Mechanický pohľad na diosmínom indukovanú neuroprotekciu a zlepšenie pamäte v modeli potkanov s intracerebroventrikulárnou kyselinou chinolínovou: vzkriesenie mitochondriálnych funkcií a antioxidantov, časť 1

Neurodegenerácia je poslednou udalosťou po kaskáde patogénnych mechanizmov pri niekoľkých poruchách mozgu, ktoré vedú ku kognitívnej a neurologickej strate. Kyselina chinolínová (QA) je excitotoxín odvodený z metabolickej dráhy tryptofánu a podieľa sa na viacerých ochoreniach, ako je Alzheimerova choroba, Parkinsonova choroba, Huntingtonova choroba a psychóza.

Ako ľudia starnú, neurodegenerácia sa postupne stala bežným javom. Neurodegenerácia môže mať nepriaznivé účinky na fyzické a duševné schopnosti ľudí, najmä na pamäť. Akciou však môžeme spomaliť neurodegeneráciu a zlepšiť pamäť.

Po prvé, udržiavanie pozitívneho postoja k životu môže pomôcť zmierniť neurodegeneráciu. Štúdie ukázali, že pozitívne myslenie môže podporiť rast a rekonštrukciu neurónov, a tým zlepšiť kognitívne funkcie ľudí. Veselá nálada má totiž pozitívny vplyv na zdravie mozgu.

Po druhé, cvičením môžeme zlepšiť pamäť a podporiť regeneráciu nervov. Správne cvičenie môže stimulovať neuróny v mozgu, aby vytvárali nové spojenia, čím sa zlepšujú kognitívne a pamäťové schopnosti ľudí. Okrem toho u starších ľudí môže cvičenie znížiť aj nervovú chuť do jedla, ktorá spôsobuje neurodegeneráciu, čo pomáha udržiavať zdravie mozgu.

Okrem toho, zachovanie rozmanitosti a výzvy každodenných činností je tiež dôležitým spôsobom, ako zlepšiť pamäť. Pravidelné a opakujúce sa každodenné činnosti spôsobia, že činnosti mozgu budú veľmi mechanické a monotónne. Naopak, rôznorodé aktivity omladzujú mozog a zlepšujú kognitívne a pamäťové schopnosti ľudí.

Stručne povedané, hoci neurodegenerácia môže mať nepriaznivé účinky na ľudskú pamäť, môžeme podniknúť príslušné kroky na spomalenie tohto účinku. Pozitívne myslenie, správne cvičenie a rôzne aktivity môžu zlepšiť pamäť a podporiť regeneráciu nervov. Vážme si a chráňme svoje mozgy, aby sme ich udržali zdravé a mladé. Je vidieť, že musíme zlepšiť pamäť. Cistanche dokáže výrazne zlepšiť pamäť, pretože dokáže regulovať aj rovnováhu neurotransmiterov, ako je zvýšenie hladín acetylcholínu a rastových faktorov, ktoré sú veľmi dôležité pre pamäť a učenie. Okrem toho môže Cistanche tiež zlepšiť prietok krvi a podporiť dodávku kyslíka, čo môže zabezpečiť, aby mozog získal dostatočnú výživu a energiu, čím sa zlepší mozgová vitalita a vytrvalosť.

Kliknite na možnosť poznať spôsoby, ako zlepšiť svoju pamäť

Diosmín (DSM) je prírodný flavonoid, ktorý má také vlastnosti, ktoré môžu zastaviť priebeh neurodegeneratívnej progresie. V minulých štúdiách bolo zachytávanie voľných radikálov spolu s vlastnosťami DSM, ako sú antihyperglykemické, protizápalové a vazoaktívne vlastnosti, pragmatické. V súčasných experimentoch sa teda neuroprotektívna aktivita DSM skúmala v prototype potkanov QA.

QA bola podávaná intracerebroventrikulárnou cestou (QA-ICV) u potkanov v prvý deň a DSM (50 a 100 mg/kg, intraperitoneálnou cestou) bol podávaný od 1. do 21. dňa. Pamäť, chôdza, senzomotorické funkcie a biomarkery oxidačnej mutilácie a mitochondriálne funkcie boli hodnotené v celom mozgu. Výsledky ukázali signifikantné zhoršenie senzomotorickej výkonnosti, chôdze a pracovnej a dlhodobej pamäte u potkanov pomocou QA-ICV. Tieto behaviorálne anomálie boli významne oslabené DSM (50 a 100 mg/kg) a donepezilom (štandardné liečivo).

