Механічне розуміння індукованої діосміном нейропротекції та покращення пам’яті на моделі щура з інтрацеребровентрикулярною хіноліновою кислотою: відродження мітохондріальних функцій і антиоксидантів, частина 1

Нейродегенерація є останньою подією після каскаду патогенних механізмів у кількох розладах мозку, які призводять до когнітивних і неврологічних втрат. Хінолінова кислота (QA) є ексайтотоксином, який утворюється шляхом метаболізму триптофану, і бере участь у кількох захворюваннях, таких як хвороба Альцгеймера, Паркінсона, Хантінгтона та психоз.

З віком нейродегенерація поступово стає поширеним явищем. Нейродегенерація може мати негативний вплив на фізичні та розумові здібності людей, особливо на пам'ять. Однак ми можемо уповільнити нейродегенерацію та покращити пам’ять за допомогою дій.

По-перше, збереження позитивного ставлення до життя може допомогти полегшити нейродегенерацію. Дослідження показали, що позитивне мислення може сприяти зростанню та реконструкції нейронів, тим самим покращуючи когнітивні функції людей. Адже веселий настрій позитивно впливає на здоров'я мозку.

По-друге, ми можемо покращити пам’ять і сприяти регенерації нервової системи за допомогою вправ. Правильні вправи можуть стимулювати нейрони в мозку створювати нові зв’язки, тим самим покращуючи когнітивні здібності та пам’ять людей. Крім того, для людей похилого віку фізичні вправи також можуть зменшити нервовий апетит, який викликає нейродегенерацію, що допомагає підтримувати здоров’я мозку.

Крім того, збереження різноманітності та складності повсякденної діяльності також є важливим способом покращити пам’ять. Регулярні та повторювані щоденні дії зроблять діяльність мозку дуже механічною та одноманітною. Навпаки, різноманітні види діяльності омолоджують мозок і покращують когнітивні здібності та пам’ять людей.

Таким чином, хоча нейродегенерація може мати негативний вплив на пам’ять людей, ми можемо вжити відповідних заходів, щоб уповільнити цей ефект. Позитивне мислення, правильні фізичні вправи та різноманітні види діяльності можуть покращити пам’ять і сприяти регенерації нервів. Бережімо й захищаймо наш мозок, щоб він залишався здоровим і молодим. Видно, що нам потрібно покращувати пам'ять. Цистанхе може значно покращити пам'ять, оскільки він також може регулювати баланс нейромедіаторів, наприклад, підвищувати рівень ацетилхоліну та факторів росту, які дуже важливі для пам'яті та навчання. Крім того, Cistanche також може покращити кровотік і сприяти доставці кисню, що може гарантувати, що мозок отримує достатню кількість живлення та енергії, тим самим покращуючи життєздатність і витривалість мозку.

Натисніть «Знай, як покращити пам’ять».

Діосмін (DSM) - це природний флавоноїд, який має такі властивості, що можуть призупинити перебіг нейродегенеративного прогресування. У минулих дослідженнях поглинання вільних радикалів, а також властивості, такі як гіпоглікемічні, протизапальні та вазоактивні властивості DSM, були прагматичними. Таким чином, у поточних експериментах нейропротекторну активність DSM досліджували на прототипі щура QA.

QA вводили внутрішньомозково-шлуночковим шляхом (QA-ICV) щурам у перший день, а DSM (50 і 100 мг/кг, внутрішньочеревно) вводили з 1 по 21 день. Пам’ять, хода, сенсомоторні функції та біомаркери окисного каліцтва. а мітохондріальні функції оцінювали у всьому мозку. Результати показали значне погіршення сенсомоторних можливостей, ходи, робочої та довготривалої пам’яті у щурів за допомогою QA-ICV. Ці поведінкові аномалії були значно послаблені DSM (50 і 100 мг/кг) і донепезилом (стандартний препарат).

Зменшення маси тіла (г), дієти та споживання води, викликане QA-ICV, також послаблювалося лікуванням DSM або донепезилом. QA-ICV пригнічував діяльність мітохондріальних комплексів I і II і викликав посилення окислювального та нітрозативного стресу разом зі зниженням ендогенних антиоксидантів у мозку. DSM залежно від дози покращував мітохондріальні функції та знижував окислювальний стрес у щурів, які отримували QA-ICV. DSM може бути можливою альтернативою в лікуванні нейродегенеративних розладів з основною патологією мітохондріальної дисфункції.

1. Вступ

Прогресуюча нейродегенерація з супутнім когнітивним і неврологічним дефіцитом є основними проявами кількох захворювань мозку, таких як хвороба Альцгеймера (AD), хвороба Паркінсона (PD) і хвороба Хантінгтона (HD).

