتاز یکی از چند سولفور-آهن حاوی هیدرات در مسیرهای متابولیکی است که توسط سوپراکسید غیرفعال می گردد.

سوپراکسید یکی از گونه های اکسیژن واکنش پذیر در سلول می باشد و SOD ، نقش آنتی اکسیدان کلیدی را انجام می دهد. موش هایی که فاقد SOD2 هستند چند روز پس از تولد ، در میان استرس اکسیداتیو بسیار زیاد می میرند. موش هایی که فاقد SOD1 هستند دچار طیف گسترده ای از آسیب ها و پیامدهای بیماری از جمله کارسینوم هپتاسلولار ، تسریع از دست رفتن توده عضله وابسته به سن ، بروز اولیه ی کاتاراکت و کاهش بیشینه ی عمر می شوند.

موش هایی که فاقد SOD3 باشند ، هیچ عیب و نقص روشنی را نشان نمی دهند و یک بیشینه عمر نرمالی دارند ، اگرچه آنها نسبت به آسیب بیش از حد سمی ، حساس تر هستند. موش های از پای درآمده(ناک اوت) از هر آنزیم SOD در برابر اثرات مرگ آور داروهای تولید کننده ی سوپراکسید مانند پاراکوات و دیکوات حساس تر می باشند.

چندین جهش بی اثر SOD پروکاریوتی از جمله E.Coli ایجاد شده اند. کاهش مس/روی سوپراکسید دیسموتاز پریپلاسمی موجب از دست رفتن قدرت میکروب زایی و بیماری زایی شده و ممکن است هدف جالبی برای آنتی بیوتیک های جدید باشد.

جهش در آنزیم SOD1 می تواند باعث ایجاد بیماری اسکلروز جانبی آمیوتروفیک(ALS) شود. شایع ترین جهش در ایالات متحده ، ژن A4V است درحالی که پرفعالیت ترین جهش ، ژن G93A می باشد. دو ایزوفرم دیگر SOD با هرگونه از بیماری های انسان مرتبط نبوده اند ، با اینحال ، در موش ها ، عدم فعالیت SOD2 موجب ایجاد مرگ پیرازایشی می شود و عدم فعالیت SOD1 موجب بیماری کارسینوما هپتاسلولار می گردد.

جهش ها در SOD1 موجب بیماری ALS خانوادگی می شود ، از طریق مکانیسمی که در حال حاضر به درستی فهمیده نشده ، اما به دلیل از دست رفتن فعالیت آنزیم یا کاهش در پایداری ساختاری پروتئین SOD1 نمی باشد. بیان بیش از اندازه ی SOD1 با اختلالات عصبی مشاهده شده در سندرم داون مرتبط بوده است. پلی مورفیسم های ژنتیکی در آنزیم های SOD و بیان های تغییریافته ی آنها و فعالیت های همراه با آسیب DNA اکسیداتیو و بنابراین خطر آسیب پذیری فرد به سرطان می باشد.

SOD ثابت شده که در درمان التهاب کولونی در کولیت های(التهاب قولون) آزمایشی بسیار موثر می باشد. درمان با SOD ، تولید گونه های واکنش پذیر اکسیژن و استرس اکسیداتیو را کاهش داده و بنابراین از فعالیت اندوتلیال ممانعت به عمل می آورد و نشان می دهد که تنظیم فاکتورهایی حاکم بر پیوستگی مولکول و برهم کنش های لوکوسیت-اندوتلیال می باشند. بنابراین ، آنتی اکسیدان ها ممکن است درمان های جدید مهمی برای درمان بیماری التهاب روده باشند.

سوپراکسید دیسموتاز نیز در سلول های تاج عصبی در جنین درحال رشد بیان نمی شود. از اینرو ، سطوح بالایی از رادیکال های آزاد می تواند به آنها آسیب زده و آنومالی های دیسرافیک(نقائص لوله عصبی) را ایجاد کنند.

SOD در محصولات آرایشی و بهداشتی به منظور کاهش آسیب رادیکال آزاد به پوست استفاده می شوند ، برای مثال ، به منظور کاهش فیبروسیز به دنبال تابش و تشعشع برای سرطان سینه به کاربرده می شوند.

مس/روی سوپراکسید دیسموتاز(SOD1)

مس/روی سوپراکسید دیسموتاز معروف به سوپراکسید دیسموتاز 1  یا SOD1 آنزیمی در انسان می باشد که توسط ژن SOD1 کدگذاری می گردد. SOD1 یکی از سه سوپراکسید دیسموتاز انسان است.

SOD1 با یون های مس و روی پیوند داده و یکی از سه سوپراکسید دیسموتاز مسئول نابودی و از بین بردن رادیکال های آزاد سوپراکسید در بدن می باشد. این آنزیم کدگذاری شده یک پروتئین محلول سیتوپلاسمی و فضای بین غشایی میتوکندریایی بوده که به عنوان یک هومودیمر به منظور تبدیل رادیکال های سوپراکسید به اکسیژن و هیدروژن پراکسید عمل می کند.

در موش هایی که فاقد SOD1 هستند از دست دادن توده عضله وابسته به سن(سارکوپنیا) ، رشد اولیه ی کاتاراکت ، دژنراسیون ماکولار ، تکامل تیمیک ، کارسینومای هپتاسلولار و کوتاه شدگی بیشینه ی عمر ، افزایش یافته است.

جهش های(بیش از 150 جهش شناسایی شده تا به امروز) در این ژن(SOD1) مرتبط با اسکلروز جانبی آمیوتروفیک بوده است. شایع ترین جهش شامل A4V(در ایالات متحده) و H46R(در ژاپن) هستند.

