Mechanický pohľad na diosmínom indukovanú neuroprotekciu a zlepšenie pamäte v modeli potkanov s intracerebroventrikulárnou kyselinou chinolínovou: vzkriesenie mitochondriálnych funkcií a antioxidantov, časť 4

2.12.4. Aktivita superoxiddismutázy. Rýchlosť pôsobenia SOD (EC1.15.1.1) (jednotky na mg proteínu) bola posudzovaná postupom podľa Kakkar a kol. [33]. Reakčná zmes zahŕňala 0,3 ml homogenátu, 100 ul {5-metylfenazíniummetylsulfátu (197 uM) a 1,3 ml tetrabázického difosforečnanu sodného (0,066 mM, pH 7,2). Reakcia sa začala s použitím 200 ul -nikotínamidadeníndinukleotidu (DPNH) (780 uM) a zastavila sa o 60 sekúnd neskôr použitím 1 ml ľadového CH3COOH v tejto zmesi. Generované množstvo chromogénu sa vypočítalo zaznamenaním intenzity farby pri λmax� 560 nm.

Superoxiddismutáza (SOD) je dôležitá enzýmová látka, ktorá môže v tele zohrávať antioxidačnú úlohu. Stále viac štúdií ukázalo, že medzi SOD a pamäťou existuje úzky vzťah.

Po prvé, enzým SOD môže pomôcť telu odstrániť voľné radikály a znížiť poškodenie neurónov oxidačným stresom, čím chráni normálnu funkciu nervového systému. Normálna funkcia nervového systému je kľúčom k ľudskej pamäti, učeniu a iným pokročilým činnostiam myslenia. Preto nám dostatočná úroveň SOD môže pomôcť udržať si dobrý stav pamäti, kognície a učenia.

Po druhé, SOD môže tiež pomôcť ľudskému telu doplniť dostatok kyslíka. S vekom a zmenami prostredia sa zásoba kyslíka v tele postupne zníži. Kyslík je jednou z kľúčových látok pre metabolizmus ľudských buniek a je tiež veľmi dôležitý pre udržanie dobrej pamäti. SOD môže pomôcť telu udržiavať hladinu kyslíka a zabezpečiť normálne základné metabolické funkcie ľudského tela, čím poskytuje podmienky na vytváranie a udržiavanie pamäte.

V každodennom živote je tiež veľmi jednoduché udržiavať dostatočnú úroveň SOD. Obsah SOD v tele môžeme zvýšiť stravou, napríklad konzumáciou zeleniny bohatej na SOD, ako je zelená zelenina, kapusta a mrkva. Okrem toho, udržiavanie dobrých životných návykov nám môže tiež pomôcť udržiavať zdravú hladinu SOD, ako je mierne cvičenie, primeraný spánok atď.

Stručne povedané, existuje úzky vzťah medzi enzýmom SOD a pamäťou. Zvýšenie obsahu SOD v tele nám môže pomôcť udržať zdravý nervový systém a podporiť normálny pokrok činností pokročilého myslenia. Mali by sme pomôcť telu udržiavať dostatočnú hladinu SOD prostredníctvom vedeckej stravy, životných návykov a fyzického cvičenia, aby sme lepšie chránili našu pamäť. Je vidieť, že potrebujeme zlepšiť pamäť a Cistanche môže výrazne zlepšiť pamäť, pretože Cistanche má antioxidačné, protizápalové účinky a účinky proti starnutiu, čo môže pomôcť znížiť oxidačné a zápalové reakcie v mozgu, čím chráni zdravie mozgu. nervový systém. Okrem toho môže Cistanche tiež podporovať rast a opravu nervových buniek, čím zvyšuje konektivitu a funkciu neurónových sietí. Tieto účinky môžu pomôcť zlepšiť pamäť, schopnosť učenia a rýchlosť myslenia a môžu tiež zabrániť výskytu kognitívnej dysfunkcie a neurodegeneratívnych ochorení.

Kliknutím teraz zlepšíte svoju pamäť

2.12.5. Katalázová aktivita. Na posúdenie rýchlosti účinku katalázy (EC1.11.1.6) sa použila odchýlka OD (λmax � 240 nm) analyzovanej zmesi (3.0 ml) obsahujúcej 50 µl vyšetrovacia vzorka, 1,22 ml H2O2 (0,03 M) v Na+-K+ [PO4]2- tlmivom roztoku (pH 7,91, 0,06 M) a 1,63 ml 0,06 M Na{{{ Zaznamenal sa 29}}K+ [PO4]2- pufor (pH 7,1).