Синаптичне ослаблення та порушення довготривалої потенціації через зниження експресії нейротрофінів (наприклад, нейротрофічних факторів, кальциневрину та факторів нервового розвитку), нейрохімічних аберацій (наприклад, ацетилхоліну, глутамату, моноамінів та с-аміномасляної кислоти), нейропептидів (наприклад, окситоцину, речовина Р, соматостатин і орексин), а зміни у внутрішньому середовищі мозку призводять до погіршення короткочасної і довгострокової пам'яті [1].

Шляхи збудження, опосередковані глутаматергічними рецепторами, часто пов'язані з консолідацією довготривалої пам'яті в гіпокампі та корі головного мозку [2]. Такі рецептори, як N-метил-D-аспартат (NMDAR), є важливим компонентом тривалої потенціації та депресії, а надходження кальцію через NMDAR і напругозалежні кальцієві (Ca2+)канали (VGCC) зміцнює синапс.

Однак надмірне збудження в мозку призводить до атрофії мозку через вільні радикали, прозапальні цитокіни та активацію шляхів загибелі клітин [3, 4].

Хінолінова кислота (ХК) є продуктом кінуренінового шляху метаболізму триптофану та є ендогенним лігандом NMDAR [5]. Хоча триптофан є обов’язковим для біосинтезу серотоніну та триптаміну, > 95% триптофану метаболізується через кінуреніновий шлях [6]. Метаболіти кінуренінового шляху (наприклад, кінуренова кислота) є нейроактивними, включаючи QA, і вони причетні до шизофренії, AD та HD [7]. ].

QA активує імунну систему (мікроглію та астроцити), посилюючи експресію хемотаксичних факторів (наприклад, моноцитного хемоаттрактантного білка -1, RANTES) і стимулюючи вільні радикали. Підвищення проникності через гематоенцефалічний бар’єр (ГЕБ) запобігає ефекту екранування від QA, що схиляє мозок до надлишкового припливу QA. QA є метаболічним інгібітором, що робить його потужним нейротоксином [8].

QA пригнічує моноаміноксидазу-B (MAO-B), глюконеогенез (через фосфоенолпіруваткарбоксикіназу), креатинкіназу, мітохондріальні комплекси та клітинне дихання, а також знижує рівень АТФ [9].

КЯ може підвищувати окислювальний стрес і знижувати антиоксиданти залежно або незалежно від NMDAR. Взаємодія QA-Fe2+ стимулює вільні радикали, що призводить до перекисного окислення ліпідів і пошкодження ДНК, що підтверджується підвищенням кількості гідроксильних радикалів, активності полі (АДФ-рибозо) полімерази (PARP) і активності лактатдегідрогенази (LDH) [10].

Клінічні дані також показали, що QA посилюється в мозку, крові та спинномозковій рідині (ЦСР) пацієнтів з AD та HD [5]. Результати минулого вказують на те, що QA може викликати когнітивний дефіцит та інші поведінкові аномалії в експериментальних тварин [11].

Нещодавні дослідження показали, що натуральні продукти можуть полегшити симптоми когнітивної дисфункції та покращити терапевтичний результат при нейродегенеративних розладах [12, 13]. Флавоноїдний глікозид, діосмін (3′,5,7-тригідрокси-4′-метокси флавон-7-рамноглюкозид), часто зустрічається в околоплодниках цитрусових (Rutaceae) [14].

Діосмін (DSM) складається з дисахаридної групи (6-O-(-L-рамнопіранозил)- -D-глюкопіранозил), приєднаної до агліконового фрагмента (діосметин) через глікозидний зв’язок і може бути біосинтезований з гесперидину.

Кишкова флора перетворює глікозид DSM в агліконовий фрагмент, який потім швидко всмоктується через шлунково-кишковий тракт. У людей період напіввиведення DSM становить від 26 до 43 годин при пероральному застосуванні [15].

Це вазоактивний препарат, який покращує мікроциркуляцію та лімфатичний дренаж, а також підвищує гнучкість вен шляхом послаблення метаболізму норадреналіну катехол-О-метилтрансферазою. DSM скасовує мікросудинну проникність, екстравазацію лейкоцитів і появу молекул адгезії, таких як ICAM-1і VCAM-1 [14, 15].

Кілька досліджень вказують на властивості DSM у мозку проти вільних радикалів та імунну гармонізацію [16, 17]. Клінічні дані свідчать про те, що DSM є добре переносимим, безпечним і нетоксичним препаратом [15]. У нутрицевтиках DSM (Daflon) часто пропонують для лікування венозних розладів, включаючи геморой і гіперглікемічні стани.

Попередні результати показали, що DSM може стимулювати вивільнення інсуліну з клітин, метаболізм вуглеводів і експресію транспортерів глюкози (GLUT). Крім того, це зменшує діабетичні ускладнення [15].

