Mehaaniline ülevaade diosmiinist põhjustatud neuroprotektsiooni ja mälu parandamise kohta intratserebroventrikulaarse kinoliinhappe roti mudelis: mitokondriaalsete funktsioonide ja antioksüdantide taaselustamine, 4. osa

2.12.4. Superoksiidi dismutaasi aktiivsus. SOD (EC1.15.1.1) toime kiirust (ühikut mg valgu kohta) arvestati Kakkar et al. protseduuriga. [33]. Reaktsioonisegu hõlmas 0,3 ml homogenaati, 100 µl 5-metüülfenasiiniummetüülsulfaati (197 μM) ja 1,3 ml naatriumdifosfaati (0,066 mM, pH 7,2). Reaktsioon käivitati, kasutades 200 µl -nikotiinamiidadeniindinukleotiidi (DPNH) (780 µM) ja peatati 60 sekundit hiljem, kasutades selles segus 1 ml glacial CH3COOH. Tekkinud kromogeeni kogus arvutati, märkides värvitugevuse lainepikkusel λmax� 560 nm.

Superoksiiddismutaas (SOD) on oluline ensüümaine, mis võib kehas mängida antioksüdantset rolli. Üha enam uuringuid on näidanud, et SOD-i ja mälu vahel on tihe seos.

Esiteks võib SOD ensüüm aidata kehal eemaldada vabu radikaale ja vähendada oksüdatiivse stressi kahjustusi neuronitele, kaitstes seeläbi närvisüsteemi normaalset talitlust. Närvisüsteemi normaalne talitlus on inimese mälu, õppimise ja muude arenenud mõtlemistegevuste võti. Seetõttu võib piisav SOD tase aidata meil säilitada head mälu, tunnetuse ja õppimise seisundit.

Teiseks võib SOD aidata ka inimkehal varustada piisavalt hapnikku. Vanuse ja keskkonna muutumisega väheneb järk-järgult organismi varustamine hapnikuga. Hapnik on üks võtmeaineid inimese rakkude ainevahetuses ja väga oluline ka hea mälu säilitamiseks. SOD võib aidata organismil säilitada hapnikutaset ja tagada inimkeha normaalsed põhilised metaboolsed funktsioonid, luues seeläbi tingimused mälu tekkeks ja säilitamiseks.

Igapäevaelus on ka piisava SOD taseme hoidmine väga lihtne. Saame suurendada keha SOD-i sisaldust dieedi kaudu, näiteks tarbides SOD-rikkaid köögivilju, nagu rohelised köögiviljad, kapsas ja porgand. Lisaks võib heade eluharjumuste säilitamine aidata meil säilitada ka tervislikku SOD taset, nagu mõõdukas treening, piisav uni jne.

Lühidalt öeldes on SOD ensüümi ja mälu vahel tihe seos. Keha SOD-i sisalduse suurendamine võib aidata meil säilitada terve närvisüsteemi ja soodustada arenenud mõtlemistegevuse normaalset edenemist. Mälu paremaks kaitsmiseks peaksime aitama kehal säilitada piisavat SOD taset teadusliku toitumise, eluharjumuste ja kehaliste harjutuste kaudu. On näha, et me peame parandama mälu ja Cistanche võib oluliselt parandada mälu, kuna Cistanche'il on antioksüdantne, põletikuvastane ja vananemisvastane toime, mis võib aidata vähendada oksüdatsiooni ja põletikulisi reaktsioone ajus, kaitstes seeläbi aju tervist. närvisüsteem. Lisaks võib Cistanche soodustada ka närvirakkude kasvu ja paranemist, parandades seeläbi närvivõrkude ühenduvust ja funktsiooni. Need mõjud võivad aidata parandada mälu, õppimisvõimet ja mõtlemiskiirust ning võivad samuti ära hoida kognitiivse düsfunktsiooni ja neurodegeneratiivsete haiguste teket.

Mälu parandamiseks klõpsake kohe

2.12.5. Katalaasi aktiivsus. Katalaasi (EC1.11.1.6) toime kiiruse hindamiseks võetakse analüüsitud segu (30 ml), mis sisaldab 50 µl, OD lahknevus (λmax � 240 nm). uuritav proov, 1,22 ml H2O2 (0,03 M) Na+-K+ [PO4]2- puhvris (pH 7,91, 0,06 M) ja 1,63 ml 0,06 M Na{{ Registreeriti 29}}K+ [PO4]2- puhver (pH 7,1).

Katalaasi aktiivsus (µmol H2O2 lagunemist minutis aju valgu mg kohta) arvutati, rakendades ε � 43,6/M/cm [34].2.12.6. Terve nitritite tase. .e Sastry jt tehnika.[35] rakendati kogu aju nitritite (μmolper mg ajuvalgu) hindamiseks.