تقریبا تمامی جهش های SOD1 ایجاد کننده ی ALS در یک حالت غالب عمل می کنند. یک نسخه ی موتان(جهش یافته) از ژن SOD1 کافی است تا این بیماری را به وجود آورد. مکانیسم مولکولی دقیق که در آن جهش های SOD1 ایجاد بیماری می کنند نامشخص است. به نظر می رسد که نوع افزایش عملکرد سمی ، مانند بسیاری از موتان های SOD1 همراه بیماری(از جمله G93A و A4V) فعالیت آنزیمی را حفظ می کنند.

جهش A4V:

A4V شایع ترین جهش ایجاد کننده ی ALS در ایالات متحده است ، 50 درصد از بیماران ALS SOD1 دارای جهش A4V می باشد. تقریبا 10 درصد از تمامی موارد بیماری ALS خانوادگی ایالات متحده توسط جهش های A4V هتروزیگوت در SOD1 ایجاد می شوند. این جهش به ندرت خارج از آمریکا یافت می شود.

به تازگی برآورد شده است که جهش A4V ، در 540 نسل پیش(12000 سال) وجود داشته است.

بیماران مبتلا به جهش های A4V ، شروع سنی متغیری را نشان می دهند ، اما دوره ی بیماری خیلی سریع و یکنواختی با متوسط سن 1.4 سال زندگی بعد از شروع بیماری(در مقابل 3-5 سال همراه دیگر جهش های SOD1 غالب و در برخی موارد مانند H46R ، دوره طولانی تر) دارند. این زنده ماندن به طور قابل ملاحظه ای کوتاهتر از SOD1 غیر جهش یافته می باشد.

جهش H46R:

H46R ، شایع ترین جهش به وجود آورنده ی ALS در ژاپن بوده که 40 درصد از بیماران SOD1-ALS ژاپنی دارای این ژن می باشند. H46R ، کاهش فراوان مس پیوند داده در محل فعال SOD1 را ایجاد نموده و بنابراین H46R از لحاظ آنزیمی غیر فعال می باشد.

دوره ی بیماری این جهش بسیار طولانی است ، زمان نرمال از شروع بیماری تا مرگ بالغ بر 15 سال می باشد. مدل های موش دارای این جهش پاتولوژی واکوئل دار میتوکندریایی کلاسیک مشاهده شده در موش های G93A و G37R ALS را نشان نمی دهند و برخلاف موش های G93A ، نقص آنزیم آنتی آکسیدان میتوکندریایی ، SOD2 ، هیچ تاثیری بر روی دوره ی بیماری ندارد.

جهش G93A:

G93A یک جهش نسبتا نادر اما بسیار پرفعالیت می باشد و آن اولین جهش مدل سازی شده در موش ها بوده است. G93A یک جهش شبه WT است که فعالیت آنزیم را سالم باقی می گذارد.

آنتی آکسیدان ها و رادیکال های آزاد:

رادیکال های آزاد مواد شیمیایی داخل سلولی بوده که یک الکترون منفرد در مدار خارجی خود دارند . این ترکیبات در این حالت به شدت واکنش پذیر و بی ثبات بوده و می توانند به راحتی با مواد آلی و غیر آلی ، بخصوص مولکول های کلیدی در غشاء سلولی و اسید های نوکلئیک وارد واکنش شوند.  

رادیکالهای آزاد به سه طریق ایجاد می شوند.

-جذب انرژی تابشی مانند اشعه ماوراء بنفش و اشعه ی ایکس

-در واکنش هایی که درطی فرآیند های متابولیکی طبیعی صورت می گیرد مانند واکنش های اکسیداتیو

-متابولیسم آنزیمی مواد شیمیایی و داروها

رادیکال های آزاد ناشی از اکسیژن و کربن شایعترین نمونه های بیولوژیک هستند. رادیکال های آزاد ناشی از اکسیژن شامل سوپر اکسید ،هیدروژن پراکسید و هیدروکسیل بوده که در طی متابولیسم اکسیداتیو در بدن ایجاد می شوند. 

آسیب های سلولی ناشی از رادیکالهای آزاد:

1- باعث پراکسیداسیون لیپیدهای غشای سلولی و غشاء ارگانل ها شده و در نتیجه باعث صدمه به شبکه آندوپلاسمیک ، میتوکندری ها و سایر اجزاء میکروزومی می شوند.

2- ایجاد باندهای دی سولفیدی بین رشته های پروتئینی ، که منجر به تخریب سلولی بخصوص با غیر فعال شدن آنزیم ها می شود.

3- واکنش متقابل بین رادیکال های آزاد و DNA باعث ایجاد جهش در کدهای ژنتیکی شده ، که در صورت عدم تصحیح می تواند منجر به آسیب به سلول و مهار همانند سازی شود.

کارشناسان تغذیه معتقدند که روند تغذیه با جذب غذا خاتمه پیدا نمی کند ، بلکه تازه این اول راه است ، چرا که این مواد غذایی باید از طریق خون به سلول های بدن برسند ، وارد آنها شوند ، پس از آن در سلول ها بسوزند و به مصرف برسند. البته سوختن درون سلولی نیاز به آتش ندارد ، اما نیاز به اکسیژن دارد ، یعنی غذا درون سلول ها اکسید شده و انرژی موجود در آن آزاد می شود و این انرژی صرف کارهای سلولی ، مثل حرکت یا تکثیر و تولید مثل می شود.