Aktivita katalázy (µmol rozpadu H2O2 za minútu na mg proteínu mozgu) bola vypočítaná aplikáciou ε � 43,6/M/cm [34].2.12.6. Úroveň celých dusitanov. .e technika Sastryho a spol.[35] bol implementovaný na vyhodnotenie dusitanov celého mozgu (μmolper mg mozgového proteínu).

V skúmavkách obsahujúcich 100 µl skúmanej vzorky, 145 mg amalgámu medi a kadmia, 500 µl pufra H2CO3 (pH 8,89), 0,44 M 100 µl NaOH a 119,8 mM 400 µl ZnSO4 sa centrifugovalo pri 0 g04 pri 04 g 10 minút a nadbytočná horná kvapalina (supernatant) sa izolovala.

Griessova chemikália (50 µl) bola obsiahnutá v 10}0 µl s nadbytočnej kvapaliny. Po 60 minútach inkubácie bola zaznamenaná OD (λmax � 548 nm vlnová dĺžka) s použitím dvojlúčového UV1700 spektrofotometra (Shimadzu). Bola navrhnutá typická krivka kyseliny dusnej sodnej (0,02 až 0,2 mM) a celý dusitan bol vyčíslený.

2.12.7. Stanovenie celkových bielkovín. Celková hladina proteínu (mg/ml homogenátu) sa vypočítala pomocou grafu atypického zakrivenia albumínu hovädzieho séra so silou roztoku v rozsahu od 0,3 do 3,8 mg/ml. Kombinácia vyšetrenia bola organizovaná s 250 ul homogenátu, 5,1 ml Lowryho činidla, Na+-K+ [PO4]2- pufra (900 ul) a 1,1 N 500 ul FCR. Rozdiel v OD bol pozorovaný pri λmax � 650 nm [36].

2.13. Histopatológia mozgových rezov. Použitím difúzneho nastavenia s gravitáciou boli potkany intrakardiálne (cez ľavú komoru) difundované 10% neutrálnym pufrovaným formaldehydovým (10% NBF) roztokom a akútne anestetizované. Hipokampus a kortikálne sektory sú ponorené do fixačného prostriedku (10 : 1 fixatív: tkanivový pomer), konkrétne 10 % NBF na jeden týždeň (4 stupne), doplneného 0,04 % natriumazidom (pH 7,4).

Etylalkohol (70%) sa použil ako baliaci roztok pre fixované časti tkaniva udržiavané pri 4 stupňoch. Na získanie tenkých častí (8,0 μm) sa použil mikrotomový rezač (rotačný typ), ktorý sa potom zafarbil farbivom hematoxylínom a eozínom (H&E). Podložné sklíčka boli trvalé pomocou DPX-živice, ktoré boli neskôr zakryté a kontrolované optickým mikroskopom (binokulárne) pri 40-násobnom zväčšení.

2.14. Štatistická analýza. Skúsený experimentátor zaslepil rôzne liekové režimy podávané skupinám zvierat, skontroloval a vyhodnotil údaje. Odľahlé hodnoty neboli pragmatické (Grubbov test) v údajoch a Kolmogorov-Smirnovov test a Leveneov test potvrdili normálne rozdelenie premenných a homogenitu rozptylu (HOV p > 0,05, Leveneov test).

V opačnom prípade v prípade nerovnakého rozptylu (HOV p < {{0}}.05, Leveneov test), Welchova ANOVA (p < 0,05, F′-štatistika), a môžu sa použiť post hoc testy Games–Howell. Priemery normálne distribuovaných premenných sa skúmali a porovnávali jednosmernými alebo opakovanými meraniami dvojcestnej analýzy rozptylu (ANOVA). V prípade ANOVA sú výsledky v F-štatistike významné (p < 0,05), aplikovali sa viaceré porovnávacie testy, konkrétne Tukeyho HSD (čestný významný rozdiel) alebo Bonferroni. Štatistická významnosť sa považovala za p < 0,05 a výsledky boli uvedené ako priemer ± štandardná chyba priemeru (SEM).

3. Výsledky

3.1. Výsledky DSM na telesnej hmotnosti (g), diéte a požití vody u potkanov, ktorým bola podávaná QA-ICV. Telesná hmotnosť, krmivo a požitie vody sa analyzovali týždenne, počnúc dňom 1.

