Aplikace Nano-PSO zmírňuje kognitivní a neuronální deficity vyplývající z traumatického poranění mozku, část 1

Abstrakt: Traumatické poškození mozku (TBI) je jednou z nejčastějších příčin neurologického poškození u mladé populace. Je široce považován za rizikový faktor pro neurodegenerativní onemocnění, jako je Alzheimerova choroba (AD) a Parkinsonova choroba (PD).

Traumatické poranění mozku je znepokojivý stav, který může způsobit vážné poškození našeho mozku a v různé míře nás ovlivňuje v paměti, myšlení a rozhodování. I když však tyto problémy mohou na nějakou dobu ovlivnit náš život, stále existuje mnoho pozitivních opatření, která nám mohou pomoci obnovit nebo zlepšit paměť.

Za prvé, můžeme pomoci zlepšit naši paměť pomocí řady kognitivních tréninků, které mohou zahrnovat hraní her, plnění každodenních úkolů a stimulaci našeho mozku učením se novým věcem. Tento trénink nám může pomoci vyvinout nové nervové dráhy, zlepšit naši schopnost myšlení a zlepšit naši paměť.

Za druhé, v každodenním životě nám můžeme pomoci udržet si zdravý mozek změnou stravovacích a pohybových návyků. Některé potraviny bohaté na bílkoviny, vitamíny a antioxidanty, jako je zelenina, ovoce a ořechy, nám mohou pomoci zlepšit naše kognitivní schopnosti a chránit náš mozek před poškozením. Navíc pravidelné cvičení a udržování dobré kvality spánku může být také prospěšné pro obnovu mozku a péči o zdraví.

Nakonec můžeme podpořit a vést náš proces zotavení tím, že zůstaneme v kontaktu s rodinou, přáteli a zdravotníky. Komunikace s ostatními a přijímání pomoci a podpory nám může pomoci udržet si optimistický postoj, který je nezbytný pro obnovu našeho mozku a zlepšení paměti.

Závěrem lze říci, že i když traumatické poranění mozku může přinést určité problémy, můžeme tyto obtíže překonat a zlepšit svou paměť a kognitivní schopnosti prostřednictvím pozitivních akcí. Pamatujte, že každý může dosáhnout pozitivních výsledků tvrdou prací a trpělivým úsilím. Je vidět, že potřebujeme zlepšit paměť a Cistanche může výrazně zlepšit paměť, protože Cistanche 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 adekvátní výživu a energii, a tím zlepší mozkovou vitalitu a vytrvalost.

Klikněte na možnost poznat způsoby, jak zlepšit svou paměť

Tato onemocnění jsou částečně charakterizována akumulací špatně složených proteinů specifických pro onemocnění a sdílejí společné patologické rysy, jako je neuronální smrt, stejně jako zánětlivé a oxidační poškození.

Bylo prokázáno, že nano formulace oleje z granátového jablka [Nano-PSO (Granagard TM)] cílí svou aktivní složku na mozek a poté inhibuje pokles paměti a neuronální smrt u myších modelů AD a genetické CreutzfeldtJacobovy choroby.

V této studii jsme ukázali, že podávání Nano-PSO myším před nebo po aplikaci TBI zabraňuje kognitivnímu a behaviorálnímu poklesu. Kromě toho imunohistochemické barvení mozku ukazuje, že preventivní léčba Nano-PSO významně snížila smrt neuronů, snížila gliózu a zabránila poškození mitochondrií v postižených buňkách.

Nakonec jsme zkoumali hladiny Sirtuinu1 (SIRT1) a Synaptofyzinu (SYP) v kůře pomocí Western blottingu.

Spotřeba NanoPSO vedla k vyšším hladinám proteinu SIRT1 a SYP po poranění. Celkově naše výsledky naznačují, že Nano-PSO jako přirozený antioxidant cílený na mozek může zabránit části poškození způsobeného TBI.

Klíčová slova: TBI; nano-PSO; neurozánět; oxidační stres; neurodegenerace

1. Úvod

Traumatické poranění mozku (TBI) je vážným problémem veřejného zdraví a hlavní příčinou invalidity a smrti u mladých dospělých a starších populací. Je považováno za jedno z nejčastějších neurologických poranění, které způsobuje morbiditu a mortalitu a každoročně postihne více než 10 milionů lidí na celém světě [1]. Vzhledem k tomu, že poranění hlavy ne vždy vyžaduje vyhledání řádné lékařské péče, jsou tyto údaje pravděpodobně ještě vyšší.

