Kyselina púnová a jej úloha v prevencii neurologických porúch: Prehľad 1. časť

Abstrakt:

Milióny ľudí na celom svete sú postihnuté neurodegeneratívnymi ochoreniami (ND). NDs sú charakterizované progresívnym poškodením a smrťou nervových buniek sprevádzaným vysokými hladinami zápalových biomarkerov a stavmi oxidačného stresu.

Neurodegeneratívne ochorenia, ako je Alzheimerova choroba a demencia, sú bežné choroby, ktorým dnes čelíme. Tieto ochorenia spôsobia smrť neurónov a atrofiu mozgových buniek v mozgu pacienta, čo spôsobí pokles kognitívnych funkcií. Pamäť je jednou z najvýraznejšie postihnutých oblastí.

Avšak ani zoči-voči týmto chorobným hrozbám by sme sa nemali vzdať investícií a práce na našom duševnom zdraví. Výskumy ukazujú, že aktívny životný štýl, duševné zdravie a intelektuálne cvičenie môžu do značnej miery oddialiť progresiu neurodegeneratívnych ochorení a zachovať dobrú pamäť.

Napríklad aeróbne cvičenie a tréning mozgu môžu zlepšiť štruktúru a funkciu mozgu a oddialiť degradáciu kognitívnych funkcií. Výživná, vyvážená strava, primeraný spánok a sociálna interakcia sú tiež dôležitými faktormi pri udržiavaní dobrého zdravia a môžu pomôcť predchádzať neurodegeneratívnym ochoreniam a zachovať pamäť.

Iní vedci sa domnievajú, že sebaúčinnosť aj emocionálna rovnováha nám môžu pomôcť udržať si pamäť. Napríklad, keď vidíme, ako riešime problém alebo dosahujeme cieľ, cítime sa sebavedomejšie a šťastnejšie a tieto pocity nám môžu pomôcť udržať si duševné zdravie, čo zase pomáha udržiavať dobrú pamäť.

V každodennom živote môžeme tiež vykonať niekoľko jednoduchých tréningov, ktoré pomôžu zlepšiť pamäť. Napríklad: zapamätanie si telefónnych čísiel, narodenín, mien a iných informácií, čítanie článkov nahlas a vyvolanie obsahu sú veľmi účinné metódy.

Hoci je neurodegeneratívne ochorenie vážnou chorobou, tiež nám pripomína, aby sme si udržiavali dobré životné návyky a pozitívny prístup, aby sme si zabezpečili duševné zdravie a pamäť a urobili náš život zdravším, plnohodnotnejším a lepším! Je vidieť, že potrebujeme zlepšiť pamäť a Cistanche deserticola môže výrazne zlepšiť pamäť, pretože Cistanche deserticola je tradičný čínsky liečivý materiál, ktorý má mnoho jedinečných účinkov, jedným z nich je zlepšenie pamäte. Účinnosť Cistanche deserticola pochádza z viacerých aktívnych zložiek, ktoré obsahuje, vrátane kyseliny trieslovej, polysacharidov, flavonoidových glykozidov atď. Tieto zložky môžu podporovať zdravie mozgu rôznymi spôsobmi.

Kliknite na položku Poznať krátkodobú pamäť, ako sa zlepšiť

Kyselina púnová, hlavná bioaktívna zložka oleja zo semien granátového jablka (Punica granatum), je omega-5 izomér konjugovanej kyseliny -linolovej, ktorá vykazuje silné antioxidačné a protizápalové účinky, ktoré prispievajú k jej pozitívnemu účinku proti širokému spektru choroby. Kyselina púnová znižuje oxidačné poškodenie a zápal zvýšením expresie receptorov aktivovaných peroxizómovým proliferátorom.

Okrem toho môže znížiť tvorbu beta-amyloidu a hyperfosforyláciu tau zvýšením expresie proteínu GLUT4 a inhibíciou hyperaktivácie calpainu. Mikroenkapsulované granátové jablko s vysokým obsahom kyseliny punicovej zvyšuje antioxidačnú aktivitu PON1 v HDL. Podobne enkapsulované formulácie granátového jablka s vysokými hladinami kyseliny punicovej ukázali zvýšenie antioxidačnej aktivity PON1 v HDL.

Kvôli obmedzenej mozgovej permeabilite kyseliny púnovej boli vyvinuté rôzne aplikačné formulácie na zvýšenie biologickej aktivity kyseliny púnovej v mozgu, čím sa zmierňujú symptómy neurologických porúch.