تا اینجای کار همه چیز به خوبی و خوشی پیش می رود، اما در این مرحله اشکالاتی بروز می کند و آن تجمع مواد نیم سوز یا سوخته ی به جا مانده از اکسیداسیون سلولی یا همان رادیکال های آزاد است. رادیکال های آزاد ، موادی بسیار فعال و فرار هستند که از مشهورترین آنها می توان به هیدروژن پراکسید اشاره کرد. رادیکال های آزاد آن قدر فعال هستند که در کمتر از چند ثانیه با مواد داخل سلول ترکیب شده و به همین دلیل سبب بروز عوارض بسیار خطرناکی در سلول می شوند که از آن جمله می توان به آسیب غشای سلولی یا آسیب ماده ی وراثتی سلول ها اشاره کرد. از این رو می توان رادیکال های آزاد را سر منشا بسیاری از بیماری ها مانند سرطان ، پیری پوست و انواع بیماری ها دانست.

رادیکال های آزاد اتم های فعال و یا گروهی از اتم ها با تعداد الکترون های فرد هستند. وجود الکترون های فرد در ساختار رادیکال های آزاد ، آنها را ناپایدار و واکنش پذیر می سازد.

اگر به طور ناگهانی تعداد زیادی رادیکال آزاد دربدن تولید شود باعث می شود یک سری واکنش هایی خاص پشت سر هم شروع شود. درحالت عادی سیستم دفاعی بدن این رادیکال های آزاد را خنثی و بی ضرر می کند، درحقیقت بدن این توانایی را دارد که به میزان معینی بر رادیکال های آزاد فائق آمده و از آنها به نفع خود استفاده کند. اما عوامل مخرب محیطی مانند اشعه ماوراء بنفش، الکل و آلودگی های محیط باعث می شوند بدن نتواند با این رادیکال های آزاد مبارزه کند ، در نتیجه ساختمان و عمل سلول های بدنی توسط رایکال های آزاد تخریب شده و منجر به بروز پیری زودرس و بیماری هایی مانند سرطان و بیماری قلبی می شود.

یکی از عوامل مهم درافزایش تولید رادیکال های آزاد ، انواع مختلف استرس است. شرایط تنش زای مختلفی سبب افزایش تولید رادیکال های آزاد می شود. شرایط تنش زا عموما به سه دسته طبقه بندی می شوند. دسته مهم آنها استرس های تغذیه ای می باشد شامل سطوح بالای اسیدهای چرب غیر اشباع با چند باند دوگانه ، کمبود ویتامین E ، سلنیوم ، روی یا منگنز، مقدار بالای آهن ، مقادیر بالای ویتامین A و حضور سموم و ترکیبات سمی مختلف ، دسته دوم فاکتورهای استرس زا، شرایط محیطی هستند نظیر افزایش حرارت و رطوبت ، کمبود اکسیژن ، تشعشع و دسته سوم فاکتورهای استرس زای داخلی شامل بیماری های ویروسی و باکتریایی مختلف همچنین پاسخ های آلرژیک می باشد.

برای جلوگیری از عمل این اتم ها بدن باید دارای یک سر دفاعی از آنتی اکسیدان ها باشد. آنتی اکسیدان ها مولکول هایی هستند که جلوی عمل رادیکال های آزاد را گرفته و مانع از تخریب سلول های حیاتی بدن می شوند. جلوگیری از تخریب سلولی باعث جلوگیری از بروز بیماری هایی مانند سرطان ، بیماری های قلبی و عروقی ، پیر شدن پوست و غیره می شود. مصرف آنتی اکسیدان ها زمینه ای را فراهم می کنند که بدن به راحتی رادیکال های آزاد مضر را از بین ببرد.

واژه ی آنتی اکسیدان به معنای ضد اکسیژن ، به موادی اطلاق می شود که از مصرف اکسیژن جلوگیری می کنند. وظیفه ی عمده ی آنتی اکسیدان ها ، خنثی کردن رادیکال های آزاد است. هر سلول به نوعی از این مواد استفاده کرده و در واقع از خود محافظت می کند. در طبیعت مواد مختلفی وجود دارند که بدن ما صرفا برای محافظت از خود ، به آنها نیاز دارد. شاید فکر کنید آنتی اکسیدان ها ، موادی کمیاب هستند که گاهی لازم است مصرف شوند، اما شما سخت در اشتباه هستید، چرا که بدن ما حتی یک ثانیه هم نمی تواند از وجود این مواد بی بهره باشد.

آنتی اکسیدان ها دربرخی از مواد غذایی وجود دارند ، در این میان می توان به غذاهایی که شامل ویتامین A ، C ، E هستند و همچنین مواد معدنی نظیر مس ، روی و سلنیوم اشاره کرد.

مشکلات ناشی از آلودگی هوا، مصرف مواد غذایی سرطان زا مانند نیترات ها، هورمون های محیطی، سرب و مواد شیمیایی آسیب رسان همه و همه تنها یک راه درمان و پیشگیری دارند و آن هم مصرف مقادیر زیاد مواد آنتی اکسیدان به صورت روزانه است.

بالا بردن سطح دفاعی سیستم ایمنی و کاهش ابتلا به بیماری های ویروسی و عفونی و قارچی نیز هدفی است که آنتی اکسیدان ها رسیدن به آن را ممکن می سازند.

در حوزه بیولوژی نیز دانشمندان به تجربه دریافته بودند که ویتامین هایی مثل A و C و E خواص آنتی اکسیدانی خوبی دارند تا اینکه در سال 1926 برای اولین بار دانشمندان مکانیسم اثر آنتی اکسیدان ها را به طور کامل شناسایی کردند و از آن سال به بعد ، مواد متنوعی به جمع این گروه اضافه شدند.

مس ، روی ، منگنز و آهن نیز املاح معدنی هستند که در روند کارکرد مواد آنتی اکسیدان نقش مهمی را ایفا می کنند ، بنابراین برخی از دانشمندان این املاح ارزشمند را جزء گروه آنتی اکسیدان ها به حساب می آورند.

