Kyselina punicová a její role v prevenci neurologických poruch: Přehled část 1

Abstraktní:

Miliony lidí na celém světě jsou postiženy neurodegenerativními chorobami (ND). ND se vyznačují progresivním poškozením a smrtí nervových buněk doprovázeným vysokými hladinami zánětlivých biomarkerů a stavy oxidačního stresu.

Neurodegenerativní onemocnění, jako je Alzheimerova choroba a demence, jsou běžná onemocnění, se kterými se dnes potýkáme. Tato onemocnění způsobí smrt neuronů a atrofii mozkových buněk v pacientově mozku, což způsobí pokles kognitivních funkcí. Paměť je jednou z nejvýrazněji postižených oblastí.

Avšak ani tváří v tvář těmto hrozbám nemocí bychom se neměli vzdávat investic do svého duševního zdraví a práce na něm. Výzkumy ukazují, že aktivní životní styl, duševní zdraví a intelektuální cvičení mohou do značné míry oddálit progresi neurodegenerativních onemocnění a udržet dobrou paměť.

Například aerobní cvičení a trénink mozku mohou zlepšit strukturu a funkci mozku a oddálit degradaci kognitivních funkcí. Výživná, vyvážená strava, dostatečný spánek a sociální interakce jsou také důležitými faktory pro udržení dobrého zdraví a mohou pomoci předcházet neurodegenerativním onemocněním a zachovat paměť.

Jiní vědci se domnívají, že jak sebeúčinnost, tak emoční rovnováha nám mohou pomoci udržet si paměť. Když například vidíme, jak řešíme problém nebo dosahujeme cíle, cítíme se jistější a šťastnější, a tyto pocity nám mohou pomoci udržet si duševní zdraví, což zase pomáhá udržovat dobrou paměť.

V každodenním životě můžeme také provádět nějaký jednoduchý trénink, který pomůže zlepšit paměť. Například: zapamatování telefonních čísel, narozenin, jmen a dalších informací, čtení článků nahlas a vybavování obsahu jsou velmi účinné metody.

Přestože je neurodegenerativní onemocnění závažné onemocnění, také nám připomíná, abychom si udržovali dobré životní návyky a pozitivní přístup, abychom si zajistili duševní zdraví a paměť a učinili náš život zdravějším, naplněnějším a lepším! Je vidět, že potřebujeme zlepšit paměť a Cistanche deserticola může výrazně zlepšit paměť, protože Cistanche deserticola je tradiční čínský léčivý materiál, který má mnoho jedinečných účinků, jedním z nich je zlepšení paměti. Účinnost Cistanche deserticola pochází z mnoha aktivních složek, které obsahuje, včetně kyseliny tříslové, polysacharidů, flavonoidních glykosidů atd. Tyto složky mohou podporovat zdraví mozku různými cestami.

Klikněte na možnost Znát krátkodobou paměť, jak se zlepšit

Kyselina punicová, hlavní bioaktivní složka oleje ze semen granátového jablka (Punica granatum), je omega-5 izomer konjugované kyseliny -linolové, který vykazuje silné antioxidační a protizánětlivé účinky, které přispívají k jeho pozitivnímu účinku proti široké škále nemocí. Kyselina punicová snižuje oxidační poškození a zánět zvýšením exprese receptorů aktivovaných peroxisomovými proliferátory.

Kromě toho může snížit tvorbu beta-amyloidních depozit a hyperfosforylaci tau zvýšením exprese proteinu GLUT4 a inhibicí hyperaktivace calpainu. Mikroenkapsulované granátové jablko s vysokým obsahem kyseliny punicové zvyšuje antioxidační aktivitu PON1 v HDL. Podobně zapouzdřené formulace z granátového jablka s vysokými hladinami kyseliny punicové prokázaly zvýšení antioxidační aktivity PON1 v HDL.

Kvůli omezené mozkové permeabilitě kyseliny punicové byly vyvinuty různé aplikační formulace, aby se zvýšila biologická aktivita kyseliny punicové v mozku, čímž se zmírnily symptomy neurologických poruch.

