Časť 1: Genisteín: Potenciálna prírodná molekula olova pre nový dizajn a vývoj liekov na liečbu porúch pamäti

Pre viac informácií kontaktujtetina.xiang@wecistanche.com

Abstraktné: Genisteinje prirodzene sa vyskytujúca polyfenolová molekula vizoflavónyskupina, ktorá je dobre známa svojou neuroprotekciou. V tomto prehľade sumarizujeme účinnosť genisteínu pri zmierňovaní účinkovzhoršenie pamäti(MI) u zvierat. Databázy Scopus, PubMed a Web of Science sa použili na nájdenie relevantných článkov a diskusiu o účinkoch genisteínu v mozgu, vrátane jeho farmakokinetiky, biologickej dostupnosti, behaviorálnych účinkov a niektorých potenciálnych mechanizmov pôsobenia na pamäť na niekoľkých zvieracích modeloch. Výsledky predklinických štúdií vysoko naznačujú, že genisteín je vysoko účinný pri zvyšovaní kognitívnej výkonnosti MI zvieracích modelov, konkrétne v pamäťovej doméne, vrátane priestorových, rozpoznávacích, retenčných a referenčných pamätí, vďaka svojej schopnosti znižovaťoxidačný stresa utlmiťneurozápal. Tento prehľad tiež zdôraznil výzvy a príležitosti na zlepšenie podávania genisteínu na liečbu IM. Spolu s tým sa diskutuje aj o možných štrukturálnych modifikáciách a derivátoch genisteínu na zlepšenie jeho fyzikálno-chemických vlastností a vlastností podobných liekom. Výsledky prehľadu ukázali, že genisteín môže zvýšiť kognitívnu výkonnosť a zlepšiť MI v rôznych predklinických štúdiách, čo naznačuje jeho potenciál ako prirodzeného lídra pri navrhovaní a vývoji nového neuroprotektívneho lieku.

Kľúčové slová: genisteín; izoflavón; zhoršenie pamäti; neuroprotekcia; fytomedicína

Kliknutím sem sa dozviete viac o produktoch

1. Úvod

Pamäť je stav získavania, uchovávania a získavania informácií, ktorý zahŕňa všetky poznatky získané počas vlastnej skúsenosti, ako sú známe pravdy, zapamätané udalosti a schopnosti pestované počas života. Dva hlavné typy pamäte sú deklaratívne a nedeklaratívne spomienky, pričom prvé sú denné spomienky, zatiaľ čo druhé pozostávajú najmä zo spomienok získaných reflexne[1]. Poruchy pamäti, často známe ako poruchy pamäti (MI), sú kľúčovými indikátormi pre diagnostiku určitých etiológií spojených so syndrómami. Niektoré prípady zahŕňajúAlzheimerova choroba, Parkinsonovu chorobu, Huntingtonova, Korsakoffova a Creutzfeldt-Jakobova choroba (obrázok 1)[2-5]. IM postihuje hlavne deklaratívnu pamäť, ako je to v prípade amnézie a demencie, ale nie vždy to platí v prípade demencie, pretože demencia je definovaná ako pokles v dvoch alebo viacerých oblastiach poznania. Inými slovami, demencia sa neobmedzuje len na deklaratívnu poruchu pamäti, pretože postihuje aj iné časti pamäte [1].

Demencia môže ovplyvniť pamäť primárnym aj sekundárnym spôsobom. Primárna porucha pamäti môže zahŕňať pokles deklaratívnej pamäte, v ktorej je Alzheimerova choroba dobrým dôkazom, pretože deklaratívna pamäť je jednou z oblastí kognitívnych funkcií, ktoré trpia poklesom. Na druhej strane, sekundárny spôsob, akým je ovplyvnená pamäťová schopnosť, je, keď existujú kognitívne deficity, ktoré môžu brániť výkonu pamäte, napr. porucha pozornosti, demencia, ktorá môže brániť viacerým aspektom výkonu pamäte [1].

V súčasnosti neexistuje žiadna potvrdená liečba, ktorá by dokázala úplne utlmiť rozvoj Ml. Terapie na zlepšenie pamäti sú však dôležité na udržanie kognitívnych funkcií pacienta s cieľom bojovať proti rizikovým faktorom IM. Estrogén, ktorý je reprodukčným hormónom, má vďaka svojej neuroprotektívnej úlohe široké spektrum účinku. Napriek tomu jeho potenciál ako neuroprotektívneho činidla môže byť zlepšený proliferáciou a onkogénnymi účinkami na určité bunky, čo spôsobuje potrebu vývoja selektívnych modulátorov estrogénových receptorov (SERM), vrátane prirodzene sa vyskytujúcich fytoestrogénov [6], ako je genisteín.

