Zlepšení paměti esterem kyseliny ferulové napříč druhy

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Cognitive impairments can be devastating for quality of life, and thus, preventing or counteracting them is of great value. To this end, the present study exploits the potential of the plant Rhodiola Rosea and identifies the constituent ferulic acid epicotyl ester [icosyl-(2E)-3-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-prop-2-enoate (FAE-20)] as a memory enhancer. We show that food supplementation with dried root material from R. Rosea dose-dependently improves odor-taste reward associative memory scores in larval Drosophila and prevents the age-related decline of this appetitive memory in adult flies. Task-relevant sensorimotor faculties remain unaltered. From a parallel approach, a list of candidate compounds has been derived, including R. Rosea–derived FAE-20. Here, we show that both R. Rosea–derived FAE-20 and synthetic FAE-20 are effective as memory enhancers in larval Drosophila. Synthetic FAE-20 also partially compensates for age-related memory decline in adult flies, as well as genetically induced early onset loss of memory function in young flies. Furthermore, it increases excitability in mouse hippocampal CA1 neurons, leads to more stable context-shock aversive associative memory in young adult (3-month-old) mice, and increases memory scores in old (>2-letých) myší. Vzhledem k těmto účinkům a vzhledem k užitečnosti R. Rosea – rostliny, ze které jsme objevili FAE-20 – jako zesilovače paměti, mohou mít tyto výsledky potenciál pro klinické aplikace.

ÚVOD

Kdykoli je kognitivní funkce patologicky narušena, existuje zřejmá touha ji napravit. V této souvislosti mají rostliny potenciál poskytnout nám terapeutické látky. Rostlinné sloučeniny, které jsou široce používány a které mají silné účinky na funkci nervového systému, včetně morfinu a kodeinu (Papaver somniferum), pseudoefedrinu/efedrinu [rod Ephedra (např. E. Sinica)], kofeinu [rod Coffea (např. C arabica a C. canephora)] a nikotin [rod Nicotiana (např. N. tabacum a N. Rustica)].

Birgit Michels1*†, Hanna Zwaka1,2†‡, Ruth Bartels2†, Oleh Lushchak3†, Katrin Franke4, Thomas Endres5, Markus Fendt6,7, Inseon Song8, May Bakr8, Tuvshinjargal Budragchaa4, Bernhard Westerchmanns9† Cls Westerchmanns9† , Stefanie Schreyer2, Annika Lingnau2, Caroline Vahl2, Marike Hilker2, Randolf Menzel2, Thilo Kähne10, Volkmar Leßmann5,7, Alexander Dityatev7,8,11, Ludger Wessjohann4*, Bertram Gerber1,7,12*

1Leibnizův ústav pro neurobiologii, oddělení genetiky učení a paměti, Magdeburg, Německo.

2Free University Berlin, Ústav neurobiologie, Berlín, Německo.

3Prekarpatská národní univerzita, Katedra biochemie, Ivano Frankivsk, Ukrajina.

4Leibniz Institute of Plant Biochemistry (IPB), Department of Bioorganic Chemistry, Halle (Saale), Germany.

5Otto von Guericke University, Lékařská fakulta, Magdeburg, Německo.

6Otto von Guericke University, Lékařská fakulta, Institut pro farmakologii a toxikologii, Magdeburg, Německo.

7Center for Behavioral Brain Sciences (CBBS), Otto von Guericke University, Magdeburg, Německo.

8Německé centrum pro neurodegenerativní onemocnění (DZNE), Molecular Neuroplasticity Group, Magdeburg, Německo.

9Univerzita ve Würzburgu, Biocentrum Am Hubland, Katedra genetiky a neurobiologie, Würzburg, Německo.

10Otto von Guericke University, Institut experimentální interní medicíny, Magdeburg, Německo.

11Otto von Guericke University, Lékařská fakulta, Magdeburg, Německo. 12Otto von Guericke University, Institut biologie, Magdeburg, Německo.

Přípravky z kořene Rhodiola Rosea L., vytrvalé rostliny z čeledi Crassulaceae, která přirozeně roste v oblastech s vyšší nadmořskou výškou severní polokoule, jsou lidmi tradičně používány pro různé údajné účinky, včetně těch, které pravděpodobně souvisejí s funkcí nervového systému. (1–3) [ale viz (4–6)]. Linné (2) například zmiňuje použití kořenů R. Rosea v případech zahrnujících „cefalgii“ a „hysterii“. Současné studie na lidech (3) a na potkanech (7) uvádějí, že extrakt z R. Rosea zvyšujePaměťa/nebo pozornosti [přehled v (8)] a působí proti farmakologicky vyvolaným deficitům v pre-pulzní inhibici u potkanů ​​(9), stejně jako únavě (3) a mírnějším formám deprese u lidí (3). Dosud však chybí komplexní analýzy toho, zda některá nebo více sloučenin obsažených v kořenovém materiálu R. Rosea nebo jeho extraktech může jednotlivě vyvolat některý nebo více z těchto účinků nebo způsobit prodloužení délky života, které bylo pozorováno. u různých druhů krmených práškem nebo extraktem R. Rosea (10, 11). To vylučuje řádnou kontrolu kvality a klade tak tvrdé limity na lékařskou a vědeckou využitelnost R. Rosea a přípravků z ní odvozených. Dále konkrétníPaměťprocesy ovlivněné R. Rosea nebo jejími přípravky nebyly identifikovány. Zejména zůstává neznámé, zda získávání paměti,Paměťkonsolidace, popřPaměťvyhledávání je vylepšeno.

CistanchetubulosazlepšitPaměť, kliknutím sem získáte vzorek

Aby byla umožněna zrychlená analýza těchto problémů, tato studie používá tři případy studie hmyzu [larvovou a dospělou Drosophila melanogaster, stejně jako včelu medonosnou Apis mellifera (12–15)] jako účinné a bez placeba modelové systémy pro zkoumáníPaměť-zesilující účinky kořenového materiálu R. Rosea a surových extraktů. Po prokázání jejich účinků závislých na dávce vPaměťvylepšení využíváme paralelní studii, která poskytla seznam neurobehaviorálně aktivních kandidátských sloučenin, včetně epikotylesteru kyseliny ferulové [ikosyl-(2E)-3-(4- hydroxy-3-methoxyfenyl) -prop-2-enoát (FAE-20)], purifikovaný z kořenového materiálu R. Rosea. Zde studujeme účinky kořenového materiálu R. Rosea, FAE odvozeného z R. Rosea-20 a, což je důležité, syntetického FAE-20 jako samostatné sloučeniny. Ukazujeme, že FAE-20 může skutečně zlepšit paměť u larvy Drosophila a může částečně kompenzovatPaměťpoškození jak u starých much, tak v případě geneticky indukovaného poškození paměti s časným nástupem u mladých much. Kromě toho může zvýšit excitabilitu hipokampálních buněk CA1 a zlepšit kontextovou paměť strachu závislou na hippocampu u myší. Vzhledem ke společným rysům mechanismů učení a paměti napříč druhy (13, 16) diskutujeme potenciál těchto zjištění pro klinické použití.