Kyselina púnová je dôležitá nutraceutická zlúčenina pri prevencii a liečbe neurodegeneratívnych ochorení, ako je Alzheimerova, Parkinsonova a Huntingtonova choroba.

Kľúčové slová: antioxidant; konjugovaná kyselina linolová; hematoencefalická bariéra; Alzheimerova choroba; Parkinsonova choroba; Huntingtonova choroba; neurodegeneráciu.

1. Úvod

Niektoré z najrozšírenejších chorôb, ktoré môžu spôsobiť stratu nezávislosti u starších populácií, sú neurodegeneratívne choroby (ND), ktoré sú čoraz častejšie. Neurodegeneratívny proces je progresívna strata funkcie alebo smrť buniek centrálneho nervového systému, čo spôsobuje zvýšenie motorických a kognitívnych funkcií. poruchy s časom [1].

Medzi najčastejšie ND patrí Alzheimerova choroba (AD) a frontotemporálna demencia, Parkinsonova choroba (PD), Huntingtonova choroba (HD), amyotrofická laterálna skleróza (ALS) a mnohopočetné spinocerebelárne ataxie. Výskyt AD v populácii vo veku 85 rokov a viac je okolo 30 %, zatiaľ čo PD je okolo 2 % u ľudí starších ako 65 rokov a ALS hlásila 1–2 prípady na 100000 ľudí ročne a očakáva sa, že výskyt bude stúpať ako populácia [2].

Preto existuje potreba implementácie nových preventívnych opatrení a vývoja nových liečebných postupov pre skoré štádiá neurodegenerácie. Svetová zdravotnícka organizácia odhaduje, že celosvetové sociálne náklady demencie sú 818 miliárd USD, čo zodpovedá 1,1 % svetového hrubého domáceho produktu. Prevalencia AD v Latinskej Amerike je až 8,5 %.

Okrem toho sa očakáva, že do roku 2030 bude asi 65,7 milióna žiť s demenciou a asi 115,4 milióna do roku 2050 [3]. Úmrtnosť a invalidita ľudí spôsobená týmito neurologickými poruchami sa zvýšila, a preto ich považujeme za globálnu výzvu v oblasti verejného zdravia. Keďže sa očakáva, že incidencia bude stúpať so zvyšujúcou sa populáciou, hľadanie nových riešení a stratégií na liečbu neurodegeneratívnych ochorení je čoraz naliehavejším cieľom. Pretože oxidačné poškodenie a zápal sú kľúčovými cestami vo vývoji neurodegenerácie, skúmajú sa fytochemikálie so zvýšenými antioxidačnými a protizápalovými vlastnosťami, aby pomohli pri prevencii neurodegenerácie a zastavení progresie ochorenia.

Granátové jablko (Punica granatum) je staré a prispôsobivé ovocie pochádzajúce zo západnej Ázie, ktoré patrí do čeľade Punicaceae. Pestuje sa po celom svete, vrátane krajín Blízkeho východu, Ázie, Európy a Ameriky, najmä v subtropických a tropických oblastiach za premenlivých klimatických podmienok [4,5]. Približne 50 % z celkovej hmotnosti ovocia pripadá na šupku, ktorá je významným zdrojom fenolových zlúčenín, minerálov a komplexných polysacharidov. Jedlá časť plodov z granátového jablka pozostáva z arilov (40 %) bohatých na vodu, cukry, pektín a semená (10 %) [6].

Semená granátového jablka obsahujú veľa zložiek, ako sú polyfenoly a mastné kyseliny, ktoré prispievajú k ich priaznivým účinkom. Olej zo semien granátového jablka (PSO) predstavuje približne 12 % a 20 % z celkovej hmotnosti semien [7]. PSO obsahuje 14 mastných kyselín, z ktorých najrozšírenejšia je kyselina púnová 50–8{{20}} % [7–9], po ktorej nasleduje kyselina linolová (13–20 %), palmitová kyselina (6–9 %), kyselina stearová (2–3 %), kyselina olejová (8–9 %), kyselina linolénová (0,06–0,08 %) a kyselina arachidová (0,68–0,90 %) [9].

Ukázalo sa, že kyselina púnová, hlavná bioaktívna zložka PSO, dosahuje silný antioxidačný účinok, ktorý prispieva k jej pozitívnemu účinku proti širokému spektru chorôb, ako je osteoporóza, má vlastnosti proti obezite, zvyšuje expresiu antioxidačných génov a génov súvisiacich s metabolizmom lipidov a modifikuje zloženie a funkciu lipoproteínu s vysokou hustotou (HDL) [10–13].

