Пунікова кислота та її роль у профілактиці неврологічних розладів: огляд, частина 1

Анотація:

Мільйони людей у ​​всьому світі страждають від нейродегенеративних захворювань (НД). НД характеризуються прогресуючим пошкодженням і загибеллю нервових клітин, що супроводжується високим рівнем запальних біомаркерів і станом окисного стресу.

Нейродегенеративні захворювання, такі як хвороба Альцгеймера та деменція, є поширеними захворюваннями, з якими ми стикаємося сьогодні. Ці захворювання призведуть до загибелі нейронів і атрофії клітин головного мозку пацієнта, що призведе до зниження когнітивних функцій. Пам'ять є однією з найбільш постраждалих сфер.

Однак, навіть перед обличчям цих загроз хвороб, ми не повинні відмовлятися від інвестицій у наше психічне здоров’я та роботи над ним. Дослідження показують, що активний спосіб життя, психічне здоров’я та інтелектуальні вправи можуть значною мірою затримати прогресування нейродегенеративних захворювань і зберегти хорошу пам’ять.

Наприклад, аеробні вправи та тренування мозку можуть покращити структуру та функції мозку та затримати деградацію когнітивних функцій. Поживна, збалансована дієта, достатній сон і соціальне спілкування також є важливими факторами для підтримки доброго здоров’я та можуть допомогти запобігти нейродегенеративним захворюванням і зберегти пам’ять.

Інші вчені вважають, що як самоефективність, так і емоційна рівновага можуть допомогти нам зберегти пам’ять. Наприклад, коли ми бачимо, як вирішуємо проблему чи досягаємо мети, ми почуваємося більш впевненими та щасливими, і ці почуття можуть допомогти нам зберегти наше психічне здоров’я, що, у свою чергу, допомагає підтримувати хорошу пам’ять.

У повсякденному житті ми також можемо виконувати деякі прості тренування, щоб покращити пам’ять. Наприклад: запам’ятовування номерів телефонів, днів народження, імен та іншої інформації, читання статей вголос і пригадування їх змісту – все це дуже ефективні методи.

Хоча нейродегенеративне захворювання є серйозним захворюванням, воно також нагадує нам про необхідність підтримувати хороші життєві звички та позитивний настрій, щоб забезпечити наше психічне здоров’я та пам’ять, а також зробити наше життя здоровішим, повноціннішим і кращим! Можна побачити, що нам потрібно покращити пам’ять, і Cistanche deserticola може значно покращити пам’ять, оскільки Cistanche deserticola є традиційним китайським лікарським матеріалом, який має багато унікальних ефектів, одним із яких є покращення пам’яті. Ефективність Cistanche deserticola пояснюється багатьма активними інгредієнтами, які він містить, включаючи дубильну кислоту, полісахариди, флавоноїдні глікозиди тощо. Ці інгредієнти можуть сприяти здоров’ю мозку різними шляхами.

Клацніть «Знай, як покращити короткочасну пам’ять».

Пунікова кислота, основний біологічно активний компонент олії насіння граната (Punica granatum), є омега-5 ізомером кон’югованої лінолевої кислоти, яка продемонструвала сильну антиоксидантну та протизапальну дію, що сприяє її позитивній дії проти широкого спектру хвороби. Пунікова кислота зменшує окисне пошкодження та запалення, збільшуючи експресію рецепторів, що активуються проліфераторами пероксисом.

Крім того, він може зменшити утворення бета-амілоїдних відкладень і гіперфосфорилювання тау шляхом збільшення експресії білка GLUT4 і інгібування гіперактивації кальпаїну. Мікрокапсульований гранат із високим вмістом пунікової кислоти підвищує антиоксидантну активність PON1 у ЛПВЩ. Подібним чином інкапсульовані гранатові композиції з високим вмістом пунікової кислоти показали підвищення активності антиоксиданту PON1 у ЛПВЩ.