VÝSLEDEK

Doplnění potravy o Rhodiola1 zlepšuje paměťové skóre larev Drosophila

Larvy Drosophila jsme pěstovali buď na standardním živném médiu (kontrola), nebo na živném médiu doplněném různými koncentracemi prášku z kořene Rhodiola1, abychom otestovali účinky tohoto doplňku stravy naPaměťvytvořené v klasickém podmiňovacím paradigmatu asociativním se zápachem a cukrem (obr. 1A). Pro nejvyšší koncentraci Rhodiola1,Paměťskóre bylo téměř ztrojnásobeno ve srovnání s kontrolou. Tento účinek byl potvrzen dvakrát použitím zjednodušené verze paradigmatu s jedním zápachem (17) a zavedením širšího rozsahu koncentrací (obr. 1, B a C). Společně tyto tři nezávislé soubory dat odhalují zvýšení závislé na koncentraciPaměťdoplňkem stravy Rhodiola1 (obr. 1, A až D a obr. S1). Naproti tomu chování experimentálně naivních larev vůči cukrové odměně [fruktóza (FRU)] a vůči pachům [n-amylacetát (AM) a 1-oktanol (1OCT)] nebylo ovlivněno (obr. 2, A do C). Dále, doplnění potravy o Rhodiola1 neovlivnilo chování larev vůči pachům po tréninkové expozici pouze za odměnu nebo po tréninkové expozici pouze zápachu (obr. 2, D až G a obr. S2). Došli jsme k závěru, že doplnění stravy s Rhodiola1 zlepšuje asociativníPaměťskóre larvální Drosophila způsobem závislým na dávce a ponechává senzomotorické zpracování relevantní pro daný úkol a neasociativní účinky expozice stimulu neovlivněné.

Komerčně dostupný přípravek Rhodiola nezvyšuje skóre paměti larev

Komerčně dostupný je tabletový přípravek obsahující extrakt SHR-5 z R. Rosea (tablety "Arctic root", Swedish Herbal Institute). Bylo hlášeno, že tento extrakt působí proti únavě u lidí (3), je účinný při léčbě mírné až středně těžké deprese (3, 18) a zvyšuje životnost a odolnost vůči fyzickému stresu u Caenorhabditis elegans a much (10, 11) [viz také (3) pro přehled]. Proto jsme testovali, zda potravinové doplňky s mletými tabletami z arktického kořene ovlivňují skóre paměti. Bylo zjištěno, že tomu tak není (obr. S3; pro naši volbu koncentrací viz Materiály a metody).

Následný experiment odhalil rozdíl ve výkonnosti paměti mezi kontrolními larvami a larvami chovanými na potravě obsahující výše uvedenou tabletu nebo kořeny Rhodiola z různých zdrojů, pojmenované Rhodiola1 (přístup 1), Rhodiola2 (přístup 2, samostatná šarže Rhodiola1) a Rhodiola3 (přístup 3, kořenový vzorek různého geografického původu) (obr. S4). Konkrétně doplnění stravy s Rhodiola1, Rhodiola2 a Rhodiola3 zvýšilo skóre paměti, stejně jako kořenový materiál z dalšího dodatečného zdroje (přístup 4: Rhodiola4; obr. S1), ale tableta nikoli. Provedli jsme samostatnou paralelní chemickou analýzu a korelační analýzu bioaktivity zaměřenou na identifikaci behaviorálně aktivních kandidátních sloučenin v kořenech R. Rosea; to bylo založeno na přistoupení, ze kterého jsme získali největší vzorek (Rhodiola4 ). V rámci této studie jsme se však nejprve zeptali, zda lze tyto účinky pozorovat také u mladých a/nebo starých dospělých much.

Rhodiola4 zlepšuje skóre paměti u starších lidí, ale ne u mladých dospělých

Drosophila Doplňování stravy pomocí Rhodiola4 nezlepšilo paměťové skóre mladých dospělých Drosophila v paradigmatu asociativního učení pach-cukr (obr. 3, A a B). Překvapivě však může být nízké skóre paměti u starších dospělých Drosophila napraveno doplněním stravy s Rhodiola4 (obr. 3C a obr. S5).

Dospěli jsme k závěru, že suplementace jídlem s Rhodiolou4 může kompenzovat pokles paměti související s věkem u dospělých Drosophila. Abychom zjistili, zda krmení rhodiolou může mít také akutní účinky na paměťovou funkci, a abychom rozptýlili posilující účinek rhodioly na získávání paměti, konsolidaci paměti a načítání paměti, rozhodli jsme se použít paradigma kondicionování reflexu proboscis u včely medonosné, ve kterém lze tyto procesy pohodlně zkoumat samostatně (14, 15).

cistanche kulturistika

Krmení Rhodiola4E před tréninkem zlepšuje získávání paměti u včely

Nejprve jsme se zeptali, zda má Rhodiola akutní dopad na získávání paměti. Abychom to založili, nakrmili jsme včely den před tréninkem. Jedna skupina včel byla krmena cukerným roztokem plus Rhodiola4E, zatímco druhá skupina dostávala stejné množství roztoku obyčejného cukru. Následující den byly obě skupiny trénovány v pěti pokusech, přičemž odměnou bylo spárování vůně s obyčejným cukrem (obr. 4A). Skupina dříve krmena Rhodiola4E vykazovala statisticky vyšší míru odezvy na podmíněný zápach během akvizice než kontrolní skupina. Protože jsme mohli vyloučit účinky Rhodiola4E na senzomotorické zpracování relevantní pro daný úkol, jako je reakce na cukr a reakce na pachy (obr. 4, B a C), nárůst podmíněných reakcí odráží zlepšení získávání paměti.

Krmení Rhodiola4E po tréninku zlepšuje konsolidaci paměti u včely

Dále jsme testovali, zda akutní krmení na Rhodiola4E ovlivňuje konsolidaci paměti (14, 15). V současném paradigmatu dochází ke konsolidaci do rané formy dlouhodobé paměti (eLTM) do 9 hodin po tréninku (19). Zvířata byla krmena kontrolním roztokem nebo roztokem Rhodiola4E 5 hodin po tréninku (tj. během časového okna konsolidace paměti) a byla testována na jejich paměť následující den, kdy byla konsolidace paměti do eLTM dokončena. Skóre paměti u včel ošetřených Rhodiola4E bylo vyšší než u kontrolní skupiny (obr. 4D a obr. S6), a to v závislosti na dávce (obr. 4E).