Mezi hlavní příčiny TBI patří pády, dopravní nehody, napadení a sportovní zranění [2]. TBI je běžná u mužů a zvláště častá u dospívajících a mladých dospělých po dopravních nehodách a zraněních souvisejících s alkoholem.

To je také běžné u starších osob kvůli jejich zvýšenému riziku pádů [3]. Lidé, kteří měli TBI, mohou trpět poruchami chování, kognitivními a emočními poruchami, a to jak krátkodobé, tak dlouhodobé, v závislosti na závažnosti zranění [3 ].

Pacienti vystavení TBI mohou vyjít nezraněni, ale mohou být také vystaveni zraněním, která vyžadují prodlouženou hospitalizaci a dokonce končí smrtí. Asi 40 % případů těžkého poranění po TBI skončí smrtí, přičemž přeživší trpí různými neurologickými poruchami včetně epilepsie, demence a neurodegenerativních onemocnění [3,4].

Středně těžké poranění způsobuje morfologické změny podobné těm u těžkého poranění, ale jsou méně závažné a kognitivní poškození jsou většinou mírnější než u těžkých poranění [5]. Kromě toho existují dobře prokázané důkazy, že TBI je důležitým rizikovým faktorem pro rozvoj neurodegenerativních onemocnění, jako je Alzheimerova a Parkinsonova choroba [6–8].

Oxidační stres je jedním z potenciálních sekundárních poranění TBI, které také zahrnuje excitotoxicitu, zánět, apoptózu a mitochondriální dysfunkci. Mitochondriální dysfunkce se často vyskytuje u pacientů s neurodegenerativními onemocněními, jako je Parkinsonova a Alzheimerova choroba [9–12].

Mitochondriální dysfunkce může vést k neregulované nadprodukci reaktivních forem kyslíku (ROS), která je častým indikátorem sekundárního poškození TBI [13]. Lidské tělo produkuje endogenní antioxidanty, aby kompenzovalo nebo inhibovalo potenciální zvýšení produkce ROS.

Když TBI vede ke zvýšení produkce ROS, přirozené hladiny antioxidantů v těle jsou zahlceny, což často způsobuje peroxidaci lipidů a poškození DNA a proteinů [14]. To může vést buď k nadbytku ROS, nebo k nízkým hladinám antioxidantů, což je stav známý jako oxidační stres, který může mít devastující a často toxické účinky, způsobit smrt neuronálních buněk a potenciální patogenezi [15–19].

TBI nemá žádnou osvědčenou léčbu pro snížení poškození nebo dokonce prevenci. Z tohoto důvodu je nanejvýš důležité snažit se lépe porozumět patologickým mechanismům, které následují po poranění, aby bylo možné určit ideální léčebné protokoly.

Nano-PSO (Granagard TM), nano-formulace oleje ze semen granátového jablka obsahující vysoké hladiny kyseliny punicové, nejsilnějšího přírodního antioxidantu, prokázala, že zlepšuje příznaky neurodegenerace, včetně paměti a buněčné smrti v několika modelech neurodegenerativních onemocnění [20–22].

V modelu transgenních myší pro genetickou CJD vedlo dlouhodobé podávání Nano-PSO ke zpoždění progrese onemocnění a snížení buněčné smrti. V myším modelu 5XFAD pro AD podávání Nano-PSO zabránilo poškození paměti a snížilo akumulaci A-beta, jak intracelulárně, tak intracelulárně.

Ve všech modelech Nano-PSO zabránil snížení mitochondriální aktivity, pravděpodobně kvůli své silné a na mozek cílené antioxidační funkci. U lidí bylo nedávno prokázáno, že Nano-PSO zvyšuje paměť u pacientů s roztroušenou sklerózou [23].

V této studii ukazujeme, že podávání Nano-PSO, doplňku stravy před nebo po TBI u myší, zmírňuje poruchy zrakové a prostorové paměti.

Také snižuje ztrátu neuronů v temporálním kortexu a gyrus dentatus a snižuje intenzitu reaktivních astrocytů v temporálním kortexu poraněných myších mozků. Navíc obnovuje produkci cytochrom C oxidázy (COX), mitochondriálního enzymu, o kterém se uvádí, že je ovlivněn v mozkových buňkách během neurodegenerace [24].