Через обмежену проникність пунієвої кислоти в мозок було розроблено різноманітні препарати доставки для посилення біологічної активності пунієвої кислоти в мозку, зменшення симптомів неврологічних розладів.

Пунікова кислота є важливою нутрицевтичною сполукою для профілактики та лікування нейродегенеративних захворювань, таких як хвороба Альцгеймера, Паркінсона та Хантінгтона.

Ключові слова: антиоксидант; кон'юговану лінолеву кислоту; гематоенцефалічний бар'єр; Хвороба Альцгеймера; Хвороба Паркінсона; хвороба Гентінгтона; нейродегенерація.

1. Введення

Деякі з найпоширеніших захворювань, які можуть спричинити втрату незалежності у літніх людей, — це нейродегенеративні захворювання (НД), які стають все більш частими. Нейродегенеративний процес — це прогресуюча втрата функції або загибель клітин центральної нервової системи, що спричиняє збільшення моторних і когнітивних функцій. знецінення з часом [1].

Серед найбільш поширених НД є хвороба Альцгеймера (AD) і лобно-скронева деменція, хвороба Паркінсона (PD), хвороба Хантінгтона (HD), бічний аміотрофічний склероз (ALS) і множинні спіно-мозочкові атаксії. Захворюваність на AD серед населення віком 85 років і старше становить близько 30%, тоді як на PD становить близько 2% у людей старше 65 років, а на ALS повідомлялося про 1–2 випадки на 100000 осіб на рік, і очікується, що захворюваність різко зросте як популяції [2].

Тому існує потреба у впровадженні нових профілактичних заходів і розробці нових методів лікування ранніх стадій нейродегенерації. За оцінками Всесвітньої організації охорони здоров’я, глобальні соціальні втрати від деменції становлять 818 мільярдів доларів США, що еквівалентно 1,1% світового валового внутрішнього продукту. Поширеність AD в Латинській Америці досягає 8,5%.

Крім того, очікується, що до 2030 року близько 65,7 мільйонів людей будуть жити з деменцією, а до 2050 року – близько 115,4 мільйонів [3]. Смертність та інвалідність людей, спричинені цими неврологічними розладами, зросли, отже, розглядаючи їх як глобальну проблему для охорони здоров’я. Оскільки очікується, що захворюваність буде зростати в міру зростання населення, пошук нових рішень і стратегій для лікування нейродегенеративних захворювань стає все більш актуальною метою. Оскільки окисне пошкодження та запалення є ключовими шляхами розвитку нейродегенерації, досліджуються фітохімічні речовини з підвищеними антиоксидантними та протизапальними властивостями, щоб допомогти у запобіганні нейродегенерації та зупинити прогресування захворювання.

Гранат (Punica granatum) — давній і адаптований фрукт із Західної Азії, який належить до сімейства Punicaceae. Культивується в усьому світі, включаючи країни Близького Сходу, Азії, Європи та Америки, переважно в субтропічних і тропічних зонах у змінних кліматичних умовах [4,5]. Приблизно 50% від загальної маси фруктів припадає на шкірку, яка є важливим джерелом фенольних сполук, мінералів і складних полісахаридів. При цьому їстівна частина плодів граната складається з плодів (40%), багатих водою, цукрами, пектином і насіння (10%) [6].

Гранатові зерна містять багато компонентів, таких як поліфеноли та жирні кислоти, які сприяють їх корисному впливу. Олія насіння граната (PSO) становить близько 12% і 20% від загальної ваги насіння [7]. PSO містить 14 жирних кислот, найпоширенішою з яких є пунінова кислота 50–8{{20}}% [7–9], потім лінолева кислота (13–20%), пальмітинова кислота. кислоти (6–9 %), стеаринової (2–3 %), олеїнової (8–9 %), ліноленової (0,06–0,08 %) і арахідової (0,68–0,90 %) [9].