Krmení Rhodiola4E neovlivňuje získávání paměti u včely

Abychom zjistili, zda akutní krmení na Rhodiola4E také ovlivňuje získávání paměti, posunuli jsme krmení Rhodiola4E na 29 hodin po tréninku a testovali jsme paměť další den. Toto načasování experimentálních událostí zajišťuje, že procesy konsolidace paměti byly dokončeny, když byla zvířata ošetřena 29 hodin po tréninku (19), zatímco časový interval mezi krmením Rhodiola4E a testem zůstal konstantní vzhledem k předchozímu experimentu (tj. 19 hodin). Pokud by krmení Rhodiola4E načasované tímto způsobem mělo usnadnit vyhledávání paměti, mělo by být pozorováno zvýšené skóre. To však nebyl tento případ (obr. 4F).

Došli jsme k závěru, že akutní krmení na Rhodiola4E urychluje získávání paměti a její efektivnější konsolidaci do stabilní formy, zatímco získávání paměti a senzomotorické schopnosti relevantní pro daný úkol zůstávají nezměněny. Dosavadní nálezy u Drosophila a včely nás společně povzbudily, abychom se zeptali, zda lze z Rhodioly identifikovat konkrétní sloučeninu zlepšující paměť.

Identifikace epikotylesteru kyseliny ferulové (FAE-20) jako kandidáta na zlepšení paměti

Po získání velkého vzorku sušeného kořenového materiálu Rhodiola4 jsme nejprve testovali surový extrakt na jeho paměť zvyšující účinek, abychom se ujistili, že funkční složky Rhodiola jsou extrahovatelné. Doplnění potravy surovým extraktem z R. rosea (extrakt z Rhodiola) skutečně zlepšilo paměťové skóre u larvy Drosophila (obr. 5A), což ukazuje, že rozpustná složka poskytla takový účinek. To nás povzbudilo k přijetí biologického testu řízené izolace a přístupu reverzní metabolomiky využívající algoritmy korelace aktivity (20). Současné paradigma potravinových doplňků však pro takový přístup vyžaduje, neprakticky, velké množství extraktu. Ačkoli by v zásadě bylo včelí paradigma vhodnou alternativou šetrnou ke zdrojům, usoudili jsme, že z dlouhodobého hlediska by bylo výhodou pracovat v geneticky dostupnějším modelovém systému. V paralelní studii jsme proto vyvinuli alternativní screening související s pamětí pro larvální Drosophila, který využívá odměňujícího účinku Rhodiola a vyžaduje mnohem méně materiálu. Tato obrazovka navrhla seznam kandidátních sloučenin, včetně -sitosterol- -D-glukosidu (BSSG) a epikotylesteru kyseliny ferulové (FAE-20). Následně byly obě sloučeniny syntetizovány za účelem získání dostatečného a čistého materiálu pro kauzální ověření v tomto testu na zlepšení paměti Vzhledem k tomu, že suplementace potravy syntetickým BSSG a jeho deriváty neměly žádný vliv na skóre paměti larev (obr. S7), a vzhledem k tomu, že jsme měli zjistili přítomnost FAE-20 v Rhodiole (obr. S8 a S9), v následujících experimentech jsme se zaměřili na syntetické FAE-20.

Obr. 1. Rhodiola1 zlepšuje paměť u larvy Drosophila. (A až C) Larvy byly chovány v lahvičkách s krmivem buď s kontrolní potravou (šedá, kontrola) nebo potravou doplněnou o uvedené koncentrace kořene Rhodiola1 (hnědá, Rhodiola1). (A) Larvy prošly diferenciálním tréninkem tak, že jeden ze dvou pachů (AM, černý oblak; 1OCT, žlutý oblak) byl prezentován na Petriho misce spolu s cukrovou odměnou [zelená, fruktóza (FRU); v polovině případů byla sekvence tréninku taková, jak je uvedeno; v druhé polovině tomu bylo naopak]. Během testování byla měřena volba mezi pachy. Výkonnostní index (PI) kvantifikuje asociativní paměť jako rozdíl v testovacím chování mezi recipročně trénovanými skupinami larev, což ukazuje, že Rhodiola1 v závislosti na dávce zvyšuje skóre paměti. n=15, 12, 12 a 11. (B) Stejně jako v (A), což ukazuje, že Rhodiola1 v závislosti na dávce zvyšuje skóre paměti také v nediferenciální verzi paradigmatu. n=11, 11, 11 a 11. (C) Stejně jako v (B), testování nižších hladin koncentrace Rhodiola1. n=15, 15, 13 a 11. (D) Souhrn založený na mediánu PI s použitím Rhodiola1 (A až C) a Rhodiola4 (obr. S1), normalizovaný na medián příslušné kontroly. Krabicové grafy představují medián jako střední čáru, s 25. a 75. kvantilem jako hranice rámečku a 1{{30}}-tým a 90. kvantilem jako vousy. "b" označuje statisticky významný rozdíl od kontroly ("a") v Bonferroniho korigovaných U testech (P < 0,05/3),="" kterým="" předcházel="" kruskal-wallisův="" test="" (p="">< 0,05).="" data="" jsou="" dokumentována="" v="" datovém="" souboru="">

Obr. 2. Rhodiola1 neovlivňuje senzomotorické schopnosti relevantní pro daný úkol. Larvy chované v lahvičkách s potravou buď s kontrolní potravou nebo s potravou doplněnou o uvedenou koncentraci kořene Rhodiola1 prováděly uvedené úkoly. Tyto úlohy testují senzomotorické schopnosti relevantní pro experimenty s učením se vůní odměny zobrazené na obr. 1. V žádném případě neměla Rhodiola1 vliv na výkon. (AtoC) Preference experimentálně naivních larev vůči cukrové odměně [A: FRU, zelená (n=17, 17, 17 a 17)] a vůči pachům [B; AM, černý mrak (n=12, 12, 12 a 12); C: 1 OCT, žlutý oblak (n=12, 12, 28 a 12)]. (D až G) Preference zápachu po vystavení odměny stimulu podobnému tréninku, ale vynechání pachů [D a E, testování preferencí pro AM (n=12, 12, 12 a 12) a 1OCT (n { {26}}, 12, 12 a 12), v tomto pořadí] nebo pachům, ale s vynecháním odměny [F a G, testování preferencí pro AM (n {{30}}, 11, 12, a 12) a 1OCT (n=12, 12, 12 a 12), v tomto pořadí]. V polovině případů bylo pořadí expozičních zkoušek takové, jak je uvedeno; ve druhé polovině tomu bylo naopak. Na Obr. S2, jsou zobrazeny preference vůně po vystavení pouze jednomu z pachů. ns označuje P > 0,05 (Kruskal-Wallisův test). Další podrobnosti jako na obr. 1. Data jsou dokumentována v datovém souboru S1.