Kromě toho hraje roli v dýchacím řetězci a je zodpovědný za snížení až 95 % kyslíku absorbovaného buňkami, včetně nervových buněk [24].

2. Výsledky

2.1. Podávání Nano-PSO myším před a po TBI zabraňuje jejich kognitivnímu zhoršení

Po expozici TBI a léčbě Nano-PSO buď jako preventivní nebo po léčbě po TBI (viz obrázek 1 a způsoby pro schéma experimentů) byli samci myší ICR hodnoceni pomocí vyvýšeného plus bludiště dva týdny po TBI mezi samostatnými kohortami.

Úzkostné chování myší jsme hodnotili zaznamenáním času stráveného v otevřených ramenech bludiště a celkového počtu vstupů do každého ramene.

Nebyly žádné rozdíly v době strávené v otevřených pažích mezi všemi skupinami u obou testovaných léčebných přístupů, což naznačuje, že úzkostné chování myší nebylo ovlivněno ani zraněním, ani léčbou Nano-PSO (výsledky nejsou uvedeny).

Pro posouzení účinků obou léčebných přístupů (před nebo po TBI) spotřeby NanoPSO na tvorbu paměti byly dva týdny po poranění provedeny nové rozpoznávání objektů (NOR) a Y-mazeparadigmata na různých skupinách myší.

Uvádí se, že paradigma NOR je trvale narušeno TBI [25]. Jak se očekávalo, myši TBI trpěly významnými deficity zrakové paměti a trávily méně času v blízkosti nového objektu ve srovnání se všemi ostatními skupinami (p < 0.01, p < 0,001, obrázek 2A, B) .

Deficit byl zmírněn pomocí Nano-PSO v obou léčebných přístupech. Dále jsme provedli Y-bludiště test k vyhodnocení prostorové paměti, jak bylo popsáno dříve [26].

Při obou léčebných přístupech zaznamenaly TBI myši zhoršení prostorové paměti ve srovnání s neléčenými kontrolními myšmi (p < {{0}},001, obrázek 3A, B). Když myši konzumovaly léčbu Nano-PSO, porucha prostorové paměti se zlepšila v obou léčebných přístupech (p < 0,001).

Obrázek 3. Podání Nano-PSO myším TBI zlepšilo prostorovou paměť hodnocenou v Y-mazetestu. Myši TBI ošetřené nebo neléčené byly podrobeny testu Y bludiště dva týdny po TBI, jak je popsáno v metodách: (A) myši ošetřené Nano-PSO před TBI; a (B) myši léčené Nano-PSO po TBI představují preferenční index relativního času, který myši strávily zkoumáním nového ramene ve srovnání se starým ramenem.

Statistická analýza pomocí One-way ANOVA odhalila, že zvířata TBI měla deficit prostorové paměti ve srovnání se všemi ostatními skupinami. (A: F (3, 36)=16.039, p=0.000 Fisher's LSDpost hoc, *** p < 0.{101} {15}}1, n=10; B: F (1, 15)=14,127, p=0,00 Fisherovo LSD post hoc, ** p < 0,01, n { {18}}).NS=Nevýznamné. Hodnoty jsou uvedeny jako průměr ± SEM.

2.2. Léčba Nano-PSO zabraňuje smrti neuronů u myší TBI

Po behaviorálních experimentech, které zjistily, že Nano-PSO může zabránit kognitivnímu poškození způsobenému poraněním mozku, jsme imunocytochemií zkoumali úrovně poškození mozku TBI v přítomnosti nebo nepřítomnosti Nano-PSO na buněčných úrovních.

Myši byly usmrceny a jejich mozky byly odebrány tři týdny po poranění, kdy byly nalezeny další biochemické změny [25,27].

Změny byly zkoumány v temporalcortexu, CA3 oblasti hippocampu a gyrus dentatus na obou stranách mozku. Výsledky z obou stran mozku byly spojeny do jedné hodnoty pro každou myš.

Obrázky 4A a B ukazují imunobarvení těchto oblastí mozku protilátkou anti-NeuN, amarkerem zralých neuronů. Výsledky ukazují, že počet neuronů byl významně snížen po TBI, ale takovému snížení neuronů bylo zabráněno, pokud byl Nano-PSO podán před TBI nebo po TBI a dokud nebyly myši utraceny (o tři týdny později).