Genisteinje izoflavón (obrázok 2), ktorý sa nachádza predovšetkým v extrakte Glycine max (sója) medzi mnohými inými zdrojmi, ako sú strukoviny, arašidy a zelený hrášok. Genisteín sa tvorí po metabolizme biologicky aktívneho glykozidu genistínu [7]. Keďže mnohé tradičné ázijské jedlá sú vyrobené zo sójových bôbov, napr. natto, tofu a sufu [8], ázijské krajiny zaznamenali relatívne vysoký príjem genisteínu (25-30 mg/deň) v porovnaní so západnými krajinami (2 mg /deň). V skutočnosti je fermentácia sójových bôbov tiež jedným z najlepších spôsobov uvoľnenia genisteínu okrem trávenia [9].

Farmakologické vlastnosti genisteínu odhalili, že má potenciál stať sa vedúcou molekulou pri liečbe širokého spektra chorôb vrátane postmenopauzálnych symptómov, rakoviny, problémov s kosťami, mozgom a srdcom [l{0}}. Keďže sa predpokladá, že genisteín prechádza hematoencefalickou bariérou, aby uplatnil svoj neuroprotektívny účinok, vo veľkej miere sa používa pri skúmaní liečby neurodegeneratívnych ochorení, ako je Alzheimerova, Huntingtonova a Sanfilippo choroba (obrázok 3)[11-13 ]. Nedávne výskumy sa zamerali na jeho účinok na IM, kde genisteín chráni pred IM （1） znížením produkcie ß-amyloidného proteínu (A), (2) prevenciou neurozápalu inhibíciou B buniek aktivovaných jadrovým faktorom (NF-kB) , (3) inhibícia aktivity acetylcholínesterázy (AChE), (4) zníženie hyperfosforylácie tau proteínu, aby sa zabránilo zapleteniu nervových vlákien (NFT), (5) upregulácia aktivity apolipoproteínu E (ApoE), aby sa znížilo ukladanie A , a (6) uplatňuje svoje antioxidačné vlastnosti a znižuje oxidačný stres elimináciou reaktívnych foriem kyslíka (ROS) [14-19].

Prehľad mnohých štúdií o genisteínu proti IM je ponúkaný v tomto prehľade, aby sme lepšie pochopili potenciálne funkcie genisteínu pri zmierňovaní IM. Je tiež zhrnutý návrh štúdie každej dôležitej práce o Ml, pokiaľ ide o zvieracie modely, metódy testovania pamäte a jej dávku. Okrem toho je uvedený prehľad zhromaždených údajov o účinnosti genisteínu pri liečbe IM. Potenciálne ochranné mechanizmy, ktoré poskytuje genisteín, sú tiež zdôraznené, aby sa uzavrela medzera vo vedomostiach, pokiaľ ide o jeho použitie ako doplnkového lieku alebo adjuvans pre IM. Tento prehľad tiež načrtáva niektoré z prekážok a potenciál zlepšenia podávania genisteínu pri liečbe IM. Okrem toho sa diskutovalo o rôznych štrukturálnych modifikáciách a derivátoch genisteínu s cieľom zvýšiť jeho bezpečnosť, účinnosť, fyzikálno-chemické vlastnosti a vlastnosti podobné liekom.

2. Popis návrhu štúdie

2.1.Zvieratá

Vo väčšine výskumov boli použité potkany a myši. Všetky experimentálne protokoly boli schválené výbormi pre dobré životné podmienky zvierat príslušnej inštitúcie a boli vykonané v súlade so smernicami pre používanie a starostlivosť o laboratórne zvieratá.

2.2. Modely MI

Každá zahŕňala štúdiu zameranú na rôzne typy modelov MI. Napríklad Rum-manet al. [19]zameral sa na Ml vyvolaný hypoxiou, zatiaľ čo Luet al. [20]skontrolovali deficity pamäti vyvolané chronickou depriváciou spánku (CSD). V dvoch štúdiách sa použil model IM indukovaný streptozotocínom (STZ), kde Pierzynowska et al. [13] skúmali model STZ-indukovanej Alzheimerovej choroby (AD), zatiaľ čo Rajput a spol. [21]zamerané na STZ-indukovaný diabetes pre model MI. Na druhej strane, iné modely MI zahŕňali kognitívnu poruchu vyvolanú skopolamínom, lipopolysacharid (LPS), olovo, kyselinu kaínovú (KA), starnutie a -amyloid [22-27].

2.3. Genistein DOose

During the course of the treatment, all of the selected investigations used purchased genistein (purity>98 percent). Väčšina výskumov využívala genisteinát0.5-150 mg/kg. Dve najčastejšie dávky zvolené v modeloch MI in vivo boli 10 a 20 mg/kg. Pokiaľ ide o spôsob podávania, osem výskumov využívalo perorálny (po)genisteín, zatiaľ čo v dvoch štúdiách bol podávaný intraperitoneálne (ip). Pred hodnotením správania sa liečba genisteínom vykonávala minimálne 4 dni a maximálne 90 dní.