QA-ICV-indukovaný pokles telesnej hmotnosti (g), diéta a požitie vody boli tiež oslabené liečbou DSM alebo donepezilom. QA-ICV inhibovala aktivity mitochondriálneho komplexu I a II a spôsobila zvýšenie oxidačného a nitrozatívneho stresu spolu s redukciou endogénnych antioxidantov v mozgu. DSM v závislosti od dávky zlepšil mitochondriálne funkcie a znížil oxidačný stres u potkanov liečených QA-ICV. DSM môže byť možnou alternatívou pri liečbe neurodegeneratívnych porúch so základnou patológiou mitochondriálnej dysfunkcie.

1. Úvod

Progresívna neurodegenerácia so sprievodnými kognitívnymi a neurologickými deficitmi sú hlavnými prejavmi niekoľkých mozgových ochorení, ako je Alzheimerova choroba (AD), Parkinsonova choroba (PD) a Huntingtonova choroba (HD).

Synaptické ubúdanie a zhoršená dlhotrvajúca potenciácia v dôsledku zníženej expresie neurotrofínov (napr. neurotrofných faktorov, kalcineurínu a nervových vývojových faktorov), neurochemických aberácií (napr. acetylcholínu, glutamátu, monoamínov a kyseliny c-aminomaslovej), neuropeptidov (napr. oxytocínu, látka P, somatostatín a orexín) a zmeny vo vnútornom prostredí mozgu vedú k zhoršovaniu krátkodobej a dlhodobej pamäti [1].

Excitačné dráhy sprostredkované glutamátergnými receptormi sú často spojené s konsolidáciou dlhodobej pamäte v hippocampe a mozgovej kôre [2]. Receptory ako N-metyl D-aspartát (NMDAR) sú základnou zložkou dlhotrvajúcej potenciácie a depresie a prílev vápnika prostredníctvom NMDAR a napäťovo riadených vápnikových (Ca{6}}) kanálov (VGCC) posilňuje synapsiu.

Nadmerný excitačný pohon v mozgu však kulminuje v mozgovej atrofii prostredníctvom voľných radikálov, prozápalových cytokínov a aktivácie dráh bunkovej smrti [3, 4].

Kyselina chinolínová (QA) je produktom kynurenínovej dráhy metabolizmu tryptofánu a je endogénnym ligandom NMDAR [5]. Hoci je tryptofán nevyhnutný pre biosyntézu serotonínu a tryptamínu, > 95 % tryptofánu sa metabolizuje kynurenínovou cestou [6]. Metabolity kynurenínovej dráhy (napr. kyselina kynurénová) sú neuroaktívne, vrátane QA, a podieľajú sa na inschizofrénii, AD a HD [7 ].

QA aktivuje imunitný systém (mikroglie a astrocyty), zvyšuje expresiu chemotaktických faktorov (napr. monocytový chemoatraktant proteín-1, RANTES) a podnecuje voľné radikály. Zvýšená priepustnosť hematoencefalickej bariéry (BBB) ​​bráni ochrannému efektu proti QA, čo predisponuje mozog k nadmernému prílevu QA. QA je metabolický inhibítor, ktorý z neho robí silný neurotoxín [8].

QA inhibuje monoaminooxidázu-B (MAO-B), glukoneogenézu (prostredníctvom fosfoenolpyruvátkarboxykinázy), kreatínkinázu, mitochondriálne komplexy a bunkové dýchanie a znižuje hladiny ATP [9].

QA môže zvýšiť oxidačný stres a znížiť antioxidanty spôsobom závislým alebo nezávislým od NMDAR. Interakcia QA-Fe2+ podnecuje voľné radikály, čo vedie k peroxidácii lipidov a mrzačeniu DNA, čo je podložené vzostupom hydroxylových radikálov, aktivitou poly (ADP-ribóza) polymerázy (PARP) a aktivitou laktátdehydrogenázy (LDH) [10].