یکی از مهم ترین و سرشناس ترین آنتی اکسیدان ها ، کاتالاز نام دارد. این آنتی اکسیدان مستقیما در روند خنثی سازی پراکسید هیدروژن که یک رادیکال آزاد و بسیار خطرناک است ، شرکت دارد. جالب تر آنکه این مولکول پروتئینی در هر دقیقه بالغ بر 6 میلیون از این رادیکال های آزاد را خنثی کرده و به اکسیژن و آب که مواد حیاتی برای بدن ما هستند ، تبدیل می کند.

سوپراکسید دیسموتاز(SOD) به عنوان قوی ترین آنتی اکسیدان مطرح می باشد.

یک آنتی اکسیدان معروف دیگر تئین نام دارد. این آنتی اکسیدان به وفور در چای یافت می شود. چای نوشیدنی ارزشمندی است. از سوی دیگر، تئین موجود در چای موجب جذب نشدن کلسیم و آهن موجود در غذا می شود.

مصرف آنتی اکسیدان های طبیعی یا مکمل های غذایی حاوی آنتی اکسیدان ها می تواند ، سبب پیشگیری از پیری پوست شود. امروزه تنها راه درمان قطعی پیری پوست را استفاده از این مواد ارزشمند می دانند. بنابراین غذاهای حاوی آنتی اکسیدان با پِیشگیری از پیری پوست به نفع زیبایی کار می کنند. در ضمن آنتی اکسیدان از تخریب ماده ی وراثتی و در نتیجه بروز سرطان جلوگیری می کنند. از طرفی با تسریع دفع سموم و مواد زاید سلولی از بسیاری از بیماری هایی که به علت تخریب سلول ها بروز می کند، جلوگیری می کند. بیماری هایی که امروزه بسیاری از سالمندان با آنها درگیر هستند ، مثل دمانس(زوال عقل) ، آلزایمر، مشکلات پیشرفته ی کبدی ، کلیوی و قلبی.

گلبول های قرمز در معرض آسیب اکسیداتیو هستند ، زیرا فشار اکسیژن در این سلول ها زیاد است و حضور مقادیر زیاد اسیدهای چرب غیر اشباع و یون های آهن ، موجب فراهم شدن شرایط مناسبی برای انجام واکنش های رادیکال آزاد می شود. همچنین اریتروسیت ها در تماس با منابع داخلی و خارجی رادیکال های آزاد هستند. از جمله عوامل داخلی تبدیل مداوم اکسی هموگلوبین به متهموگلوبین ، به میزان 3 درصد از کل هموگلوبین در روز است که سپس منجر به تولید رادیکال های آزاد می شود. از جمله عوامل خارجی می توان گرانولوسیت ها ، ماکروفاژها و سایر سلول های فعال را نام برد که مرتبا پر اکسید هیدروژن و آنیون سوپراکسید تولید می کنند که وارد پلاسما شده بر گلبول های قرمز اثر می گذارند. بنابراین تعجبی ندارد که گلبول های قرمز مجهز به مکانیسم های دفاعی قوی بر علیه ROS باشند که متشکل از کاتالاز، گلوتاتیون پراکسیداز، و سوپراکسید دیسموتاز است.

اگر چه مکانیسم های ترمیم ساختار چربی در اریتروسیت ها وجود دارد ، ولی توانائی ترمیم یا جایگزینی پروتئین های اکسید شده محدود است. اگر اریتروسیت ها قادر به دفاع کامل و کافی از خود در مقابل رادیکال های آزاد نباشند، آسیب دیده و تخریب می گردند که در نهایت آنمی همولیتیک ظاهر می شود.

در شرایط استرس اکسیداتیو، اسیدهای چرب غیر اشباع آمادگی بیشتری برای اکسید شدن دارند و بعلت نقش اساسی آنها در انعطاف پذیری غشاء ، نهایتا ساختار غشاء صدمه دیده همولیز ایجاد      می شود. میزان صدمه اکسیداتیو بستگی به غلظت عوامل پراکسیدان و آنتی اکسیدان و نوع اسیدهای چرب غشایی دارد. اریتروسیت نوزادان نسبت به صدمات پراکسیداتیو و تشکیل MDA حساس تر است. در محلول پراکسید هیدروژن ، اریتروسیت های نوزادان قابلیت و آمادگی بیشتری برای همولیز دارند.  برای مقابله با اثرات سمی پراکسید هیدروژن  فعالیت آنزیم های گلوتاتیون ردوکتاز، پراکسیداز، سوپراکسید دیسموتاز و کاتالاز و وجود مقادیر کافی از گلوتاتیون ضروری است. کاهش گروه های سولفیدریل غشاء و کاهش مقدار آنتی اکسیدان های غشا نسبت به اسیدهای چرب غیر اشباع نیز موجب افزایش صدمات اکسیداتیو می شود.

سایرفاکتورهای بیماری زای ALS:

مطالعات همچنین برروی نقش گلوتامات در دژنراسیون نورون حرکتی متمرکز شده اند. گلوتامات یکی از پیام رسان های شیمیایی یا نوروترانسمیترها در مغز می باشد. دانشمندان دریافته اند که در مقایسه با افراد سالم ، بیماران ALS ، سطوح بالاتری از گلوتامات را در سرم و مایع نخاعی دارند.

آسیب سلولی به علت زیادی گلوتومات و رادیکال های آزاد با استرس اکسیداتیو پدید می آید. گلوتامات ترکیب اسید آمینه با عملکرد تحریکی قوی در مراکز عصبی به طور طبیعی داشته و زیادی آن باعث مسمومیت نورونی و آسیب سیناپس ها می گردد. در ALS با کم شدن بازجذب گلوتامات(برداشت مجدد) از سیناپس ها میزان گلوتامات آزاد در مایع نخاع و خون زیاد می شود. تحریک زیادی غشاء نورون ها باعث انتقال زیاد کلسیم به داخل سلول ها و تشدید فعالیت گزانتین اکسیداز، فسفولیپداز و نیتریک اکسید و نهایتا موجب آسیب میتوکندری ها می شود.