Kyselina punicová je důležitá nutraceutická sloučenina v prevenci a léčbě neurodegenerativních onemocnění, jako je Alzheimerova, Parkinsonova a Huntingtonova choroba.

Klíčová slova: antioxidant; konjugovaná kyselina linolová; hematoencefalická bariéra; Alzheimerova choroba; Parkinsonova choroba; Huntingtonova choroba; neurodegenerace.

1. Úvod

Některé z nejrozšířenějších onemocnění, které mohou způsobit ztrátu nezávislosti u starších populací, jsou neurodegenerativní onemocnění (ND), která jsou stále častější. Neurodegenerativní proces je progresivní ztráta funkce nebo smrt buněk centrálního nervového systému, což způsobuje nárůst motorických a kognitivních funkcí. poškození s časem [1].

Mezi nejrozšířenější ND patří Alzheimerova choroba (AD) a frontotemporální demence, Parkinsonova choroba (PD), Huntingtonova choroba (HD), amyotrofická laterální skleróza (ALS) a mnohočetné spinocerebelární ataxie. Incidence AD ​​v populaci ve věku 85 let a více než je asi 30 %, zatímco PD je asi 2 % u lidí starších 65 let a ALS uvádí 1–2 případy na 100000 lidí ročně a očekává se, že výskyt bude stoupat jako populace [2].

Proto existuje potřeba zavádění nových preventivních opatření a vývoj nových léčebných postupů pro časná stádia neurodegenerace. WorldHealth Organization odhaduje, že globální sociální náklady demence jsou 818 miliard USD, což odpovídá 1,1 % světového hrubého domácího produktu. Prevalence AD ​​v Latinské Americe je až 8,5 %.

Navíc se očekává, že do roku 2030 bude s demencí žít asi 65,7 milionů a do roku 2050 asi 115,4 milionů [3]. Úmrtnost a invalidita lidí způsobená těmito neurologickými poruchami se zvýšila, a proto je považujeme za globální výzvu pro veřejné zdraví. Vzhledem k tomu, že se očekává, že výskyt bude stoupat s rostoucí populací, nalezení nových řešení a strategií pro léčbu neurodegenerativních onemocnění je stále naléhavějším cílem. Protože oxidativní poškození a zánět jsou klíčovými cestami ve vývoji neurodegenerace, zkoumají se fytochemikálie se zvýšenými antioxidačními a protizánětlivými vlastnostmi, aby napomohly prevenci neurodegenerace a zastavení progrese onemocnění.

Granátové jablko (Punica granatum) je prastaré a přizpůsobivé ovoce původem ze západní Asie, které patří do čeledi Punicaceae. Pěstuje se po celém světě, včetně zemí Blízkého východu, Asie, Evropy a Ameriky, především v subtropických a tropických oblastech za proměnlivých klimatických podmínek [4,5]. Přibližně 50 % celkové hmotnosti ovoce odpovídá slupce, která je významným zdrojem fenolických sloučenin, minerálů a komplexních polysacharidů. Mezitím se jedlá část plodů granátového jablka skládá z arilů (40 %) bohatých na vodu, cukry, pektin a semena (10 %) [6].

Semínka granátového jablka obsahují mnoho složek, jako jsou polyfenoly a mastné kyseliny, které přispívají k jejich blahodárným účinkům. Olej ze semen granátového jablka (PSO) představuje přibližně 12 % a 20 % celkové hmotnosti semen [7]. PSO obsahuje 14 mastných kyselin, z nichž nejhojnější je kyselina punicová 50–8{{20}} % [7–9], dále pak kyselina linolová (13–20 %), palmitová kyselina (6–9 %), kyselina stearová (2–3 %), kyselina olejová (8–9 %), kyselina linolenová (0,06–0,08 %) a kyselina arachidová (0,68–0,90 %) [9].