Katseklaasides, mis sisaldasid 100 µl-uurimisproovi, 145 mg vase-kaadmiumi amalgaami, 500 µl H2CO3 puhvrit (pH 8,89), 0,44 M 100 µl NaOH-d ja 119,8 mM tsentrifuugiti 40 µl 40-l 40 võimsusel 40 10 minutit ja üleliigne ülemine vedelik (supernatant) eraldati.

Griessi kemikaal (50 µl) lisati 100 µl üleliigsesse vedelikku. Pärast 60-minutilist inkubeerimist märgiti kahekiirelise UV1700 spektrofotomeetri (Shimadzu) abil OD (λmax � 548 nm lainepikkus). Kavandati tüüpiline dilämmastikhappe naatriumi kõver (0,02–0,2 mM) ja kogu nitrit võrdsustati.

2.12.7. Valkude üldsisalduse määramine. Üldine valgu tase (mg/ml homogenaadi kohta) arvutati veise seerumi albumiini ebatüüpilise kõverusgraafiku abil, mille lahuse tugevus oli vahemikus 0,3 kuni 3,8 mg/ml. Uurimiskombinatsioon korraldati 250 µl homogenaadi, 5,1 ml Lowry reagendi, Na+-K+ [PO4]2- puhvriga (900 µl) ja 1,1 N 500 µl FCR-iga. OD erinevust täheldati lainepikkusel λmax � 650 nm [36].

2.13. Aju sektsioonide histopatoloogia. Gravitatsiooniga toidetud difusiooniseadet kasutades difundeeriti rotid intrakardiaalselt (vasaku vatsakese kaudu) 10% neutraalse puhverdatud formaldehüüdi (10% NBF) lahusega ja anesteseeriti ägedalt. Hipokampus ja kortikaalsed sektorid sukeldatakse fiksaatorisse (10:1 fiksaator: koeproportsioon), nimelt 10% NBF-i üheks nädalaks (4 kraadi), millele on lisatud 0,04% naatriumasiidi (pH 7,4).

Etüülalkoholi (70%) kasutati 4 kraadi juures hoitud fikseeritud koeportsjonite pakkimislahusena. Õhukeste osade (8, 0 μm) saamiseks kasutati mikrotoomi lõikurit (pöörlemistüüp), mis seejärel värviti värvaine hematoksüliini ja eosiiniga (H&E). slaidid muudeti püsivaks DPX-vaigu abil, mis hiljem kaeti kaanega ja kontrolliti läbi optilise mikroskoobi (binokli) 40-kordse suurendusega.

2.14. Statistiline analüüs. Kvalifitseeritud eksperimenteerija pimestas loomade rühmadele antud mitmesugused ravimirežiimid, uuris ja hindas andmeid. Kõrvalekalded ei olnud andmetes pragmaatilised (Grubbi test) ning Kolmogorovi-Smirnovi test ja Levene test kinnitasid vastavalt muutujate normaaljaotust ja dispersiooni homogeensust (HOV p > 0.05, Levene test).

Muidu ebavõrdse dispersiooni korral (HOV p < {{0}}.05, Levene test), Welchi ANOVA (p < 0.05, F'-statistika), ja Games-Howelli post hoc teste saab rakendada. Normaalselt jaotunud muutujate keskmisi kontrolliti ja seostati kahesuunalise dispersioonanalüüsi (ANOVA) ühesuunaliste või korduvate mõõtmistega. ANOVA puhul on tulemused F-statistikas olulised (p < 0,05), kasutati mitut võrdlustesti, nimelt Tukey HSD (aus oluline erinevus) või Bonferroni. Statistiliseks olulisuseks loeti p < 0,05 ja tulemused esitati kui keskmine ± keskmise standardviga (SEM).

3. Tulemused

3.1. DSM-i tulemused kehamassi (g), dieedi ja vee kohta QA-ICV-ga manustatud rottide allaneelamine. Kehakaalu, sööta ja vee allaneelamist analüüsiti kord nädalas, alates päevast 1.

