Nano-PSO manustamine leevendab traumaatilisest ajukahjustusest tulenevaid kognitiivseid ja neuronaalseid puudujääke, 1. osa

Abstraktne: Traumaatiline ajukahjustus (TBI) on noorte populatsioonide üks levinumaid neuroloogiliste kahjustuste põhjuseid. Seda peetakse laialdaselt neurodegeneratiivsete haiguste, nagu Alzheimeri tõbi (AD) ja Parkinsoni tõbi (PD) riskifaktoriks.

Traumaatiline ajukahjustus on murettekitav seisund, mis võib meie aju tõsiselt kahjustada, mõjutades meid erineval määral mälus, mõtlemises ja otsuste tegemises. Kuigi need probleemid võivad meie elu mõnda aega mõjutada, on siiski palju positiivseid meetmeid, mis aitavad meil mälu taastuda või parandada.

Esiteks saame aidata parandada oma mälu läbi kognitiivse koolituse, mis võib hõlmata mängude mängimist, igapäevaste ülesannete täitmist ja oma aju stimuleerimist uute asjade õppimise kaudu. See koolitus võib aidata meil arendada uusi närviradasid, parandada meie mõtlemisvõimet ja parandada mälu.

Teiseks, igapäevaelus saame aidata meil säilitada terve aju, muutes oma toitumis- ja liikumisharjumusi. Mõned valgu-, vitamiini- ja antioksüdantiderikkad toidud, nagu köögiviljad, puuviljad ja pähklid, võivad aidata meil parandada meie kognitiivseid võimeid ja kaitsta meie aju kahjustuste eest. Lisaks võib regulaarne treenimine ja hea unekvaliteedi säilitamine olla kasulik ka aju taastumisele ja tervisele.

Lõpuks saame oma taastumisprotsessi toetada ja suunata, hoides ühendust pere, sõprade ja tervishoiutöötajatega. Teistega suhtlemine ning abi ja toe saamine aitab meil säilitada optimistlikku suhtumist, mis on meie aju taastumiseks ja mälu parandamiseks hädavajalik.

Kokkuvõtteks võib öelda, et kuigi traumaatiline ajukahjustus võib tuua kaasa mõningaid väljakutseid, saame neist raskustest üle saada ning parandada oma mälu ja kognitiivseid võimeid positiivsete tegevuste abil. Pidage meeles, et igaüks võib saavutada positiivseid tulemusi raske töö ja kannatliku pingutusega. On näha, et me peame parandama mälu ja Cistanche võib oluliselt parandada mälu, kuna Cistanche suudab reguleerida ka neurotransmitterite tasakaalu, näiteks tõsta atsetüülkoliini ja kasvufaktorite taset, mis on mälu ja õppimise jaoks väga olulised. Lisaks võib Cistanche parandada ka verevoolu ja soodustada hapniku kohaletoimetamist, mis tagab aju piisava toitumise ja energia, parandades seeläbi aju elujõudu ja vastupidavust.

Klõpsake nuppu Tea, kuidas oma mälu parandada

Neid haigusi iseloomustab osaliselt haigusspetsiifiliste valesti volditud valkude kuhjumine ja neil on ühised patoloogilised tunnused, nagu neuronite surm, samuti põletikulised ja oksüdatiivsed kahjustused.

On näidatud, et granaatõunaõli nanopreparaat [Nano-PSO (Granagard TM)] suunab selle toimeaine ajju ja pärsib seejärel mälu langust ja neuronite surma AD ja geneetilise Creutzfeldt Jacobi tõve hiiremudelites.

Selles uuringus näitame, et Nano-PSO manustamine hiirtele enne või pärast TBI-rakendust hoiab ära kognitiivse ja käitumusliku languse. Lisaks näitab aju immunohistokeemiline värvimine, et ennetav Nano-PSO-ravi vähendas oluliselt neuronite surma, vähendas glioosi ja hoidis ära mitokondriaalse kahjustuse mõjutatud rakkudes.