Významné zníženie (p < {{{{10}}}}.{16}}01) telesnej hmotnosti (g), príjmu potravy a vody na 7., 14. deň a 21 bola pragmatická u potkanov, ktorí boli podrobení injekcii QA-ICV v deň 1 v porovnaní s falošnými náprotivkami (obrázok 2). Dávkovanie DSM (100 mg/kg) spôsobilo významný nárast telesnej hmotnosti (7. deň < 0.05, 14. deň p < {{38} }.01, deň 21 p < 0.001), informačný kanál (7. deň < 0.{{6{{63} }}}5, 14. deň p < 0,01, 21. deň p < 0,001) a príjem vody (7. deň p < 0,01, 14. deň p < 0,05) u potkanov proti QA-ICV.DSM (50 mg/kg) tiež významne zoslabili QA-ICV-spustený pokles telesnej hmotnosti (21. deň p < 0,05) a príjmu krmiva (7. deň p < 0,01) potkanov v porovnaní s potkanmi, ktoré si ponechali injekcie QA-ICV. Potkany liečené QA-ICV a DNP odhalili významnú eskaláciu telesnej hmotnosti (g) (7. deň p < 0,05, 14. deň p < 0,001, 21. deň p < 0,001), krmiva (7. p < 0,001, 14. p < 0,01, deň 21 p < 0,001) a príjem vody (7., 14., 21. deň p < 0,01) v porovnaní s potkanmi, ktoré zostali vystavené osamotenej QA-ICV.

3.2. Účinok DSM na lokomóciu, motorickú koordináciu a chôdzu potkanov proti QA-ICV. V tejto štúdii neboli lokomotorické aktivity zvierat ovplyvnené QA-ICV alebo medikamentóznou liečbou.

Skupina QA nevykázala žiadnu významnú zmenu v priemerných počtoch za 5 minút v aktinometrickom prístroji v porovnaní s falošnou skupinou (obrázok 3 (a)). Na vyhodnotenie senzomotorického výkonu a chôdze potkanov sa použila analýza rotarod a stopa.

Výsledky ukázali, že QA-ICV významne obmedzuje (p < 0.001) motorickú koordináciu (obrázok 3(b)) a chôdzu (obrázok 3(c)) potkanov, čo sa prejavuje znížením latencie pádu z otočného hriadeľa a dĺžka kroku potkanov pri analýze stôp v porovnaní s toshamskými náprotivkami.

Skupiny QA + DSM50 a QA + DSM100 vykázali pozoruhodný nárast klesajúcej latencie (p < 0,05, p < 0,01) a dĺžky kroku (p < 0,05, p < 0,001) vo vzťahu ku skupine QA.

Liečba DNP významne zoslabila QA-ICV a spustila zníženie latencie pádu (p < 0.001) a dĺžky kroku (p < 0,001) v porovnaní s potkanmi, ktorým bola podaná Samotné QA-ICV. Okrem toho liečba DSM (100 mg/kg) vykazovala významné zlepšenie (p < 0,01) hltania v porovnaní s DSM (50 mg/kg) u potkanov podrobených QA-ICV.

3.3. Vplyv DSM na pracovnú pamäť a priestorovú dlhodobú pamäť potkanov proti QA-ICV. Zníženie indexu diskriminácie (%) v NORT potvrdilo zníženie pamäte pracovného typu.

Postupné zvyšovanie ELT počas 4 dní tréningových pokusov a zníženie TSTQ vo vyhľadávacích pokusoch (vykonaných 24 hodín po poslednom tréningovom pokuse) v MWM znamenali dlhodobú stratu pamäti u potkanov.

V tejto štúdii potkany, ktoré boli vystavené samotnej liečbe QA-ICV, indikovali pozoruhodný pokles (p < 0 0,001) v indexe diskriminácie (%) v porovnaní so simuláciou (obrázok 4(a)).

V teste MWM tréningové pokusy na 17. deň neodhalili žiadne významné zmeny v ELT medzi rôznymi skupinami, avšak v deň 18 bola zaznamenaná výrazná zmena v ELT. QA kohorta vykazovala podstatné (p < 0,001) zvýšenie ELT (18. – 20. deň) (obrázok 4(b)) a zníženie TSTQ (21. deň) (obrázok 4(c)) v porovnaní so simulovanými náprotivkami.

Liečba pomocou DSM (100 mg/kg) zoslabenej QA-ICV vyvolala zníženie indexu diskriminácie (%) (p < 0.0{{14} }1), zvýšenie ELT (18. deň p < 0,05, 19. deň p < 0,01, 20. deň p < 0,001) a zníženie TSTQ (p < 0,001) v porovnaní s potkanmi, ktoré podstúpili injekciu QA-ICV samostatne.

QA + DSM50 kohorta vykázala výrazný nárast indexu diskriminácie (%) (p < 0.001), pokles ELT na 20. deň (p < 0,01) a zvýšenie TSTQ (p < 0,001) v porovnaní so skupinou QA.