Kehamassi (g), sööda ja vee tarbimise märkimisväärne vähenemine (p < {{{10}}}.001) 7. ja 14. päeval , ja 21 oli pragmaatiline rottidel, kellele tehti QA-ICV süstimine 1. päeval, võrreldes tošami kolleegidega (joonis 2). DSM (100 mg/kg) annustamine põhjustas kehakaalu olulise tõusu (7. päev < 0.05, 14. päev < {{38} }.01, 21. päev p < 0.001), voog (7. päev < 0.{{6{{63} }}}5, 14. päev p < 0,01, 21. päev p < 0,001) ja vee tarbimine (7. päev p < 0,01, 14. päev p < 0,05) rottidel QA-ICV.DSM vastu (50 mg/kg) vähendas oluliselt ka QA-ICV poolt esile kutsutud rottide kehakaalu langust (21. päev p < 0,05) ja söödatarbimist (7. päev p < 0,01) võrreldes rottidega, kes said ainult QA-ICV süsti. QA-ICV-ga ja DNP-ga töödeldud rottidel ilmnes oluline kehamassi (g) suurenemine (7. päev p < 0,05, 14. päev p < 0,001, 21. päev p < 0,001), sööda (7. päev p < 0,001, 14. päev p < 0,01, 21. päeval p < 0,001) ja veetarbimist (7., 14., 21. päeval p < 0,01) võrreldes rottidega, kes jäid kokku puutuma üksiku QA-ICV-ga.

3.2. DSM-i mõju liikumisele, motoorika koordinatsioonile ja rottide kõnnakule QA-ICV suhtes. Selles uuringus ei mõjutanud QA-ICV ega ravimite ravi loomade lokomotoorset aktiivsust.

QA rühm ei kujutanud aktinomeetri aparaadis olulist muutust 5 minuti keskmises loenduses võrreldes võltsrühmaga (joonis 3 (a)). Rottide sensormotoorse jõudluse ja kõnnaku hindamiseks kasutati Rotarodi ja jalajälje analüüsi.

Tulemused näitasid, et QA-ICV takistas oluliselt (p < 0.001) rottide motoorset koordinatsiooni (joonis 3(b)) ja kõnnakut (joonis 3(c)), mis kajastub pöörlevalt võllilt kukkumise latentsusaja vähenemises. ja rottide sammupikkus jalajälje analüüsis võrreldes tošami kolleegidega.

QA + DSM50 ja QA + DSM100 rühmad näitasid langeva latentsuse (p < 0,05, p < 0,01) ja sammu pikkuse (p) märkimisväärset suurenemist < 0,05, p < 0,001) QA rühma suhtes.

DNP-ravi nõrgendas oluliselt QA-ICV-d ja vähendas langemise latentsust (p < 0.001) ja sammu pikkust (p < 0,001) võrreldes rottidega, kellele manustati. QA-ICV üksi. Lisaks näitas ravi DSM-iga (100 mg/kg) olulist paranemist (p < 0,01) võrreldes DSM-iga (50 mg/kg) rottidel, kellele tehti QA-ICV.

3.3. DSM-i mõju rottide töömälule ja ruumilisele pikaajalisele mälule QA-ICV suhtes. Diskrimineerimisindeksi (%) langus NORT-is kinnitas töötüüpi mälu vähenemist.

ELT järkjärguline suurenemine 4-päevaste treeningkatsete jooksul ja TSTQ vähenemine taastamiskatsetes (viidi läbi 24 tundi pärast viimast treeningkatset) MWM-is tähendas pikaajalist mälukaotust rottidel.

Selles uuringus näitasid rotid, kes said ainult QA-ICV-ravi, märkimisväärset langust (p < 0,001) diskrimineerimisindeksis (%) võrreldes võltsiga (joonis 4(a)).

MWM testis ei näidanud 17. päeva treeningkatsed ELT olulist muutust erinevate rühmade vahel, kuid päeval 18 täheldati ELT märkimisväärset muutust. QA kohort näitas võltsitud kolleegidega võrreldes olulist (p < 0,001) ELT suurenemist (18.–20. päev) (joonis 4(b)) ja TSTQ langust (21. päev) (joonis 4(c)).

Ravi DSM-iga (100 mg/kg) nõrgestatud QA-ICV-ga põhjustas diskrimineerimisindeksi (%) vähenemise (p < 0.0{{14} }1), ELT suurenemine (18. päev p < 0,05, 19. päev p < 0,01, 20. päev p < 0,001) ja TSTQ vähenemine (p < 0,001) võrreldes rottidega, kes on läbinud ainult QA-ICV süsti.

QA + DSM50 kohort näitas olulist tõusu diskrimineerimisindeksis (%) (p < 0.001), 20. päeva ELT vähenemist (p < 0,01) ja tõusu. TSTQ (p < 0,001) QA rühma suhtes.

DNP-ravi suurendas diskrimineerimisindeksit (%) (p < {{0}}.001), vähendas ELT-d (18. päev p < 0,01, päev). 19p < 0,001, 20. päev p < 0,001) ja suurenenud TSTQ (p < 0,001) rottidel, kellele manustati QA-ICV, võrreldes kandjaga töödeldud QA-ICV rottidega. Lisaks näitasid DSM-i (100 mg/kg) korduvad süstid mälufunktsioonide olulist paranemist võrreldes DSM-iga (50 mg/kg) rottidel, kellele tehti QA-ICV.

