Mechanistický pohled na diosminem indukovanou neuroprotekci a zlepšení paměti u modelu potkanů ​​s intracerebroventrikulární kyselinou chinolinovou: Vzkříšení mitochondriálních funkcí a antioxidantů Část 1

Neurodegenerace je poslední událostí po kaskádě patogenních mechanismů u několika poruch mozku, které vedou ke ztrátě kognitivních a neurologických funkcí. Kyselina chinolinová (QA) je excitotoxin odvozený z metabolické dráhy tryptofanu a je zapojen do několika onemocnění, jako je Alzheimerova choroba, Parkinsonova choroba, Huntingtonova choroba a psychóza.

Jak lidé stárnou, neurodegenerace se postupně stala běžným jevem. Neurodegenerace může mít nepříznivé účinky na fyzické a duševní schopnosti lidí, zejména na paměť. Akcí však můžeme zpomalit neurodegeneraci a zlepšit paměť.

Za prvé, udržení pozitivního přístupu k životu může pomoci zmírnit neurodegeneraci. Studie ukázaly, že pozitivní myšlení může podpořit růst a rekonstrukci neuronů, a tím zlepšit kognitivní funkce lidí. Veselá nálada má totiž pozitivní dopad na zdraví mozku.

Za druhé, cvičením můžeme zlepšit paměť a podpořit regeneraci nervů. Správné cvičení může stimulovat neurony v mozku k vytváření nových spojení, a tím zlepšit kognitivní a paměťové schopnosti lidí. Navíc u starších lidí může cvičení také snížit nervovou chuť k jídlu, která způsobuje neurodegeneraci, což pomáhá udržovat zdraví mozku.

Kromě toho je zachování rozmanitosti a výzvy každodenních činností také důležitým způsobem, jak zlepšit paměť. Pravidelné a opakující se denní činnosti způsobí, že činnosti mozku budou velmi mechanické a monotónní. Naopak, různorodé aktivity omlazují mozek a zlepšují kognitivní a paměťové schopnosti lidí.

Stručně řečeno, ačkoli neurodegenerace může mít nepříznivé účinky na lidskou paměť, můžeme podniknout odpovídající kroky, abychom tento účinek zpomalili. Pozitivní myšlení, správné cvičení a různé aktivity mohou zlepšit paměť a podpořit regeneraci nervů. Važme si a chraňme své mozky, aby byly zdravé a mladé. Je vidět, že potřebujeme zlepšit paměť. Cistanche může výrazně zlepšit paměť, protože může také regulovat rovnováhu neurotransmiterů, jako je zvýšení hladiny acetylcholinu a růstových faktorů, které jsou velmi důležité pro paměť a učení. Kromě toho může Cistanche také zlepšit průtok krve a podporovat dodávku kyslíku, což může zajistit, že mozek získá dostatečnou výživu a energii, a tím zlepší mozkovou vitalitu a vytrvalost.

Klikněte na možnost poznat způsoby, jak zlepšit svou paměť

Diosmin (DSM) je přírodní flavonoid, který má takové vlastnosti, které mohou zastavit průběh neurodegenerativní progrese. V minulých studiích bylo vychytávání volných radikálů spolu s vlastnostmi DSM, jako jsou antihyperglykemické, protizánětlivé a vazoaktivní vlastnosti, pragmatické. V současných experimentech byla tedy neuroprotektivní aktivita DSM zkoumána v prototypu QA potkanů.

QA byla podávána intracerebroventrikulární cestou (QA-ICV) u potkanů ​​první den a DSM (50 a 100 mg/kg, intraperitoneální cestou) byl podáván od 1. do 21. dne. Paměť, chůze, senzomotorické funkce a biomarkery oxidativní mutilace a mitochondriální funkce byly hodnoceny v celém mozku. Výsledky ukázaly významné zhoršení senzomotorické výkonnosti, chůze a pracovní a dlouhodobé paměti u potkanů ​​pomocí QA-ICV. Tyto anomálie chování byly významně zmírněny pomocí DSM (50 a 100 mg/kg) a donepezilu (standardní lék).