Він послаблює дисліпідемію та глюконеогенез у печінці [16]. У попередніх дослідженнях DSM покращував когнітивні функції, послаблював симптоми шизофренії та виявляв нейропротекторну дію на експериментальних тварин [16–19].

Сауміллер та ін. [20] у дослідженні відзначили опосередковане DSM зниження гіперфосфорилювання амілоїду та тау шляхом ослаблення кінази 3 глікогенсинтази в моделі миші 3 × Tg-AD. Ці висновки вдало означають, що DSM має потенціал для пом'якшення дисфункцій мозку проти QA. У цьому дослідженні QA використовувався для індукування деменції та інших неврологічних розладів у щурів.

QA може діяти як потужний нейротоксин, який пригнічує кілька шляхів і молекулярних механізмів у мозку, викликаючи прогресуючу нейродегенерацію та атрофію мозку. Сучасне дослідження було розроблено для вивчення результатів DSM на прототипі щура QA-ICV.

2. Матеріал і методи

2.1. Піддослідні тварини.

.чи дослідження було дозволено IAEC відповідно до протоколу №. ASCB/IAEC/14/20/145. Щурів AlbinoWistar (будь-якої статі, вагою від 200 г до 250 г, віком від 8 до 9 місяців) утримували в поліпропіленових кубоподібних корпусах типового розміру при штучних налаштуваннях температури (23 ± 2 градуси), послідовності 12:12 годин темрява/світло та вологість (40 ± 10%) у приміщенні для тварин. Гризунів годували стандартним поживним кормом (Ashirwad Manufacturers, Пенджаб) і очищеною водою за бажанням.

Усі процедури з тваринами виконуються виключно відповідно до вказівок CPCSEA, GOI, Нью-Делі. Опікуни та доглядачі тварин не знали щодо різних терапевтичних схем, що застосовуються для когорт тварин.

Дослідження на тваринах проводили після принаймні одного двотижневого ознайомлення. Усі дослідження з використанням тварин проводилися від 0900- до 1600- годин годин на день.

2.2. Наркотики та хімікати.

Діосмін (DSM: 520-27-4), хінолінова кислота (QA: 89-00-9) і стандартні аналіти були придбані у Merck (Індія). Дигідрофосфат натрію (NaH2PO4), гідроксид натрію (NaOH), двоосновний фосфат калію (K2HPO4), нітроблюететразолій (NBT), феназинметосульфат (5-метилфеназинію метилсульфат), етилендіамінтетраоцтова кислота (EDTA), альбумін бичачої сируми (BSA), {{ 7}}[4-(2-гідроксіетил)піперазин-1-іл]етансульфонова кислота (HEPES), 1,2-біс[2-[біс(карбоксиметил) аміно]етокси]етан (EGTA), рибофлавін, ціанід натрію (NaCN), натріумазид (NaN3), пірофосфат тетранатрію, перекис водню (H2O2), динатрій NADH (DPNH), тетранатрій NADPH (тетранатрієва сіль, відновлена ​​коензимом II), фосфорна кислота, фенол Фоліна та Чокальтеу (FCR) і реагент сульфосаліцилової кислоти (5-SSA) (HiMedia Laboratories, Махараштра, Індія); дигліцин, крижана оцтова кислота (CH3COOH), реактив Еллмана (3-карбокси-4-нітрофенілдисульфід, DTNB), азабензол (C5H5N) і лаурилсульфат натрію (SLS) (LobaChemie, Мумбаї, Індія); 4,6-дигідрокси-2-меркаптопіримідин (2-TBA), динатрій карбонат (Na2CO3) і (2-меркаптоетил)триметиламоній йодид ацетат (TCI chemicals, Індія); сульфат цинку (ZnSO4), сіль Рошелля (калію натрію L(+)-тартрат), 2-(1-нафтиламіно)етиламін дигідрохлорид, азотиста кислота натрію (NaNO2) і п-амінобензолсульфонамід (SiscoResearch Laboratories, Індія) ); бутиловий спирт (Fisher Scientific, Індія).

2.3. Інтрацеребровентрикулярна ін'єкція хінолінової кислоти.

Тварин піддавали анестезії внутрішньоочеревинним введенням (ip) коктейлю кетаміну (90 мг/кг) і ксилазину (10 мг/кг), використовуючи стерильну воду для ін’єкцій. Тіло лежало на теплій нагрівальній подушці, а в кріпленні стереотаксичного хірургічного інструменту розташовувалася голова. Скальп був розрізаний у серединно-сагітальній точці, і череп був відкритий шляхом розтягування шкіри.

Будь-який із двох бічних шлуночків було обрано довільно, і в черепі було просвердлено тім’яну кістку (стереотаксичні координати -0.8 мм передньо-задньо від брегми, ±1,5 мм медіолатерально від середньосагітального шва та ±3,6 мм дорсовентрально від поверхні тім’яної кістки ), щоб зробити отвір [21].