3.4. DSM-i tulemused aju mitokondriaalsel kompleksil QA-ICV süstitud rottidel.

Mitokondriaalset aktiivsust kogu aju homogenaadis hinnati pärast käitumiskatseid. Tulemused näitasid olulist langust (p < 0.001) QA-ICV-ga homogenaadi aju mitokondriaalse fraktsiooni kompleksse I/II määras võrreldes võltsiga (joonis 5). ..on kompleksi I/II aktiivsuse vähenemine QA-ICV ravi tõttu nõrgenenud (kompleks I p < {{10}}.05, p < 0,001; kompleksi II p < 0,01, p < 0,001) DSM-iga (50 ja 100 mg/kg), mida manustati 21 järjestikuse päeva jooksul, võrreldes QA-ICVad manustatud rottidega, kellele manustati ainult ravimit kandjaga. DNP suurendas oluliselt (p < 0,001) kompleksi I/II aktiivsust erinevalt kandjast QA-ICV-ga süstitud rottidel.

3.5. DSM-i mõju aju mitokondriaalsele oksüdatiivsele stressile QA-ICV-ga süstitud rottidel. Tulemused näitasid märkimisväärset tõusu (p < 0.001) TBARS-is ja üldnitritites ning GSH, GPx, SOD ja katalaasi aktiivsuse vähenemist aju toondriaalses fraktsioonis. homogeniseerida QA-ICV-ga, võrreldes võltsiga (joonis 6). .on augmentatsioon ajusTBARS (p < 0.05, p < 0.001) ja üldnitritid (p < {{ 21}}.05, p < 0.01) ja GSH langus (p < 0.05, p < {{ 39}},001), GPx (p < 0,05, p < 0,001), SOD (p < 0,01, p < 0,001) ja katalaasi (p < 0,05, p < 0,001) aktiivsust QA-ICV raviga nõrgendas DSM ( 50 ja 100 mg/kg), mida manustati katkematult 21 päeva, võrreldes QA-ICV-ga manustatud dratidega, kellele manustati ainult vehiikulit. DNP vähendas märkimisväärselt (p < 0,001) aju TBARS-i ja totalnitritite akumulatsiooni ning suurendas (p < 0,001) GSH, GPx, SOD ja katalaasi aktiivsust võrreldes kandjaga QA-ICV-ga ravitud rottidel.

Lisaks näitas DSM-ravi (100 mg/kg) lipiidide peroksüdatsiooni märkimisväärset langust (p < 0.001) ja intensiivistumist endogeensed antioksüdandid, nagu GSH (p < 0,001), GPx (p < 0,01), SOD (p < 0,05) ja katalaas (p < 0,05), võrreldes DSM-iga (50 mg/kg) QA-ICV-le allutatud rottidel. 3.6. DSM-i mõju aju histopatoloogiale rottidel QAICV vastu.

Histopatoloogilises analüüsis täheldati QA rühmas suuri muutusi raku arhitektuuris. Šamaanidel ei ilmnenud neurodegeneratsiooni märke. QA-ICV-ravi põhjustas märkimisväärseid muutusi, mida tõi esile püknoos ja plasmamembraani muljumine ajukoore ja hipokampuse (CA 1 ja (2) neuronites). QAICV rottide ravi DSM või DNP-ga nõrgendas neurodegeneratsiooni patoloogilisi tunnuseid (joonis 7).

4. Arutelu

QA (2,3-püridiindikarboksüülhape) on glutamaadiga sarnane eksitotoksiin, mis on võimeline esile kutsuma neurodegeneratsiooni, kuna selle kontsentratsioon suureneb koos vanusega [5]. NMDAR-ide ja aminofosfonaatide antagonistid võivad takistada QA neurodegeneratiivset eksitotoksilisust, mis viitab sellele, et QA toimib NMDAR-ide kaudu ajus [9]. BBB toimib kaitsva barjäärina ja piirab QA neurotoksilisust.

Kuid tõendid näitavad QA suurenenud patoloogilist akumuleerumist mitmesuguste neurodegeneratiivsete häirete korral.

Ajus kataboliseerib kinolinaatfosforibosüültransferaas (QPRT) QAto NAD+ ja süsinikdioksiidi. QPRT aktiivsus on maksimaalne haistmissibulas ja madalaim ajukoores, hipokampuses ja juttkehas, kus QA võib avaldada nendes ajupiirkondades suurel määral neurotoksilisust. Neid ajupiirkondi mõjutavad negatiivselt paljud neurodegeneratiivsed häired, nagu AD, PD, HD ja skisofreenia, mis põhjustavad tõsist kognitiivset langust [9, 10].