رده بندی ALS:

سه رده بندی از بیماری ALS توصیف گردیده است:

ALS اسپورادیک(sporadic ALS)- شایع ترین شکل ALS در ایالات متحده ، 90 تا 95 درصد از تمامی موارد را دربرمی گیرد.

ALS خانوادگی(familial ALS)- بیش از یک بار در یک نسب خانوادگی بروز می کند(وراثت غالب ژنتیکی) و تعداد خیلی کمی از موارد در ایالات متحده محسوب می شود ، 5 تا 10 درصد از تمامی موارد را دربرمی گیرد.

ALS گوامانیان(Guamanian ALS)- شیوع بسیار زیاد ALS در جزیره ی گوام(در غرب اقیانوس آرام) و تراست(TRUST) اقیانوس آرام در دهه ی 1950 مشاهده گردید.

شایع ترین شکل ALS در ایالات متحده ، شکل اسپورادیک(تک گیر) است. شکل خانوادگی ALS یا FALS به معنای وراثتی بودن آن می باشد. تنها حدود 5 تا 10 درصد از تمامی بیماران ALS به نظر می رسد که شکل وراثتی یا ژنتیکی ALS را داشته باشند. در موارد خانوادگی ، شانس و احتمال 50 درصد به ارث بردن هر نسل از جهش ژن وجود دارد و ممکن است دچار این بیماری شوند.

بیماری ALS تنها در عده ی  کمی از خانواده ها ، موروثی است. اکثریت بیماران دچار ALS (90 درصد) هیچ پیشینه و سابقه ی خانوادگی از ALS ندارند. این شکل از بیماری ، ALS اسپورادیک(تک گیر) (SALS) نامیده می شود ، اگرچه احتمالا تمایل ژنتیکی دخالت دارد ، ولی SALS مستقیما در یک خانواده وراثتی نمی باشد. موارد نادر زمانی است که ALS خانوادگی(FALS) به خاطر یک پیشینه خانوادگی ناکامل پوشانده و نهان شود ، مانند زمانی که فرد بیمار فرزند خوانده باشد یا والدین بیمار در سنین جوانی فوت کنند. 10 درصد باقیمانده از مبتلایان به ALS عضو خانوادگی نزدیک درجه دو دارند که به ALS خانوادگی(FALS) اشاره می شود. در حال حاضر بهترین ابزار برای تشخیص بین SALS و FALS ، پیشینه و سابقه خانوادگی است.

حداقل سه الگوی وراثتی متفاوت برای FALS وجود دارد. شایع ترین الگوی وراثتی برای FALS ، اتوزومی غالب نامیده می شود. اتوزومی به معنای این است که آن به طور یکسان است که یک مرد یا زن ، جهش ژن برای FALS را به ارث خواهد برد زیرا ژن بر روی کروموزوم های شمرده شده قرار دارد که هم مرد و هم زن باهم مشترک هستند. اصطلاح غالب اشاره به این واقعیت دارد که فرد تنها یک ژن نیاز دارد تا کدگذاری جهشی برای FALS را دارا باشد.

بنابراین کسی که دچار ALS خانوادگی است ، یک ژن همراه جهش و یک ژن بدون جهش را داراست. بنابراین ، یک کودک متولد شده برای فردی که ALS خانوادگی دارد ، شانس 50 درصد برای به ارث بردن جهش ژن FALS را داراست و بالعکس 50 درصد جهش ژن FALS را به ارث نخواهد برد.

در حال حاضر چهار ژن شناخته شده در FALS وجود دارند. تقریبا 15 درصد توسط جهش هایی در ژن SOD1 ، و 3-4 درصد موارد به خاطر تغییرات بیماری زایی در ژن های TDP-43 یا FUS می باشد. در نهایت ، جهش یافت شده اخیر در ژن پروتئین شامل والوزین(VCP) مسئول برخی موارد FALS می باشد.

نقش نرمال SOD1 ، سم زدایی رادیکال های آزاد می باشد ، که می تواند به سلول ها آسیب وارد کند. تغییر در ژن SOD1 یک عملکرد نامشخص و جدیدی را ایجاد می کند که برای نوورن های حرکتی سمی است. اغلب ، تغییرات SOD1 به شیوه ی اتوزومی غالب به ارث برده می شوند.

تشخیص ALS:

هیچ آزمایشی نمی تواند یک تشخیص قطعی از بیماری ALS را فراهم نماید. در حال حاضر پزشکان بیشتر بر اساس علائم و نشانه‌ های موجود در بیمار و انجام یک سری از آزمایشات به منظور رد سایرعللی که علائم مشابهی ایجاد می‌ کنند بیماری را تشخیص می‌ دهند. پزشک ابتدا شرح حال کامل و سابقه پزشکی فرد بیمار را گرفته و سپس یک سری بررسی‌ های نورولوژیکی را در فواصل زمانی مشخص برای ارزیابی سیر بیماری از نظر مسائلی نظیر ضعف عضله ، تحلیل رفتن یا آتروفی عضلات ، افزایش رفلکس‌ ها(هیپررفلکسی) و اسپاسم انجام می‌ دهد.

از آنجایی که علائم بیماری ALS مشابه با طیف گسترده ای از بیماری ها و اختلالات دیگر می باشد ، بایستی آزمایشات مناسبی به منظور رد نمودن احتمال سایر بیماری ها انجام گیرد. یکی از این آزمایشات ، آزمایش الکترومیوگرافی(EMG) ، تکنیک ضبط کننده ی ویژه است که فعالیت الکتریکی را در عضلات شناسایی می کند.