Liečba DNP zvýšila index diskriminácie (%) (p < {{0}}.001), znížila ELT (18. deň p < 0,01, deň 19p < 0,001, deň 20 p < 0,001) a zvýšené TSTQ (p < 0,001) u potkanov, ktorým sa podával QA-ICV v porovnaní s potkanmi QA-ICV liečenými nosičom. Okrem toho opakované injekcie DSM (100 mg/kg) odhalili podstatné zlepšenie pamäťových funkcií v porovnaní s DSM (50 mg/kg) u potkanov podrobených QA-ICV.

3.4. Výsledky DSM na mitochondriálnom komplexe mozgu u potkanov s injekciou QA-ICV.

Mitochondriálna aktivita v homogenáte celého mozgu bola hodnotená po behaviorálnych skúškach. Výsledky ukázali významný pokles (p < 0.001) v rýchlosti komplexu I/II v mitochondriálnej frakcii homogenátu mozgu pomocou QA-ICV v porovnaní so simuláciou (obrázok 5) ..pokles aktivity komplexu I/II liečbou QA-ICV bol oslabený (komplex I p < {{10}}.05, p < 0,001; komplex II p < 0,01, p < 0,001) pomocou DSM (50 a 100 mg/kg) podávaných počas 21 po sebe nasledujúcich dní v porovnaní s potkanmi podávanými QA-ICV, ktorým bola podávaná liečba samotným vehikulom. DNP významne zvýšil (p < 0,001) aktivitu komplexu I/II na rozdiel od vehikula u potkanov s injekciou QA-ICV.

3.5. Účinok DSM na mitochondriálny oxidačný stres mozgu u potkanov s injekciou QA-ICV. Výsledky ukázali pozoruhodný nárast (p < 0.001) v TBARS a celkových dusitanoch a znížení aktivity GSH, GPx, SOD a katalázy v mitochondriálnej frakcii mozgu homogenizujte pomocou QA-ICV vo vzťahu k simulácii (obrázok 6). .je augmentácia v mozguTBARS (p < 0.05, p < 0.001) a celkové dusitany (p < {{ 21}}.05,p < 0.01) a pokles v GSH (p < 0.05, p < {{ 39}},001), aktivity GPx (p < 0,05, p < 0,001), SOD (p < 0,01, p < 0,001) a katalázy (p < 0,05, p < 0,001) pomocou liečby QA-ICV boli oslabené pomocou DSM ( 50 a 100 mg/kg) podávaných počas 21 dní bez prerušenia v porovnaní s potkanmi podávanými QA-ICV, ktorým bola podávaná iba liečba vehikulom. DNP významne znížil (p < 0,001) mozgový TBARS a akumuláciu celkových nitritov a zvýšil (p < 0,001) aktivitu GSH, GPx, SOD a katalázy v porovnaní s vehikulom u potkanov liečených QA-ICV.

Okrem toho liečba DSM (100 mg/kg) vykazovala pozoruhodné zníženie hodnoty peroxidácie lipidov (p < 0.001) a zintenzívnenie endogénne antioxidanty, ako je GSH (p < 0,001), GPx (p < 0,01), SOD (p < 0,05) a kataláza (p < 0,05), v porovnaní s DSM (50 mg/kg) u potkanov podrobených QA-ICV. 3.6. Účinok DSM na histopatológiu mozgu u potkanov proti QAICV.

Pri histopatologickej analýze boli v skupine QA pozorované veľké zmeny v bunkovej architektúre. Šamani nevykazovali žiadne známky neurodegenerácie. Liečba QA-ICV spôsobila výrazné zmeny zvýraznené pyknózou a pľuzgiermi na plazmatickej membráne v kortikálnych a hipokampových (CA 1 a (2) neurónoch.) Liečba QAICV potkanov pomocou DSM alebo DNP zmiernila patologické príznaky neurodegenerácie (obrázok 7).

4. Diskusia

QA (2,{1}}pyridíndikarboxylová kyselina) je excitotoxín podobný glutamátu a je schopný vyvolať neurodegeneráciu, pretože jeho koncentrácia sa zvyšuje s vekom [5]. Antagonisty NMDAR a aminofosfonáty môžu zabrániť neurodegeneratívnej excitotoxicite QA, čo naznačuje, že QA pôsobí prostredníctvom NMDAR v mozgu [9]. BBB pôsobí ako ochranná bariéra a obmedzuje neurotoxicitu QA.

Dôkazy však naznačujú zvýšenú patologickú akumuláciu QA pri rôznych neurodegeneratívnych poruchách.