Obr. 3. Rhodiola4 kompenzuje věkově závislý pokles paměti. (A až C) Mouchy chované do 1 nebo 15 dnů po vylíhnutí v lahvičkách s potravou buď s kontrolní potravou nebo s potravou doplněnou kořenem Rhodiola4, prošly rozdílným tréninkem tak, že jeden ze dvou pachů [černé a žluté mraky; v polovině případů benzaldehyd (BA); ve druhé polovině byl 3-oktanol (3OCT)] prezentován s cukrovou odměnou [zelená; sacharóza (SUC)] a druhý zápach byl prezentován bez odměny (v polovině případů byla sekvence tréninku taková, jak je uvedeno, ve druhé polovině tomu bylo naopak). Během testu byla měřena volba mezi pachy. PI kvantifikuje asociativní paměť jako rozdíl v testovacím chování mezi recipročně trénovanými skupinami much. Rhodiola4 ponechává skóre paměti u mladých mušek nedotčené (B; n=24 a 46), ale kompenzuje pokles skóre paměti u starých much (C; n=23 a 22). ns označuje P > 0.05 (test U). b označuje statisticky významný rozdíl od kontroly (a) v U testu (P < 0,05).="" další="" podrobnosti="" jako="" na="" obr.="" 1.="" data="" jsou="" dokumentována="" v="" datovém="" souboru="">

FAE-20 jako prostředek pro zlepšení paměti u Drosophila

Larvy Drosophila byly chovány buď na kontrolním živném médiu nebo na živném médiu doplněném různými koncentracemi syntetického FAE{{0}}. Posledně jmenovaný zlepšil skóre paměti způsobem závislým na dávce. Skóre paměti bylo zdvojnásobeno při 0,71 mM koncentraci FAE-20, zatímco 10-krát nižší nebo 10-násobně vyšší koncentrace FAE-20 neměly žádný statisticky významný účinek (obr. 5B). Podobná závislost na dávce byla pozorována dříve při použití surového extraktu Rhodiola a Rhodiola4E (obr. 4E a 5A). Účinek doplňku stravy R. Rosea na délku života drosophila také sleduje optimální funkci (11).

Další otázkou bylo, zda by nejen FAE-20, ale také strukturně příbuzné a přirozeně se vyskytující deriváty zlepšily skóre paměti u larvy Drosophila (obr. 5C). Larvy byly chovány buď na kontrolním krmivu, nebo na krmivu doplněném o FAE-20, hexadecyl-(2E)-3-(4-hydroxy-3-methoxyfenyl)-prop-2- enoát (FAE-16), dodecyl-(2E)-3-(4-hydroxy-3-methoxyfenyl)-prop-2-}enoát (FAE-12) ,oktyl-(2E)-3-(4-hydroxy-3-methoxyfenyl)-prop-2-}enoát (FAE-8),cozy-(2E){{29 }}(4-hydroxyfenyl)-prop-2-}enoát (4-OH-CAE-20), nebo epikotylester 7,8-dihydroferulové kyseliny (DH- FAE-20). Výsledky potvrzují, že krmení FAE-20 vede k vyššímu skóre paměti než u kontrol, a naznačují, že látky s kratší délkou alkylového řetězce (FAE-16, FAE-12 a FAE{{44} }}) nemají žádný statisticky významný účinek. Kromě toho potravinové doplňky s látkami podobnými FAE-20, ale postrádající methoxyskupinu FAE (4-OH-CAE-20) nebo látkami s hydrogenovanou dvojnou vazbou (DH-FAE{{ 50}}) neměl žádný měřitelný vliv na skóre paměti. Doplněk stravy s FAE-20 ponechává skóre paměti mladých dospělých much nezměněné (obr. 6, A a B), ale částečně kompenzuje pokles paměti související s věkem (obr. 6C). Naproti tomu chování experimentálně naivních letitých mušek vůči pachům BA a 3OCT (obr. 6D) a vůči odměně za cukr (obr. 6E) nebylo ovlivněno doplňováním stravy FAE-20.

Předběžný proteomický přístup naznačoval, že suplementace potravou s Rhodiolou4 snižuje hladiny proteinu aktivní zóny Bruchpilot u dospělého věku Drosophila (BRP, kódovaný genem brp). Zjistili jsme, že to je zajímavé, protože u Drosophila bylo hlášeno, že exprese BRP se zvyšuje s věkem, a bylo zjištěno, že up-regulace proteinu BRP u mladých much vyvolává předčasné poškození funkce paměti v averzivním paradigmatu učení (21). To vyvolalo otázku, zda v porovnání se základním stavem se dvěma genomovými kopiemi genu brp (2×BRP, výchozí stav) se u mladých much se čtyřmi genomovými kopiemi brp ustaví stav s časným nástupem vysoké exprese BRP gen (4×BRP, „kontrola“) (21) by vedl k časnému poklesu skóre paměti i v našem apetitivním paradigmatu. Bylo skutečně zjištěno, že tomu tak bylo na úrovni chování (obr. 6F; 2×BRP, výchozí hodnota versus 4×BRP, kontrola). Doplněk stravy s FAE-20 u mušek 4×BRP (4×BRP, FAE-20) dokázal tento geneticky vyvolaný „patologický“ stav částečně kompenzovat.

Obr. 4. Rhodiola4E zlepšuje získávání a konsolidaci u včel, nikoli však získávání. (A) Včely byly krmeny cukerným roztokem plus extraktem Rhodiola4E (hnědý) nebo cukerným roztokem (šedý, kontrola). Následující den včely podstoupily klasické kondicionování odpovědi na prodloužení proboscis (PER) prostřednictvím párových prezentací odměny za zápach. Míry akvizice pro PER směrem k zápachu jsou vyšší po krmení Rhodiola4E [logistická regrese: c2(1)=13.33, P=0.00026; n=73 a 117]. (B a C) Krmení Rhodiola4E neovlivňuje ani schopnost reagovat na cukr [B; jednocestná analýza rozptylu (ANOVA), P > 0,05; n=49, 51, 47 a 45] ani citlivost na zápach [C; logistická regrese: c2(1)=0.01, P=0.98; n=157 a 114). (D) Když byly včely krmeny Rhodiola4E během konsolidace paměti, úrovně PER během testování byly vyšší než u kontrol [logistická regrese: c2(1)=8.50, P=0.0036; n=129 a 130]. Zobrazená data zahrnují data z experimentů v (E) a Obr. S6. (E) Stejně jako v (D), což ukazuje, že paměť je zlepšena v souladu s koncentrací Rhodiola4E. Paměť včel krmených 1 procentem Rhodiola4E se liší od kontroly [logistická regrese: c2(1)=16.08, P=0.00006; n=44, 46, 47 a 46]. (F) Rhodiola4E nemá žádný vliv na obnovu paměti, když je krmena ve stejnou dobu před testem jako v (D) a (E), ale má v době po tréninku, kdy je konsolidace paměti již u konce. Míry PER se nelišily u včel později krmených Rhodiola4E oproti kontrole [logistická regrese: c2(1)=0.01, P=0.92; n=59 a 55]. *P < 0,05.="" sloupce="" označují="" intervaly="" spolehlivosti.="" data="" jsou="" dokumentována="" v="" datovém="" souboru="">