TBI vyvolalo pokles počtu neuronů v kortexu a gyru dentatus ve srovnání se všemi ostatními skupinami (** p < {{0}} 0,01, *** p < 0,001), což ukazuje na významnou ztrátu neuronů po třech týdnech po poranění (obrázek 4A, B). Obě léčby přistupují k zachovanému počtu neuronů v kortexu a gyrus dentatus.

Preventivní léčba však dále zmírnila ztrátu neuronů v těchto oblastech (** p < {{0}}.01, *** p < 0,001) (obrázek 4A) ve srovnání s léčbou po TBI ( * p < 0,05) (obrázek 4B).

2.3. Podávání Nano-PSO snižuje zánět způsobený TBI

Hodnocení neuro-zánětlivých procesů vyskytujících se po expozici TBI bylo získáno imunohistochemickým barvením pomocí protilátky GFAP, která označuje reaktivní astrocyty [28,29].

Barvení bylo provedeno za účelem zjištění, zda došlo ke změnám v hladině exprese astrocytů TBI tři týdny po poranění a zda preventivní nebo post-TBI léčba Nano-PSO ovlivnila tyto změny. Řezy mozku získané z temporálního kortexu byly studovány tři týdny po poranění.

Jak je vidět na obrázku 5, expozice TBI vyvolala významné zvýšení počtu astrocytů v kortexu (p < 0.001,p < 0,01), respektive (obrázek 5). Když byl Nano-PSO podáván jako preventivní nebo jako léčba po TBI, vedlo to k významnému snížení aktivovaných astrocytů v kortexu, p < 0,001, p < 0,05, v tomto pořadí (obrázek 5).

Tyto výsledky ukazují, že v důsledku TBI, stejně jako neléčené TBI, ošetřené Nano-PSO před TBI a ošetřené Nano-PSO po TBI, byly imunobarveny na NeuN (zelená) a DAPI (modrá) [měřítko 50 µm ]; (B) kvantitativní hodnocení imunobarvení NeuN pro všechny řezy (bregma temporal cortex −1.06 nm a gyrus dentatus −1,34 nm) na konci každého experimentu bylo kvantifikováno pomocí One-way ANOVA (Cortex:PRE ( F (3, 16)=15.469, p=0.000 Fisher's LSD post hoc, *** p < 0.0{{46 }}1, N=5 (F (3, 12) {{20}}.607,p=0.{{23} } Fisherovo LSD post hoc, * p < 0,05 ** p < 0,01, n=3–5)), (DG: PRE (F (3, 14)=6,804, p {{34 }}.000Fisherovo LSD post hoc, ** p < 0,01, n=4–5 (F (3, 13)=12,580, p {{44}); }.000 Fisherovo LSD posthoc, * p < 0,05, ** p < 0,01, *** p < 0,001, n=3–4)). NS=Nevýznamné. Hodnoty jsou uvedeny jako průměr ± SEM.

2.4. Nano-PSO obnovuje aktivitu COX IV1 po TB1

Již dříve bylo prokázáno, že ve spontánních/genetických modelech neurodegenerativních onemocnění, jako je AD a CJD, je exprese COX IV1, důležitého mitochondriálního enzymu pro produkci energie v buňkách, drasticky snížena a nahrazena COX IV2, který může fungovat při vysokých hladinách ROS [24,30]. Toto je však dočasný účinek, dokud takové hladiny ROS nakonec nevedou k apoptóze a buněčné smrti.

Aplikace nano-PSO snižuje hladiny ROS a obnovuje expresi COX [30]. Proto jsme v této práci testovali, zda je to i případ TBI, vnějšího zranění způsobeného normálními myšmi.

Za tímto účelem jsme imunobarvili řezy mozku, jak je popsáno výše, protilátkou COX IV1. Obrázek 6 ukazuje, že stejně jako v případě genetických onemocnění, TBI také způsobuje snížení hladin COX IV1 dokonce tři týdny po způsobení poškození v mozku.

V tomto případě, a jak je uvedeno výše [30,31], podávání Nano-PSO zvyšuje hladiny COX IV1 jak u kontrolní, tak u myší před a po TBI. Protože zvýšení hladin COX IV1 odráží oxidační stav buněk, docházíme k závěru, že Nano-PSO může také snížit hladiny ROS u kontrolních myší a nejen u myší postižených TBI.

