Mitochondriální proteiny odhalují mechanismus, kterým fyzické cvičení zlepšuje paměť, učení a motorickou aktivitu u hypoxické ischemické encefalopatie Model potkanů, část 2

2.3. Mitochondriální proteiny v jádrech hippocampu

Indikátory mitochondriální apoptózy v jaderné části, cytochrom c, faktor indukující apoptózu (AIF) a štěpená kaspáza-3, stejně jako Smac/Diablo a OPA1, se u HIE významně zvýšily, jak prokázala semikvantifikace Western blot (Obrázek 3).

Cytochrom je důležitá neurochemická látka, která usnadňuje komunikaci mezi neurony a pomáhá lidem udržovat dobrou paměť. Mnoho studií prokázalo, že cytochromy mají obrovský vliv na funkci lidského mozku a jsou nepostradatelné při učení, paměti, poznávání a dalších aspektech.

Za prvé, cytochromy mohou zlepšit pozornost a koncentraci lidí, což je jeden z důležitých faktorů zlepšení paměti. Role cytochromů se projevuje více, když si potřebujeme zapamatovat určitou informaci a potřebujeme se na ni plně soustředit. Dokáže koordinovat aktivitu neuronů a zlepšit přenos informací mezi různými oblastmi, čímž nám pomáhá efektivněji se učit a pamatovat si.

Za druhé, cytochromy mohou také podporovat konektivitu mezi mozkovými neurony a dále zvyšovat účinnost přenosu informací. Přítomnost cytochromů moduluje synaptický přenos a posiluje synaptická spojení. Tento proces podporuje interakce a přenos informací mezi neurony, díky čemuž je mozek flexibilnější a výkonnější.

A konečně, cytochromy mohou také pomoci lidem lépe zpracovávat a ukládat paměťové informace. Výzkum ukazuje, že cytochromy hrají velmi důležitou roli v procesu tvorby a uchovávání paměti. Dokáže posílit spojení a interakce mezi neurony, čímž nám pomáhá lépe ukládat a vybavovat si informace a zlepšovat efektivitu a trvanlivost paměti.

Stručně řečeno, cytochromy mají velmi důležitý vliv na mozkové funkce a paměť. Měli bychom se zaměřit na udržení a podporu produkce cytochromu, udržení zdraví mozku a zlepšení paměti pomocí zdravé stravy, mírného cvičení a dobrého spánku. Je vidět, že potřebujeme zlepšit paměť a Cistanche deserticola může výrazně zlepšit paměť, protože Cistanche deserticola má antioxidační, protizánětlivé a anti-aging účinky, které mohou pomoci snížit oxidační a zánětlivé reakce v mozku, a tím chránit zdraví nervového systému. Kromě toho může Cistanche deserticola také podporovat růst a opravu nervových buněk, čímž zlepšuje konektivitu a funkci neuronových sítí. Tyto účinky mohou pomoci zlepšit paměť, rychlost učení a myšlení a mohou také zabránit rozvoji kognitivní dysfunkce a neurodegenerativních onemocnění.

Klikněte na vědět doplňky pro posílení paměti

Cytochrom c (obrázek 3B), štěpená kaspáza-3 (obrázek 3C) a Smac/Diablo (obrázek 3D) byly všechny vyjádřeny odlišně v HIE s cvičením a bez cvičení, ale nebyl zde žádný statisticky významný rozdíl ve srovnání s SHAM, NT . Nicméně nukleární AIF a OPA1 (obrázek 3A, E) se ukázaly statisticky významné.

2.4. Mitochondriální proteiny v cytoplazmě mozkové kůry

Indikátory mitochondriální apoptózy v cytoplazmatické části, faktor indukující apoptózu (AIF), cytochrom c, štěpená kaspáza-3 a také Smac/Diablo a OPA1, se u HIE významně zvýšily, jak ukazuje semikvantifikace Western blot (obrázek 4).

AIF (obrázek 4A), cytochrom c (obrázek 4B) a Smac/Diablo (obrázek 4D) byly všechny vyjádřeny odlišně v HIE s a bez cvičení, ale nebyl zde žádný statisticky významný rozdíl ve srovnání s SHAM, NT. Navzdory tomu vykazovaly štěpená kaspáza-3 (obrázek 4C) a OPA1 (obrázek 4E) statisticky významné změny.