Ukázalo se, že kyselina punicová, hlavní bioaktivní složka PSO, dosahuje silného antioxidačního účinku, který přispívá k jejímu pozitivnímu účinku proti širokému spektru onemocnění, jako je osteoporóza, má vlastnosti proti obezitě, zvyšuje expresi antioxidačních genů a genů souvisejících s metabolismem lipidů a upravuje složení a funkci lipoproteinu s vysokou hustotou (HDL) [10–13].

Kyselina punicová je omega-5 izomer konjugované kyseliny -linolenové (CLnA) a vykazuje strukturní podobnosti s konjugovanou kyselinou linolovou (CLA) [12]. Kyselina punicová má sama o sobě široké spektrum biologických účinků, jako jsou protizánětlivé, antidiabetické, antiobezitní, antiproliferativní a antikarcinogenní vlastnosti [14,15]. Hlavní biologický mechanismus popsaný pro kyselinu punicovou zahrnuje modulaci diferenciální exprese receptorů aktivovaných peroxisomovým proliferátorem (PPAR), které řídí expresi genů zapojených do buněčné diferenciace a proliferace, regulují enzymy zapojené do metabolismu lipidů a homeostázu glukózy.

Navíc PPAR úzce souvisí s aktivací a produkcí prozánětlivých biomarkerů [16–19]. Zatímco antioxidační a protizánětlivé vlastnosti kyseliny punicové mohou mít příznivé účinky na léčbu ND, způsob, jakým interaguje v různých drahách souvisejících s progresí ND, jí může poskytnout výhody oproti jiným antioxidačním nutraceutikům.

Tento přehled si klade za cíl prezentovat přehled současných znalostí o potenciálních přínosech kyseliny punicové při neurologických poruchách a molekulárním mechanismu podílejícím se na jejích účincích.

2. Hlavní cesty spojené s neurologickým onemocněním

I když mají všechny ND odlišnou patologii a symptomatologii, jejich cesty sdílejí některé společné rysy. Byl vyvinut koncepční model klasifikující různé dráhy zapojené do neurodegenerace s ohledem na čtyři hlavní modely působení [20] (obrázek 1).

Obecně cesty, které přispívají k přežití a degeneraci neuronů, zahrnují: (1) intracelulární mechanismy, jako je apoptóza [21], autofagie [22], mitochondriální funkce, oxidační poškození a oprava [23], ubiquitin/proteazom [24], (2 ) lokální tkáňové prostředí, jako je adheze buněk [25], endocytóza, neurotransmise [26], priony/přenosný faktor [27], (3) systémové prostředí, jako je zánět/imunitní odpověď [28], lipidový/endokrinní metabolismus [29], mozek vaskulatura [30], (4) a mechanismy související se stárnutím [31], například epigenetika [32], neurotrofické faktory [33] a telomery [34]. Všechny tyto složky spolu úzce souvisí a vzájemně se ovlivňují, aby modulovaly neurodegenerativní proces (obrázek 2).

2.1. Intracelulární mechanismus

Mezi intracelulárními mechanismy souvisejícími s přežitím a degenerací neuronů jsou poškození DNA a defektní oprava nejčastějšími znaky, které sdílí mnoho ND s rysy progresivních pohybových poruch.

Vysoká koncentrace reaktivních forem kyslíku (ROS) může způsobit akumulaci oxidativního poškození DNA v její sekvenci a epigenetické modifikace [24]. Změněná genová exprese by mohla způsobit ztrátu normální nervové funkce a progresivně spustit programovanou buněčnou smrt a ztrátu neuronů [22]. Mitochondrie jsou hlavním zdrojem buněčné produkce ROS a bylo zjištěno, že oxidační poškození může podpořit agregaci synukleinu a ovlivnit amyloid (A) a další proteiny související se stárnutím a ND [22,35]. jako neuronů, abundance ROS způsobuje oxidační stres a narušení antioxidační obrany, což vede k dysfunkci mitochondrií a iniciaci kaskády buněčné smrti [36].