Klinické nálezy tiež odhalili, že QA je zvýšená v mozgu, krvi a cerebrospinálnej tekutine (CSF) u pacientov s AD a HD [5]. Zistenia v minulosti naznačujú, že QA môže vyvolať kognitívne deficity a iné abnormality správania u neexperimentálnych zvierat [11].

Nedávne štúdie odhalili, že prírodné produkty by mohli zmierniť symptómy kognitívnej dysfunkcie a zlepšiť terapeutický výsledok pri neurodegeneratívnych poruchách [12, 13]. Flavonoidový glykozid, diosmín (3′,5,7-trihydroxy-4′-metoxy flavón-7-ramnoglukozid) sa často vyskytuje v oplodí citrusových plodov (Rutaceae) [14].

Diosmín (DSM) pozostáva z disacharidovej skupiny (6-0-(-L-ramnopyranozyl)- -D-glukopyranozyl) pripojenej k aglykónovej skupine (diosmetín) prostredníctvom glykozidickej väzby a môže byť biosyntetizovaný z hesperidínu.

Črevná flóra transformuje DSM glykozid na aglykónovú časť, ktorá sa potom rýchlo absorbuje cez gastrointestinálny trakt. U ľudí je polčas DSM pri perorálnom podaní 26 až 43 hodín [15].

Je to vazoaktívny liek, ktorý zlepšuje mikrocirkuláciu a lymfatickú drenáž a zvyšuje pružnosť žíl tým, že zmierňuje metabolizmus norepinefrínu katechol-O-metyltransferázou. DSM ruší mikrovaskulárnu permeabilitu, extravazáciu leukocytov a výskyt adhéznych molekúl, ako sú ICAM-1a VCAM-1 [14, 15].

Viaceré štúdie poukázali na vlastnosti DSM v mozgu pri prehrabávaní voľných radikálov a harmonizácii imunity [16, 17]. Klinické dôkazy odporúčajú, že DSM je dobre tolerovateľný, bezpečný a netoxický liek [15]. V nutraceutikách sa DSM (Daflon) často navrhuje na liečbu venóznych porúch, vrátane hemoroidov a hyperglykemických stavov.

Predchádzajúce zistenia ukázali, že DSM môže stimulovať uvoľňovanie inzulínu z buniek, metabolizmus uhľohydrátov a expresiu transportérov glukózy (GLUT). Tiež znižuje diabetické komplikácie [15].

Tlmí dyslipidémiu a pečeňovú glukoneogenézu [16]. V predchádzajúcich štúdiách DSM zlepšil kognitívne funkcie, zmiernil symptómy schizofrénie a preukázal neuroprotektívne účinky u experimentálnych zvierat [16–19].

Sawmiller a kol. [20] v štúdii zaznamenali pokles hyperfosforylácie amyloidu a tau sprostredkovaný DSM zoslabením glykogénsyntázy kinázy 3 v modeli 3 × Tg-ADmouse. Tieto zistenia výstižne naznačujú, že DSM má potenciál na zlepšenie mozgových dysfunkcií proti QA. V tejto štúdii sa QA použila na vyvolanie demencie a iných neurologických deficitov u potkanov.

QA môže pôsobiť ako silný neurotoxín, ktorý inhibuje niekoľko dráh a molekulárnych mechanizmov v mozgu, aby vyvolal progresívnu neurodegeneráciu a atrofiu mozgu. Súčasný výskum bol navrhnutý tak, aby preskúmal výsledky DSM v prototype potkanov QA-ICV.

2. Materiál a metódy

2.1. Experimentálne zvieratá.

.je výskum povolený MAAE protokolom č. ASCB/IAEC/14/20/145. Potkany AlbinoWistar (aké pohlavie, 200 g až 250 g, vek 8 až 9 mesiacov) boli držané v polypropylénových kvádrových krytoch typickej veľkosti pri umelých nastaveniach teploty (23 ± 2 stupne), 12:12 hodín tmavých/svetlých sekvencií a vlhkosť (40 ± 10 %) v ústavnej zvernici. Hlodavce boli kŕmené štandardným výživným krmivom (výrobcovia Ashirwad, Pandžáb) a čistenou vodou podľa želania.

Všetky postupy na zvieratách sa vykonávajú výlučne podľa pokynov CPCSEA, GOI, New Delhi. Správcovia zvierat a manipulanti so zvieratami boli zaslepení, pokiaľ ide o rôzne terapeutické režimy uľahčené skupinám zvierat.