Було показано, що пунікова кислота, основний біоактивний компонент PSO, досягає потужного антиоксидантного ефекту, який сприяє її позитивному впливу проти широкого спектру захворювань, таких як остеопороз, має властивості проти ожиріння, підвищує експресію антиоксидантів і генів, пов’язаних з ліпідним обміном, і змінює склад і функцію ліпопротеїнів високої щільності (ЛПВЩ) [10–13].

Пунікова кислота є омега-5 ізомером кон’югованої -ліноленової кислоти (CLnA) і демонструє структурну подібність до кон’югованої лінолевої кислоти (CLA) [12]. Сама по собі пунікова кислота має широкий спектр біологічних ефектів, таких як протизапальні, антидіабетичні, проти ожиріння, антипроліферативні та антиканцерогенні властивості [14,15]. Основний біологічний механізм, описаний для пунікової кислоти, включає модуляцію диференціальної експресії рецепторів, активованих проліфератором пероксисом (PPAR), які контролюють експресію генів, що беруть участь у диференціації та проліферації клітин, регулюють ферменти, залучені в метаболізм ліпідів, і гомеостаз глюкози.

Крім того, PPAR тісно пов’язані з активацією та продукцією прозапальних біомаркерів [16–19]. Незважаючи на те, що антиоксидантні та протизапальні властивості пунікової кислоти можуть сприятливо впливати на лікування НД, спосіб її взаємодії на різних шляхах, пов’язаних із прогресуванням НД, може надати їй переваг перед іншими антиоксидантними нутрицевтиками.

Цей огляд має на меті представити огляд поточних знань про потенційні переваги пунієвої кислоти при неврологічних розладах і молекулярний механізм її впливу.

2. Основні шляхи розвитку неврологічних захворювань

Незважаючи на те, що всі НД мають різну патологію та симптоматику, їхні шляхи розвитку мають деякі спільні риси. Концептуальну модель, що класифікує різні шляхи, залучені до нейродегенерації, було розроблено з урахуванням чотирьох основних моделей дії [20] (рис. 1).

Загалом шляхи, які сприяють виживанню та дегенерації нейронів, включають: (1) внутрішньоклітинні механізми, такі як апоптоз [21], аутофагія [22], мітохондріальна функція, окислювальне пошкодження та відновлення [23], убіквітин/протеасома [24], (2 ) локальне тканинне середовище, таке як клітинна адгезія [25], ендоцитоз, нейротрансмісія [26], пріони/трансмісивний фактор [27], (3) системне середовище, таке як запалення/імунна відповідь [28], ліпідний/ендокринний метаболізм [29], мозок васкулатура [30], (4) і механізми, пов’язані зі старінням [31], наприклад, епігенетика [32], нейротрофічні фактори [33] і теломери [34]. Усі ці компоненти тісно пов’язані та взаємодіють один з одним, щоб модулювати нейродегенеративний процес (рис. 2).

2.1. Внутрішньоклітинний механізм

Серед внутрішньоклітинних механізмів, пов’язаних із виживанням і дегенерацією нейронів, пошкодження ДНК і дефектна репарація є найпоширенішими ознаками багатьох НД з ознаками прогресуючих рухових розладів.

Висока концентрація активних форм кисню (АФК) може викликати накопичення окисних пошкоджень ДНК у її послідовності та епігенетичні модифікації [24]. Змінена експресія генів може спричинити втрату нормальної нейронної функції та прогресивно викликати запрограмовану клітинну смерть і втрату нейронів [22]. Мітохондрії є основним джерелом клітинного виробництва АФК, і було виявлено, що окислювальне пошкодження може сприяти агрегації синуклеїнів і впливати на амілоїдні (А) та інші білки, пов’язані зі старінням і НД [22,35]. У довгоживучих немітотичних клітинах, таких як як нейронів, надлишок АФК спричиняє окислювальний стрес і порушення антиоксидантного захисту, що призводить до дисфункції мітохондрій та ініціації каскаду загибелі клітин [36].