Selles uuringus manustati QA-d otse ICV kaudu, et ületada täiskasvanud rottide BBB piirangud. DSM on bioaktiivne looduslik flavonoid, mis on näidanud terapeutilist toimet traumaatilise ajukahjustuse [16], skopolamiinist põhjustatud amneesia [17], apomorfiini ja ketamiini põhjustatud psühhoosi [18] ja kroonilise ettearvamatu kerge stressi [19] vastu.

DSM on võimeline parandama glükoosi metabolismi, insuliini signaaliülekannet ja diabeedi tüsistusi ning võib ära hoida energia ammendumist ja sellest tulenevaid neurodegeneratiivsete häiretega seotud negatiivseid tagajärgi [14, 15].

QA keelab mitokondriaalse funktsiooni ja energiat tootvad aeroobsed hingamisteed ajupiirkondades, mida mõjutavad negatiivselt neurodegeneratiivsed häired [5].

Seetõttu puutusid käesolevas uuringus rotid, kellele manustati päeval QA-ICV-d, DSM-ravi 21 järjestikusel päeval ning hinnati biokeemilisi parameetreid ja käitumisfunktsioone.

idonitrosatiivne stress ja endogeensete antioksüdantide taseme langus QA-ICV poolt kogu aju homogenaadi mitokondriaalses fraktsioonis. Varasemad uuringud näitavad ka NMDAR-sõltuvat ja NMDAR-ist sõltumatut vabade radikaalide suurenemist ja põletikulist halvenemist QAin katseloomade poolt [5, 9, 10].

Praegustes katsetes suurendas QA lipiidide peroksüdatsiooni ja üldnitritite sisaldust ajus. Vabad radikaalid ja sellest tulenevad modifikatsioonid raku biomolekulides, nagu lipiidid, valgud ja DNA, on neurodegeneratiivsete häirete peamised patogeensed muutused.

Lipiidperoksiidid, nagu malondialdehüüd (MDA), 4-hüdroksü2-nominaalne (4-HNE), isoprostaanid ja akroleiin on väga toksilised aldehüüdid, mis akumuleeruvad kergesti bioaduktide kujul ja on vastupidavad autofaagilistele ja muudele eemaldamismehhanismidele [37, 38].

Nende lahustumatute aduktide patogeenne tõus rikub raku terviklikkust, mis põhjustab sisemise homöostaasi kadumise, sisemiste komponentide lekkimise ja rakusurma [38].

Lisaks korreleerub nitraatide sisalduse suurenemine otseselt lämmastikoksiidi vabanemise tasemega rottide ajus. QA-ICVoni manustamine esimesel päeval kutsus esile märkimisväärse nitraadisisalduse suurenemise rottide ajus. Lämmastikoksiid on gaasiline neurotransmitter, mis osaleb sünaptilises modulatsioonis ja pikaajalises võimendamises, toimides NMDAR-ide kaudu tahapoole [39, 40].

Lämmastikoksiidi biosünteesib lämmastikoksiidi süntaas (NOS-neuronaalne) vastusena postsünaptiliste NMDAR-ide aktiveerimisele. Kaltsiumiioonide sissevool postsünaptiliste NMDAR-ide kaudu aktiveerib neuronaalse NOS-i, mis viib lämmastikoksiidi tekkeni, mis stimuleerib presünaptilist glutamaadi vabanemist sünapsis.

Kuid liigne NMDAR-i aktiveerimine ja sellest tulenev ilmne kaltsiumioonide rakusisene sissevool ja lämmastikoksiidi biosüntees põhjustavad reaktiivsete hapnikuliikide (ROS), nagu alkoksüül (RO_), superoksiid (O•−2) sisalduse suurenemist. , peroksüül (RO2·), hüdroksüülradikaalid (OH•) ja vesinikperoksiid (H2O2) ja reaktiivsed lämmastiku liigid (RNS), nagu dilämmastik anhüdriid (N2O3), peroksünitrit (ONOO−) ja lämmastikdioksiid (•NO2) [41–43].

RNS muudab valke, põhjustades toproteiinide nitrosüülimist ning S-glutatioolide ja nitrosotioolide moodustumist. Lämmastikoksiid osaleb veresoonte kahjustustes (nt BBB ja isheemia kahjustus) ja põletikulises reaktsioonis makrofaagide, astrotsüütide, maatriksi metalloproteinaaside (MMP) ja adhesioonimolekulide aktiveerimise kaudu [44, 45].

Peroksünitritid põhjustavad guaniini nukleotiidide nitreerimist, mille tulemuseks on DNA üheahelaline rebend, käivitades PARP-raja ja keelades ka DNA parandamise ensüümid [46].