2.4. Profil toxicity genisteínu

V in vivo štúdii Ek a kol. [28] skúmali profil toxicity a farmakokinetiku genisteínu u myší. Počas štúdií sa použili samice myší BALB/c, v ktorých každá myš dostala intraperitoneálnu injekciu 0,2 ml (10 percent) dimetylsulfoxid/fosfátový tlmivý roztok (DMSO/PBS) obsahujúci buď 0 ,2,20,200,400 a 800 ug genisteínu denne počas 10 dní. Následne boli myši monitorované počas 14 dní, po ktorých boli všetky prežívajúce myši usmrtené na histologickú analýzu. Zistenia ukázali, že myši liečené genisteínom nevykazovali žiadne známky toxicity, ani sa nestali krehkými, letargickými, ani neschudli, dokonca ani po liečbe najvyššou dávkou genisteínu (40 mg/kg). Okrem toho bol genisteín dobre tolerovaný v in vivo subchronických a chronických výskumoch bezpečnosti v dávkach až do 500 mg/kg/deň podávaných perorálne počas až 52 týždňov podľa Nasriho a Pohjanvirtu [29].

2.5. Postup testovania pamäte

Levin a Buccafusco [30] uviedli, že v štúdiách na zvieracích modeloch existujú tri hlavné hlavné kognitívne dysfunkcie, a to (1) farmakologické modely, (2) toxikologické modely a (3) geneticky modifikované modely. Nervové základy učenia, pamäte a pozornosti boli určené pomocou kriticky významných zvieracích modelov kognitívnej poruchy. Farmakologické modely sú najpoužívanejšie v štúdiách kognitívnych porúch, pretože poskytujú základ pre pochopenie úlohy systému neurotransmiter-receptor zapojeného do kognitívnych procesov, ako je učenie, pamäť a pozornosť [30].

"Cholinergný systém (muskarínový a nikotínový) a glutamátové receptory, väčšinou N-metyl-D-aspartátové (NMDA) receptory, hrajú rozhodujúcu úlohu neurónov v kognitívnych funkciách. Acetylcholín sa syntetizuje z diétneho cholínu a acetylkoenzýmu A prostredníctvom enzýmu cholínu. acetyltransferáza (CAT). Metabolizmus acetylcholínu prebieha v neurónovej synapsii, uľahčený enzýmom acetylcholínesteráza. Doteraz boli vyvinuté niektoré inhibítory cholínesterázy na zlepšenie zhoršenej pamäti, ako je donepezil, rivastigmín a galantamín [31].

Na vyvolanie poruchy pamäti na zvieracích modeloch cholinergného systému sa použili antimuskarínové látky vrátane skopolamínu, atropínu, pirenzepínu, trihexyfenidylu, benztropínu, biperidénu a dicyklomínu [32]. Antagonisty nikotínových receptorov, ako sú mekamylamín (nekompetitívny neselektívny antagonista nikotínových receptorov), chlórizodiamín a d-tubokurarín (nešpecifické nikotínové antagonisty), dihydro- -erytroidín hydrobromid (DhE; špecifický receptor {{5 }} antagonista) a metylakonitín (MLA) (antagonista špecifického receptora 7) boli všetky použité na stimuláciu kognitívnych defektov na zvieracích modeloch [33]. Podobne NMDA receptory tiež hrajú kritickú úlohu v kognitívnych funkciách, pretože ich aktivácia je spojená s dlhodobou potenciáciou (LTP) na posilnenie prenosu signálu medzi neurónmi. Preto na stimuláciu kognitívneho poškodenia na zvieracích modeloch prostredníctvom systému glutamátových receptorov sa mnohí výskumníci rozhodli pre použitie antagonistov NMDA receptorov, ako sú MK{10}}, ketamín a fencyklidín (PCP)[34].

Neurologická toxikológia bola úspešne aplikovaná pri skúmaní kognitívnej dysfunkcie na zvieracích modeloch. Neurotoxicita na zvieracích modeloch sa dosahuje použitím neurotoxických látok, ako je olovo, ortuť a polychlórované bifenyly (PCB), pretože kognitívne defekty boli dobre modelované na modeloch opíc a hlodavcov [30]. V mnohých štúdiách sa uvádza, že najmä olovo vyvoláva oxidačný stres. Vyvoláva oxidačný stres zvýšením zraniteľnosti voči reaktívnym formám kyslíka (ROS) a redukciou antioxidantov, ako je kataláza (CAT) a superoxiddismutáza (SOD). ROS sú väčšinou generované proteínkinázou C (PKC) a B bunkami aktivovanými jadrovým faktorom (NF-kB), ktoré môžu byť indukované expozíciou olova. Olovo môže tiež spôsobiť apoptózu neurónových buniek napodobňovaním iónov vápnika a väzbou na napäťovo riadené kanály vápnikových iónov, čím ovplyvňuje rovnováhu neurotransmiterov v hipokampe, čo môže spôsobiť apoptózu a autofágiu. Napokon, olovo môže tiež vyvolať neurozápalové reakcie aktiváciou NF-kB [24].