Lõpuks uurisime Western blot analüüsi abil Sirtuin1 (SIRT1) ja Synaptophysin (SYP) taset ajukoores.

NanoPSO tarbimine tõi kaasa vigastusejärgse SIRT1 ja SYP valgu kõrgema taseme. Kokkuvõttes näitavad meie tulemused, et Nano-PSO kui looduslik ajule suunatud antioksüdant võib ära hoida osa TBI-st põhjustatud kahjustustest.

Märksõnad: TBI; Nano-PSO; neuropõletik; oksüdatiivne stress; neurodegeneratsioon

1. Sissejuhatus

Traumaatiline ajukahjustus (TBI) on tõsine rahvatervise probleem ning noorte täiskasvanute ja eakate inimeste puude ja surma peamine põhjus. Seda peetakse üheks kõige levinumaks neuroloogiliseks vigastuseks, mis põhjustab haigestumust ja suremust ning mõjutab igal aastal üle 10 miljoni inimese kogu maailmas [1]. Kuna peavigastused ei nõua alati korraliku arstiabi otsimist, on need andmed tõenäoliselt veelgi suuremad.

TBI peamised põhjused on kukkumised, liiklusõnnetused, rünnakud ja spordivigastused [2]. TBI on levinud meeste seas ja eriti sagedane noorukitel ja noortel täiskasvanutel pärast liiklusõnnetusi ja alkoholiga seotud vigastusi.

See on levinud ka eakatel inimestel, kuna neil on suurem tõenäosus rupskite tekkeks [3]. Inimesed, kellel on olnud TBI, võivad kannatada nii lühiajaliste kui ka pikaajaliste käitumis-, kognitiivsete ja emotsionaalsete häirete all, olenevalt vigastuse raskusastmest [3] ].

TBI-ga kokkupuutunud patsiendid võivad väljuda vigastusteta, kuid võivad saada ka vigastusi, mis nõuavad pikaajalist haiglaravi ja lõppevad isegi surmaga. Umbes 40% TBI-järgsete raskete vigastuste juhtudest lõpeb surmaga, kusjuures ellujäänud kannatavad mitmesuguste neuroloogiliste häirete, sealhulgas epilepsia, dementsuse ja neurodegeneratiivsete haiguste all [3,4].

Mõõdukas vigastus põhjustab raske vigastusega sarnaseid morfoloogilisi muutusi, kuid need on vähem tõsised ja kognitiivsed kahjustused on enamasti kergemad kui raske vigastuse korral [5]. Lisaks on väljakujunenud tõendeid selle kohta, et TBI on oluline riskitegur selliste neurodegeneratiivsete haiguste nagu Alzheimeri ja Parkinsoni tõve tekkes [6–8].

Oksüdatiivne stress on üks TBI võimalikest sekundaarsetest vigastustest, mis hõlmab ka eksitotoksilisust, põletikku, apoptoosi ja mitokondriaalset düsfunktsiooni. Mitokondriaalset düsfunktsiooni leitakse sageli neurodegeneratiivsete haigustega patsientidel, nagu Parkinsoni ja Alzheimeri tõbi [9–12].

Mitokondriaalne düsfunktsioon võib põhjustada reaktiivsete hapnikuliikide (ROS) reguleerimata ületootmist, mis on TBI sekundaarse kahjustuse sagedane näitaja [13]. Inimkeha toodab endogeenseid antioksüdante, et kompenseerida või pärssida ROS-i tootmise võimalikku suurenemist.

Kui TBI suurendab ROS-i tootmist, on organismi loomulik antioksüdantide tase ülekoormatud, põhjustades sageli lipiidide peroksüdatsiooni ning DNA ja valgu kahjustusi [14]. See võib kaasa tuua kas ROS-i ülekoormuse või madala antioksüdantide taseme – seisundi, mida nimetatakse oksüdatiivseks stressiks, millel võib olla laastav ja sageli toksiline toime, mis põhjustab neuronaalsete rakkude surma ja potentsiaalset patogeneesi [15–19].