Obr. 5. Surový extrakt z rhodioly a FAE-20 zlepšují paměť u larvy Drosophila. (A a B) Stejně jako na obr. 1B zlepšuje suplementace potravy surovým extraktem z Rhodiola (A; hnědá) nebo epikotylesterem FA (B; FAE-20, modrá) paměť larvy Drosophila v závislosti na dávce způsob. Podobně jako to, co bylo zjištěno pro konsolidaci paměti u včel (obr. 4E), jak u surového extraktu z Rhodioly, tak u FAE-20, jsme pozorovali zlepšení paměti při středních koncentracích. b označuje statisticky významný rozdíl od kontroly (a) v Bonferroniho korigovaných U testech [A: P < 0.05/2="" (n="33," 34="" a="" 27);="" b:="" p="">< 0.05/3="" (n="17," 16,="" 19="" a="" 18)]="" předcházely="" kruskal-wallisovy="" testy="" (p="">< 0,05).="" (c)="" jak="" je="" uvedeno="" výše,="" pro="" potravinové="" doplňky="" s="" fae-20="" nebo="" uvedenými="" deriváty="" fae-20.="" z="" testovaných="" sloučenin="" pouze="" fae-20="" vede="" k="" lepšímu="" paměťovému="" skóre="" ve="" srovnání="" s="" kontrolou="" (p="0.007)," což="" replikuje="" výsledky="" z="" (b).="" "b"="" označuje="" statisticky="" významný="" rozdíl="" od="" kontroly="" ("a")="" v="" bonferroniho="" korigovaných="" u="" testech="" [p="">< 0,05/6="" (n="35," 35,="" 35,="" 35,="" 35="" a="" 35)],="" před="" nimiž="" kruskal="" wallisův="" test="" (p="0.055)." šedé="" stínování="" označuje="" hodnoty="" mezi="" 25.="" a="" 75.="" kvantilem="" kontrolních="" pi="" skóre.="" další="" podrobnosti="" jako="" na="" obr.="" 1.="" data="" jsou="" dokumentována="" v="" datovém="" souboru="">

Obr. 6. FAE-20 zlepšuje paměť u starých much a upravuje hladiny proteinu BRP. (A až C) Stejně jako na obr. 3, doplnění stravy s FAE-20 (modrá) ponechává skóre paměti u mladých mušek nedotčené (B; n=24 a 28), ale částečně kompenzuje zhoršení paměti staré mouchy (C; n=29 a 28). ns a b označují P > 0.{{10}}5 a P < 0.05="" v="" u="" testech="" versus="" kontrola="" (a).="" (d="" a="" e)="" krmení="" fae-20="" neovlivňuje="" preferenci="" zápachu="" [d:="" ba="" (žlutý="" oblak)="" a="" 3oct="" (černý="" oblak)]="" nebo="" preferenci="" suc="" (e,="" zelená)="" u="" starých="" much.="" ns="" označuje="" p=""> 0.05 v testech U (n=28 a 28; 28 a 28; a 40 a 40). (F) Stejně jako v (B) a (C), což ukazuje, že vzhledem k výchozím podmínkám BRP (2×BRP, výchozí hodnota) je skóre paměti u mladých much narušeno při nadměrné expresi BRP, když jsou pěstovány na kontrolním krmivu (4×BRP, kontrola ), což je částečně kompenzováno chovem zvířat na FAE-20 potravě (4×BRP, FAE-20). b označuje rozdíl od výchozí hodnoty (a), "c" označuje rozdíl od kontroly v Bonferroniho korigovaných U testech [P < 0,05/2="" (n="20," 28="" a="" 27)]="" předcházeným="" kruskal-wallis="" test="" (p="">< 0,05).="" (g)="" kvantitativní="" hmotnostní="" spektrometrie="" (ms)="" ukazuje,="" že="" nadměrnou="" expresi="" brp="" lze="" částečně="" kompenzovat="" podáváním="" fae-20.="" "b"="" označuje="" rozdíl="" od="" výchozí="" hodnoty="" ("a"),="" "c"="" označuje="" rozdíl="" od="" kontroly="" v="" bonferroniho="" korigovaných="" u="" testech="" [p="">< 0,05/2="" (n="95," 96="" a="" 102)],="" před="" nimiž="" kruskal-wallisův="" test="" (p="">< 0,05).="" vložka="" ilustruje="" topologii="" brp="" na="" presynapsi="" [©="" z="" (47);="" původně="" publikováno="" v="" journal="" of="" cell="" biology.="" https://doi.org/10.1083/jcb.200812150].="" další="" podrobnosti="" jako="" na="" obr.="" 1.="" data="" jsou="" dokumentována="" v="" datovém="" souboru="">

Abychom zjistili, zda podávání FAE-20 zvířatům s 4×BRP skutečně snižuje hladiny proteinu BRP, použili jsme kvantitativní MS hlav dospělých much (obr. 6G). To potvrdilo zvýšení hladin BRP u mladých kontrolních mušek 4×BRP ve srovnání s mladými základními muškami 2×BRP (21). Důležité je, že potravinový doplněk FAE-20 snížil toto zvýšení BRP u mušek 4×BRP.

Došli jsme k závěru, že doplnění potravy o FAE-20 může zlepšit skóre paměti u larvy drozofily. Kromě toho může FAE-20 částečně kompenzovat jak poruchy paměti u starých much, tak poruchy paměti s časným nástupem způsobené geneticky vyvolaným předčasným zvýšením hladin BRP u mladých much. Naší další otázkou bylo, zda má FAE-20 neurokognitivní účinky také u myší.