Численні дослідження пов’язують вплив оксиду азоту та АФК із НД, включаючи нітрування тілець Льюїса при деменції з тільцями Льюїса та хворобі Альцгеймера (AD), нітрування β-синуклеїнів у пацієнтів із множинною системною атрофією, широко поширеними білками нітратів тау при AD та лобно-скроневою деменцією при паркінсонізмі. Зниження рівня оксиду азоту сприяє регуляції A в цереброваскулярній системі, а інгібування оксиду азоту затримує прогресування патології хвороби Паркінсона [37].

Подібним чином фактор некрозу пухлини-альфа (TNF-) є протизапальним цитокіном, пов’язаним з патогенезом НД через системне запалення [38]. Анти-TNF-терапія була запропонована кількома дослідженнями для зменшення патології AD, зменшення відкладення амілоїду та зменшення нейронального порушення [39]. Крім того, інсулінорезистентність мозку була описана як фактор, що викликає когнітивні порушення та нейродегенерацію.

Рівень інсуліну в мозку знижується під час старіння та хвороби Альцгеймера, що призводить до інгібування кількох фосфатаз, які беруть участь у дефосфорилюванні тау, що призводить до відкладення та накопичення позаклітинних амілоїдних (A)бляшок [40,41].

Рисунок 2. Схематичне зображення загальних фізіопатологічних ознак при нейродегенеративних захворюваннях (НД): (1) Мітохондріальна дисфункція внаслідок окисного стресу, старіння або пошкодження генетичних чи факторів навколишнього середовища, що призводить до надмірного виробництва АФК, які можуть активувати p53 і Bax ( регулятор апоптозу) транслокація, що забезпечує вивільнення цитохрому C (Cyt C) Мал. 2.

Схематичне представлення спільних фізіопатологічних ознак нейродегенеративних захворювань (НД): (1) Мітохондріальна дисфункція внаслідок окислювального стресу, старіння або пошкодження генетичних чи факторів навколишнього середовища, що призводить до надмірного виробництва АФК, що може активувати p53 і Bax (регулятор апоптозу) транслокація, яка забезпечує вивільнення цитохрому C (Cyt C), що призводить до активації (Cas 9) і каспази 3 (Cas3), що призводить до пошкодження ДНК і загибелі клітини або (2) апоптозу.

Подібним чином, надмірне виробництво АФК також призводить до окислювального стресу та (3) перекисного окислення ліпідів, що може призвести до білкових агрегатів, таких як -синуклеїн, а також до неправильно згорнутого амілоїдного пептиду, причому останній стає амілоїдною (A) бляшкою, що впливає на сигналізацію нейронів, індуковану (4) Холінергічна недостатність. У свою чергу, накопичення бляшки A індукує (5) активацію мікроглії з супутнім вивільненням (6) запальних цитокінів і викликає нейрозапалення.

З іншого боку, (7) порушення регуляції Ca 2+ через деполяризацію мембрани нейронів може викликати синаптичний дефіцит і сприяти накопиченню бляшок А, і (8) нейрофібрилярні клубки через активацію кальпаїну. Крім того, тривалий приплив кальцію призводить до надмірної активації нейронної синтази оксиду азоту (nNOS), при цьому збільшення синтезу оксиду азоту призводить до окислювального/нітрозативного стресу та загального запалення мозку. Крім того, накопичення АФК індукує (9) активацію кінази (кінази глікогенсинтази-3, GSK-3) і індукує гіперфосфорилювання тау, сприяючи накопиченню бляшок А.

Накопичення олігомерів А викликає видалення рецепторів інсуліну (IRS) з клітинної поверхні, індукуючи (10) резистентність нейронів до інсуліну та пригнічуючи активацію транспортера глюкози типу 4 (GLUT 4). Дисфункціональна передача сигналів інсуліну приводить до ссавців-мішені шляху рапаміцину (mTOR) і призводить до (11) нездатності аутофагії накопичувати бляшки.

