Neuroprotekce: Záchrana před smrtí neuronů v mozku

Mozek hraje důležitou roli v mentálním zpracování a při ovládání dalších tělesných orgánů. Mozková tkáň je však náchylná k exogennímu nebo endogennímu poškození. Po poranění vede smrt neuronů k funkčním deficitům a neurologickým poruchám.

Neuronální smrt se týká smrti nebo poškození neuronových buněk, což může mít dopad na naši paměť.

Neurony hrají v mozku důležitou roli. Jsou zodpovědné za přenos a ukládání informací a jsou základním kamenem našeho učení a paměti. Některé faktory však mohou vyvolat smrt neuronů, jako je pokročilý věk, nemoc, trauma hlavy nebo zneužívání drog. Pokud zemře příliš mnoho neuronů, může to způsobit problémy s pamětí, jako je amnézie.

Navzdory těmto rizikům můžeme podniknout pozitivní kroky k ochraně našich neuronů a paměti. Za prvé, měli bychom si udržovat pozitivní přístup, pravidelné cvičení a dobré stravovací návyky, které mohou pomoci chránit neurony a podporovat zdravou funkci mozku.

Zadruhé bychom se měli vyvarovat špatných návyků, jako je kouření, pití a zneužívání drog, které mohou urychlit smrt neuronů a stárnutí mozku. Za třetí, můžeme také stimulovat mozek učením se novým dovednostem, čtením, socializací a cestováním, což může podpořit nový růst neuronů a stimulovat části mozku, aby se staly celistvými.

Proto, i když smrt neuronů může ovlivnit naši paměť, můžeme podniknout pozitivní kroky k ochraně našeho mozku a paměti. I když nemůžeme zcela zabránit smrti neuronů, můžeme si udržet zdravý mozek pomocí dobrých životních návyků a zdravého životního stylu, abychom mohli hladce prožít stáří.

Klikněte na 10 způsobů, jak zlepšit paměť

Je vidět, že potřebujeme zlepšit paměť a Cistanche může výrazně zlepšit paměť, protože Cistanche je tradiční čínský léčivý materiál s mnoha unikátními účinky, z nichž jedním je zlepšení paměti.

Účinek Cistanche pochází z různých aktivních složek, které obsahuje, včetně kyseliny tříslové, polysacharidů, flavonoidních glykosidů atd. Tyto složky mohou podporovat zdraví mozku různými způsoby.

Proto je ochrana před neuronální smrtí zásadní pro zachování mozkových funkcí. Toto speciální vydání se zaměřilo na pochopení mechanismů neuroprotekce a prozkoumání potenciálních terapeutických strategií pro obnovu mozkových funkcí z neurologických poruch.

V tomto zvláštním čísle bylo publikováno devatenáct článků, včetně třinácti původních článků a šesti přehledových článků zabývajících se zajímavými tématy souvisejícími s různými mozkovými funkcemi a poruchami.

Mrtvice včetně ischemie je jedním z hlavních darebáků odpovědných za neuronální smrt a mortalitu. Přehled od Dong et al. [1] shrnuli současné chápání mechanismů patogeneze u ischemické cévní mozkové příhody a aktualizovaný vývoj nanomedicínských terapeutik, jako jsou nanočástice, lipozomy a nanovezikuly na bázi buněk.

Bylo prokázáno, že kation-chloridové kotransportéry (Cs) jsou exprimovány v neuronech a přispívají k řadě fyziologických funkcí. V přehledném článku Josiah et al. [2]představil nedávný pokrok ve funkčních regulacích Cs a jejich signálních drahách u cévní mozkové příhody.

Pomocí hlodavčího modelu globální mozkové ischemie Kang et al. [3]zpozorovali, že amilorid, inhibitor výměníku sodík-vodík-1, zmírňuje poškození lodního pokampu snížením akumulace zinku u myší. Hong a kol. [4] uvedli, že podávání N-acetyl-L-cysteinu, antioxidantu, snižuje u potkanů ​​smrt neuronů způsobenou mozkovou ischemií a nadměrnou aktivaci kanálů melastatinu 2 (TRPM2) s přechodným receptorovým potenciálem.