FAE-20 zvyšuje excitabilitu neuronů CA1 a zlepšuje kontextovou paměť strachu

Given the role of hippocampal CA1 neurons in learning and memory in rodents and humans (22, 23), we tested whether the physiological properties of these neurons are altered by acute application of Rhodiola extract crude. It turned out that cell excitability, measured as the number of action potentials upon current injection, is increased (Fig. 7, A and B). Likewise, the application of 4 mM FAE-20 increases the excitability of CA1 neurons (Fig. 7, C, and D). This prompted us to test whether acute application of FAE-20 modulates hippocampus-dependent memory in the mouse. Because we were concerned that the acidic conditions in parts of the mammalian digestive system might incapacitate FAE-20 by acidic hydrolysis, mice were intraperitoneally injected with FAE-20 solution (6 or 12 mg/kg) or solvent and trained in a contextual fear conditioning paradigm 30 min later. On the next day, they were tested for freezing behavior first in a novel context and then in the training context (Fig. 7, E to G). After injection of FAE-20 in young adult mice (3 months), the FAE-20–treated groups and the control groups showed a similarly low level of freezing in the novel context, and initially, equally elevated freezing in the training context. Contextual fear memory was more stable across the testing period in FAE-20–treated animals (Fig. 7, E and F). Application of FAE-20 in aged mice (>2 roky) vedly k vyšším úrovním kontextové paměti strachu během testu ve srovnání s kontrolami (obr. 7G). Došli jsme k závěru, že akutní léčba FAE-20 může zlepšit kontextovou paměť strachu závislou na hippocampu u myši, což pravděpodobně souvisí se zvýšenou excitabilitou zapojených neuronů.

DISKUSE

Translační potenciál

Výchozím bodem této studie bylo, že přípravky z kořenů R. Rosea údajně prodlužují délku života u různých druhů zvířat (10, 11), používají se v tradiční humánní medicíně (1–3) a byly hlášeny jejich pozitivní účinky o paměťové funkci u hlodavců (7) a lidí (3) [ale viz (4–6)]. Pokud jde o účinky na paměťové funkce, specifické paměťové procesy ovlivněné rhodiolou (získávání, konsolidace a vyhledávání) a bioaktivní sloučenina (sloučeniny) v kořenu způsobující tyto účinky zůstaly neznámé. Systematicky jsme zkoumali účinky R. Rosea, jejích extraktů a jednotlivých sloučenin přítomných v těchto extraktech na asociativní učení a paměť. Došli jsme k závěru, že R. Rosea zlepšuje skóre paměti v závislosti na dávce u larev Drosophila a že kompenzuje pokles paměti související s věkem u starých much. U včel krmení R. Rosea specificky zlepšuje získávání paměti a konsolidaci paměti, ale ne její získávání. Senzomotorické schopnosti související s danou úlohou zůstávají ve všech případech nezměněny. Účinek na zlepšení paměti u Drosophila konkrétně připisujeme bioaktivní sloučenině FAE-20, která je podle našeho názoru přítomna v extraktu R. Rosea. Tyto účinky potvrzujeme pomocí syntetického čistého FAE-20, který také zmírňuje věkem podmíněné i geneticky způsobené poruchy paměti s časným nástupem u dospělých much.

Z hlediska translační medicíny je zásadní, že FAE-20 je také účinná v modelu hlodavců: neurony myšího hipokampu CA1 vykazovaly zvýšenou excitabilitu a myši léčené FAE-20 vykazovaly zlepšenou paměť závislou na hippocampu. Ve světle výše uvedených zpráv o neurokognitivních účincích R. Rosea v tradiční medicíně a vzhledem k tomu, že FAE-20 byl identifikován u R. Rosea jako sloučenina zlepšující paměť, testy účinků FAE{{6} } u lidí se nyní zdají být oprávněné. Jakmile projdou testy toxicity a je známa farmakokinetika FAE-20, mohou být takové testy obzvláště slibné kvůli hlášeným souvislostem mezi neuronální excitabilitou, synaptickou plasticitou a učením (24, 25). Možným mechanismem, kterým by zvýšení neuronální excitability mohlo vést ke zlepšení synaptické plasticity, je to, že vyšší počet akčních potenciálů generovaných během indukce synaptické plasticity více excitabilními buňkami může způsobit

zvýšený Ca2 plus influx přes N-methyl-D-aspartátové typy glutamátových receptorů. Pyramidální buňky z oblasti CA1 dorzálního hipokampu jsou například u starých myší méně dráždivé než u mladých myší (26); staré myši by tedy měly těžit ze zvýšení vzrušivosti více než mladé myši, což je v souladu se zjevně výraznějšími behaviorálními účinky FAE-20, které pozorujeme u starých myší. Kromě toho několik sloučenin, které zvyšují vnitřní dráždivost těchto neuronů, jako je inhibitor cholinesterázy galantamin a blokátor kalciových kanálů L-typu nimodipin, zlepšuje výkon starých myší v behaviorálních úlohách závislých na hippocampu (26).

FAE-20 jako nástroj na vylepšení paměti

FAE-20 dosud nebyl hlášen jako složka R. Rosea [o jiných rostlinách, viz (27) a (28)], ale obecně kyselina ferulová (FA) a příbuzné fenolické sloučeniny ve volné formě nebo jako konjugáty jsou všudypřítomné antioxidanty v rostlinách. Zatímco FA je diskutována jako terapeutické činidlo proti nemocem souvisejícím s oxidativním stresem, včetně neurodegenerativních poruch (29), u alkylesterů FA, jako je FAE-20, nebyly dříve hlášeny žádné neurokognitivní účinky. Bylo prokázáno, že syntetické alkylestery FA (a kyseliny kávové) inhibují in vitro proliferaci nádorových buněk, aktivitu enzymů cyklooxygenázy (COX-1 a COX-2) a peroxidaci lipidů (30) – účinky které jsou v souladu se zvýšením délky života a snížením tělesné hmotnosti pozorovaným po R. rosea doplněk stravy u řady druhů (10, 11, 31, 32).

Tyto účinky byly zesíleny tvorbou esterů, pravděpodobně proto, že se tímto procesem zvyšuje biologická dostupnost a membránová permeace. Zejména esterifikace s dlouhým řetězcem by mohla zvýšit biologickou dostupnost nebo dokonce membránovou akumulaci FA (protože zvyšuje lipofilitu, a tak usnadňuje lokalizaci a průchod membránami a hematoencefalickou bariérou). V souladu s tím nacházíme zlepšení paměti u FAE-20 spíše než u alkylesterů FA s kratším řetězcem (viz také část „Mohl by se FAE-20 dostat do mozku?“).

Identifikace FAE-20 jako látky zlepšující paměť neruší předchozí tvrzení týkající se aktivity jiných sloučenin z R. Rosea (4–6). Ve většině předchozích studií byl použit tzv. SHR-5 extrakt z kořenového materiálu R. Rosea, který se běžně prodává ve formě tablet (3–6, 10, 11). Tento extrakt je standardizován na obsah salidrosidu [2-(4-hydroxyfenyl)ethyl bD-glukopyranosidu] (4–6). Uvádí se také, že obsahuje další fenylethanoidy a prostanoidy (např. tyrosol, rosavin a mandarin) a těmto třídám sloučenin byla připisována biologická aktivita (3, 33) [ale viz (4–6)]. Přinejmenším v případě larvální Drosophila a v testovaném rozsahu naše data neposkytují žádný důkaz pro účinek tabletového materiálu obsahujícího SHR-5 na zlepšení paměti. Naše pokusy zjistit, zda je to způsobeno nedostatečným množstvím FAE-20 v tabletách obsahujících SHR-5, však byly neúspěšné, protože překrývání signálů a účinky matrice znemožňovaly řádnou kvantitativní analýzu.