V mozgu katabolizuje chinolinát fosforibozyltransferáza (QPRT) z QA na NAD+ a oxid uhličitý. Aktivita QPRT je maximálna v čuchovom bulbe a najnižšia v kôre, hippocampe a striate, kde QA môže v týchto oblastiach mozgu vo veľkej miere pôsobiť neurotoxicky. Tieto oblasti mozgu sú nepriaznivo ovplyvnené mnohými neurodegeneratívnymi poruchami, ako sú AD, PD, HD a schizofrénia, ktoré vedú k vážnemu poklesu kognitívnych funkcií [9, 10].

V tejto štúdii sa QA podávala priamo cestou ICV, aby sa prekonalo obmedzenie BBB u dospelých potkanov. DSM je bioaktívny prírodný flavonoid, ktorý preukázal terapeutické účinky proti traumatickému poraneniu mozgu [16], amnézii vyvolanej skopolamínom [17], psychóze vyvolanej apomorfínom a ketamínom [18] a chronickému nepredvídateľnému miernemu stresu [19].

DSM je schopný zvýšiť metabolizmus glukózy, inzulínovú signalizáciu a diabetické komplikácie a môže zabrániť vyčerpaniu energie a následným nepriaznivým následkom spojeným s neurodegeneratívnymi poruchami [14, 15].

QA zakazuje mitochondriálne funkcie a aeróbne dýchacie cesty produkujúce energiu v oblasti mozgu, ktorá je nepriaznivo ovplyvnená neurodegeneratívnymi poruchami [5].

V tejto štúdii boli teda potkany, ktorým sa podával QA-ICV v prvý deň, vystavené liečbe DSM počas 21 po sebe nasledujúcich dní a hodnotili sa biochemické parametre a behaviorálne funkcie.

idonitrozačný stres a znehodnotenie hladín endogénnych antioxidantov pomocou QA-ICV v mitochondriálnej frakcii homogenátu celého mozgu. Predchádzajúce štúdie tiež ukazujú na NMDAR-dependentné a NMDAR-nezávislé zvýšenie voľných radikálov a zápalové zhoršenie u experimentálnych zvierat QAin [5, 9, 10].

V súčasných experimentoch QA zvýšila peroxidáciu lipidov a celkové dusitany v mozgu. Voľné radikály a následné modifikácie v bunkových biomolekulách, ako sú lipidy, proteíny a DNA, sú základom hlavných patogénnych zmien pri neurodegeneratívnych poruchách.

Lipidové peroxidy, ako je malondialdehyd (MDA), 4-hydroxy 2-nominálny (4-HNE), izoprostany a akroleín sú vysoko toxické aldehydy, ktoré sa ľahko akumulujú vo forme bioaduktov a sú odolné k autofagickým a iným mechanizmom odstraňovania [37, 38].

Patogénny nárast týchto nerozpustných aduktov porušuje integritu bunky, čo vedie k strate vnútornej homeostázy, úniku vnútorných komponentov a bunkovej smrti [38].

Okrem toho zvýšenie dusičnanov priamo koreluje s úrovňou uvoľňovania oxidu dusnatého v mozgoch potkanov. Podávanie QA-ICV v prvý deň vyvolalo pozoruhodnú eskaláciu nitrátov v mozgoch potkanov. Oxid dusnatý je plynný neurotransmiter, ktorý sa podieľa na synaptickej modulácii a dlhodobej potenciácii spätným pôsobením prostredníctvom NMDAR [39, 40].

Oxid dusnatý sa biosyntetizuje syntázou oxidu dusnatého (NOS-neuronálna) ako odpoveď na aktiváciu postsynaptických NMDAR. Príliv iónov vápnika cez postsynaptické NMDAR aktivuje neuronálne NOS, čo vedie k tvorbe oxidu dusnatého, ktorý stimuluje uvoľňovanie presynaptického glutamátu v synapsii.

Nadmerná aktivácia NMDAR a výsledný zjavný intracelulárny prílev vápenatých iónov a biosyntézy oxidu dusnatého však vedie k zvýšeniu reaktívnych foriem kyslíka (ROS), ako je alkoxyl (RO_), superoxid (O•−2) , peroxyl (RO2·), hydroxylové radikály (OH•) a peroxid vodíka (H2O2) a reaktívne druhy dusíka (RNS), ako je anhydrid dusný (N2O3), peroxydusitan (ONOO-) a oxid dusičitý (•NO2) [41 – 43].

RNS modifikuje proteíny, čo vedie k nitrozylácii proteínov a tvorbe S-glutatiolov a nitrózotiolov. Oxid dusnatý sa podieľa na vaskulárnom poškodení (napr. BBB a ischemické poškodenie) a zápalovej odpovedi aktiváciou makrofágov, astrocytov, matrixových metaloproteináz (MMP) a adhéznych molekúl [44, 45].