Jung a kol. [5] popsali, že nedostatek pyridoxinu (forma vitaminu B6) zvyšuje neuronální smrt po ischemii zvýšením hladin homocysteinu v séru a lipidperoxidace a snížením hladin nukleárního faktoru erytroidního -2-faktoru 2 (Nrf2).

Pyridoxin také snižuje regenerační potenciál snížením hladin mozkového neurotrofického faktoru (BDNF) v hippocampu pískomilů. Markosyan a kol. [6] uvedli, že preventivní trojgenová terapie adenovirovými vektory nesoucími geny kódující vaskulární endoteliální růstový faktor (VEGF), neurotrofický faktor odvozený z gliových buněk (GDNF) a adhezní molekula neurálních buněk (NCAM) nebo genově upravenými mononukleárními buňkami z pupečníkové krve exprimující rekombinantní VEGF, GDNF a NCAM, má příznivé účinky na zotavení z mrtvice v mozku krys.

Tanioka a kol. [7] pozorovali, že intraarteriální injekce lipidové emulze během reperfuze vykazuje neuroprotektivní účinky v modelu ischemického reperfuzního poškození in vivorat. Pomocí primárních kultur astrocytů Mitroshinaet al. [8] prokázali, že ischemické stavy snižují konektivitu sítě a stimulace ATP za normálních podmínek zvyšuje počet spojení, což znamená, že astrocyty mohou tvořit funkční síť v reakci na stimulaci.

Pomocí organotypických hipokampálních řezů myších mláďat Ort et al. [9] zjistili, že aninimodipin (napěťově řízený blokátor kalciových kanálů typu L) samotný ani v kombinaci s amiloridem (inhibitor iontových kanálů citlivých na kyselinu) nevykázal žádné zlepšení v modelu ischemie ani in vitro.

Kombinace obou složek rozpuštěných v dimethylsulfoxidu (DMSO) dokonce zvýšila buněčnou smrt, ačkoli tento účinek nebyl pozorován u stavu léčeného samotným amiloridem. V tomto ohledu navrhli, že DMSO by měl být používán s opatrností v neuroprotektivních experimentechts.

Pokud jde o Alzheimerovu chorobu (AD) a paměťové funkce mozku, přehledný článek Kim et al. [10] se zaměřili na nedávnou progresi příznivých účinků adiponektinu na AD a jeho potenciální mechanismy související s různými medikacemi adiponektinu při léčbě AD.

Pomocí myšího modelu AD Gonzalo-Gobernado et al. [11] pozorovali, že intraperitoneální podávání jaterního růstového faktoru (LGF) obnovilo kognitivní deficity a snížilo obsah amyloidu (A ) u myší APPswe, které nadměrně exprimují švédskou mutaci APP, s usazeninami plaku A v hipokampu a mozkové kůře.

Ye a kol. [12] uvedli, že fosfatidylserin získaný ze sójových bobů, membránový fosfolipid, zvyšuje paměťovou funkci u krys s deficitem paměti trimethyltinem, neurotoxinem ovlivňujícím mozek. V lidské studii Piotrowicz et al. [13] zvýšil BDNF po cvičení u sportovců s normoxií a hypoxií, ale kognitivní výkon se akutním zvýšením BDNF nezlepšil.

BDNF skutečně hraje důležitou roli v růstu neuronů a plasticitě neuronálních synapsí. Role BDNF v neuronální plasticitě a neuroprotekci byla zdůrazněna v přehledu Colucci-D'Amato et al. [14].