یافته های قطعی EMG ، تشخیص ALS را پشتیبانی می کند. الکترومیوگرافی (EMG) در تشخیص ALS کمک شایسته ای می کند. امواج خودبخودی ناشی از تحریک عضله به علت دژنراسیون به صورت فیبرولاسیون و امواج شارپ مکرر مشاهده می شود و در انقباض ارادی واحدهای حرکتی به صورت کمپلکس های بزرگ با دامنه و ولتاژ زیاد در بیشتر عضلات مشاهده می شود. EMG بهتر است از عضلات زبان ، اندام ها و عضلات پارا اسپینال انجام بگیرد.

آزمایش رایج دیگر ، آزمایش اندازه گیری سرعت هدایت عصبی(NCV) می باشد. ناهنجاری های ویژه ای در نتایج آزمایش NCV ممکن است حاصل گردد ، برای نمونه ، بیماری که دچار یک شکل از نوروپاتی محیطی(آسیب به اعصاب محیطی) یا میوپاتی(بیماری عضله) به جای ALS است.

پزشکان ممکن است آزمایش تصویربرداری رزونانس مغناطیسی یا ام آر آی(MRI) را پیشنهاد کنند ، که از میدان مغناطیسی و امواج رادیویی برای گرفتن تصاویر دقیق از مغز و نخاع استفاده می کند. اگرچه اسکن های ام آر آی اغلب در مبتلایان ALS نرمال است ، قادرند شواهدی از سایر مشکلات به وجود آورنده ی علائمی همچون تومور طناب نخاعی ، اسکلروز چندگانه(MS) ، فتق دیسک در گردن ، اسپوندلیوز گردنی را آشکار نمایند.

برمبنای علائم و یافته ها از معاینه ی بیمار و انجام این آزمایشات ، پزشک ممکن است آزمایشات خون و ادرار را برای حذف احتمال سایر بیماری ها ، همچنین تست های آزمایشگاهی روتین پیشنهاد کند. در برخی موارد ، برای نمونه ، اگر پزشک تردید داشته باشد که بیمار ممکن است به جای بیماری ALS دچار میوپاتی(بیماری عضله) شده باشد ، بیوپسی(بافت برداری برای آزمایش و شناخت بیماری)عضله ممکن است انجام گیرد.

بیماری های عفونتی مانند ویروس اچ آی وی(HIV) ، ویروس لوسمی سلول تی انسان(HTLV) ، بیماری لایم ، سیفلیس و ویروس های آنسفالیت تیک بورن می توانند در برخی موارد علائم مشابه بیماری ALS را به وجود آورند. اختلالات نورولوژیکی مانند اسکلروز چندگانه(MS) ، سندرم فلج اطفال ، نوروپاتی حرکتی مولتی فوکال ، CIDP ، و آتروفی عضلانی نخاعی نیز می توانند جنبه هایی خاصی از این بیماری را تقلید کنند و بایستی با تلاش پزشکان برای تشخیص در نظر گرفته شوند.

در مرحله پیشرفته بیماری علائم مشخص بالینی به تشخیص قطعی منتهی می شود. در مراحل اولیه بیماری تشخیص های احتمالی و محتمل کم و کاذب مطرح می شود. تشخیص قطعی موقعی است که علائم نورون محرکه فوقانی و تحتانی در سه ناحیه یا بیشتر وجود داشته باشد. تشخیص احتمالی موقعی است که علائم نورون محرکه فوقانی و تحتانی در دو ناحیه وجود داشته و تشخیص با احتمال کم موقعی است که علائم نورون محرکه فوقانی و تحتانی هر دو در یک ناحیه و یا هر کدام در دو ناحیه مجزا وجود داشته باشد. سیر پیشرونده بیماری در طول ماه ها به تشخیص نهایی منتهی می شود.

تشخیص افتراقی بیماری ALS یا بیماری های متعدد مراکز عصبی با گرفتاری نورون محرکه فوقانی یا تحتانی توام یا مجزا مطرح می گردد. در مواقع گرفتاری نورون محرکه فوقانی نوع PLS این بیماری ، پاراپارزی اسپاستیک فامیلی ، بیماری های دژنراتیو مغزی و نخاعی(لکو یستروفی ها و اسپینوسربلارآتروفی و غیره) ، بیماری های عفونی و آنسفالوپاتی های متابولیک و اتوایمیون مطرح می شود. در گرفتاری نورون محرکه تحتانی بیماری های اسپینوموسکلارآتروفی و رادیکلوپاتی و سندرم لمبرت ایتون در تشخیص افتراقی قرار می گیرد.

آرتروز گردن با گرفتاری ریشه های گردنی و نخاع ، با علائم نورون محرکه فوقانی و تحتانی از موارد مهم تشخیص افتراقی با ALS می باشد. اهمیت تشخیص موقعی بیشتر است که این دو بیماری توام باشد. در دیسکوپاتی گردن اختلال دفع ادرار و علائم ستون خلفی نخاع وجود دارد. از دیگر مواردی که علائم توام نورون محرکه فوقانی و تحتانی را ایجاد می کند مننژیم فورامن مگنوم و سیرنگومیلی است. در بیماری MS علائم نورون محرکه فوقانی و در CIDP علائم نورون محرکه تحتانی و ریشه ای (رادیکلوپاتی) وجود دارد. در بیماری فلج پیشرونده حلق و میاستنی گراف و سکته مغزی ناحیه بولبر، هر کدام علائم و سیر بیماری مربوطه را دارند. بیماری های داخلی متعدد مثل هیپرتیروئیدی در افراد پیر، هیپرپاراتیروئیدی و کمبود ویتامین B12 علائمی شبیه ALS ایجاد می کند. فاسیکولاسیون خوش خیم بعضا مشکل تشخیص با ALS را پیش می آورد.