Kyselina púnová je omega-5 izomér konjugovanej kyseliny -linolénovej (CLnA) a vykazuje štrukturálnu podobnosť s konjugovanou kyselinou linolovou (CLA) [12]. Samotná kyselina púnová má široké spektrum biologických účinkov, ako sú protizápalové, antidiabetické, antiobezitné, antiproliferatívne a antikarcinogénne vlastnosti [14,15]. Hlavný biologický mechanizmus opísaný pre kyselinu punicovú zahŕňa moduláciu diferenciálnej expresie receptorov aktivovaných peroxizómovým proliferátorom (PPAR), ktoré riadia expresiu génov zapojených do bunkovej diferenciácie a proliferácie, regulujú enzýmy zapojené do metabolizmu lipidov a homeostázy glukózy.

Okrem toho PPAR úzko súvisia s aktiváciou a produkciou prozápalových biomarkerov [16–19]. Zatiaľ čo antioxidačné a protizápalové vlastnosti kyseliny púnovej môžu poskytnúť priaznivé účinky na liečbu ND, spôsob, akým interaguje v rôznych dráhach súvisiacich s progresiou ND, jej môže poskytnúť výhody oproti iným antioxidačným nutraceutikám.

Cieľom tohto prehľadu je poskytnúť prehľad súčasných poznatkov o potenciálnych výhodách neurologických porúch spôsobených kyselinou púnovou a molekulárnom mechanizme, ktorý sa podieľa na jej účinkoch.

2. Hlavné cesty spojené s neurologickým ochorením

Aj keď všetky ND majú odlišnú patológiu a symptomatológiu, ich dráhy zdieľajú niektoré spoločné črty. Koncepčný model klasifikujúci rôzne dráhy zapojené do neurodegenerácie bol vyvinutý so zreteľom na štyri hlavné modely pôsobenia [20] (obrázok 1).

Vo všeobecnosti cesty, ktoré prispievajú k prežitiu a degenerácii neurónov, zahŕňajú: (1) intracelulárne mechanizmy, ako je apoptóza [21], autofágia [22], mitochondriálna funkcia, oxidačné poškodenie a oprava [23], ubikvitín/proteazóm [24], (2 ) lokálne tkanivové prostredie, ako je adhézia buniek [25], endocytóza, neurotransmisia [26], prióny/prenosný faktor [27], (3) systémové prostredie, ako je zápal/imunitná odpoveď [28], lipidový/endokrinný metabolizmus [29], mozog vaskulatúra [30], (4) a mechanizmy súvisiace so starnutím [31], napríklad epigenetika [32], neurotrofické faktory [33] a teloméry [34]. Všetky tieto zložky spolu úzko súvisia a navzájom sa ovplyvňujú, aby modulovali neurodegeneratívny proces (obrázok 2).

2.1. Vnútrobunkový mechanizmus

Medzi intracelulárnymi mechanizmami súvisiacimi s prežitím a degeneráciou neurónov sú poškodenie DNA a defektná oprava najbežnejšími znakmi, ktoré zdieľajú mnohé ND so znakmi progresívnych pohybových porúch.

Vysoká koncentrácia reaktívnych foriem kyslíka (ROS) môže spôsobiť akumuláciu oxidačného poškodenia DNA v jej sekvencii a epigenetických modifikáciách [24]. Zmenená génová expresia môže spôsobiť stratu normálnej nervovej funkcie a progresívne spustiť programovanú bunkovú smrť a stratu neurónov [22]. Mitochondrie sú hlavným zdrojom bunkovej produkcie ROS a zistilo sa, že oxidačné poškodenie môže podporiť agregáciu synukleínu a ovplyvniť amyloid (A ) a iné proteíny súvisiace so starnutím a ND [22,35]. V dlho žijúcich nemitotických bunkách ako neuróny, množstvo ROS spôsobuje oxidačný stres a poškodenie antioxidačnej obrany, čo vedie k dysfunkcii mitochondrií a iniciácii kaskády bunkovej smrti [36].