Záchvat zhoršuje funkci mozku. Huang a kol. [15] prokázali, že koaktivátor receptoru aktivovaného peroxisomovým proliferátorem 1- (PGC-1) aktivovaný statusepilepticus reguluje dráhu VEGF/VEGFR2 (VEGF receptor 2) prostřednictvím mitogenem aktivované proteinkinázy (MEK)/regulované extracelulárním signálem kinázová (ERK) signalizace a vykazuje neuroprotektivní účinky proti smrti neuronů v hippocampu potkanů.

V tomto ohledu hraje VEGF klíčovou roli jako neuroprotektivní faktor v nervových tkáních. Přehled Silva-Hucha et al. [16] shrnuli příspěvek VEGF k rozdílům mezi okulomotorickým systémem a jinými motorickými neurony ohledně náchylnosti k degeneraci.

V mozku reaktivní formy kyslíku (ROS) zvyšují náchylnost k poškození mozkových toneuronů a funkčním deficitům. Abnormální hladiny ROS jsou regulovány buněčnými obrannými mechanismy antioxidantů v mozku.

Přehledový článek od Lee et al. [17]předložil roli různých antioxidantů v mozku a navrhl potenciál antioxidantů pro ochranu mozku před oxidačním poškozením.

Pomocí organických kultur hippocampalslice (OHSC) Lee et al. [18] zjistili, že léčba kyselinou askorbovou (antioxidant) byla účinná pro přežití neuronů v OHSC po poškození kyselinou kainovou (KA), ale že její ochranný účinek se lišil v závislosti na stárnutí OHSC.

U Parkinsonovy choroby (PD) je oxidační stres vyvolaný ROS hlavní příčinou dopaminergní buněčné smrti.

Napodobování syndromu podobného PD k indukci buněčné smrti prostřednictvím mitochondriálního oxidačního stresu, Haque et al. [19] použili neurotoxiny včetně 1-methyl-4-fenylpyridiniového iontu (MPP+) a peroxidu vodíku (H2O2) v buňkách lidského dopaminergního neuroblastomu a zjistili, že farmakologická inhibice selektivním antagonistou receptoru 4 spřaženého s G proteinem (GPR4) ) nebo genetická delece GPR4 snižuje apoptotickou buněčnou smrt prostřednictvím modulace vápníkové signalizace zprostředkované fosfatidylinositolbifosfátem (PIP2).

Jak bylo uvedeno v mnoha předchozích studiích a v tomto zvláštním vydání, mechanismy neuroprotekce jsou složité.

Pochopení podrobných mechanismů, které jsou základem neuroprotekce, může vést k vývoji účinných terapeutických strategií pro prevenci neuronální smrti a zlepšení funkčního zotavení z nervového poškození nebo neurodegenerace.

Financování: Tato práce byla podpořena Programem základního vědeckého výzkumu prostřednictvím Korejské národní výzkumné nadace (NRF) financovaného ministerstvem školství (MOE) (NRF-2020R1A2C3008481).

Prohlášení institucionální revizní komise: Neuplatňuje se.

Prohlášení o informovaném souhlasu: Neuplatňuje se.

Prohlášení o dostupnosti dat: Nelze použít.

Poděkování: Rád bych poděkoval všem autorům za jejich mimořádný příspěvek k tomuto Zvláštnímu vydání, recenzentům za hodnocení rukopisů a členům redakce IJMS za pomoc.

Střet zájmů: Autor neprohlašuje žádný střet zájmů.

Reference

1. Dong, X.; Gao, J.; Su, Y.; Wang, Z. Nanomedicína pro ischemickou cévní mozkovou příhodu. Int. J. Mol. Sci. 2020, 21, 7600. [CrossRef] [PubMed]

2. Josiah, SS; Meor Azlan, NF; Zhang, J. Cílení na dráhu WNK-SPAK/OSR1 a kation-chloridové transportéry pro terapii mrtvice. Int. J. Mol. Sci. 2021, 22, 1232. [CrossRef] [PubMed]