TBI-l pole tõestatud ravi kahjustuste vähendamiseks või isegi ennetamiseks. Sel põhjusel on ideaalsete raviprotokollide kindlaksmääramiseks ülimalt oluline püüda paremini mõista vigastusele järgnevaid patoloogilisi mehhanisme.

Nano-PSO (Granagard TM), granaatõunaseemneõli nanopreparaat, mis sisaldab kõrgel tasemel puniinhapet, mis on tugevaim looduslik antioksüdant, parandab mitmetes neurodegeneratiivsete haiguste mudelites neurodegeneratsiooni märke, sealhulgas mälu ja rakusurma [20–22].

Geneetilise CJD transgeensete hiirte mudelis põhjustas Nano-PSO pikaajaline manustamine haiguse progresseerumise viivituse ja rakusurma vähenemise. AD 5XFAD hiirte mudelis hoidis Nano-PSO manustamine ära mälukahjustuse ja vähendas A-beeta akumuleerumist nii rakusisest kui ka rakusisest.

Kõigis mudelites takistas Nano-PSO mitokondriaalse aktiivsuse vähenemist, tõenäoliselt selle tugeva ja ajule suunatud antioksüdantse funktsiooni tõttu. Inimestel näidati hiljuti, et Nano-PSO suurendab hulgiskleroosiga patsientide mälu [23].

Käesolevas uuringus näitame, et toidulisandi Nano-PSO manustamine hiirtel nii enne kui ka pärast TBI-d leevendab nägemis- ja ruumimälu kahjustusi.

Samuti vähendab see neuronite kadu temporaalses ajukoores ja dentate gyrus ning vähendab reageerivate astrotsüütide intensiivsust vigastatud hiirte aju ajalises ajukoores. Lisaks taastab see tsütokroom C oksüdaasi (COX) tootmise, mitokondriaalse ensüümi, mis on väidetavalt mõjutatud ajurakkudes neurodegeneratsiooni ajal [24].

Lisaks mängib see rolli hingamisahelas ja vastutab kuni 95% rakkude, sealhulgas närvirakkude poolt omastatava hapniku vähendamise eest [24].

2. Tulemused

2.1. Nano-PSO manustamine hiirtele enne ja pärast TBI-d hoiab ära nende kognitiivse halvenemise

Pärast TBI-ga kokkupuudet ja Nano-PSO-ga töötlemist kas ennetava või TBI-järgse ravina (vt joonis 1 ja katsete skeemi meetodid) hinnati isaseid ICR-hiiri kahe nädala jooksul pärast TBI-d eraldi rühmade vahel, kasutades kõrgendatud pluss labürinti.

Hindasime hiirte ärevustaolist käitumist, registreerides vastavalt labürindi avatud kätes veedetud aja ja iga käe sissepääsude koguarvu.

Kõigi rühmade avatud kätes veedetud ajas ei olnud mõlema testitud ravimeetodi puhul erinevusi, mis näitab, et hiirte ärevuslaadset käitumist ei mõjutanud ei vigastus ega ravi Nano-PSO-ga (tulemusi pole näidatud).

NanoPSO tarbimise mõlema ravimeetodi (enne või pärast TBI-d) mõju hindamiseks mälu kujunemisele viidi erinevatel hiirerühmadel kaks nädalat pärast vigastust läbi uudsete objektide tuvastamise (NOR) ja Y-labürindi paradigmad.

On teatatud, et TBI kahjustab pidevalt TheNOR-i paradigmat [25]. Ootuspäraselt kannatas TBI hiirtel märkimisväärne nägemismälu puudujääk ja nad veetsid kõigi teiste rühmadega võrreldes vähem aega uudse objekti läheduses (p < 0.01, p < 0,001, joonis 2A, B) .

Nano-PSO-ga vähendati puudujääki mõlemas raviviisis. Järgmisena viisime ruumimälu hindamiseks läbi Y-labürindi testi, nagu eelnevalt kirjeldatud [26].