Peroxynitrity spôsobujú nitráciu guanínových nukleotidov, čo má za následok ruptúru jednovláknovej DNA, spustenie dráhy PARP a tiež zamedzenie enzýmov na opravu DNA [46].

Oxid dusnatý inhibuje cytochróm c oxidázu a tým potláča mitochondriálnu produkciu ATP [39]. Nadmerná akumulácia dusitanov teda môže spôsobiť energeticky deficitný stav v mozgu, ktorý ďalej zaisťuje dysfunkciu ATP-dependentných iónových púmp, akumuláciu sodíkových iónov (spôsobujúcich opuch buniek), zvýšený prítok vápnika a hyperexcitabilitu [47]. .eaugmentácia hladín cytoplazmatického vápnika je primárnym mechanizmom produkcie ROS a RNS a aktiváciou dráh zániku buniek závislých od vápnika prostredníctvom aktivácie proteáz a kalpaínov [48].

Pri neurodegeneratívnych ochoreniach sú voľné radikály, vápnik, peroxidácia lipidov a zmrzačenie DNA jadrom patogénnej progresie chorôb. V predchádzajúcich štúdiách analýza biomarkerov oxidačného stresu odhalila amplifikáciu MDA, 4-HNE a 8-hydroxy-2'-deoxyguanozínu (8-OHdG) v cerebrospinálnej tekutine vzorky mozgu a krvi [49, 50].

V súčasných experimentoch DSM (50 a 100 mg/kg) významne zrušil QA-ICV spustenú intenzifikáciu peroxidácie lipidov a celkových dusitanov v mitochondriálnej časti mozgu.

Skoršie správy tiež dokazujú zoslabenie voľných radikálov a protizápalové účinky DSM v celom mozgu experimentálnych zvierat [16–20]. Štandardné liečivo, DNP, tiež zoslabilo peroxidáciu lipidov (TBARS) a celkové dusitany v mozgoch potkanov vystavených QA-ICV.

Mitochondrie, peroxizómy, endoplazmatické retikulum a plazmatické membrány sú hlavnými miestami biosyntézy ROS a RNS [51]. Bunkové dýchanie v mitochondriách je hlavným generátorom ROS, ako sú superoxidové a hydroxylové radikály. Peroxizómy sú centrálnym centrom tvorby peroxidu vodíka.

Superoxidový anión získava elektrón z molekulárneho kyslíka a prostredníctvom Fentonovej reakcie dismutuje na peroxid vodíka. Následne je tento peroxid vodíka metabolizovaný katalázou na vodu a kyslík, alebo môže vytvárať hydroxylové radikály.

H2O2 môže tiež vytvárať toxické hydroxylové radikály prostredníctvom Haber-Weissovej reakcie. Superoxidový anión môže reakciou s oxidom dusnatým vytvárať peroxynitrity [52, 53]. Tieto voľné radikály spúšťajú prechodové póry mitochondriálnej permeability (mPTP), čo vedie k úniku cytochrómu c, mitochondriálnej degenerácii a zániku buniek.

Mitochondriálny komplex I je vstupnou bránou predných elektrónov z NADH do dýchacieho reťazca. Komplex I a II môže vytvárať superoxidové anióny v nadbytku odozvy na vyšší pomer NADH/NAD+, čo vedie k skrátenému miestu FMN (flavín mononukleotid) na komplexe I a elektróne príspevok ku koenzýmu Q redukovanému sukcinátdehydrogenázou (SDH) je spojený s vysokou protonmotorickou silou, čo vedie k reverznému transportu elektrónov [54]. QA je dobre známy inhibítor mitochondriálnych funkcií [5].

V tejto štúdii QA-ICV spôsobila inhibíciu rýchlosti komplexu mozgových fragmentov I a II u potkanov. Aberácie vo funkciách mitochondriálneho elektrónového transportného reťazca vyvolané QA môžu byť primárnou príčinou oxidatívnej mutilácie v mozgoch potkanov. Avšak DSM (50 a 100 mg/kg) vzkriesil aktivity mozgového komplexu I a II u potkanov infikovaných QA-ICV.

Liečba DNP tiež ukázala významné zlepšenie funkcií komplexu I a II v mitochondriách mozgu proti cytotoxicite QA-ICV. Analýza hladín antioxidantov odhalila, že liečba DSM počas 21 po sebe nasledujúcich dní zmiernila QA-ICV-indukovaný pokles endogénnych antioxidantov, ako sú GSH, GPx, SOD a kataláza.