Obrázek 6. Léčba Nano-PSO obnovila mitochondriální expresi COX IV1 u všech myší: (A) Koronální řezy přes temporální kůru mozků z léčených a neléčených kontrol, stejně jako z neléčených TBI, léčených Nano-PSO před TBI a léčených Nano- PSO po TBI byly imunobarveny na COX IV1 (červená) a DAPI (modrá) [měřítko 50 um]; (B) Kvantitativní hodnocení imunobarvení COX IV1 pro všechny řezy (bregma temporální kortex −1.06 nm) na konci každého experimentu bylo kvantifikováno jednocestnou ANOVA (F (4, 12)=45 .101, p=0.000 Fisherovo LSD posthoc, ** p < 0,01, *** p < 0,001, n=3–4). NS=Nevýznamné. Hodnoty jsou uvedeny jako průměr ± SEM.

2.5. Nano-PSO zvyšuje úrovně SIRT1 a SYP po TBI

Imunoblot celkových hladin SIRT1, markeru pro NAD-dependentní deacetylasesirtuin-1 v kortexu, byl zkoumán u všech myší tři týdny po TBI (obrázek 7). Byla zjištěna aredukce hladin SIRT1.

Tyto výsledky jsou v souladu s předchozí studií s amid TBI modelem z naší laboratoře [32]. Tomuto snížení však bylo zabráněno pomocí Nano-PSO, když byl podán okamžitě několik týdnů po události.

Obrázek 7B ukazuje imunoblot celkových hladin synaptofyzinu (SYP), markeru pro synaptické struktury, z mozkových homogenátů kontrolních myší ošetřených nebo neošetřených Nano-PSO, stejně jako z myší ošetřených TBI nebo po TBI.

Výsledky ukazují, že současně s neuronální smrtí uvedenou na obrázcích 4A a B bylo také synaptické poškození způsobeno TBI. Tomuto poškození však lze zabránit, pokud se okamžitě po dobu několika týdnů podává silný antioxidant zaměřený na mozek, jako je Nano-PSO. po způsobení škody.

Již dříve bylo prokázáno, že většina postižených neuronů nezemřela bezprostředně po poranění, ale až v následujících dnech v důsledku rozsáhlého oxidačního stresu způsobeného TBI [33]. Okamžitá antioxidační léčba proto může být dostatečně účinná, aby zabránila rozsáhlému poškození po dlouhou dobu. běh.

Obrázek 7. Vliv Nano-PSO na expresi SIRT1/SYP v kůře myší TBI: (A) Brainhomogenáty z pravé kůry léčených a neléčených kontrol, stejně jako z myší po TBI léčených TBI a NanoPSO byly imunoblotovány se SIRT1 a TUB detekovanými při (110 KDa, 50 KDa), v daném pořadí. Kvantitativní analýza imunoreaktivních pásů SIRT1 byla kvantifikována pomocí Image Jand normalizované proti kontrolnímu proteinu TUB.

Hladiny SIRT1 byly významně sníženy 30 dny po poranění v kůře TBI myší ve srovnání s kontrolou. Úprava nano-PSO tomuto snížení zabránila ** p < 0,01. Jednosměrná ANOVA odhalila významné zvýšení exprese myší SIRT1, které byly léčeny po zranění. (F (3, 20)=1.084, p=0.002, N=5 Fisherovo LSD post hoc).

(B) Mozkové homogenáty z pravého kortexu ošetřených a neošetřených kontrol, stejně jako z TBI a Nano-PSO ošetřených myší po TBI byly imunoblotovány pomocí SYP a TUB detekovány při (37 kDa, 50 kDa), v daném pořadí.

Kvantitativní analýza imunoreaktivních pásů SYP byla kvantifikována pomocí Image J a normalizována proti kontrolnímu proteinu TUB.

Jednosměrná ANOVA odhalila významné zvýšení exprese SYP u myší, které dostaly léčbu po TBI ve srovnání se skupinou TBI (F (3,20) ​​= 1,084, p {{6} },379, Fisherovo LSD post hoc * p < 0,5, n=4–5). NS=Nevýznamné. Hodnoty jsou uvedeny jako průměr ± SEM.

Pod každým grafem je uveden reprezentativní obrázek hladin SIRT1/SYP a domácího proteinového tubulinu (TUB) v pravém kortexu mezi všemi skupinami.

For more information:1950477648nn@gmail.com