Streptozotocín (STZ) je široko používaný pri indukcii cukrovky na zvieracích modeloch Alzheimerovej choroby (AD). Intracerebroventrikulárna injekcia STZ indukuje hyperfosforyláciu tau proteínu a akumuláciu -amyloidu, čo môže viesť k IM [13]. STZ sa tiež používa na vyvolanie diabetického stavu na zvieracích modeloch na stimuláciu IM spôsobením hyperglykémie a hypoinzulinémie. Konzistentne vysoká hladina glukózy v krvi vyvoláva zápal a oxidačný stres, ako aj aktiváciu viacerých downstream kináz, ktoré aktivujú uvoľňovanie prozápalových cytokínov, ako sú IL-6, IL-1 a TNF-, ktoré ďalej poškodzujú neuróny (Obrázok 4). Hoci STZ môže spôsobiť významný úbytok hmotnosti na zvieracích modeloch, spojený s hlavným príznakom hyperglykémie, liečba antihyperglykemikami a inzulínovými senzibilizátormi môže zlepšiť kognitívne deficity [35].

Geneticky modifikované zvieracie modely sa čoraz viac používajú v štúdiách kognitívnych porúch, pretože môžu napodobňovať určité defekty, vrátane Alzheimerovej choroby (AD), ukladania amyloidu, amyloidového prekurzorového proteínu (APP) a knockoutu cholinergných receptorov, ktoré sa majú použiť na vývoj nových liekov [ 30]. Na druhej strane sa k pamäti pristupuje pomocou rôznych experimentálnych postupov vrátane (1) Morrisovho vodného bludiska (MWM), (2) testu pasívneho vyhýbania sa (PAT), (3) nového rozpoznávania objektov (NOR), (4) rozpoznávania polohy objektu. (OLR), (5) diskriminácia nových objektov (NOD), (6) zvýšené plus bludisko (EPM), (7) oneskorená priestorová alternácia (DSA), (8) diferenciálne zosilnenie nízkej miery odozvy (DRL), (9 )Úloha s radiálnym ramenom (RAM) a (10)Y-bludisko. Spomedzi týchto štúdií sú MWM, NOR a OLR tri najčastejšie používané metódy na testovanie pamäte.

2.5.1. Morrisovo vodné bludisko (MWM)

Morrisovo vodné bludisko (MWM) je kruhový oceľový bazén obsahujúci vodu s rôznymi priemermi a výškami v rozmedzí od 100-160 cm v priemere a 38-80 cm na výšku. Bazén je rozdelený na štyri podobné kvadranty (označené ako SV, JV, SZ a JZ) a v strede jedného z uvedených kvadrantov bude pod vodou ponorená plošina [19,22]. Platforma je počas testovania na rovnakom mieste.

Zvieratá sa niekoľko dní cvičia, aby určili polohu plošiny. Počas tréningu sa uvoľnia z rôznych kvadrantov, pričom budú otočené čelom k vôli kvadrantov a budú plávať smerom k ponorenej plošine po dobu 60,90 alebo 120 s. Ak zvieratá nenájdu plošinu počas prideleného času, budú umiestnené na plošinu na ďalších 10 alebo 30 sekúnd, aby sa cítili povedome. Tréningová fáza bude pokračovať niekoľko dní pred skutočným testom, kde sa do bazéna vloží neškodný nepriehľadný atrament, aby sa skrylo umiestnenie platformy [22]. Zvieratá dostanú určitý čas na určenie polohy ponorenej skrytej plošiny. Zaznamená sa čas potrebný na posúdenie dlhodobej priestorovej pamäte. Na vyhodnotenie zachovania pamäti je možné vykonať aj ďalšie hodnotenie, v rámci ktorého sa počas skúšobnej fázy plošina odstráni a pomocou videokamery sa zaznamená počet prechodov zvierat na bývalú lokalitu cieľovej plošiny [24].