Mõlema ravimeetodi korral esines TBI hiirtel ruumimälu kahjustus võrreldes ravimata kontrollhiirtega (p < {0}},001, joonis 3A, B). Kui hiired kasutasid Nano-PSO-ravi, leevenesid ruumilise mälu kahjustused mõlema ravimeetodi puhul (p < 0,001).

Joonis 3. Nano-PSO manustamine TBI hiirtele parandas Y-labürindi testis hinnatud ruumimälu. TBI-ga ravitud või ravimata TBI-hiirtele tehti Y-labürindi test kaks nädalat pärast TBI-d, nagu on kirjeldatud meetodites: (A) hiired, keda raviti enne TBI-d Nano-PSO-ga; ja (B) hiired, keda raviti Nano-PSO-ga pärast TBI-d, esindavad suhtelise aja eelistusindeksit, mille hiired kulutasid uudse relva uurimiseks võrreldes vana käega.

Ühesuunalise ANOVA statistiline analüüs näitas, et TBI loomadel oli ruumimälu puudujääk võrreldes kõigi teiste rühmadega. (A: F (3, 36)=16.039, p=0.000 Fisheri LSDpost hoc, *** p < 0.{101} {15}}1, n=10: F (1, 15)=14.127, p=0.00 Fisheri LSD post hoc, ** p < 0,01, n { {18}}).NS=Pole oluline. Väärtused on esitatud kui keskmine ± SEM.

2.2. Nano-PSO-ravi hoiab ära TBI-hiirte neuronaalse surma

Pärast käitumuslikke katseid, milles leiti, et Nano-PSO võib ära hoida ajukahjustusest tulenevaid kognitiivseid kahjustusi, uurisime immunotsütokeemia abil TBI ajukahjustuse taset Nano-PSO olemasolul või puudumisel raku tasemel.

Hiired lõpetati ja nende ajud koguti kolm nädalat pärast vigastust, sel ajal leiti täiendavaid biokeemilisi muutusi [25, 27].

Muutusi uuriti temporaalkorteksis, hipokampuse CA3 piirkonnas ja dentate gyrus mõlemal ajupoolel. Mõlemal ajupoolel saadud tulemused ühendati iga hiire jaoks üheks väärtuseks.

Joonistel 4A ja B on näidatud nende ajupiirkondade immunovärvimine NeuN-vastase antikehaga, mis on küpsete neuronite marker. Tulemused näitavad, et neuronite arv vähenes oluliselt pärast TBI-d, kuid selline neuronite vähenemine hoiti ära, kui Nano-PSO-d manustati enne TBI-d või pärast TBI-d ja kuni hiirte lõpetamiseni (kolm nädalat hiljem).

TBI kutsus esile neuronite arvu languse ajukoores ja dentate gyruses võrreldes kõigi teiste rühmadega (** p < {{0}},01, *** p < 0,001), mis viitab olulisele neuronite kadumisele kolme nädala pärast pärast vigastust (joonis 4A, B). Mõlemad ravimeetodid võimaldavad säilitada neuronite arvu ajukoores ja dentate gyrus.

Kuid ennetav ravi vähendas neuronite kadu nendes piirkondades veelgi (** p < {{0}}.01, *** p < 0,001) (joonis 4A) võrreldes TBI järgse raviga ( * p < 0,05) (joonis 4B).

2.3. Nano-PSO manustamine vähendab TBI põhjustatud põletikku

Pärast TBI-ga kokkupuudet esinevate neuro-põletikuliste protsesside hindamine saadi immuunhistokeemilise värvimisega, kasutades GFAP-i antikeha, mis märgistab reaktiivseid astrotsüüte [28, 29].

Värvimine viidi läbi selleks, et uurida, kas astrotsüütide TBI ekspressioonitasemes esines muutusi kolm nädalat pärast vigastust ja kas ennetav või TBI-järgne ravi Nano-PSO-ga mõjutas neid muutusi. Temporaalsest ajukoorest saadud ajulõike uuriti kolm nädalat pärast vigastust.