Uskutočnili sa vyšetrovacie pokusy na zvieratách, ktoré nasledovali aspoň jeden štrnásť dní trvania zoznámenia. Všetky vyšetrenia na zvieratách sa uskutočňovali medzi 0900- a 1600- hodinami hodín denne.

2.2. Drogy a chemikálie.

Diosmín (DSM: 520-27-4), kyselina chinolínová (QA: 89-00-9) a štandardné analyty boli získané od spoločnosti Merck (India). Dihydrogenfosforečnan sodný (NaH2PO4), hydroxid sodný (NaOH), hydrogenfosforečnan draselný (K2HPO4), nitrobluetetrazolium (NBT), fenazín metosulfát (5-metylfenazíniummetylsulfát), kyselina etyléndiamíntetraoctová (EDTA), hovädzí sérový albumín (BSA), {{ 7}kyselina [4-(2-hydroxyetyl)piperazín-1-yl]etánsulfónová (HEPES), 1,2-bis[2-[bis(karboxymetyl) amino]etoxy]etán (EGTA), riboflavín, kyanid sodný (NaCN), natriumazid (NaN3), pyrofosforečnan tetrasodný, peroxid vodíka (H2O2), disodná soľ NADH (DPNH), tetrasodná soľ NADPH (redukovaná tetrasodná soľ koenzýmu II), kyselina fosforečná, činidlo Folin a Ciocalteuov fenol (FCR) a kyselina sulfosalicylová (5-SSA) (HiMedia Laboratories, Maharashtra, India); diglycín, ľadová kyselina octová (CH3COOH), Ellmanovo činidlo (3-karboxy-4-nitrofenyldisulfid, DTNB), azabenzén (C5H5N) a laurylsulfát sodný (SLS) (LobaChemie, Mumbai, India); 4,6-dihydroxy-2-merkaptopyrimidín (2-TBA), uhličitan disodný (Na2CO3) a (2-merkaptoetyl)trimetylamóniumjodidacetát (TCI chemicals, India); síran zinočnatý (ZnSO4), Rochellova soľ (L(+)-vínan sodno-draselný), dihydrochlorid 2-(1-naftylamino)etylamínu, sodík dusitý (NaNO2) a p-aminobenzénsulfónamid (SiscoResearch Laboratories, India ); butylalkohol (Fisher Scientific, India).

2.3. Intracerebroventrikulárna injekcia kyseliny chinolínovej.

Zvieratá sa podrobili anestézii intraperitoneálnym (ip) podávaním ketamínu (90 mg/kg) a xylazínu (10 mg/kg) koktailu s použitím sterilnej vody na injekciu. .osoba bola položená v polohe na bruchu na teplú vyhrievaciu podušku av držiaku stereotaxického chirurgického nástroja bola umiestnená hlava. Skalp bol narezaný v strednom sagitálnom bode a lebka bola odkrytá stiahnutím kože.

Ktorákoľvek z dvoch bočných komôr bola ľubovoľne vybraná a v lebke bola temenná kosť vyvrtaná (stereotaxické súradnice -0, 8 mm predozadná od bregmy, ± 1,5 mm mediolaterálne od stredozagitálneho stehu a ± 3,6 mm dorzoventrálne od povrchu parietálnej kosti ) na vytvorenie vývrtu [21].

Prvý deň bol roztok kyseliny chinolínovej (QA) čerstvo konštituovaný (240 nmol) v PBS (Na+-K+ [PO4]2- pufrovaný fyziologický roztok, pH 7,4) a bol postupne injikovaný pomocou Hamiltonovej mikrostriekačky pri prietoku 1 µl/minútu do ľavej alebo pravej mozgovej komory potkanov počas 5 až 6 minút s objemom injekcie 5 µl ICV vehikula [22].

Po naočkovaní celého liečiva sa mikroihla neuvoľnila počas 4 až 5 minút, aby sa umožnila difúzia liečiva v cerebrospinálnom moku a zabránilo sa jeho regurgitácii. Ekvivalentný objem (10 ul) PBS-vehikula bol podaný ICV do simulátorov, ktoré boli identicky operované, avšak QA nebola injikovaná.