درمان ALS:

سازمان دارو و غذای آمریکا دارویی به ‌نام ریلوزول(Riluzole) یا ریلوتک(Rilutek) را به‌عنوان نخستین داروی ضد اسکلروز جانبی آمیوتروفیک مورد تایید قرار داد. این دارو با کم کردن میزان آزاد شدن گلوتامات موجب کاهش تخریب نورون‌های حرکتی می ‌شود. این دارو می تواند در برخی از افراد پیشرفت بیماری را تا حدودی کند سازد. به علاوه این دارو ممکن است اثرات دیگر محافظت نورونی را بوسیله ی انسدادهای کانال سدیم و کلسیم ، مهار پروتئین کیناز C ، و ارتقای آنتاگونیسم گیرنده ی NMDA(ان متیل دی آسپارتات) فراهم نماید.

آزمایشات بالینی مبتلایان ALS نشان داد که داروی ریلوزول تا چندین ماه زنده ماندن را افزایش می دهد. همچنین این دارو مدت زمان قبل از این که بیمار به دستگاه کمک کننده تنفس نیاز داشته باشد را افزایش می دهد. ریلوزول آسیب وارده به نورون های حرکتی را به عقب بر نمی گرداند و بیمارانی که این دارو را مصرف می کنند بایستی برای آسیب کبدی(موجود در 10 درصد از بیماران مصرف کننده این دارو) و اثرات جانبی احتمالی دیگر مورد معاینه قرارگیرند. امید است که روزی پیشروی بیماری ALS توسط داروهای جدید یا ترکیبی از داروها کند شود.

سایر درمان ها برای ALS به منظور کاهش علائم و بهبود کیفیت زندگی بیماران طراحی می شوند. مراقبت حمایتی توسط تیم های چند رشته ای از متخصصانی همچون پزشکان ، داروسازان ، فیزیوتراپ ها ، کاردرمان ها و گفتار درمان ها ، متخصصان تغذیه ، مددکاران اجتماعی و پرستاران ویژه مراقبت در منزل و بیمارستان بهتر فراهم می گردد. این تیم ها می توانند یک طرح و برنامه ی فردی از درمان های پزشکی و فیزیوتراپی را طراحی کنند و تجهیزات مخصوصی را با هدف راحت نگه داشتن بیماران تاحد امکان فراهم نمایند.

پزشکان می توانند داروهایی را به منظور کمک درکاهش خستگی ، کاهش گرفتگی های عضلانی ، کنترل اسپاستیسیتی و کاهش بیش از حد بزاق و خلط تجویز کنند. همچنین داروهایی برای کمک به بیمارانی که دارای درد ، افسردگی ، اختلالات خواب و یبوست هستند ، در دسترس می باشند. داروسازان می توانند بهترین استفاده و کاربرد داروها را توصیه کنند. خصوصا با توجه به بیمارانی که دارای اشکال و نقص در بلع هستند که بسیاری از بیماران ALS دچار آن هستند ، سودمند می باشد. آنها همچنین داروهای بیمار را به منظور کاهش خطر تداخلات دارویی مانیتور خواهند کرد.

فیزیوتراپی و تجهیزات خاص از قبیل تکنولوژی کمکی می توانند استقلال و امنیت بیماران را در سراسر دوره ی بیماری ALS ارتقا دهند. ورزش های ایروبیک آرام مانند پیاده روی ، شنا و دوچرخه ثابت می توانند عضلات آسیب ندیده را تقویت کرده و سلامتی قلبی عروقی را بهبود بخشند و به بیماران کمک کنند تا با خستگی و افسردگی مبارزه نمایند. گستردگی حرکت و تمرینات کششی می توانند از اسپاستیسیتی دردناک و جمع شدگی عضلات کمک جلوگیری کنند.

فیزیوتراپ ها می توانند ورزش هایی را توصیه کنند که این فواید را بدون کار بیش از حد عضلات فراهم کنند. فیزیوتراپ ها می توانند وسایلی همچون رمپ ها ، بریس ها ، واکرها و ویلچرها را پیشنهاد کنند و به بیماران کمک کنند تا متحرک باقی بمانند. کاردرمان ها می توانند تجهیزات و سازگاری هایی برای قادر نمودن افراد در حفظ استقلال در فعالیت های زندگی روزمره تاحد امکان فراهم نمایند.

بیماران ALS که در صحبت کردن مشکل دارند ممکن است از کار با یک آسیب شناس گفتار بهره مند شوند. این متخصصان سلامتی می توانند تدابیر تطبیقی همچون تکنیک هایی برای کمک به بلندتر و واضح تر صحبت کردن آموزش دهند. با پیشرفت بیماری ALS ، آسیب شناسان گفتار می توانند استفاده از ارتباطات افزاینده و ثانوی همچون تقویت کننده های صدا ، دستگاه های مولد صدا(یا وسایل ارتباط خروجی صدا) و تکنیک های ارتباط دارای فن آوری ابتدایی از قبیل تخته های الفبا یا سیگنال های بله/خیر را توصیه کنند. این روش ها و وسایل قادرند ، زمانی که بیماران نمی توانند دیگر صحبت کنند یا صداهای گفتاری را تولید کنند به برقراری ارتباط آنها کمک نمایند. با کمک کاردرمان ها ، وسایل مولد صدا می توانند توسط تکنیک های موس یا سوئیچ های کنترل شده توسط حرکات فیزیکی کم برای نمونه سر ، انگشت یا چشم ها فعال شوند.