2.5.2. Úloha pasívneho vyhýbania sa (PAT)

Úloha pasívneho vyhýbania (PAT) zahŕňa použitie prístroja, ktorý je rozdelený na osvetlenú a tmavú časť, ktoré sú spojené malou bránou. Počas aklimatizačnej fázy sa zvieratá umiestnia do zariadenia na 15 minút, aby sa zoznámili s novým prostredím. Počas tréningového pokusu sa zvieratá umiestnia do tmavého priestoru a do ich nôh sa uvoľní malý elektrický šok (39 V na 3 s alebo 1 mA na 1 s). Po 24 hodinách tréningového pokusu sa vykoná skutočný test, počas ktorého sa každé zviera umiestni do osvetleného priestoru. Obdobie latencie pred vstupom do tmavého kompartmentu bude zaznamenané maximálne do 300 s, aby sa vyhodnotila retenčná pamäť zvieraťa na elektrický šok pri vyhýbaní sa tmavému kompartmentu, keď dostali šok [19,27].

2.5.3. Nové rozpoznávanie objektov (NOR)

Nový test rozpoznávania objektov (NOR) sa vykonáva na posúdenie rozpoznávacej pamäte zvieraťa. Test sa vykonáva v obdĺžnikovej krabici (40 cm × 50 cm × 50 cm), ktorá je natretá čiernou farbou s videokamerou umiestnenou nad komorou na zaznamenávanie správania zvieraťa. Vo fáze návyku sa zvieratá umiestnia do komory bez prítomnosti akýchkoľvek predmetov na najmenej 10 minút počas troch po sebe nasledujúcich dní. Počas skúšobnej fázy sa zvieratá budú môcť potulovať vo vnútri boxu obsahujúceho dva rovnaké predmety (zvyčajne plastové loptičky) počas 5 minút. Po 30 minútach sa vykoná test, pri ktorom sa jeden z predmetov nahradí iným predmetom inej farby. Prieskumné správanie zvierat bude pozorované na základe čuchania alebo dotyku predmetu. Trvanie kontaktu s každým z predmetov bude zaznamenané, aby sa vyhodnotila rozpoznávacia pamäť [19,20].

2.5.4. Rozpoznávanie polohy objektu (OLR)

Na posúdenie rozpoznávacej pamäte sa používa test rozpoznávania polohy objektu, ktorý je podobný testu NOR. Prístroj je obdĺžniková krabica (40 × 50 × 50 cm) s tmavou natretou komorou vo vnútri a videokamerou namontovanou na vrchu komory na pozorovanie prieskumného správania zvierat. Použité predmety sú dve malé plastové fľaštičky rovnakej veľkosti a tvaru, ale rozdielnej farby. Metóda je rozdelená do troch fáz: návyková, zoznamovacia a testovacia fáza [20].

Fáza návyku: Zvieratá sa nechajú voľne pohybovať v komore bez predmetov počas 10 minút počas troch po sebe nasledujúcich dní.

Fáza zoznámenia: Štvrtý deň sa zvieratá umiestnia na 5 minút do komory obsahujúcej dva rovnaké predmety.

Testovacia fáza: 30 minút po ukončení fázy oboznamovania sa zvieratá opäť umiestnia do komory, ale jeden z pôvodných predmetov bude nahradený iným predmetom, zatiaľ čo zostávajúci pôvodný predmet zostane v komore.

Aby sa predišlo akýmkoľvek možným zápachom, predmety a podlaha komory sa na konci každej skúšobnej relácie vyčistia pomocou 70 percentného etanolu. Prieskumné správanie zvierat počas testovacej fázy sa pozoruje na základe čuchania alebo dotyku predmetu pomocou nosa zvierat [22].

2.5.5. Nová diskriminácia objektov (NOD)

Nový test rozlišovania objektov umožňuje zvieratám skúmať dva objekty počas 5 minút počas fázy zoznamovania. Po 4 hodinách bude jeden z objektov nahradený novým. Následne sa bude zaznamenávať prieskumné správanie zvierat, ako je žuvanie, olizovanie, čuchanie alebo dotýkanie sa predmetu nosom [23].

2.5.6. Zvýšené plus bludisko (EPM)

Vyvýšené plus-bludisko zahŕňa použitie vyvýšeného zariadenia v tvare plus, ktoré pozostáva zo štyroch predĺžených koľajníc (ramien), z ktorých dve sú otvorené ramená a ďalšie dve sú uzavreté ramená. Dve otvorené ramená sú umiestnené naprieč, kolmo na priložené ramená s plošinou v strede [36]. Počas tréningovej fázy sa zvieratá umiestnia na koniec otvoreného ramena čelom od centrálnej plošiny na tri dni. Čas prenosovej latencie (TLT) sa zaznamenáva ako čas, ktorý zvieratá potrebujú na vstup do uzavretého ramena z počiatočného bodu na otvorenom ramene v priebehu 90 rokov. Štvrtý deň, počas testovacieho pokusu, sa TLT zaznamená 24 hodín po globálnom cerebrálnom ischemicko-reperfúznom (IR) poškodení mozgu, čo je index pre pamäť [21].