Viaceré štúdie spájajú účinky oxidu dusnatého a ROS s ND, vrátane nitrácie Lewisových teliesok pri demencii Lewisovho tela a Alzheimerovej choroby (AD), nitrácii -synukleínov u pacientov s viacsystémovou atrofiou, rozšírených nitrátových tau proteínov pri AD a frontotemporálnej demencii s parkinsonizmom. Znížené hladiny oxidu dusnatého prispievajú k upregulácii A v cerebrovaskulárnom systéme a inhibícia oxidu dusnatého oneskoruje progresiu patológie Parkinsonovej choroby [37].

Podobne tumor nekrotizujúci faktor-alfa (TNF- ) je aprozápalový cytokín súvisiaci s patogenézou ND prostredníctvom systémového zápalu [38]. V niekoľkých štúdiách boli navrhnuté anti-TNF terapie na zníženie ADpatológie, zníženie ukladania amyloidu a zníženie poškodenia neurónov [39]. Okrem toho bola inzulínová rezistencia mozgu opísaná ako faktor vyvolávajúci kognitívne poruchy a neurodegeneráciu.

Hladiny inzulínu v mozgu sú znížené počas starnutia a Alzheimerovej choroby, čo vedie k inhibícii niekoľkých fosfatáz zapojených do defosforylácie Tau, čo vedie k ukladaniu a akumulácii extracelulárnych amyloidných (A) plakov [40,41].

Obrázok 2. Schematické znázornenie spoločných fyziopatologických znakov pri neurodegeneratívnych ochoreniach (ND): (1) Mitochondriálna dysfunkcia v dôsledku oxidačného stresu, starnutia alebo poškodenia genetickými alebo environmentálnymi faktormi, čo vedie k nadmernej produkcii ROS, ktorá môže aktivovať p53 a Bax ( apoptotický regulátor) translokácia, ktorá umožňuje uvoľnenie cytochrómu C (Cyt C) Obrázok 2.

Schematické znázornenie spoločných fyziopatologických znakov pri neurodegeneratívnych ochoreniach (ND): (1) Mitochondriálna dysfunkcia v dôsledku oxidačného stresu, starnutia alebo poškodenia genetickými alebo environmentálnymi faktormi, čo vedie k nadmernej produkcii ROS, ktorá môže aktivovať p53 a Bax (apoptotický regulátor) translokácia, ktorá umožňuje uvoľnenie cytochrómu C (Cyt C), čo vedie k aktivácii (Cas 9) a kaspázy 3 (Cas3), čo vedie k poškodeniu DNA a bunkovej smrti alebo (2) apoptóze.

Podobne nadmerná produkcia ROS tiež vedie k oxidačnému stresu a (3) peroxidácii lipidov, čo môže viesť k proteínovým agregátom, ako je -synukleín, ako aj nesprávne poskladaný amyloidový peptid, ktorý sa stáva amyloidným (A) plakom ovplyvňujúcim neurónovú signalizáciu vyvolanú (4) Cholinergná nedostatočnosť. Na druhej strane akumulácia plaku A indukuje (5) aktiváciu mikroglie so súčasným uvoľňovaním (6) zápalových cytokínov a spôsobuje neurozápal.

Na druhej strane, (7) Dysregulácia Ca2+ v dôsledku depolarizácie neurónovej membrány by mohla vyvolať synaptické deficity a podporiť akumuláciu A plakov a (8) Neurofibrilárne spletence prostredníctvom aktivácie calpainu. Okrem toho trvalý prítok vápnika vedie k nadmernej aktivácii neuronálnej syntázy oxidu dusnatého (nNOS), pričom zvýšenie syntézy oxidu dusnatého vedie k oxidačnému stresu/nitrozačnému stresu a generalizovanému zápalu mozgu. Navyše akumulácia ROS indukuje(9) aktiváciu kinázy (glykogénsyntázakináza-3, GSK-3) a indukuje hyperfosforyláciu tau, čím podporuje akumuláciu A plakov.

Akumulácia A oligomérov spôsobuje odstránenie inzulínových receptorov (IRS) z bunkového povrchu, indukuje (10) neuronálnu inzulínovú rezistenciu a inhibuje aktiváciu glukózového transportéra typu 4 (GLUT 4). Dysfunkčná inzulínová signalizácia znižuje cicavčí cieľ dráhy rapamycínu (mTOR) a vedie k (11) zlyhaniu autofágie pri akumulácii plakov A.