SOD, kataláza a antioxidanty závislé od tiolu, ako sú GSH a GPx, sú prvou líniou obrany proti oxidatívnemu zmrzačeniu. SOD a kataláza detoxikujú superoxidanióny a H2O2, v uvedenom poradí, a GPx a GSH sa podieľajú na odstraňovaní H2O2 a rozklade lipidperoxidov (MDA, 4-HNE atď.) na ich príslušné alkoholy, najmä v mitochondriách a cytoplazme [ 55]. V súčasnej štúdii režimy DSM (50 a 100 mg/kg) alebo DNP zvýšili antioxidačné účinky v mozgoch potkanov, ktoré boli vystavené neurotoxicite QA-ICV.

Neuroprotekcia pomocou DSM a DNP bola evidentná v analýze farbenia H&E v hipokampe a kortikálnych oblastiach mozgu potkanov. Liečba QA-ICV spôsobila výrazné zmeny v bunkovej architektúre zvýraznené pyknózou, opuchom buniek a bublinami plazmatickej membrány. Tieto patogénne zmeny boli oslabené DSM a DNP ošetrením v oddelených skupinách potkanov. V súčasnom protokole DSM (100 mg/kg) vykazoval významné zlepšenie biochemických parametrov oproti QA-ICV a tiež zoslabil patologickú bunkovú mutiláciu evidentnú v histologickej analýze v porovnaní s DSM (50 mg/kg). Tieto zistenia teda ukázali na dávke závislé účinky DSM v modeli neurodegenerácie u potkanov QA-ICV.

V týždennej analýze bol významný pokles priemernej telesnej hmotnosti (g), príjmu potravy a vody u potkanov liečených QAICV pragmatický. Motorická koordinácia (rotarod test) a chôdza (analýza stopy) boli tiež nepriaznivo ovplyvnené u potkanov liečených samotným QA-ICV.

Pohybová aktivita nebola ovplyvnená rôznymi liekmi v súčasnom súbore experimentov. Potkany liečené DSM alebo DNP však vykazovali významné zlepšenie motorickej koordinácie a chôdze proti toxicite QA-ICV. Objem tela (g), strava a spotreba vody boli tiež zvýšené pomocou DSM alebo DNP samostatných skupín potkanov liečených QA-ICV.

Parametre pamäte sa hodnotili pomocou paradigiem NORT (16. deň) a MWM (17.–21. deň). Pokles rozlišovacej schopnosti potkanov liečených QAICV v NORT podporil stratu pracovnej pamäte.

V štúdiách MWM spôsobila QA-ICV zvýšenie ELT počas štyroch dní tréningových skúšok a zníženie skúšok na získanie TSTQin na 5. deň. Tieto zistenia ukázali znehodnotenie dlhodobej priestorovej pamäte potkanov liečbou QAICV. Liečba DSM alebo DNP zmiernila pokles indexu diskriminácie, TSTQ a zvýšenie ELTin potkanov, ktorým bola 1. deň vystavená QA-ICV. Súčasné zistenia sú v súlade s predchádzajúcimi správami odôvodňujúcimi aktivitu DSM na zlepšenie pamäte u experimentálnych zvierat [16–20 ].

DSM (100 mg/kg) ukázal zlepšenie pracovnej pamäte a dlhodobej pamäte závislé od dávky v porovnaní s DSM (50 mg/kg) proti QA-ICV. Zistenia ukázali, že DSM môže zlepšiť mozgové funkcie, ako je pamäť, motorická koordinácia a chôdza u potkanov v modeli QA-ICV. Diosmín je aflavonoidový glykozid obsahujúci cukrovú časť (rutinoziddisacharid) a diosmetín z aglykónovej skupiny. V niekoľkých predklinických štúdiách sa diosmín podáva parenterálnou cestou (ip) [17, 56] a je naliehavé nájsť vhodnú formuláciu, ktorá by lepšie premietla predklinické zistenia do klinického prostredia.

Zníženie veľkosti častíc a zväčšenie plochy povrchu možno využiť na zlepšenie ich transportu cez biologické bariéry [57]. V tejto súvislosti sa pokúšali o mikronizovanú formuláciu diosmínu [58], ktorá vykazovala väčšiu biologickú dostupnosť a farmakokinetické vlastnosti, avšak cielené dodávanie diosmínu špecifické pre mozog je stále veľkou výzvou.