2.5.7. Oneskorené priestorové striedanie (DSA)/diferenciálne posilnenie nízkych rýchlostí odpovedí (DRL)

Oneskorené priestorové striedanie (DSA) a diferenciálne zosilnenie nízkych rýchlostí odozvy (DRL) zahŕňajú použitie podobného zariadenia, Skinnerovho boxu, ktorý obsahuje dve zasúvateľné páky medzi dávkovačmi peliet s párom signálnych svetiel priamo nad každou pákou. Počas tréningovej fázy sú zvieratá trénované tak, aby stlačili páku na základe signálneho svetla pre potravinové pelety ako posilňovača na základe programu automatického tvarovania. Aby sa zabránilo tomu, že si zvieratá vytvoria bočné predpätie smerom k páke, páka spojená s výstužou sa prelína s každým piatimi dodanými výstužami. Úloha DSA zahŕňala oneskorenie stlačenia páky o 0, 3, 6, 9 alebo 18 s. Kritériá pomalej odozvy sú rozdelené do šiestich hlavných tréningových sedení, pričom prvé dve sedenia zahŕňajú plán s pevným pomerom 1 na 200 pokusov alebo 90 minút. Tretia a štvrtá relácia pozostáva z plánu DRL-5, pričom posilnenie závisí od 5-sekundového oneskorenia medzi odpoveďami. To isté platí pre posledné dve hlavné relácie s plánom DRL{11}}, ktorý si vyžaduje 10-sekundové oneskorenie medzi odpoveďami. Zvieratá sa testujú podľa plánu DRL{13}s najmenej 30 sedení [26].

2.5.8.Úloha RAM

Úloha labyrintu s radiálnym ramenom (RAM) sa používa na hodnotenie priestorovej pamäte a zahŕňa použitie vyvýšeného osemramenného radiálneho bludiska s každým ramenom vysunutým z osemuholníkovej centrálnej platformy. Na konci každého ramena je pre experimentátora k dispozícii nádoba na jedlo na uloženie jedla na posilnenie. Napriek tomu budú počas skúšobnej fázy iba niektoré ramená obsahovať potravinové pelety v nádobe na potraviny.

Počas tréningovej fázy budú zvieratá umiestnené na centrálnej plošine a budú môcť voľne skúmať labyrint, aby získali potravinové pelety. Počas tohto procesu sa zvieratá naučia nevstupovať znova do náručia, ktoré navštívili v rovnakom pokuse bez potravy. V testovacej skúške sa zvieratám poskytne 10 minút na to, aby preskúmali bludisko a skonzumovali všetky pelety umiestnené v niektorých ramenách. Správny a nesprávny výber sa používa na vyhodnotenie výkonov každého zvieraťa. Ak sa zvieratá vrátia do náručia bez jedla, ktoré navštívili, bude sa to považovať za chybu [27].

2.5.9.Y-bludisko

Test Y-bludisko používajú Bagheri et al.[27] a Shahmohammadi et al.[23] na posúdenie priestorovej rozpoznávacej pamäte zvierat. Použitým prístrojom je trojramenné bludisko, kde každé rameno je od druhého uhol 120 stupňov a pripomína tvar veľkého "Y". Každé z ramien je spojené prepojovacou časťou. Protokol sa uskutočnil na vyhodnotenie priestorového učenia pomocou spontánneho striedania, v ktorom sú zvieratá naivné vzhľadom na povahu bludiska. Zvieratá sa umiestnia na koniec jednej ruky a budú sa môcť voľne pohybovať počas 8 minút. Striedania sa pozorujú ako úspešné vstupy do každého z troch ramien na prekrývajúcich sa tripletových súboroch, pričom každý z nich má neopakujúce sa ramená. Percento zmien sa následne vypočíta ako pomer skutočných a možných zmien × 100.

3. Účinnosť Genisteínu

3.1.HypOoxia

V štúdii Rummana a kol. [19] vplyv genisteínu na IM vyvolaný hypoxiou sa skúmal na samcoch myší švajčiarskych albínov. Myšiam sa nepretržite podáva 10, 20 alebo 30 mg/kg/deň genisteínu po počas 28 dní. Myší model pre amnéziu bol vyvinutý na základe hypoxie, vystavením myší nízkej hladine kyslíka (10 percent) denne počas podobného trvania ako pri liečbe genisteínom. Morrisovo vodné bludisko (MWM), test pasívneho vyhýbania sa (PAT) a nové rozpoznávanie objektov (NOR) sa použili na skúmanie účinkov genisteínu na zlepšenie pamäťových defektov u myší s amnéziou.