Po injekciách liečiva sa otvory obnovili pomocou tmelu (fosfát zinočnatý, PYRAX®) a dokončilo sa šitie kože. Aby sa predišlo kontaminácii (množeniu baktérií), Neosporin® bol aplikovaný pro re nata.

Na zabránenie pooperačnej sepse bol podaný Orizolin (Zydus Cadila), dávka 30 mg/kg (ip). Každému potkanovi bolo poskytnuté teplé prostredie (37 ± 0,5 stupňa), aby sa predišlo pooperačnej hypotermii. Každému potkanovi bolo po chirurgickom zákroku po dobu siedmich dní bezplatne poskytnuté polotuhé krmivo (vo vnútri klietky) a voda a boli umiestnené diskrétne v oddelenej klietke (30 x 23 x 14 cm3).

2.4. Experimentálny protokol. DSM bol injikovaný v dávkach 50 a 100 mg/kg na telesnú hmotnosť (bw) potkanom intraperitoneálnou (ip) cestou s použitím 0,5 % dimetylsulfoxidového vehikula v normálnom fyziologickom roztoku (dávkový objem 5 ml/kg) [17].

Zvieratá boli náhodne rozdelené do 5 zhlukov v jednoduchom slepom režime (n � 5): (i) falošné (S), (ii) QA, (iii) QA + DSM50, (iv) QA + DSM100 a (v) QA + DNP. Potkany sa podrobili intracerebroventrikulárnemu podávaniu QA (QA-ICV) alebo simulovanej operácii v prvý deň. DSM sa podával 21 po sebe nasledujúcich dní denne 120 minút po QA-ICV od prvého dňa.

Donepezil (DNP) sa použil ako štandardné liečivo v tejto štúdii a injekčne sa podával (dávka 3 mg/kg, ip) potkanom s injekciou QAICV počas 21 po sebe nasledujúcich dní. Zvieratám v kontrolných skupinách a kontrolných skupinách QA sa podávalo vehikulum (sterilný 0,5 % dimetylsulfoxid v normálnom fyziologickom roztoku v objeme dávky 5 ml/kg) od 1. do 21. dňa. Celá štúdia sa uskutočnila podľa schémy znázornenej na Obrázok 1.2.5. Pohybová aktivita.

Vo všetkých skupinách potkanov bola priemerná lokomotorická aktivita dokumentovaná pomocou aktofotometra počas 5 minút. Samostatné zviera sa umiestnilo do aktofotometra na 3 minúty aklimatizácie. Potkanom bolo potom podaných 5 minút a výsledky boli uvedené ako počty za 5 minút [11].

2.6. Rotarod Test. In rodents, the rotarod test typically evaluates the equilibrium and muscle synchronization facets of sensorimotor functions. .e rats were presented to acquisition trials until their ability to run reached >60 sekúnd pri otáčaní tyče rýchlosťou deviatich otáčok za minútu (ot./min.).

Po akvizičných pokusoch bola samostatná krysa umiestnená na valcový hriadeľ a rýchlosť otáčania bola zosilnená s konštantnou prestávkou 10 sekúnd zo 6 otáčok za minútu (predbežná rýchlosť) na 30 otáčok za minútu (záverečná rýchlosť), s presahom 50 sekúnd. Vo výsledkoch bola uvedená stredná latencia pádu (v sekundách) z otočného valcového hriadeľa.

2.7. Analýza stopy. Princípom vykonávania analýzy stopy u potkanov je hodnotenie abnormalít chôdze.

Čo sa týka stôp, nohy potkanov boli ponorené do štyroch rôznych farebných netoxických potravinárskych farbív a nechali sa bežať po naklonenom chodníku (70 cm × 10 cm × 8 cm). Základňa vzletovej a pristávacej dráhy bola uzavretá celulózovou fóliou bielej farby. Potkany boli motivované k stlmeniu časti do kopca na konci dráhy, aby získali jasné stopy. Každému zvieraťu sa po pokusoch jemne odstránilo farbivo pomocou vlažnej vody. Stopy boli naskenované a "dĺžka kroku" bola zmeraná pomocou štandardného pravítka. Dĺžka kroku bola kvantifikovaná výpočtom vzdialenosti medzi postupnými umiestneniami identickej potkanej labky [11].

For more information:1950477648nn@gmail.com