У перший день розчин хінолінової кислоти (QA) був свіжоприготований (240 нмоль) у PBS (Na+-K+ [PO4]2- забуферений фізіологічний розчин, pH 7,4) і поступово вводився за допомогою мікрошприца Гамільтона зі швидкістю потоку 1 мкл/хв у лівий або правий шлуночок головного мозку щурів протягом 5-6 хвилин з об’ємом ін’єкції 5 мкл ICV-носія [22].

Після інокуляції цілого препарату мікроголку не зміщували протягом 4-5 хвилин, щоб забезпечити дифузію препарату в спинномозковій рідині та перешкодити його регургітації. Еквівалентний об’єм (10 мкл) PBS-носія вводили ICV шамратам, яким проводили ідентичні операції, однак QA не вводили.

Після ін'єкцій препарату отвори були відновлені за допомогою фіксуючого засобу (фосфат цинку, PYRAX®) і виконано зшивання шкіри. Щоб запобігти контамінації (розмноженню бактерій), Neosporin® застосовували pro nata.

Для подолання післяопераційного сепсису вводили оризолін (Zydus Cadila) у дозі 30 мг/кг (в/б). Кожного щура забезпечили теплим середовищем (37 ± 0,5 градуса), щоб запобігти післяопераційній гіпотермії. Кожному щуру дозволяли напівтверду їжу (всередині клітини) і воду безкоштовно після операції протягом семи днів і містили окремо в окремій клітці (30 × 23 × 14 см3).

2.4. Протокол експерименту. DSM вводили щурам у дозах 50 і 100 мг/кг на масу тіла (в.т.) внутрішньоочеревинно (ip) шляхом використання 0,5% розчину диметилсульфоксиду в нормальному фізіологічному розчині (доза-об’єм 5 мл/кг) [17].

Тварини були випадковим чином розподілені на 5 кластерів в одинарному сліпому режимі (n � 5): (i) фіктивний (S), (ii) QA, (iii) QA + DSM50, (iv) QA + DSM100 та (v) QA + ДНП. Щурам на 1-й день проводили внутрішньомозкове введення QA (QA-ICV) або фіктивну операцію. DSM вводили протягом 21 дня поспіль щодня через 120 хвилин після QA-ICV, починаючи з першого дня і далі.

Донепезил (DNP) використовувався як стандартний препарат у цьому дослідженні та вводився (доза 3 мг/кг, внутрішньовенно) щурам, яким вводили QAICV, протягом 21 дня поспіль. Тваринам у контрольній групі та контрольній групі QA вводили носій (стерильний 0.5% диметилсульфоксид у нормальному фізіологічному розчині в об’ємі дози 5 мл/кг) з 1 по 21 день. Усе дослідження було проведено згідно зі схемою, зображеною на Рисунок 1.2.5. Локомоторна діяльність.

У всіх кластерах щурів середню рухову активність фіксували за допомогою актофотометра протягом 5 хвилин. Окрему тварину поміщали в актофотометр на 3 хвилини акліматизації. Потім щурам давали 5 хвилин, і результати викладали як підрахунки за 5 хвилин [11].

2.6. Rotarod Test. In rodents, the rotarod test typically evaluates the equilibrium and muscle synchronization facets of sensorimotor functions. .e rats were presented to acquisition trials until their ability to run reached >60 секунд на стержні, що обертається з дев’ятьма обертами за хвилину (об/хв).

Після випробувань одержання на циліндричний вал поміщали окремого щура, і швидкість обертання підвищували з постійною перервою в 10 секунд від 6 об/хв (попередня швидкість) до 30 об/хв (кінцева швидкість), що охоплювало понад 50 секунд. У результатах було зазначено середню затримку спаду (у секундах) від циліндричного вала, що обертається.

2.7. Аналіз сліду. Принцип проведення аналізу слідів у щурів полягає в оцінці аномалій ходи.

Для відбитків лапи щурів занурювали в чотири різнокольорові нетоксичні харчові барвники і їм дозволяли бігати по похилій доріжці (70 см × 10 см × 8 см). Основа злітно-посадкової смуги була закрита целюлозним листом білого кольору. Щурів спонукали до тьмяної ділянки підйому в кінці злітно-посадкової смуги, щоб отримати чіткі сліди. Після випробувань барвник обережно видаляли з кожної тварини теплою водою. Сліди ніг сканували, а «довжину кроку» вимірювали за допомогою стандартної лінійки. Довжина кроку була кількісно визначена шляхом розрахунку відстані між послідовними розміщеннями однакової лапи щура [11].

For more information:1950477648nn@gmail.com