Date of Award

3-2015

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Science in Medical Sciences (MSMS)

Department

Medical Education

First Advisor

Prof. Murat Oz

Second Advisor

Chris Howarth

Third Advisor

Prof. Neil S. Millar

Abstract

Plants and phytochemicals have been used for centuries for therapeutic purposes. Essential oils from these plants are complex mixtures and may possess a large spectrum of biological activities many of them of clinical interest. Among the active constituents of essential oils, monoterpenes, demonstrated valuable antioxidant, antiviral, antimicrobial, anticancer, analgesic and anti-inflammatory effects. In recent years, actions of monoterpenes on the function of ion channels have been investigated. In the present study, effects of different monoterpenes including carvacrol, carveol, d-carvone, eugenol, (+)-pulegone, thymol, thymoquinone, menthome and limonene, on the function of the cloned α7 subunit of human nicotinic acetylcholine (nACh) receptor expressed in Xenopus oocytes were investigated by using the two-electrode voltage-clamp technique. All monoterpenes caused a variable extent of reversible inhibition of ACh (100 μM)-induced currents except vanillin and d-carvone. Carveol showed maximum potency of inhibition with an IC50 value of 8.3 μM. The effect of carveol was further investigated and found to be independent of the membrane potential. Carveol (10 μM) did not affect the activity of endogenous Ca2+-dependent Cl- channels since the extent of inhibition by carveol was unaltered by the intracellularly injected Ca2+ chelator BAPTA and perfusion with Ca2+-free bathing solution containing 2 mM Ba2+. The effect of carveol was associated with decreased potency of the ACh, and the inhibition was fully reversed by increasing ACh concentrations, suggesting that this drug acts in a competitive manner. In conclusion, these results demonstrate for the first time that monoterpenes inhibit directly the function of human α7-nACh receptors expressed in Xenopus oocytes. It appears that the extent of inhibition by monoterpenes differs significantly depending on their chemical structures.

Comments

لقرون طويلة، استُخدمت النباتات و المواد المستخلصة منها في أغراض علاجية متعددة. الزيوت العطرية عبارة عن خليط معقد من مواد كيميائية أظهرت عدة نشاطات حيوية ذات أهمية علاجية. أثبتت الدراسات أن من هذه المواد، التربينات الأحادية لها تأثيرات علاجية قيمة كمضادات للالتهاب و الأكسدة و الألم و مضادات ميكروبيبة و فيروسية و مضادات للسرطان. ضمن هذا السياق، التربينات الأحادية (monoterpenes) من المواد التي جذبت اهتمام الباحثين لدراسة تأثيرها على القنوات الأيونية. في هذه الدراسة، تم تقييم تأثير عدة تربينات أحادية و هي كرفكرول و كارفيول و كرفون و إيوجينول و الثيمول و بوليجون و فانيلين و منثون و ثيموكوينون و ليمونين على وظيفة مستقبلات الأسيتايل كولين النيكوتينية المكونة من وحدات ألفا 7 و المستنسخة في بويضات ضفادع ) Xenopus ( و ذلك باستخدام تقنية تثبيت الجهد الكهربائي باستخدام قطبين كهربائيين. كل التربينات الأحادية عدا الفانيلين و - - الكارفون قللت بدرجات مختلفة حجم التيار الناتج عن 011 ميكرو مول من الأسيتايل كولين و ذلك بصورة قابلة للانعكاس. و قد ظهر أن كارفيول هوالمثبط الاكثر فعالية حيث أن تركيز 3.8 ميكرو مول ثبط 01 % من حجم التيار الأصلي. بعد إجراء تجارب إضافية تبين أن تأثير الكارفيول لايعتمد على جهد الغشاء الخلوي. كما أن الكارفيول لم يأثر على نشاط و عمل قنوات الكلوريد المعتمدة على الكالسيوم المتواجدة في غشاء البيوضات حيث أن درجة التثبيط التي أحدثها الكارفيول لم تتغير في البويضات التي حقنت بمادة BAPTA الحابسة للكالسيوم و نضحت بمحلول خالي من الكالسيوم. تأثير الكارفيول قلل من فعالية الأسيتايل كولين و هذا التأثير انعكس تماما عند زيادة تركيز الأسيتايل كولين مما دل على أن التثبيط الناتج عن الكارفيول ذو طبيعة تنافسية. و كنتيجة للدراسة، فقد تبين أن العديد من التربينات الأحادية تثبط عمل مستقبلات الأسيتايل كولين النيكونينية المكونة من وحدات ألفا 7 المستنسخة في بويضات ضفدع ) Xenopus ( بشكل مباشر. درجة التثبيط الناتجة عن التربينات الأحادية تعتمد بدرجة كبيرة على تركيبها الكيميائي.

Download
COinS