QA-ICV-indukovaný pokles tělesné hmotnosti (g), dieta a požití vody byly také zmírněny léčbou DSM nebo donepezilem. QA-ICV inhibovala aktivity mitochondriálního komplexu I a II a způsobila zvýšení oxidačního a nitrosativního stresu spolu se snížením endogenních antioxidantů v mozku. DSM v závislosti na dávce zlepšil mitochondriální funkce a snížil oxidační stres u potkanů ​​léčených QA-ICV. DSM může být možnou alternativou při léčbě neurodegenerativních poruch se základní patologií mitochondriální dysfunkce.

1. Úvod

Progresivní neurodegenerace se současnými kognitivními a neurologickými deficity jsou hlavními projevy několika mozkových onemocnění, jako je Alzheimerova choroba (AD), Parkinsonova choroba (PD) a Huntingtonova choroba (HD).

Synaptické ubývání a narušená dlouhodobá potenciace v důsledku snížené exprese neurotrofinů (např. neurotrofních faktorů, kalcineurinu a neurálních vývojových faktorů), neurochemických aberací (např. acetylcholin, glutamát, monoaminy a kyselina c-aminomáselná), neuropeptidů (např. oxytocinu, substance P, somatostatin a orexin) a změny ve vnitřním prostředí mozku vedou ke zhoršení krátkodobé a dlouhodobé paměti [1].

Excitační dráhy zprostředkované glutamátergními receptory jsou často spojeny s konsolidací dlouhodobé paměti v hippocampu a mozkové kůře [2]. Receptory jako N-methyl D-aspartát (NMDAR) jsou nezbytnou součástí dlouhodobé potenciace a deprese a příliv vápníku prostřednictvím NMDAR a napěťově řízených vápníkových (Ca{6}}) kanálů (VGCC) posiluje synapsi.

Nadměrný excitační pohon v mozku však kulminuje v brainatrofii prostřednictvím volných radikálů, prozánětlivých cytokinů a aktivace cest buněčné smrti [3, 4].

Kyselina chinolinová (QA) je produktem kynureninové dráhy metabolismu tryptofanu a je endogenním ligandem NMDAR [5]. I když je tryptofan nezbytný pro biosyntézu serotoninu a tryptaminu, > 95 % tryptofanu je metabolizováno kynureninovou cestou [6]. Metabolity kynureninové dráhy (např. kyselina kynurenová) jsou neuroaktivní, včetně QA, a jsou zapojeny do inschizofrenie, AD a HD [7 ].

QA aktivuje imunitní systém (mikroglie a astrocyty), zvyšuje expresi chemotaktických faktorů (např. monocytární chemoatraktant protein-1, RANTES) a podněcuje volné radikály. Zvýšení prostupnosti hematoencefalickou bariérou (BBB) ​​zabraňuje stínícímu efektu proti QA, což předurčuje mozek k nadměrnému přílivu QA. QA je metabolický inhibitor, který z něj dělá silný neurotoxin [8].

QA inhibuje monoaminooxidázu-B (MAO-B), glukoneogenezi (prostřednictvím fosfoenolpyruvátkarboxykinázy), kreatinkinázu, mitochondriální komplexy a buněčné dýchání a snižuje hladiny ATP [9].

QA může zvýšit oxidační stres a snížit množství antioxidantů způsobem závislým nebo nezávislým na NMDAR. Interakce QA-Fe2+ podněcuje volné radikály, což vede k peroxidaci lipidů a mrzačení DNA podložené vzestupem hydroxylových radikálů, aktivitou poly (ADP-ribóza) polymerázy (PARP) a aktivitou laktátdehydrogenázy (LDH) [10].

Klinické nálezy také odhalily, že QA je zvýšena v mozku, krvi a mozkomíšním moku (CSF) pacientů s AD a HD [5]. Zjištění v minulosti naznačují, že QA může u neexperimentálních zvířat vyvolat kognitivní deficity a další abnormality chování [11].