Mnoho studií dává do souvislosti účinky oxidu dusnatého a ROS s ND, včetně nitrace Lewisových tělísek u demence Lewisova těla a Alzheimerovy choroby (AD), nitrace -synukleinů u pacientů s multisystémovou atrofií, rozšířených nitrátových tau proteinů u AD a frontotemporální demence s parkinsonismem. Snížené hladiny oxidu dusnatého přispívají k upregulaci A v cerebrovaskulárním systému a inhibice oxidu dusnatého zpomaluje progresi patologie Parkinsonovy choroby [37].

Stejně tak tumor nekrotizující faktor-alfa (TNF- ) je aprozánětlivý cytokin související s patogenezí ND prostřednictvím systémového zánětu [38]. V několika studiích byly navrženy anti-TNF-terapie s cílem snížit patologii AD, snížit ukládání amyloidu a snížit poškození neuronů [39]. Kromě toho byla jako faktor vyvolávající kognitivní poruchy a neurodegeneraci popsána inzulinová rezistence mozku.

Hladiny inzulinu v mozku jsou sníženy během stárnutí a Alzheimerovy choroby, což vede k inhibici několika fosfatáz zapojených do defosforylace Tau, což vede k ukládání a akumulaci extracelulárních amyloidových (A) plaků [40,41].

Obrázek 2. Schematické znázornění sdílených fyziopatologických znaků u neurodegenerativních onemocnění (ND): (1) Mitochondriální dysfunkce v důsledku oxidačního stresu, stárnutí nebo v důsledku poškození genetickými nebo environmentálními faktory, což vede k nadměrné produkci ROS, které mohou aktivovat p53 a Bax ( apoptotický regulátor) translokace, která umožňuje uvolnění cytochromu C (Cyt C) Obrázek 2.

Schematické znázornění sdílených fyziopatologických znaků u neurodegenerativních onemocnění (ND): (1) Mitochondriální dysfunkce způsobená oxidačním stresem, stárnutím nebo poškozením genetickými či environmentálními faktory, což vede k nadměrné produkci ROS, které mohou aktivovat p53 a Bax (apoptotický regulátor) translokace, která umožňuje uvolnění cytochromu C (Cyt C) vedoucí k aktivaci (Cas 9) a kaspázy 3 (Cas3), což vede k poškození DNA a buněčné smrti nebo (2) apoptóze.

Podobně nadměrná produkce ROS také vede k oxidativnímu stresu a (3) peroxidaci lipidů, což může vést k proteinovým agregátům, jako je -synuklein, stejně jako špatně složený amyloidní peptid, který se stává amyloidním (A) plakem ovlivňujícím neuronovou signalizaci vyvolanou (4) Cholinergní nedostatečnost. Akumulace plaku A naopak indukuje (5) aktivaci mikroglie se současným uvolňováním (6) zánětlivých cytokinů a vyvolává neurozánět.

Na druhou stranu (7) Dysregulace Ca2+ v důsledku depolarizace neuronální membrány by mohla vyvolat synaptické deficity a podporovat akumulaci plaků A a (8) Neurofibrilární spleti prostřednictvím aktivace calpainu. Kromě toho trvalý přítok vápníku vede k nadměrné aktivaci neuronové syntázy oxidu dusnatého (nNOS), přičemž zvýšení syntézy oxidu dusnatého vede k oxidativnímu stresu/nitrosativnímu stresu a generalizovanému zánětu mozku. Navíc akumulace ROS indukuje(9) aktivaci kinázy (glykogensyntáza kináza-3, GSK-3) a indukuje hyperfosforylaci tau, čímž podporuje akumulaci A plaků.

Akumulace oligomerů A způsobuje odstranění inzulínových receptorů (IRS) z buněčného povrchu, indukuje (10) neuronální inzulínovou rezistenci a inhibuje aktivaci glukózového transportéru typu 4 (GLUT 4). Dysfunkční signalizace inzulinu snižuje savčí cíl rapamycinové (mTOR) dráhy a vede k (11) selhání autofagie při akumulaci plaků A.