3. Kang, BS; Choi, BY; Kho, AR; Lee, SH; Hong, DK; Jeong, JH; Kang, DH; Park, MK; Suh, SW Inhibitor thesodium-hydrogen exchange-1 (NHE-1), amilorid, snížená akumulace zinku a odumření hipokampálních neuronů po ischemii.Int. J. Mol. Sci. 2020, 21, 4232. [CrossRef] [PubMed]

4. Hong, DK; Kho, AR; Lee, SH; Jeong, JH; Kang, BS; Kang, DH; Park, MK; Park, K.-H.; Lim, M.-S.; Choi, BY; a kol. Inhibice transientního potenciálu melastatinu 2 (TRPM2) antioxidantem, N-acetyl-L-cysteinem, snižuje celkovou neuronální smrt způsobenou mozkovou ischemií. Int. J. Mol. Sci. 2020, 21, 6026. [CrossRef] [PubMed]

5. Jung, HY; Kim, W.; Hahn, KR; Kang, MS; Kim, TH; Kwon, HJ; Nam, SM; Chung, JY; Choi, JH; Yoon, YS; et al. Nedostatek pyridoxinu zhoršuje poškození neuronů po ischemii zvýšením oxidačního stresu a snížením proliferujících buněk a neuroblastů v hippocampu pískomilů. Int. J. Mol. Sci. 2020, 21, 5551. [CrossRef] [PubMed]

6. Markosjan, V.; Safiullov, Z.; Izmailov, A.; Fadeev, F.; Sokolov, M.; Kuzněcov, M.; Trofimov, D.; Kim, E.; Kundakchyan, G.; Gibadullin, A.; a kol. Preventivní trojgenová terapie snižuje negativní důsledky ischemií indukovaného poranění mozku po modelování mrtvice u potkana. Int. J. Mol. Sci. 2020, 21, 6858. [CrossRef]

7. Tanioka, M.; Park, WK; Park, J.; Lee, JE; Lee, BH Lipidová emulze zlepšuje funkční zotavení u zvířecího modelu mrtvice.Int. J. Mol. Sci. 2020, 21, 7373. [CrossRef] [PubMed]

8. Mitroshina, EV; Křivonosov, MI; Burmistrov, DE; Savyuk, MO; Miščenko, TA; Ivančenko, MV; Vedunova, MVPodpisy konsolidované odpovědi astrocytů na ischemické faktory in vitro. Int. J. Mol. Sci. 2020, 21, 7952. [CrossRef][PubMed]

9. Ort, J.; Kremer, B.; Grüßer, L.; Blaumeiser-Debarry, R.; Clusmann, H.; Coburn, M.; Höllig, A.; Lindauer, U. Selhala neuroprotekce kombinované inhibice kalciových kanálů L-typu a ASIC1a s nimodipinem a amiloridem. Int. J. Mol. Sci. 2020, 21, 8921.[CrossRef] [PubMed]

10. Kim, JY; Barua, S.; Jeong, YJ; Lee, JE Adiponectin: Potenciální regulátor a terapeutický cíl obezity a Alzheimerovy choroby. Int. J. Mol. Sci. 2020, 21, 6419. [CrossRef]

11. Gonzalo-Gobernado, R.; Perucho, J.; Vallejo-Muñoz, M.; Casarejos, MJ; Reimers, D.; Jiménez-Escrig, A.; Gómez, A.; Ulzurrun deAsanza, GM; Bazán, E. Jaterní růstový faktor "LGF" jako terapeutické činidlo pro Alzheimerovu chorobu. Int. J. Mol. Sci. 2020, 21, 9201.[CrossRef]

12. Ye, M.; Han, BH; Kim, JS; Kim, K.; Shim, I. Neuroprotektivní účinek fazolového fosfatidylserinu na TMT-indukované paměťové deficity na potkaním modelu. Int. J. Mol. Sci. 2020, 21, 4901. [CrossRef] [PubMed]

For more information:1950477648nn@gmail.com