Výsledky založené na MWM ukázali, že myši liečené dávkami genisteínu 20 a 30 mg/kg vykazovali nízku latenciu a zvýšenie počtu krížení v kvadrante platformy. Pokiaľ ide o PAT, došlo k zvýšeniu latencie v skupinách s 20 a 30 mg/kg genisteínu. Nakoniec, v NOR obe skupiny myší, ktoré dostali 20 a 30 mg/kg genisteínu, vykazovali zvýšenie prieskumného správania nového objektu v porovnaní so známym objektom. Celkovo zistenia naznačujú, že liečba genisteínom môže pomôcť znížiť poruchy pamäti pri IM vyvolanom hypoxiou.

3.2. Chronické znehodnocovanie spánku (CSD)

V ďalšej štúdii Lu et al. [20] účinky genisteínu na IM vyvolaný chronickou depriváciou spánku (CSD) boli skúmané u samcov myší z Inštitútu pre výskum rakoviny (ICR). Myši boli liečené genisteínom (10, 20 alebo 40 mg/kg/deň) denne počas 23 dní. Indukcia CSD sa uskutočňovala s použitím automatického prístroja na prerušenie spánku (SIA), ktorý pozostával z rotátora z nehrdzavejúcej ocele, ktorý sa otáčal 1 minútu po 2-minútovej prestávke počas 24 hodín/deň celkovo 14 dní. Morrisovo vodné bludisko (MWM), rozpoznávanie polohy objektu (OLR) a nové rozpoznávanie objektov (NOR) sa použili na posúdenie priestorovej a rozpoznávacej pamäte myší vyvolaných CSD.

Pokiaľ ide o MWM, skupina liečená genisteínom, najmä skupina 40 mg/kg, mala významne zníženú latenciu pri hľadaní ponorenej plošiny. Okrem toho v teste sondy, kde bola platforma odstránená, došlo k značnému zvýšeniu počtu krížení v cieľovom kvadrante medzi genisteínom 20 a 40 mg/kg. Skupina liečená genisteínom (20 a 40 mg/kg) vykazovala výrazne zvýšený diskriminačný index (DI v porovnaní so skupinou CSD v OLR. V úlohe NOR došlo k významnému zvýšeniu DI, najmä medzi genisteínom 20 a Skupiny liečenia 40 mg/kg Celkovo je liečba genisteínom (najmä 20 a 40 mg/kg) účinná pri zmierňovaní porúch pamäti vyvolaných CSD.

3.3. Streptozotocín (STZ)

Aby sa preskúmal neuroprotektívny účinok genisteínu proti kognitívnej dysfunkcii vyvolanej streptozotocínom (STZ), samcom potkanov Wistar bol podaný streptozotocín (STZ) prostredníctvom intracerebroventrikulárnej (icv) injekcie v kumulatívnom množstve 3 mg/kg počas dvoch injekcií s intervalom 48 hodín [13 ]. Potkany boli liečené genisteínom 150 mg/kg/deň po počas 90 dní. Skupina liečená genisteínom vykazovala nižšiu latenciu plávania smerom k plošine počas testovacieho pokusu vo vodnom bludisku Morris (MWM). Avšak v teste sondy bol čas strávený potkanmi liečenými genisteínom v cieľovom kvadrante významne dlhší ako v iných skupinách, čo naznačuje, že liečba genisteínom ukázala sľubné výsledky pri zmierňovaní IM vyvolaného STZ.

3.4.Skopolamín

Lu a spol.[22] skúmali účinky genisteínu na skopolamínom indukovaný IM u samcov myší Institute of Cancer Research. Myšiam bol intraperitoneálne (ip) podávaný skopolamín 0,75 mg/kg/deň počas siedmich po sebe nasledujúcich dní. Genisteín (10, 20 alebo 40 mg/kg/deň, po) sa podával denne myšiam počas 24 dní. Zahrnuté behaviorálne testy boli objektové rozpoznávanie polohy (OLR) a Morrisovo vodné bludisko (MWM) na vyhodnotenie priestorovej pamäte. V úlohe OLR skupina liečená genisteínom (40 mg/kg) vykazovala významné zvýšenie indexu diskriminácie (DI). V skúške aj v testoch MWM skupina liečená genisteínom vykazovala nižšiu únikovú latenciu pri lokalizácii ponorenej platformy a vykazovala vyšší počet krížení v cieľovom kvadrante, čo naznačuje, že liečba genisteínom môže zlepšiť kognitívnu výkonnosť.