Nagu on näha jooniselt 5, põhjustas TBI kokkupuude korteksis astrotsüütide arvu märkimisväärse tõusu (p < 0.001, p < 0.01), vastavalt (joonis 5). Kui Nano-PSO-d manustati ennetava või TBI-järgse ravina, vähendas see oluliselt aktiveeritud astrotsüütide arvu ajukoores, vastavalt p < 0,001, p < 0,05 (joonis 5).

Need tulemused näitavad, et TBI tõttu, nagu ka töötlemata TBI-st, olid enne TBI-d Nano-PSO-ga töödeldud ja pärast TBI-d Nano-PSO-ga töödeldud NeuN (roheline) ja DAPI (sinine) suhtes immuunvärvitud [skaala riba 50 µm ]; (B) NeuN-i immunovärvimise kvantitatiivne hindamine kõigi sektsioonide jaoks (bregma temporaalne ajukoor −1.{24}}6 nm ja dentate gyrus−1,34 nm) iga katse lõpp-punktis kvantitatiivselt määrati ühesuunalise ANOVA abil (Cortex:PRE (). F (3, 16)=15.469, p=0.000 Fisheri LSD post hoc, *** p < 0.0{{46 }}1, N=5); PSOT (F (3, 12) {{20}.607, p=0). } Fisheri LSD post hoc, * p < 0,05 ** p < 0,01, n=3–5)), (DG: PRE (F (3, 14)=6.804, p {{34) }}.000Fisheri LSD post hoc, ** p < 0,01, n=4–5 PSOT (F (3, 13)=12.580, p {{44}); }.000 Fisheri LSD posthoc, * p < 0,05, ** p < 0,01, *** p < 0,001, n=3–4)). NS=Pole oluline. Väärtused on esitatud keskmisena ± SEM.

2.4. Nano-PSO taastab COX IV1 aktiivsuse pärast TB1

Varem on näidatud, et neurodegeneratiivsete haiguste, nagu AD ja CJD, spontaansetes/geneetilistes mudelites väheneb rakkudes energiatootmiseks olulise mitokondriaalse ensüümi COX IV1 ekspressioon drastiliselt ja asendatakse COX IV2-ga, mis võib toimida kõrgel tasemel ROS [24,30]. Kuid see on ajutine mõju, kuni sellised ROS-i tasemed põhjustavad lõpuks apoptoosi ja rakusurma.

Nano-PSO manustamine vähendab ROS-i taset ja taastab COX-i ekspressiooni [30]. Seetõttu testisime selles töös, kas see kehtib ka tavaliste hiirte põhjustatud välise vigastuse TBI puhul.

Selleks immunovärviti ajulõigud ülalkirjeldatud viisil COX IV1 antikehaga. Joonis 6 näitab, et nagu geneetiliste haiguste puhul, põhjustab TBI ka COX IV1 taseme langust isegi kolm nädalat pärast ajukahjustuse tekitamist.

Sel juhul, nagu on näidatud enne [30, 31], suurendab Nano-PSO manustamine COX IV1 taset nii kontroll- kui ka TBI-eelsetel ja -järgsetel hiirtel. Kuna COX IV1 taseme tõus peegeldab rakkude oksüdatiivset seisundit, järeldame, et Nano-PSO võib vähendada ka ROS-i taset kontrollhiirtel ja mitte ainult TBI-st mõjutatud hiirtel.

Joonis 6. Nano-PSO-ravi taastas mitokondriaalse COX IV1 ekspressiooni kõigil hiirtel: (A) Koronaalsed lõigud läbi ajude ajalise ajukoore töödeldud ja töötlemata kontrollidelt, samuti töötlemata TBI-st, töödeldi Nano-PSO-ga enne TBI-d ja töödeldi nano- TBI-järgset PSO-d immunovärviti COX IV1 (punane) ja DAPI (sinine) suhtes [skaala riba 50 µm]; (B) COX IV1 immunovärvimise kvantitatiivne hindamine kõigi sektsioonide jaoks (bregma temporaalne ajukoor –1.{20}}6 nm) iga katse lõpp-punktis määrati ühesuunalise ANOVA abil (F (4, 12)=45 .101, p=0.000 Fisheri LSD posthoc, ** p < 0,01, *** p < 0,001, n=3–4). NS=Pole oluline. Väärtused on esitatud kui keskmine ± SEM.