2.5. Mitochondriální proteiny v jádrech mozkové kůry

Indikátory mitochondriální apoptózy v jaderné části, cytochrom c, faktor indukující apoptózu (AIF) a štěpená kaspáza-3, stejně jako Smac/Diablo a OPA1, se u HIE významně zvýšily, jak prokázala semikvantifikace Western blot (Obrázek 5), AIF (Obrázek 5A), Cytochrom c (Obrázek 5B), štěpená kaspáza -3 (Obrázek 5C) a OPA1 (Obrázek 5E) byly všechny vyjádřeny odlišně v HIE a cvičení a byly statisticky významné ve srovnání s SHAM, NT.

Na druhou stranu změny v jaderném Smac/Diablo (obrázek 5D) nebyly statisticky významné.

Celkově tato zjištění podporují tvrzení, že cvičení zlepšuje motorické funkce, učení a obnovu paměti potlačením exprese hipokampálního a kortikálmitochondriálního apoptotického proteinu v mozcích HIE potkanů.

2.6. Imunofluorescenční analýza proteinů v motorické kůře

Obrázek 6 ukazuje reprezentativní imunofluorescenční snímky z motorické kůry oblasti mozkové kůry obarvené na AlF, Cytochrom C, štěpenou kaspázu-3, Smac a OPAl. Kvantitativní analýza průměrné intenzity fluorescence (MFI) proteinů je také shrnuta. na obrázcích 6 a 7. Cvičení s plaváním způsobilo významné snížení exprese proteinů. obrázky a grafy průměrné intenzity fluorescence (MFI).

Obrázek 6. Imunofluorescenční snímky a průměrné intenzity fluorescence proteinů v motorické kůře. (A) Reprezentativní imunofluorescenční obrazy a MFI AIF v motorickém kortexu každé skupiny. Molekuly AIF jsou zelené. Molekuly AIF byly analyzovány v motorickém kortexu.

Výsledky jsou uvedeny jako průměr ± SEM 3 krys z každé skupiny. (** p < 0.001 a *** p < 0,0001) ve srovnání se skupinou SHAM, NT; (## p < 0,001 ve srovnání se skupinou HIE, NT; každá skupina, n=3). Měřítko, 100 µm. (B) Reprezentativní imunofluorescenční obrazy a MFI cytochromu C v motorkortexu každé skupiny. Molekuly cytochromu C (zelené) byly analyzovány v motorické kůře.

Data jsou uvedena jako průměr ± SEM 3 krys z každé skupiny. (** p < 0.001 a *** p < 0,0001) ve srovnání se skupinou SHAM, NT; (## p < 0,001 ve srovnání se skupinou HIE, NT); každá skupina, n=3. Měřítko, 100 µm. (C) Reprezentativní imunofluorescenční obrazy a MFI odštěpené kaspázy-3 v motorickém kortexu každé skupiny. Odštěpené molekuly kaspázy{10}} (zelené) byly analyzovány v motorické kůře.

Výsledky jsou uvedeny jako průměr ± SEM 3 krys z každé skupiny. (* p < 0.05 a *** p < 0,0001) ve srovnání se skupinou SHAM, NT); každá skupina, n=3. Měřítko, 100 µm. (D) Reprezentativní imunofluorescenční obrazy a MFI SMAC v motorickém kortexu každé skupiny.

Molekuly SMAC (zelené) byly analyzovány v motorické kůře. Výsledky jsou uvedeny jako průměr ± SEM 3 potkanů ​​z každé skupiny. (** p < 0.001 a *** p < 0,0001) ve srovnání se skupinou SHAM, NT); každá skupina, n=3. Měřítko, 100 µm. (E) Reprezentativní imunofluorescenční obrazy a MFI OPA1 v motorickém kortexu každé skupiny. Molekuly OPA1 (zelené) byly analyzovány v motorické kůře.

Jednotlivá data jsou prezentována jako průměr ± SEM od 3 krys v každé skupině. (*** p < 0.0001) ve srovnání se skupinou SHAM-NT; (## p < 0,001 ve srovnání se skupinou HIE, NT); každá skupina, n=3. Měřítko, 100 µm.