5. Závery

V súčasnom terapeutickom scenári, kde nie je dostupné žiadne také liečivo, ktoré by mohlo oživiť patogénny vývoj neurodegeneratívnych stavov, ako sú AD a HD, je posun smerom k prírodným liekom pragmatický. Súčasné terapeutické stratégie sa zameriavajú len na symptomatické zlepšenie a žiadna nemôže zvrátiť postupnosť vývoja ochorenia. Pozorovali sme, že diosmín vzkriesil kognitívne funkcie (pracovná a dlhodobá priestorová pamäť) v modeli neurodegenerácie u potkanov QA-ICV. Diosmín zlepšil senzomotorický výkon a chôdzu potkanov proti QA-ICV. Pozorované zlepšenie behaviorálnych funkcií u QA-ICV potkanov liečených diosmínom je primárne spôsobené zoslabením mitochondriálnych dysfunkcií a oxidačným zmrzačením mozgu. Diosmín by sa preto mohol použiť ako alternatívna terapeutická látka proti neurodegeneratívnym poruchám spôsobeným mitochondriálnou dysfunkciou. Je však potrebné vykonať ďalšie výskumy, aby sa predvídal jeho neuroprotektívny mechanizmus a aplikačné klinické nastavenia.

Dostupnosť údajov

Údaje z tejto štúdie sú dostupné na požiadanie príslušného autora.

Etické schválenie
Celý súbor pokusov na zvieratách bol schválený IAEC (číslo schválenia ASCB/IAEC/14/20/145) a bol vykonaný implementáciou etických usmernení o testovaní na zvieratách vydaných „Výborom pre kontrolu a dohľad nad pokusmi na zvieratách (CPCSEA), GOI, New Delhi."

Konflikty záujmov

Autori vyhlasujú, že neexistujú žiadne konflikty záujmov.

Referencie

[1] T. Heinbockel a B. Antonei: Úvodná kapitola: .eChemické základy neurálnej funkcie a dysfunkcie, Neurochemické základy funkcie a dysfunkcie mozgu.

[2] AV Eapen, D. Fernandez-Fern ´Mendez, J. Georgiou a kol., ´"Viacnásobné úlohy krátkodobej potenciácie a dlhodobej potenciácie receptorov NMDA obsahujúcich GluN2D v rezoch myšacieho hippocampu," Neuropharmacology, zv. 201, s. 108833,2021.

[3] A. Singh, R. Kukreti, L. Saso a S. Kukreti, "Oxidačný stres: kľúčový modulátor neurodegeneratívnych chorôb," Molecules, zv. 24, č. 8, str. 1583, 2019.[4] J. Song, X. Yang, M. Zhang, C. Wang a L. Chen, "Glutamátový metabolizmus v mitochondriách úzko súvisí s Alzheimerovou chorobou," Journal of Alzheimer's Disease, vol. 84, č. 2, s. 557 – 578, 2021.

[5] R. Lugo-Huitron, P. Ugalde Muñiz, B. Pineda, J. Pedraza-'Chaverr'ı, C. R'ıos a V. Perez-de la Cruz, "Kyselina chinolínová: 'endogénny neurotoxín s viacerými cieľmi," OxidativeMedicine and Cellular Longevity, zv. 2013, ID článku 104024,14 strán, 2013.

[6] TW Stone a LG Darlington, ".e kynurenínová dráha ako terapeutický cieľ pri kognitívnych a neurodegeneratívnych poruchách", British Journal of Pharmacology, zv. 169, č. 6, str. 1211–1227, 2013.

[7] VK Sharma, TG Singh, NK Prabhakar a A. Mannan, Metabolizmus kynurenínu a Alzheimerova choroba: potenciálne ciele a prístupy, Neurochemický výskum, 2022.

[8] DC Maddison a F. Giorgini, ".e kynurenine pathway and neurodegenerative disease," Seminars in Cell & Developmental Biology, zv. 40, s. 134–141, 2015.

[9] Y. Liang, S. Xie, Y. He a kol., "Kynurenine pathway metabolites as biomarkers in Alzheimer's disease," Disease Markers, zv. 2022, ID článku 9484217, 15 strán, 2022.

[10] GJ Guillemin, "Kyselina chinolínová, neurotoxín, ktorému nemožno uniknúť", FEBS Journal, zv. 279, č. 8, s. 1356–1365, 2012.

[11] MK Arora, A. Kisku a A. Jangra, "Mangiferín zlepšuje kognitívne deficity vyvolané tracerebroventrikulárnou kyselinou chinolínovou, oxidačný stres a neurozápal u Wistarrats", Indian Journal of Pharmacology, zv. 52, č. 4, str. 296 – 305, 2020.

[12] M. Sharifi-Rad, C. Lankatillake, DA Dias a kol., "Impact of natural materials on neurodegenerative disorder: from preclinical to pharmacotherapeutics," Journal of ClinicalMedicine, vol. 9, č. 4, str. 1061, 2020.

For more information:1950477648nn@gmail.com