Nakonec syntetizovaný cholesterol váže apolipoprotein E (APOE) za vzniku částic APOE–cholesterolu (APOE–CH). Částice APOE–CH jsou internalizovány do neuronů a volný cholesterol je metabolizován na 24-hydroxycholesterol (24-OHC), který následně prochází hematoencefalickou bariérou (BBB) ​​a vstupuje do plazmy, zatímco plazma (12 ) 27 hydroxyl cholesterolu (27-OHC) proudí do mozku, zvyšuje hladinu -synukleinu a nakonec tvoří Lewyho tělíska (LB). Zadní čáry označují stimulaci, zatímco červené čáry indikují inhibici.

2.2. Místní tkáňové prostředí

Progresivní agregace špatně poskládaných proteinů, které závažně ovlivňují místní tkáňové prostředí a způsobují poškození, je patologickým rysem, který charakterizuje neurodegenerativní onemocnění [42]. Tyto chybně složené proteiny jsou vystaveny degradaci proteinů, jako je například zprostředkovaná proteazomem. Inhibice cest degradace proteinů vede k tvorbě rezistentních na proteázy, čímž se snižuje propagace agregovaných proteinů, které podporují chybné skládání buněčných proteinů [43].

Podobně je autofagie hlavním mechanismem zodpovědným za odstraňování proteinových agregátů, dysfunkčních buněčných organel a patogenů k udržení buněčné homeostázy. Akumulace nezralých autofagických vakuol (AV) jako důsledek narušeného procesu autofagie je běžnou charakteristikou pozorovanou v mozku pacientů s Alzheimerovou chorobou.

Bylo ukázáno, že savčí cíl signalizace rapamycinu (mTOR) je inhibován v kortexu a hippocampu dospělých myší s AD modelem. Braininzulinová rezistence indukuje změny v dráze inzulínu/inzulínu podobného růstového faktoru (IGF-1)-PI3K(fosfoinositid 3-kináza třídy I)-Akt, což vede k aberantní aktivaci signalizace mTOR, která negativně reguluje autofagii indukce [44–46].

2.3. Systémové prostředí

Změny v systémovém prostředí, jako je zánět, jsou běžné u neurodegenerativních onemocnění, jako je AD a Parkinsonova nemoc (PD) a mohou způsobit, spolu s oxidačním stresem, poruchy v proteomovém složení lipoproteinu s vysokou hustotou (HDL) [47]. Cirkulující HDL poskytuje odolnost vůči cerebrovaskulární dysfunkci u AD, která hraje důležitou roli v mozkovém metabolismu a homeostáze, tlumí clearance A a tau, a vede tak k tvorbě neuritických plátů a neurofibrilárních shluků [48].

2.4. Mechanismus stárnutí

Složení mastných kyselin a tekutost mozkových membrán se mění s věkem. Polynenasycené mastné kyseliny (PUFA), jako je kyselina dokosahexaenová (DHA, 22:6 n-3) a kyselina arachidonová (AA, 20:4 n{{5} }) jsou nejhojnější a nejdůležitější PUFA v mozku a hrají klíčovou roli při stárnutí a neurodegeneraci. U starších osob se DHA a AA snižují v membránách orbitofrontálního kortexu. Specifický nedostatek DHA může být způsoben věkem souvisejícím snížením enzymové aktivity, která se podílí na regulaci syntézy DHA, absorpce a sestavování mozkových fosfolipidů (Zhang et al., 2018).

Mezitím je vysoká dietní konzumace omega{0}} a omega{1}} PUFA příznivá pro paměť zdravých starších lidí. Tento proces je zprostředkován integritou a zachováním mikrostruktury bílé hmoty fornixu v mozku (Zamroziewicz et al., 2017). Několik PUFA, jako je DHA a AA, je studováno pro vývoj nových léčebných postupů proti ND a neurodegeneraci [49, 50].

Kyselina punicová (18:3, ∆9cis, 11trans,13cis, n-5) je slibným kandidátem, jehož mechanismus účinku dosud nebyl zcela pochopen. Následující část bude odkazovat na charakteristiky a mechanismy zájmu kyseliny punicové a jejich potenciální vztah k prevenci NCH.

For more information:1950477648nn@gmail.com