Nedávné studie odhalily, že přírodní produkty by mohly zmírnit příznaky kognitivní dysfunkce a zlepšit terapeutický výsledek u neurodegenerativních poruch [12, 13]. Flavonoidní glykosid, diosmin (3′,5,7-trihydroxy-4′-methoxy flavon-7-rhamnoglukosid), se často vyskytuje v oplodí citrusových plodů (Rutaceae) [14].

Diosmin (DSM) se skládá z disacharidové skupiny (6-0-(-L-rhamnopyranosyl)- -D-glukopyranosyl) připojené k aglykonové skupině (diosmetin) prostřednictvím glykosidické vazby a lze ji biosyntetizovat z hesperidinu.

Střevní flóra přeměňuje glykosid DSM na aglykonovou část, která je pak rychle absorbována gastrointestinálním traktem. U lidí je poločas DSM při orálním podání 26 až 43 hodin [15].

Jedná se o vazoaktivní léčivo, které zlepšuje mikrocirkulaci a lymfatickou drenáž a zvyšuje pružnost žil tím, že zmírňuje metabolismus norepinefrinu katechol-O-methyltransferázou. DSM ruší mikrovaskulární permeabilitu, extravazaci leukocytů a výskyt adhezních molekul, jako jsou ICAM-1a VCAM-1 [14, 15].

Několik studií poukázalo na vlastnosti DSM v mozku, které ovlivňují volné radikály a harmonizují imunitu [16, 17]. Klinické důkazy doporučují, že DSM je dobře tolerovatelný, bezpečný a netoxický lék [15]. V nutraceutikách se DSM (Daflon) často navrhuje k léčbě žilních poruch, včetně hemoroidů a hyperglykemických stavů.

Předchozí zjištění ukázala, že DSM by mohl stimulovat uvolňování inzulínu z -buněk, metabolismus sacharidů a expresi glukózových transportérů (GLUT). Také snižuje diabetické komplikace [15].

Tlumí dyslipidémii a jaterní glukoneogenezi [16]. V předchozích studiích DSM zlepšil kognitivní funkce, zmírnil symptomy schizofrenie a prokázal neuroprotektivní účinky u experimentálních zvířat [16–19].

Sawmiller a kol. [20] ve studii zaznamenali pokles hyperfosforylace amyloidu a tau zprostředkovaný DSM zeslabením glykogensyntázy kinázy 3 v modelu 3 × Tg-ADmouse. Tato zjištění výstižně naznačují, že DSM má potenciál zlepšit mozkové dysfunkce proti QA. V této studii byla QA použita k vyvolání demence a jiných neurologických deficitů u potkanů.

QA může působit jako silný neurotoxin, který inhibuje několik cest a molekulárních mechanismů v mozku, aby vyvolal progresivní neurodegeneraci a atrofii mozku. Současný výzkum byl navržen tak, aby prozkoumal výsledky DSM v prototypu potkanů ​​QA-ICV.

2. Materiál a metody

2.1. Pokusná zvířata.

Tento výzkum byl povolen MAAE protokolem č. ASCB/IAEC/14/20/145. Krysy AlbinoWistar (oba pohlaví, 200 g až 250 g, stáří 8 až 9 měsíců) byly drženy v polypropylenových krychlových ohrádkách typické velikosti pod umělým nastavením teploty (23 ± 2 stupně), sekvencí tma/světlo 12:12 hodin a vlhkost (40 ± 10 %) v ústavní zvířátce. Hlodavci byli krmeni standardním výživným krmivem (výrobci Ashirwad, Pandžáb) a čištěnou vodou podle přání.

Všechny postupy na zvířatech se provádějí výhradně podle pokynů CPCSEA, GOI, New Delhi. Ošetřovatelé a ošetřovatelé zvířat byli zaslepeni, pokud jde o různé terapeutické režimy, které byly poskytnuty zvířecím kohortám.