Нарешті, синтезований холестерин зв’язує аполіпопротеїн Е (APOE) з утворенням частинок APOE–холестерин (APOE–CH). Частинки APOE–CH інтерналізуються в нейрони, а вільний холестерин метаболізується до 24-гідроксихолестерину (24-OHC), який згодом проходить через гематоенцефалічний бар’єр (ГЕБ) і надходить у плазму, тоді як плазма (12 ) 27-гідроксильний холестерин (27-OHC) надходить у мозок, підвищуючи рівень -синуклеїну та зрештою утворюючи тільця Леві (LB). Задні лінії вказують на стимуляцію, тоді як червоні лінії вказують на гальмування.

2.2. Місцеве тканинне середовище

Прогресуюча агрегація неправильно згорнутих білків, які сильно впливають на місцеве тканинне оточення, створюючи пошкодження, є патологічною ознакою, яка характеризує нейродегенеративні захворювання [42]. Ці неправильно згорнуті білки піддаються деградації білка, наприклад, через протеасоми. Інгібування шляхів деградації білків призводить до утворення стійких до протеази, таким чином, зменшуючи розмноження агрегованих білків, які сприяють неправильному згортанню клітинних білків [43].

Подібним чином аутофагія є основним механізмом, відповідальним за видалення білкових агрегатів, дисфункціональних клітинних органел і патогенів для підтримки клітинного гомеостазу. Накопичення незрілих аутофагічних вакуолей (AV) як наслідок порушення процесу аутофагії є загальною характеристикою, яка спостерігається в мозку пацієнтів з хворобою Альцгеймера.

Було показано, що мета передачі сигналів рапаміцину (mTOR) у ссавців пригнічується в корі та гіпокампі дорослих мишей моделі AD. Резистентність до інсуліну мозку індукує зміни в шляху інсуліну/інсуліноподібного фактора росту (IGF-1)-PI3K(фосфоінозитид 3-кіназа класу I)-Akt, що призводить до аномальної активації сигналізації mTOR, яка негативно регулює аутофагію індукції [44–46].

2.3. Системне середовище

Зміни в системному середовищі, такі як запалення, є поширеними при нейродегенеративних захворюваннях, таких як AD і хвороба Паркінсона (PD), і можуть викликати, поряд з окислювальним стресом, порушення складу протеома ліпопротеїнів високої щільності (HDL) [47]. Циркулюючі ЛПВЩ забезпечують стійкість до цереброваскулярної дисфункції при AD, яка відіграє важливу роль у метаболізмі та гомеостазі головного мозку, пригнічуючи кліренс А та тау, що призводить до утворення нейритичних бляшок та нейрофібрилярних клубків [48].

2.4. Механізм старіння

Склад жирних кислот і текучість мозкових мембран змінюються з віком. Поліненасичені жирні кислоти (ПНЖК), такі як докозагексаєнова кислота (DHA, 22:6 n-3) і арахідонова кислота (AA, 20:4 n{{5} }) є найбільш поширеними та важливими ПНЖК у мозку та відіграють вирішальну роль у старінні та нейродегенерації. У літніх людей DHA і AA знижують мембрани орбітофронтальної кори. Специфічний дефіцит ДГК може бути спричинений віковим зниженням активності ферменту, який бере участь у регуляції синтезу ДГК, поглинання та збирання у фосфоліпіди мозку (Zhang et al., 2018).

Водночас велике споживання з їжею омега-3 та омега-6 ПНЖК сприятливо для пам’яті здорових літніх людей. Цей процес опосередковується цілісністю та збереженням мікроструктури білої речовини склепіння головного мозку (Zamroziewicz et al., 2017). Кілька ПНЖК, таких як DHA та AA, вивчаються для розробки нових методів лікування НД та нейродегенерації [49, 50].

Пунікова кислота (18:3, ∆9цис, 11транс,13цис, n-5) є багатообіцяючим кандидатом, механізм дії якого ще не повністю з’ясований. У наступному розділі розглядатимуться характеристики та механізми, що представляють інтерес пунієвої кислоти, і їх потенційний зв’язок із запобіганням НД.

For more information:1950477648nn@gmail.com