2.5. Nano-PSO tõstab SIRT1 ja SYP taset pärast TBI-d

Ajukoores NAD-sõltuva deatsetülasirtuiini -1 markeri SIRT1 kogutaseme immunoblotanalüüsi uuriti kõigi hiirte puhul kolm nädalat pärast TBI-d (joonis 7). Leiti SIRT1 taseme langus.

Need tulemused on kooskõlas eelmise uuringuga meie labori amild TBI mudeliga [32]. Kuid Nano-PSO-ga seda vähenemist hoiti ära, kui seda manustati kohe mitu nädalat pärast sündmust.

Joonisel fig 7B on kujutatud Nano-PSO-ga töödeldud või töötlemata kontrollhiirte, samuti TBI või TBI-ga töödeldud hiirte ajuhomogenaatide sünaptofüsiini (SYP), forsünaptiliste struktuuride marker, kogutaseme immunoblotanalüüs.

Tulemused näitavad, et samaaegselt joonistel 4A ja B näidatud neuronite surmaga põhjustas TBI ka sünaptilisi kahjustusi. Seda kahjustust saab aga ära hoida, kui tugevat ja ajule suunatud antioksüdanti, nagu Nano-PSO, manustatakse kohe mitme nädala jooksul. pärast kahju tekitamist.

Varem on näidatud, et enamik kahjustatud neuroneid ei surnud kohe pärast vigastust, vaid mõne päeva jooksul pärast seda TBI põhjustatud ulatusliku oksüdatiivse stressi tõttu [33]. Seetõttu võib kohene antioksüdantravi olla piisavalt tõhus, et vältida ulatuslikke kahjustusi pika aja jooksul. jooksma.

Joonis 7. Nano-PSO mõju SIRT1/SYP ekspressioonile TBI hiirte ajukoores: (A) Ajuhomogenaadid töödeldud ja töötlemata kontrollide parempoolsest ajukoorest, samuti TBI ja NanoPSO-ga töödeldud post-TBI hiirtest immunoblotiti SIRT1 ja TUB tuvastati vastavalt (110 KDa, 50 KDa). SIRT1 immunoreaktiivsete ribade kvantitatiivne analüüs määrati Image Jandiga, mis normaliseeriti kontrollvalgu TUB suhtes.

SIRT1 tase langes 30 päeva pärast vigastust TBI hiirte ajukoores kontrolliga võrreldes oluliselt. Nano-PSO-ravi takistas seda vähenemist ** p < 0,01. Ühesuunaline ANOVA näitas SIRT1 hiirte ekspressiooni olulist tõusu, kes said pärast vigastust ravi. (F (3, 20)=1.084, p=0.002, N=5 Fisheri LSD post hoc).

(B) Töödeldud ja töötlemata kontrollide paremast ajukoorest, samuti TBI- ja Nano-PSO-ga töödeldud TBI-järgsete hiirte ajuhomogenaadid immunoblotiti SYP ja TUB-ga, mis tuvastati vastavalt (37 KDa, 50 KDa).

SYP immunoreaktiivsete ribade kvantitatiivne analüüs määrati kujutisega J ja normaliseeriti kontrollvalgu TUB suhtes.

Ühesuunaline ANOVA näitas SYP ekspressiooni olulist tõusu hiirtel, kes said ravi pärast TBI-d, võrreldes TBI rühmaga (F (3,20) ​​= 1.084, p {{6} }.379, Fisheri LSD post hoc * p < 0,5, n=4–5). NS=Pole oluline. Väärtused on esitatud kui keskmine ± SEM.

Iga graafiku all on esinduslik pilt SIRT1 / SYP ja leibkonna valgu tubuliini (TUB) tasemest paremas ajukoores kõigis rühmades.

For more information:1950477648nn@gmail.com