Byly provedeny výzkumné pokusy na zvířatech, které následovaly po dobu alespoň jednoho čtrnáctidenního seznamování. Všechna vyšetřování na zvířatech byla prováděna mezi 0900- a 1600-hodinami hodin denně.

2.2. Drogy a chemikálie.

Diosmin (DSM: 520-27-4), kyselina chinolinová (QA: 89-00-9) a standardní analyty byly získány od společnosti Merck (Indie). Dihydrogenfosforečnan sodný (NaH2PO4), hydroxid sodný (NaOH), hydrogenfosforečnan draselný (K2HPO4), nitrobluetetrazolium (NBT), fenazin methosulfát (5-methylfenaziniummethylsulfát), kyselina ethylendiamintetraoctová (EDTA), hovězí albumin (BSA), {{ 7}[4-(2-hydroxyethyl)piperazin-1-yl]ethansulfonová kyselina (HEPES), 1,2-bis[2-[bis(karboxymethyl) amino]ethoxy]ethan (EGTA), riboflavin, kyanid sodný (NaCN), natriumazid (NaN3), pyrofosforečnan tetrasodný, peroxid vodíku (H2O2), disodná sůl NADH (DPNH), tetrasodná sůl NADPH (redukovaná tetrasodná sůl koenzymu II), kyselina fosforečná, činidlo Folin a Ciocalteuův fenol (FCR) a kyselina sulfosalicylová (5-SSA) (HiMedia Laboratories, Maharashtra, Indie); diglycin, ledová kyselina octová (CH3COOH), Ellmanovo činidlo (3-karboxy-4-nitrofenyldisulfid, DTNB), azabenzen (C5H5N) a laurylsulfát sodný (SLS) (LobaChemie, Mumbai, Indie); 4,6-dihydroxy-2-merkaptopyrimidin (2-TBA), uhličitan disodný (Na2CO3) a (2-merkaptoethyl)trimethylamoniumjodidacetát (TCI chemicals, Indie); síran zinečnatý (ZnSO4), Rochelleova sůl (L(+)-tartrát sodnodraselný), 2-(1-naftylamino)ethylamin dihydrochlorid, dusitý sodík (NaNO2) a p-aminobenzensulfonamid (SiscoResearch Laboratories, Indie ); butylalkohol (Fisher Scientific, Indie).

2.3. Intracerebroventrikulární injekce kyseliny chinolinové.

Zvířata byla podrobena anestezii intraperitoneálním (ip) podáním ketaminu (90 mg/kg) a xylazinu (10 mg/kg) koktejlu za použití sterilní vody pro injekci. Člověk byl položen v poloze na břiše na teplý vyhřívací polštář a v držáku stereotaktického chirurgického nástroje byla umístěna hlava. Skalp byl naříznut ve středním sagitálním bodě a lebka byla odkryta stažením kůže od sebe.

Libovolně byla vybrána kterákoli ze dvou bočních komor a v lebce byla temenní kost vyvrtána (stereotaxické souřadnice -0,8 mm předozadní od bregmy, ±1,5 mm mediolaterálně od midsagitálního stehu a ±3,6 mm dorzoventrálně od povrchu parietální kosti ) pro vytvoření otřepu [21].

První den byl roztok kyseliny chinolinové (QA) čerstvě konstituován (240 nmol) v PBS (Na+-K+ [PO4]2- pufrovaný fyziologický roztok, pH 7,4) a byl postupně injikován pomocí Hamiltonovy mikrostříkačky při průtoku 1 µl/minutu v levé nebo pravé mozkové komoře potkanů ​​po dobu 5 až 6 minut s objemem injekce 5 µl ICV vehikula [22].

Po naočkování celého léčiva nebyla mikrojehla vytlačena po dobu 4 až 5 minut, aby byla umožněna difuzivita léčiva v mozkomíšním moku a zmařena jeho regurgitace. Ekvivalentní objem (10 ul) PBS-vehikula byl podán ICV v šamrátech, které byly identicky operovány, avšak QA nebyla injikována.