Obr. 7. FAE-20 zvyšuje hipokampální excitabilitu a vede ke stabilnější kontextové paměti strachu u myší. (AtoD) Rhodiola surový extrakt (A a B) nebo FAE-20 (C a D) byl aplikován na akutní myší hipokampální řezy v uvedených koncentracích a excitabilita neuronů CA1 byla stanovena jako počet akčních potenciálů ( AP) při proudové injekci. Excitabilita byla zvýšena surovým extraktem z Rhodioly [P < 0.05,="" dvoucestná="" opakovaná="" měření="" anova="" (rm="" anova);="" n="10]" a="" pomocí="" fae-20="" [obousměrná="" rmanova="" s="" p=""> 0.05 pro dvě nižší koncentrace (n=11 až 18) a P < 0.05="" pro="" nejvyšší="" koncentraci="" fae-20="" (n="13)]" ve="" vztahu="" k="" použití="" rozpouštědla="" jako="" kontroly="" (n="" {{19}="" }="" až="" 14).="" (e)="" myším="" (3="" měsíce="" starým)="" byla="" intraperitoneálně="" injikována="" buď="" fae-20="" (6="" mg/kg;="" n="14)" nebo="" rozpouštědlo="" jako="" kontrola="" (n="13)" 3{{37="" }}="" min="" před="" kontextovým="" tréninkem="" podmiňování="" strachu.="" další="" den="" bylo="" mrazivé="" chování="" testováno="" v="" novém="" kontextu="" (k="" posouzení="" nespecifického="" strachu)="" a="" v="" kontextu="" tréninku="" (k="" posouzení="" podmíněného="" kontextuálního="" strachu).="" zvířata="" z="" obou="" skupin="" stejně="" dobře="" rozlišovala="" mezi="" neutrálním="" a="" tréninkovým="" kontextem="" (rm="" anova,="" všechny="" hodnoty="" p="">< 0.05).="" u="" kontrolních="" zvířat="" se="" kontextový="" strach="" v="" průběhu="" času="" snižoval="" [p="">< 0,05,="" fisherův="" test="" nejméně="" významného="" rozdílu="" (lsd)="" post="" hoc],="" ale="" paměť="" zůstala="" po="" léčbě="" fae-20="" stabilní="" (p=""> 0,05) a byla vyšší než u kontrolních zvířat (P=0.0007). (F) Pokud byla zvířata léčena vyšší koncentrací FAE-20, opět rozlišovala mezi dvěma kontexty stejně jako kontrolní zvířata (rm ANOVA, všechny hodnoty P < 0,05).="" vykázali="" mírný,="" ale="" statisticky="" významný="" (p="0.04)" pokles="" zmrazení="" přesčasů="" v="" kontextu="" tréninku,="" ale="" co="" je="" důležité,="" vykazovali="" větší="" zmrazení="" v="" druhé="" polovině="" expozice="" kontextu="" tréninku="" než="" kontrolní="" skupina="" (p="">< 0,0001)="" ,="" což="" opět="" ukazuje="" na="" stabilnější="" paměť="" strachu="" u="" myší="" léčených="" fae-20="" (fisherovo="" lsd="" post="" hoc="" srovnání;="" kontrola,="" n="13;" fae-20,="" n="9)." (g)="" stejně="" jako="" v="" (e)="" pro="" 2.4-="" až="" 2{50}}leté="" myši.="" zvířata="" z="" obou="" skupin="" stejně="" dobře="" rozlišovala="" mezi="" neutrálním="" a="" tréninkovým="" kontextem="" (rm="" anova,="" všechny="" hodnoty="" p="">< 0,05).="" zvířata="" léčená="" fae-20="" vykazovala="" vyšší="" úrovně="" paměti="" strachu="" v="" kontextu="" tréninku="" (tj.="" vykazovala="" větší="" zmrazení)="" než="" kontrolní="" zvířata="" během="" testovací="" fáze="" (p="">< 0,05,="" fisherův="" lsd="" post="" hoc="" test;="" kontrola,="" n="" {{="" 57}};="" fae-20,="" n="16)." data="" jsou="" dokumentována="" v="" datovém="" souboru="">

Může FAE-20 vysvětlit účinky Rhodioly?

FAE{{0}} zlepšuje paměť u larev Drosophila v koncentraci 0,71 mM (obr. 5B), což ukazuje na účinnost v nízkém mikromolárním rozsahu. Tato koncentrace odpovídá 0,34 mg FAE-20 na mililitr potraviny. Podle našich analytických šetření se obsah FAE-20 v surovém extraktu z Rhodioly odhaduje na méně než 1 procento. Rozsahově je to v souladu s tím, co jsme zjistili u efektu zlepšujícího paměť surového extraktu z Rhodioly při 0,3 mg extraktu na mililitr potraviny (obr. 5A), protože by to odpovídalo méně než 3 mg FAE{{15 }} na mililitr jídla. Vzhledem k tomu, že jsme získali asi 25 až 30 procent hmotnosti sušeného kořenového materiálu R. Rosea jako extrakt, dosažení zhruba stejné dávky FAE-20 přidáním kořenového materiálu Rhodiola1 by vyžadovalo asi třikrát až čtyřikrát více Rhodiola1 kořenový materiál ve srovnání se surovým extraktem z Rhodioly, který představuje několik miligramů Rhodiola1 na mililitr potravy. To je zhruba to, co jsme zjistili jako efektivní (obr. 1, B až D). Mezi náležitá upozornění patří chybová rozpětí výše uvedených odhadů, kombinované účinky strukturně příbuzných sloučenin, které mají jednotlivě podprahové účinky, možnost vztahů dávka-účinek ve tvaru obráceného U a chyby vyplývající z kvantitativně souvisejících behaviorálních experimentů, které nebyly prováděny paralelně. . S ohledem na tato upozornění se domníváme, že je pravděpodobné, že FAE-20 zprostředkovává podstatnou část účinku R. Rosea a jeho extraktu na zlepšení paměti, a důrazně se zdržujeme kvantitativních tvrzení.