بیماران و افراد مراقبت کننده می توانند از آسیب شناسان گفتار و متخصصان تغذیه ، چگونگی برنامه ریزی و آماده سازی وعده های غذایی بسیار کم در طول روز که کالری ، فیبر و مایعات کافی را فراهم می کنند را بیاموزند و از غذاهایی که بلعیدن آنها مشکل است پرهیز نمایند. بیماران ممکن است استفاده از وسایل مکش(suction) برای حذف مایعات اضافی یا براق را شروع کنند و از خفه شدن پیشگیری نمایند.

زمانی که بیماران دیگر نمی توانند مواد غذایی کافی دریافت کنند ، پزشکان ممکن است قراردادن یک لوله ی غذارسانی را به داخل معده توصیه کنند. استفاده از یک لوله ی غذارسانی ، خطر خفه شدن و پنومونی(ذات الریه) ناشی از استنشاق مایعات به درون ریه ها را کاهش می دهد. این لوله دردناک نیست و در صورتی که بیماران تمایل داشته باشند آنها را از خوردن غذا از طریق دهان باز نمی دارد.

زمانی که عضلات در تنفس ضعیف می شوند ، استفاده از کمک های هوارسانی مانند تهویه ی فشار مثبت متناوب(IPPV) ، فشار راه هوایی مثبت بای لول(BIPAP) ، یا هوارسانی پوشش بای فازیک(BCV) ممکن است برای تنفس استفاده شوند. چنین وسایلی به طور مصنوعی ریه های بیمار را از منابع بیرونی مختلف پر می کنند که مستقیما در صورت یا بدن بیمار به کار برده می شوند. زمانی که عضلات دیگر قادر به حفظ سطوح اکسیژن و کربن دی اکسید نیستند ، این وسایل ممکن است به صورت تمام وقت استفاده گردند.

BCV مزیت اضافه کمک در تمیزسازی ترشحات با استفاده نوسانات فرکانس بالا به دنبال چندین تنفس بازدمی مثبت را داراست. بیماران ممکن است در نهایت فرم هایی از تهویه های مکانیکی را در نظر بگیرند که در آن یک وسیله ریه ها را پر و خالی می کند. این ممکن است به یک لوله نیاز داشته باشد که از بینی یا دهان به نای(تراشه) برای استفاده ی طولانی مدت عبور می کند ، عمل جراحی مانند تراکئوتومی که در آن یک لوله تنفسی پلاستیکی به طور مستقیم در نای بیمار از طریق یک روزنه در گردن قرار داده می شود.

بیماران و خانواده ی آنها بایستی فاکتورهای متعددی را هنگام تصمیم گیری استفاده از یکی از این راه ها در نظر بگیرند. وسایل تهویه از لحاظ تاثیرشان بر روی کیفیت زندگی بیمار و هزینه ها متفاوت می باشند. اگرچه پشتیبانی تهویه می تواند مشکلات تنفسی را کاهش داده و بقا را افزایش دهد اما آن بر روی پیشروی بیماری ALS تاثیری ندارد. بیماران بایستی به طور کامل در مورد این موضوعات و اثرات طولانی مدت زندگی بدون حرکت قبل از تصمیم گیری درباره ی پشتیبانی تهویه  اطلاع داشته باشند.

بعضی از بیماران تحت تهویه فشار مثبت متناوب(IPPV) تراکئوتومی(نای بری) با کاف های تخلیه شده یا لوله های تراکئوتومی بدون کاف ، قادر به تکلم می باشند ، به شرط آن که عضلات پیازی آنها به اندازه ی کافی قوی باشد. این تکنیک ، تکلم و گفتار را در برخی بیماران دارای تهویه مکانیکی طولانی مدت حفظ می کند.

پیش آگهی:

در نهایت مبتلایان به ALS قادر به ایستادن یا راه رفتن ، رفتن به رختخواب خود ، استفاده از دست ها و بازوها یا برقراری ارتباط نمی باشند. در مراحل پایانی بیماری ، با ضعیف شدن عضلات سیستم تنفسی ، بیماران مشکلات تنفسی پیدا می کنند. اگرچه پشتیبانی تهویه می توانند مشکلات تنفسی را کاهش داده و بقا را بیشتر کند اما آن بر روی پیشروی بیماری تاثیری نمی گذارد. اکثر مبتلایان به ALS در اثر نارسایی تنفسی ، معمولا در عرض سه تا پنج سال از شروع علائم می میرند. با اینحال ، حدود 10-20 درصد مبتلایان به ALS به مدت 10 سال یا بیشتر زنده می مانند.

شیوع و همه گیرشناسی:

ALS یکی از شایع ترین بیماری های عصبی عضلانی در سراسر جهان می باشد. هر ساله یک یا دو نفر در هر صدهزار نفر گرفتار ALS می شوند. ALS بیشتر بین سنین 40 و 60 سالگی روی میدهد اما افراد جوانتر و مسن تر نیز می توانند دچار این بیماری شوند.

شیوع بیماری در مردان کمی بیشتر از زنان است. ALS خانوادگی حدود 5 تا 10 درصد از تمامی موارد ALS محسوب می شود و در اثر فاکتورهای ژنتیکی به وجود می آید. از این تعداد ، حدود 1 تا 10 مورد با جهش در مس/روی سوپراکسید دیسموتاز(SOD1) ، آنزیم مسئول مهار رادیکال های آزاد در ارتباط هستند. مطالعه ای به تازگی ، یک ژن به نام FUS را مسئول 1 تا 20 مورد از ALS خانوادگی شناسایی نموده است.

[ ۱۳٩٠/٢/۱۳ ] [ ۱٢:۱۳ ‎ب.ظ ] [ دکتر امیرحسین اسماعیلی ]

.: Weblog Themes By Iran Skin :.

درباره وبلاگ

پزشک عمومی
موضوعات وب
صفحات اختصاصی
امکانات وب