Po injekcích léku byly otvory obnoveny pomocí tmelu (fosforečnan zinečnatý, PYRAX®) a bylo provedeno šití kůže. Aby se zabránilo kontaminaci (množení bakterií), byl Neosporin® aplikován pro re nata.

Aby se předešlo pooperační sepsi, byl podán Orizolin (Zydus Cadila) v dávce 30 mg/kg (ip). Každé kryse bylo poskytnuto teplé prostředí (37 ± 0,5 stupně), aby se zabránilo pooperační hypotermii. Každé kryse bylo po operaci po dobu sedmi dnů zdarma povoleno polotuhé krmivo (uvnitř klece) a voda, která byla umístěna diskrétně v oddělené kleci (30 × 23 × 14 cm3).

2.4. Experimentální protokol. DSM byl injikován v dávkách 5 0 a 100 mg/kg na tělesnou hmotnost (bw) potkanům intraperitoneální (ip) cestou za použití 0,5% dimethylsulfoxidového vehikula v normálním fyziologickém roztoku (dávka-objem 5 ml/kg) [17].

Zvířata byla náhodně rozdělena do 5 shluků v jednoduchém slepém režimu (n � 5): (i) falešná (S), (ii) QA, (iii) QA + DSM50, (iv) QA + DSM100 a (v) QA + DNP. Krysy byly první den podrobeny intracerebroventrikulární aplikaci QA (QA-ICV) nebo simulované operaci. DSM byl podáván 21 po sobě jdoucích dnů denně 120 minut po QA-ICV od prvního dne dále.

Donepezil (DNP) byl použit jako standardní lék v této studii a injikován (dávka 3 mg/kg, ip) krysám s injekcí QAICV po dobu 21 po sobě jdoucích dnů. Zvířatům v kontrolních skupinách a kontrolní skupině QA bylo podáváno vehikulum (sterilní 0,5% dimethylsulfoxid v normálním fyziologickém roztoku v objemu dávky 5 ml/kg) od 1. do 21. dne. Celá studie byla provedena podle schématu znázorněného na Obrázek 1.2.5. Pohybová aktivita.

Ve všech shlucích potkanů ​​byla průměrná lokomotorická aktivita dokumentována pomocí aktofotometru po dobu 5 minut. Samostatné zvíře bylo umístěno do aktofotometru na 3 minuty aklimatizace. Krysám bylo poté poskytnuto 5 minut a výsledky byly uvedeny jako počty za 5 minut [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 sekund, když se tyč otáčí rychlostí devět otáček za minutu (ot./min).

Po akvizičních zkouškách byla na válcovou hřídel umístěna samostatná krysa a rychlost otáčení byla posílena s konstantním intervalem 10 sekund z 6 ot./min (předběžná rychlost) na 30 ot./min. (konečná rychlost), v rozsahu 50 sekund. Ve výsledcích byla uvedena střední pádová latence (v sekundách) z otočného válcového hřídele.

2.7. Analýza stopy. Principem provádění analýzy stop u potkanů ​​je posouzení abnormalit chůze.

Pro otisky nohou byly krysí nohy ponořeny do čtyř různých barevných netoxických potravinářských barviv a bylo jim umožněno běžet po nakloněném chodníku (70 cm × 10 cm × 8 cm). Základna dráhy byla uzavřena celulózovou fólií bílé barvy. Krysy byly motivovány k tomu, aby se na konci dráhy dostaly do slabého kopce, aby získaly jasné stopy. Po pokusech bylo každému zvířeti jemně odstraněno barvivo pomocí vlažné vody. Stopy byly naskenovány a "délka kroku" byla měřena pomocí standardního pravítka. Délka kroku byla kvantifikována výpočtem vzdálenosti mezi sekvenčními umístěními identické krysí tlapky [11].

For more information:1950477648nn@gmail.com