maca ginseng cistanche

Molekulární účinky Rhodiola/FAE-20

Proces dříve navržený ke zprostředkování zlepšení paměti R. Rosea je inhibice aktivity acetylcholinesterázy (AChE) (34, 35). U včel však inhibitory AChE buď mírně zhoršují získávání paměti (36), nebo ji ponechávají beze změny (37). Kromě toho se inhibicí AChE zlepšilo získávání paměti u včely (37). Bez dalších předpokladů se tyto účinky inhibice AChE snadno neshodují s našimi zjištěními u včel, protože Rhodiola4E naopak zlepšuje získávání paměti a nechává vyhledávání nedotčeno. Bylo popsáno, že extrakty Polar R. Rosea a sloučeniny z nich izolované, jako je rosiridin, ovlivňují hladiny a/nebo zmírňují účinky biogenních aminů (38) [viz také (39, 40)]. Protože biogenní aminy jsou samy o sobě evolučně konzervované a výkonné modulátory paměťových procesů [Drosophila, (13, 41, 42); včela, (14, 15); savců, (43)], se biogenní aminové systémy skutečně zdají být slibnými kandidáty na zprostředkování paměťových účinků polárních extraktů R. Rosea napříč druhy. Měli bychom však zdůraznit, že FAE-20 je spíše nepolární, takže lze očekávat, že vylepšení paměti pomocí FAE-20 přinese jiný nebo další mechanismus. Naše současné výsledky ukazují, že po zvýšení hladin synaptického proteinu BRP u starých dospělých much a u mladých much nadměrně exprimujících protein BRP může FAE-20 snížit hladiny BRP zpět k normálu. V obou případech je tento vliv na hladiny BRP doprovázen částečnou kompenzací poklesu paměti. To je v souladu s předchozími zjištěními, která ukazují, že udržování adaptivních úrovní exprese BRP je nezbytné pro správnou funkci paměti u much (21, 44) a pravděpodobně také u včel (45). Proč mohou mít úrovně BRP význam pro funkci paměti? BRP se lokalizuje do presynaptické aktivní zóny (46). Je nezbytný pro koncentraci synaptických váčků v blízkosti kanálů Ca2 plus a tím pro jemné doladění synaptického přenosu (47, 48). Vzhledem k tomu, že N-konec Drosophila BRP má sekvenční homologii s obratlovcem ELKS/CAST/ERC proteinem (46), BRP se zdá být slibným kandidátem na zprostředkování paměťových efektů FAE-20 napříč druhy. Naší pozornosti neuniklo, že účinky FAE-20 na paměť i na hladiny BRP u dospělých much se podobají účinkům krmení much polyaminem spermidinem podporujícím autofagii (49). Předběžné proteomické analýzy však zůstaly neprůkazné, pokud jde o to, zda došlo ke změně v množství proteinů, které se účastní syntézy spermidinu nebo autofagie po krmení much FAE-20. Dále se tyto dvě látky drasticky liší svými fyzikálně-chemickými vlastnostmi, a proto je nepravděpodobné, že by měly stejný molekulární cíl. Přesto zůstává možné, že FAE-20 a spermidin ovlivňují překrývající se procesy, jako je autofagie. To je atraktivní myšlenka vzhledem ke společné roli autofagie v plasticitě a učení napříč druhy (21, 49–51).

Dostupné důkazy společně ukazují, že FAE-20 je silným zesilovačem paměti u různých druhů a paradigmat a podněcuje nejméně čtyři nevýlučné pracovní hypotézy pro mechanismus jeho účinku, jmenovitě modulaci neuronální dráždivosti, biogenních aminových systémů funkce BRP/ELKS/CAST/ERC a homeostatické autofagie. Abychom identifikovali způsob(y) působení FAE-20, je nyní třeba tyto pracovní hypotézy podrobně prozkoumat.

Mohl by se FAE-20 dostat do mozku?

Předpokládáme-li, že mozek je místem, které je nakonec ovlivněno léčbou FAE-20, lze se ptát, zda by se FAE-20 skutečně dostal do mozku. Vzhledem k probíhajícím farmakokinetickým analýzám jsme zaznamenali, že u Drosophila se trávení a absorpce provádí převážně ve středním střevě, které je mnohem méně kyselé než u savců (52), takže kyselá hydrolýza esterů je nepravděpodobná. Pokud je FAE-20 skutečně absorbován do hemolymfy („krev“), pak by jej lipoproteiny, jako je lipoprotein (53), mohly transportovat téměř kamkoli v těle. Vzhledem k jeho vysoce nepolárním lipofilním vlastnostem by interakce transportovaného FAE-20 s buněčnými membránami mohla umožnit jeho průchod hematoencefalickou bariérou (54). V případě myší může druhá interakce také umožnit FAE-20 dostat se do mozku po intraperitoneální injekci FAE{10}}.

Jsou larvy mladé nebo staré?

Účinky zesilovačů paměti jsou často snáze zjistitelné, když je z jakéhokoli důvodu narušena funkce paměti (49, 55, 56). V naší studii byly tedy účinky FAE-20 odhaleny kompenzací geneticky indukovaných mnemotechnických poruch u dospělých drozofilů a posílením paměťové funkce, která je ohrožena věkem. Ale proč je tedy vylepšení paměti pomocí FAE-20 tak snadno odhaleno u larvy Drosophila? Možným důvodem je to, že pozdní larvy ve 3. stádiu použité v těchto experimentech jsou v jistém smyslu „zestárlé“ a představují životní fázi na konci 5-denního nepřetržitého krmení a krátce před "larvální smrt" následovaná znovuzrozením jako mladý dospělý (57).

Upozornění

Uvědomujeme si, že za zdravých podmínek s sebou používání zesilovačů paměti přináší rizika. (i) Jak bylo uvedeno výše, efekty zlepšující paměť lze snáze získat, kdykoli je narušena funkce paměti. To by mohlo zdravé subjekty přimět k použití vyšších koncentrací ve snaze dosáhnout zvýšení funkce paměti, čímž se zvýší pravděpodobnost nezamýšlených vedlejších účinků. Odměňující účinky Rhodiola a FAE-20, které jsme pozorovali u larvy Drosophila v paralelní studii, mohou naznačovat návykový potenciál a varovat před jejich nelékařským použitím. (ii) Za zdravých podmínek může zlepšení paměti vyvolat příliš rychlé získávání a konsolidaci pouze falešně spojených událostí, což vede k pověrčivému chování, nikoli adaptivně založené nezkušenosti. V neposlední řadě (iii) může narušit adaptivní rovnováhu mezi získáváním paměti a zapomínáním/zánikem nebo adaptivní rovnováhu mezi diskriminací a zobecňováním vzpomínek. Jinými slovy, rychlejší učení nebo robustnější nebo specifičtější paměť nemusí nutně znamenat lepší kognici a nemusí být vždy adaptivní. S ohledem na tato upozornění může být zlepšení paměti stále žádoucí, například pro kompenzaci ztráty paměti závislé na věku nebo když jsou mnemotechnické schopnosti patologicky narušeny.

cistanche recenze