Nakoniec syntetizovaný cholesterol viaže apolipoproteín E (APOE) za vzniku častíc APOE-cholesterolu (APOE-CH). Častice APOE–CH sa internalizujú do neurónov a voľný cholesterol sa metabolizuje na 24-hydroxycholesterol (24-OHC), ktorý následne prechádza hematoencefalickou bariérou (BBB) ​​a vstupuje do plazmy, zatiaľ čo plazma (12 ) 27 hydroxyl cholesterol (27-OHC) prúdi do mozgu, zvyšuje hladinu -synukleínu a nakoniec vytvára Lewyho telieska (LB). Zadné čiary označujú stimuláciu, zatiaľ čo červené čiary označujú inhibíciu.

2.2. Miestne tkanivové prostredie

Progresívna agregácia chybne poskladaných proteínov, ktoré vážne ovplyvňujú lokálne tkanivové prostredie a spôsobujú poškodenie, je patologickým znakom, ktorý charakterizuje neurodegeneratívne ochorenia [42]. Tieto chybne poskladané proteíny podliehajú degradácii proteínov, napríklad sprostredkovanej proteazómom. Inhibícia dráh degradácie proteínov vedie k tvorbe rezistentných proteínov na proteázy, čím sa znižuje propagácia agregovaných proteínov, ktoré podporujú nesprávne poskladanie bunkových proteínov [43].

Podobne je autofágia hlavným mechanizmom zodpovedným za odstraňovanie proteínových agregátov, dysfunkčných bunkových organel a patogénov na udržanie bunkovej homeostázy. Akumulácia nezrelých autofagických vakuol (AV) ako dôsledok narušeného procesu autofágie je bežnou charakteristikou pozorovanou v mozgu pacientov s Alzheimerovou chorobou.

Ukázalo sa, že cicavčí cieľ signalizácie rapamycínu (mTOR) je inhibovaný v kôre a hipokampe dospelých myší s AD modelom. Braininzulínová rezistencia indukuje zmeny v dráhe inzulínu/inzulínu podobného rastového faktora (IGF-1)-PI3K(fosfoinozitid 3-kináza triedy I)-Akt, čo vedie k aberantnej aktivácii signalizácie mTOR, ktorá negatívne reguluje autofágiu indukcia [44–46].

2.3. Systémové prostredie

Zmeny v systémovom prostredí, ako je zápal, sú bežné pri neurodegeneratívnych ochoreniach, ako je AD a Parkinsonova choroba (PD) a môžu spolu s oxidačným stresom spôsobiť poruchy v proteómovom zložení lipoproteínu s vysokou hustotou (HDL) [47]. Cirkulujúci HDL poskytuje odolnosť voči cerebrovaskulárnej dysfunkcii pri AD, ktorá hrá dôležitú úlohu v metabolizme mozgu a homeostáze, tlmí klírens A a tau, a tak vedie k tvorbe neuritických plakov a neurofibrilárnych tangencií [48].

2.4. Mechanizmus starnutia

Zloženie mastných kyselín a tekutosť mozgových membrán sa mení s vekom. Polynenasýtené mastné kyseliny (PUFA), ako je kyselina dokosahexaénová (DHA, 22:6 n-3) a kyselina arachidónová (AA, 20:4 n{{5} }) sú najhojnejšie a najdôležitejšie PUFA v mozgu a hrajú rozhodujúcu úlohu pri starnutí a neurodegenerácii. U starších ľudí sa DHA a AA znižujú v membránach orbitofrontálneho kortexu. Špecifický nedostatok DHA môže byť spôsobený znížením aktivity enzýmu súvisiaceho s vekom, ktorý sa podieľa na regulácii syntézy, vychytávania a zostavovania DHA do mozgových fosfolipidov (Zhang et al., 2018).

Medzitým je vysoká konzumácia omega-3 a omega{1}} PUFA v potrave priaznivá pre pamäť zdravých starších ľudí. Tento proces je sprostredkovaný integritou a zachovaním mikroštruktúry bielej hmoty fornixu v mozgu (Zamroziewicz et al., 2017). Niekoľko PUFA, ako je DHA a AA, sa študuje na vývoj nových liečebných postupov proti ND a neurodegenerácii [49, 50].

Kyselina púnová (18:3, ∆9cis, 11trans,13cis, n-5) je sľubným kandidátom, ktorého mechanizmus účinku ešte nie je úplne pochopený. Nasledujúca časť sa bude týkať charakteristík a mechanizmov záujmu kyseliny púnovej a ich potenciálneho vzťahu k prevencii NCH.

For more information:1950477648nn@gmail.com