Lämmastikoksiid inhibeerib tsütokroom c oksüdaasi ja pärsib seeläbi mitokondriaalset ATP tootmist [39]. Seega võib liigne nitritite akumuleerumine põhjustada ajus energiapuudulikku seisundit, mis tagab veelgi ATP-st sõltuvate ioonpumpade talitlushäire, naatriumioonide akumuleerumise (põhjustab rakkude turset), kaltsiumi sissevoolu suurenemist ja ülierutuvust [47]. Tsütoplasmaatilise kaltsiumi taseme suurendamine on ROS-i ja RNS-i väljundi ning kaltsiumist sõltuvate rakkude hävimisradade aktiveerimise esmane mehhanism proteaaside ja kalpaiinide aktiveerimise kaudu [48].

Neurodegeneratiivsete haiguste korral on haiguste patogeense progresseerumise keskmes vabad radikaalid, kaltsium, lipiidide peroksüdatsioon ja DNA moonutamine. Varasemates uuringutes näitas oksüdatiivse stressi biomarkerite analüüs MDA, 4-HNE ja 8-hüdroksü-2'-deoksüguanosiini (8-OHdG) amplifikatsiooni tserebrospinaalvedelikus , aju- ja vereproovid [49, 50].

Praegustes katsetes tühistas DSM (50 ja 100 mg/kg) märkimisväärselt QA-ICV poolt põhjustatud lipiidide peroksüdatsiooni ja üldnitritite intensiivistumise aju mitokondriaalses osas.

Varasemad aruanded kinnitavad ka DSM-i vabu radikaale nõrgendavat ja põletikuvastast toimet katseloomade kogu ajus [16–20]. Standardravim, DNP, nõrgendas ka lipiidide peroksüdatsiooni (TBARS) ja üldnitrite QA-ICV-ga kokku puutunud rottide ajus.

ROS-i ja RNS-i biosünteesi peamised asukohad on mitokondrid, peroksisoomid, endoplasmaatiline retikulum ja plasmamembraanid [51]. Rakuhingamine mitokondrites on ROS-i, näiteks superoksiidi ja hüdroksüülradikaalide peamine generaator. Peroksisoomid on vesinikperoksiidi tootmise keskne keskus.

Superoksiidi anioon omandab Fentoni reaktsiooni kaudu elektroni molekulaarsest hapnikust ja dismutaasidest vesinikperoksiidiks. Seejärel metaboliseeritakse see vesinikperoksiid katalaasi toimel veeks ja hapnikuks või see võib tekitada hüdroksüülradikaale.

H2O2 võib Haber-Weissi reaktsiooni kaudu tekitada ka toksilisi hüdroksüülradikaale. Superoksiidi anioon võib lämmastikoksiidiga reageerides moodustada peroksünitrite [52, 53]. Need vabad radikaalid käivitavad mitokondriaalse läbilaskvuse üleminekupoore (mPTP), mis põhjustab tsütokroom c lekkimist, mitokondriaalset degeneratsiooni ja rakkude hävimist.

Mitokondriaalne kompleks I on värav eeselektronide sisenemiseks NADH-st hingamisahelasse. Kompleks I ja II võivad tekitada superoksiidi anioone vastusena kõrgemale NADH/NAD+ suhtele, mille tulemuseks on FMN-i (flaviini mononukleotiid) sait kompleksil I ja elektron. panus suktsinaatdehüdrogenaasi (SDH) redutseeritud koensüümi Q tekkesse on seotud suure prootonmotoorjõuga, mis viib elektronide pöördtranspordini [54]. QA on hästi tunnustatud mitokondriaalsete funktsioonide inhibiitor [5].

Selles uuringus põhjustas QA-ICV aju mitifragmendi kompleksi I ja II kiiruse inhibeerimist rottidel. QA-indutseeritud aberratsioonid mitokondriaalsete elektronide transpordiahela funktsioonides võivad olla rottide aju oksüdatiivse moonutamise peamiseks põhjuseks. Kuid DSM (50 ja 100 mg/kg) taaselustas ajukompleksi I ja II aktiivsuse QA-ICV-ga nakatatud rottidel.

DNP-ravi näitas ka olulist paranemist I ja II kompleksi funktsioonides aju mitokondrites QA-ICV tsütotoksilisuse vastu. Antioksüdantide tasemete analüüs näitas, et DSM-ravi 21 päeva järjest nõrgendas QA-ICV-indutseeritud endogeensete antioksüdantide, nagu GSH, GPx, SOD ja katalaas, langust.