3. Diskuse

Protože mitochondrie jsou nezbytné pro produkci energie v mozkových buňkách [23,24], zkoumali jsme vliv plavání na mitochondriální apoptotické a dynamické signály v HIE.

Abychom toho dosáhli, použili jsme cvičební rutinu a hodnotili pět regulátorů mitochondriální funkce (AIF, Cytochrom c, štěpená kaspáza-3, Smac/Diablo a OPA1). Naše výsledky ukázaly, že pohybový trénink ovlivňuje tyto proteiny bez ohledu na zdravotní stav (tj. u HIE modelů potkanů ​​nebo falešných skupin).

Cvičení v plavání snížilo expresi mitochondriálních proteinů souvisejících s apoptózou; AIF, cytochrom c a štěpená kaspáza-3 v cytosolu a jádrech hippocampu a kůry, což je v souladu s tvrzením Moore et al. [25], že fyzická aktivita ovlivňuje každý aspekt mitochondrií.

Čtyři týdny cvičení navíc snížily hladiny exprese štěpného markeru Smac/Diablo a proteinu OPA1 remodelujícího cristae, což bylo doprovázeno zvýšeným motorickým výkonem, učením a uchováním paměti.

V hippocampu a mozkové kůře HIE a sedavých krys byly hladiny mitochondriálních apoptotických indikátorů; cytochrom c, AIF a štěpená kaspáza-3 významně vzrostly. Ve srovnání s SHAM, NT krysami, když HIE a normální krysy byly vystaveny plaveckému cvičení, hladiny AIF, cytochromu c a štěpené kaspázy-3 významně klesly, pozorování v tandemu se zjištěními [24,26], že cvičení obnovuje funkce mitochondrií u neurodegenerativních poruch.

Vzhledem k tomu, že AIF byl zdůrazněn jako hlavní přispěvatel ke ztrátě neuronů v nezralém mozku po hypoxii-ischémii a hypomorfické mutaci způsobující sníženou expresi AIF, o níž se uvádí, že chrání před neonatální hypoxicisémií [27], pozorujeme zde, že plavání má stejný účinek v mozku HIErat. potlačení cytosolické a jaderné translokace proteinu.

Antiapoptotický dopad cvičebního tréninku odpovídá zlepšení motorických funkcí, učení a paměti, což znamená, že cvičební trénink obchází mitochondriální poruchu a apoptózu.

To vysvětluje neuronální ochranné mechanismy uváděné po zátěžovém tréninku, které podporují neurogenezi a opravu myelinu v polostínu po cévní mozkové příhodě [28], protože se jedná o vysoce energeticky náročné procesy, které vyžadují stabilní funkční mitochondrie.

Vzhledem ke schopnosti cvičení modulovat stabilizaci mitochondriálních proteinů a zlepšovat motorické funkce, učení a paměť by bylo pozoruhodné zjistit, zda metabolit související s cvičením, laktát, který prochází hematoencefalickou bariérou [29], významně přispívá k příznivým účinkům cvičení na potlačení apoptózy. a podpora motorických funkcí, učení a paměti v HIE.

Cvičení v plavání významně zlepšilo motorickou aktivitu, paměť a učení inkrys pomocí HIE snížením mitochondriální apoptózy prostřednictvím signálních drah Cyto.C/štěpená kaspáza-3a AIF.

Kromě toho bylo prokázáno, že intervence při plavání stabilizuje mitochondriální kristy a membránový potenciál u HIE potkanů, jak dokazuje reverze Smac/Diablo a OPA1 u těchto zvířat, což je v souladu s [30,31] zjištěními zdůrazňujícími význam OPA1 v mitochondriálních kristách. stabilizace.

Vzhledem k tomu, že základní neurobiologické mechanismy námahou indukované neuroplasticity jsou stále většinou nepochopitelné [8], naše zjištění poskytují zajímavou a věrohodnou platformu pro budoucí výzkum identifikující další molekulární dráhy, které by mohly být modulovány tak, aby účinně zvládaly HIE a výsledná poškození.

For more information:1950477648nn@gmail.com