3.5. Lipopolysacharidy (LPS)

Shahmohammadi a kol. [23] uskutočnili štúdiu o účinku liečby genisteínom na lipopolysacharidom (LPS) indukovaný neurozápal u samcov albínskych potkanov Wistar. Neurozápal bol vyvolaný zavedením 500 ug/kg/deň LPS (ip). Následná liečba genisteínom sa uskutočňovala sedem dní v dávke 10, 50 alebo 100 mg/kg/deň. Priestorové a rozpoznávacie pamäte boli hodnotené pomocou Y-bludiska, novej diskriminácie objektov (NOD) a úlohy pasívneho vyhýbania sa (PAT). Vo všetkých troch testoch genisteín (50 a 100 mg/kg) priniesol významné zlepšenia v príslušných parametroch, čo ďalej podporuje že liečba genisteínom môže zmierniť kognitívnu dysfunkciu.

3.6. Diabetes indukovaný streptozotocínom (STZ).

Štúdiu in vivo uskutočnili Rajput a kol. [21] skúmať neuroprotektívnu úlohu genisteínu pri diabete vyvolanom SIZ u samcov albínskych švajčiarskych myší. Diabetes u myší bol vyvolaný zavedením 200 mg/kg STZ cez iproute. Diabetes bol indukovaný tak, že spôsobil hyperglykémiu u myší, čo zase môže spôsobiť poškodenie neurónov vyvolané ischémiou-reperfúziou (IR). Následne bola diabetickým myšiam podávaná ip liečba genisteínom (2,5, 5 alebo 10 mg/kg/deň) počas 14 dní. Priestorové a retenčné pamäte sa potom vyhodnotili použitím zvýšeného plus bludiska (EPM), čo viedlo k zníženiu času prenosovej latencie pre skupiny liečené genisteínom (5 a 10 mg/kg) u diabetických myší s IR. Celkovo tieto zistenia silne naznačujú, že kognitívne deficity možno znížiť liečbou genisteínom.

3.7.Olovo

Su a kol. [24]zhodnotili ochranný účinok liečby genisteínom na úrovni olova ako toxický. Samcom potkanov Sprague-Dawley sa perorálne podávalo (po) olovo aj genisteín v dávke 1 mg/kg/deň počas 56 dní. Na vyhodnotenie kognitívnej výkonnosti potkanov a vplyvu olova sa použilo Morrisovo vodné bludisko (MWM). Liečba genisteínom signifikantne znížila latenciu k platforme a spôsobila vyšší počet krížení v cieľovom kvadrante v skúšobných aj sondových testoch, čo naznačuje, že liečba genisteínom môže znížiť účinok MI.

3.8. Záchvat vyvolaný kyselinou kainovou (KA).

V štúdii Khodamoradi et al. [25] sa skúmala liečba genisteínom z hľadiska jej možného účinku na záchvaty vyvolané kyselinou kainovou (KA) u samíc potkanov Wistar. Záchvat vyvolaný KA mal za následok infarkt myokardu a poranenia neurónov. KA bola podávaná potkanom intracerebroventrikulárnou (icv) cestou (0,5 ug/μl). Následne sa uskutočnilo zavedenie KA potkanom štyri dni po liečbe genisteínom pri 0,5 a 5 mg/kg/deň cez ip Na vyhodnotenie priestorovej pamäte sa použil Morrisov vodný labyrint (MWM). Celkovo výsledky naznačujú pozitívne účinky genisteínu na myši so záchvatmi vyvolanými KA.

3.9.Starnutie

Neese a kol. [26] skúmali kognitívne deficity súvisiace so starnutím a študovali potenciálne ochranné účinky genisteínu pri zmierňovaní deficitov. Na simuláciu účinkov starnutia na kognitívnu výkonnosť použili 14-mesačné samice potkanov Long-Evans. Na vyhodnotenie pracovnej pamäte sa použili pákové lisy aj oneskorené priestorové striedanie Skinnerovho boxu (DSA) a diferenciálne zosilnenie nízkej rýchlosti odozvy (DRL). Výsledky však ukázali, že genisteín nie je účinný pri zmierňovaní kognitívnych deficitov v modeli MI starých potkanov.

3.10.-. Amyloid

Bagheri a kol. [27] skúmali neuroprotektívny účinok liečby genisteínom na IM indukovaný amyloidom. -amyloid 1-40 bol injikovaný icv （4 μl） samcom potkanov Wistar, po čom nasledovalo orálne zavedenie genisteínu (10 mg/kg/deň). Y-bludisko, test pasívneho vyhýbania sa (PAT) a radiálne rameno bludisko (RAM) sa použili na vyhodnotenie kognitívnej výkonnosti, pri ktorej potkany liečené genisteínom vykazovali významné prírastky parametrov v Y-bludisku aj PAT, zatiaľ čo v RAM nedošlo k významné zvýšenie správneho výberu ramien alebo zníženie nesprávneho výberu ramien. Celkovo zistenia naznačujú, že liečba genisteínom môže zabrániť IM vyvolanému amyloidom.

Pre ďalšie informácie kliknite na odkaz:https://www.xjcistanche.com/news/part2-genistein-a-potential-natural-lead-mol-55084044.html