SOD, katalaas ja tioolist sõltuvad antioksüdandid, nagu GSH ja GPx, on esimene kaitseliin oksüdatiivse moonutamise vastu. SOD ja katalaas detoksifitseerivad vastavalt superoksiidianione ja H2O2 ning GPx ja GSH osalevad H2O2 eemaldamises ja lipiidperoksiidide (MDA, 4-HNE jne) lagunemises vastavateks alkoholideks, eriti mitokondrites ja tsütoplasmas [ 55]. Praeguses uuringus suurendasid DSM (50 ja 100 mg/kg) või DNP-režiimid antioksüdantset toimet rottide ajus, mis olid suunatud QA-ICV neurotoksilisusele.

DSM-i ja DNP-ga neuroprotektsioon ilmnes roti aju hipokampuse ja kortikaalsete piirkondade H&E värvimise analüüsis. QA-ICV ravi põhjustas märkimisväärseid muutusi raku arhitektuuris, mida rõhutasid püknoos, rakkude turse ja plasmamembraani mullid. Neid patogeenseid muutusi nõrgendasid DSM- ja DNP-ravid eraldi rotirühmades. Praeguses protokollis näitas DSM (100 mg/kg) olulist paranemist biokeemilistes parameetrites QA-ICV suhtes ja samuti nõrgendas patoloogilist rakkude moonutamist, mis ilmnes histoloogilises analüüsis võrreldes DSM-iga (50 mg/kg). Seega kujutasid need leiud DSM-i annusest sõltuvat mõju neurodegeneratsiooni QA-ICV roti mudelis.

Iganädalases analüüsis oli QAICV-ga ravitud rottidel pragmaatiline keskmise kehamassi (g), sööda ja vee allaneelamise märkimisväärne langus. Ainuüksi QA-ICV-ga ravitud rottidel mõjutasid negatiivselt ka motoorset koordinatsiooni (rotarodi test) ja kõnnakut (jalajälje analüüs).

Lokomotoorset aktiivsust ei mõjutanud praeguses katsekomplektis mitmesugused ravimid. Kuid DSM-i või DNP-ga töödeldud rottidel ilmnes märkimisväärne motoorse koordinatsiooni ja QA-ICV toksilisuse paranemise paranemine. DSM või DNP eraldiseisvad QA-ICV-ga ravitud rottide rühmad suurendasid ka kehamassi (g), toitumist ja veetarbimist.

Mälu parameetreid hinnati NORT (päev 16) ja MWM (päevad 17–21) paradigmade abil. QAICV-ga ravitud rottide diskrimineerimisvõime langus NORTis toetas töömälu kaotust.

MWM-i uuringutes põhjustas QA-ICV ELT suurenemise nelja päeva jooksul kestnud treeningkatsetes ja TSTQini otsimiskatsete vähenemise 5. päeval. Need leiud näitasid rottide pikaajalise ruumilise mälu vähenemist QAICV-ravi tõttu. DSM- või DNP-ravi vähendas 1. päeval QA-ICV-ga nakatatud ELTin-rottide diskrimineerimisindeksi langust ja suurenemist. Kaasaegsed leiud on kooskõlas varasemate aruannetega, mis kinnitasid DSM-i mälu parandamise aktiivsust katseloomadel [16–20 ].

DSM (100 mg/kg) näitas annusest sõltuvat töömälu ja pikaajalise mälu paranemist võrreldes DSM-iga (50 mg/kg) QA-ICV suhtes. Leiud näitasid, et DSM võib QA-ICV mudelis parandada ajufunktsioone, nagu mälu, motoorne koordinatsioon ja kõnnak. Diosmiin on aflavonoidglükosiid, mis sisaldab suhkruosa (rutinosidisahhariid) ja aglükoonirühma diosmetiin. Mitmetes prekliinilistes uuringutes manustatakse diosmiini parenteraalselt (ip) [17, 56] ja tuleb kiiresti leida sobiv ravimvorm, mis võimaldaks prekliinilisi leide kliinilistes tingimustes paremini üle kanda.

Osakeste suuruse vähendamist ja pindala suurendamist saab kasutada, et suurendada nende transporti läbi bioloogiliste barjääride [57]. Selles kontekstis prooviti kasutada mikroniseeritud diosmiinipreparaati [58], millel oli suurem biosaadavus ja farmakokineetilised omadused, kuid diosmiini sihipärane aju-spetsiifiline kohaletoimetamine on endiselt suur väljakutse.

5. Järeldused

Praeguses terapeutilises stsenaariumis, kus pole saadaval sellist ravimit, mis suudaks taaselustada neurodegeneratiivsete seisundite, nagu AD ja HD, patogeenset arengut, on nihe looduslike abinõude poole pragmaatiline. Praegused ravistrateegiad keskenduvad ainult sümptomaatilisele paranemisele ja ükski neist ei saa haiguse arengu järjestust ümber pöörata. Me täheldasime, et diosmiin taastas neurodegeneratsiooni QA-ICV rotimudelis kognitiivsed funktsioonid (töötav ja pikaajaline ruumimälu). Diosmin parandas rottide sensomotoorset jõudlust ja kõnnakut QA-ICV suhtes. Diosmiiniga ravitud QA-ICV rottide käitumuslike funktsioonide paranemine on peamiselt tingitud mitokondriaalsete düsfunktsioonide nõrgenemisest ja aju oksüdatiivsest moonutusest. Seega võib diosmiini kasutada alternatiivse raviainena mitokondriaalse düsfunktsiooni päritolu neurodegeneratiivsete häirete vastu. Siiski on selle neuroprotektiivse mehhanismi ja rakenduste kliiniliste seadete väljaselgitamiseks kohustuslikud täiendavad uuringud.

Andmete kättesaadavus

Selle uuringu andmed on kättesaadavad vastava autori asjakohasel nõudmisel.

Eetiline heakskiit
. kogu loomkatsete komplekti kiitis heaks IAEC (kinnitus nr ASCB/IAEC/14/20/145) ja need viidi läbi loomkatsete eetilisi suuniseid rakendades, mille on välja andnud "Loomkatsete kontrolli- ja järelevalvekomitee (CPCSEA), GOI, New Delhi."

Huvide konfliktid

Autorid kinnitavad, et huvide konflikti ei esine.

Viited

[1] T. Heinbockel ja B. Antonei: Sissejuhatav peatükk: .Närvifunktsiooni ja düsfunktsiooni ekeemiline alus, Aju funktsiooni ja düsfunktsiooni neurokeemiline alus.

[2] AV Eapen, D. Fernandez-Fern ´Mendez, J. Georgiou et al., "Multiple roles of GluN2D-containing NMDA receptors inshort term potentiation and long-term potentiation in mousehippocampal slices", Neuropharmacology, vol. 201, lk. 108833,2021.

[3] A. Singh, R. Kukreti, L. Saso ja S. Kukreti, "Oxidative stress: a key modulator in neurodegenerative betegségek", Molecules, vol. 24, nr. 8, lk. 1583, 2019.[4] J. Song, X. Yang, M. Zhang, C. Wang ja L. Chen, "Glutamaadi metabolism mitokondrites on tihedalt seotud Alzheimeri tõvega", Journal of Alzheimer's Disease, vol. 84, nr. 2, lk 557–578, 2021.

[5] R. Lugo-Huitron, P. Ugalde Muñiz, B. Pineda, J. Pedraza-´Chaverr´ı, C. R´ıos ja V. Perez-de la Cruz, "Kinoliinihape: endogeenne neurotoksiin" mitme sihtmärgiga," OxidativeMedicine and Cellular Longevity, vol. 2013, artikli ID 104024, 14 lk, 2013.

[6] TW Stone ja LG Darlington, ".e kinurenine pathwayas terapeutiline sihtmärk kognitiivsete ja neurodegeneratiivsete häirete korral", British Journal of Pharmacology, vol. 169, nr. 6, lk. 1211–1227, 2013.

[7] VK Sharma, TG Singh, NK Prabhakar ja A. Mannan "Kynureniini metabolism ja Alzheimeri tõbi: potentsiaalsed sihtmärgid ja lähenemisviisid", Neurochemical Research, 2022.

[8] DC Maddison ja F. Giorgini, ".e kynurenine pathwayand neurodegenerative disease", Seminars in Cell & Developmental Biology, vol. 40, lk 134–141, 2015.

[9] Y. Liang, S. Xie, Y. He et al., "Kynurenine pathway metabolitesas biomarkers in Alzheimer's disease", Disease Markers, vol. 2022, artikli ID 9484217, 15 lehekülge, 2022.

[10] GJ Guillemin, "Kinoliinihape, vältimatu neurotoksiin", FEBS Journal, vol. 279, nr. 8, lk 1356–1365, 2012.

[11] MK Arora, A. Kisku ja A. Jangra, "Mangiferiin parandab tserebroventrikulaarse kinoliinhappe põhjustatud kognitiivseid puudujääke, oksüdatiivset stressi ja neuroinflammatsiooni Wistarratsis", Indian Journal of Pharmacology, vol. 52, nr. 4, lk. 296–305, 2020.

[12] M. Sharifi-Rad, C. Lankatillake, DA Dias jt, "Looduslike ühendite mõju neurodegeneratiivsetele häiretele: prekliinilisest kuni farmakoteraapiani", Journal of ClinicalMedicine, vol. 9, nr. 4, lk. 1061, 2020.

For more information:1950477648nn@gmail.com