Administrarea nano-PSO atenuează deficitele cognitive și neuronale rezultate din leziuni cerebrale traumatice Partea 1

Rezumat: Leziunile traumatice ale creierului (TCE) sunt una dintre cele mai frecvente cauze de afectare neurologică la populațiile tinere. Este considerat pe scară largă un factor de risc pentru bolile neurodegenerative, cum ar fi boala Alzheimer (AD) și boala Parkinson (PD).

Leziunile traumatice ale creierului sunt o afecțiune îngrijorătoare care poate provoca leziuni grave creierului nostru, afectându-ne în grade diferite în memorie, gândire și luarea deciziilor. Cu toate acestea, deși aceste probleme ne pot afecta viața de ceva timp, există încă multe măsuri pozitive care ne pot ajuta să ne recuperăm sau să ne îmbunătățim memoria.

În primul rând, ne putem ajuta la îmbunătățirea memoriei printr-o serie de antrenament cognitiv, care poate include jocuri, îndeplinirea sarcinilor zilnice și stimularea creierului nostru prin învățarea de lucruri noi. Acest antrenament ne poate ajuta să dezvoltăm noi căi neuronale, să ne îmbunătățim capacitatea de gândire și să ne îmbunătățim memoria.

În al doilea rând, în viața de zi cu zi, ne putem ajuta să menținem un creier sănătos schimbându-ne dieta și obiceiurile de exerciții fizice. Unele alimente bogate în proteine, vitamine și antioxidanți, cum ar fi legumele, fructele și nucile, ne pot ajuta să ne îmbunătățim abilitățile cognitive și să ne protejăm creierul de leziuni. În plus, exercițiile fizice regulate și menținerea unei bune calități a somnului pot fi, de asemenea, benefice pentru recuperarea creierului și îngrijirea sănătății.

În cele din urmă, putem sprijini și ghida procesul nostru de recuperare păstrând legătura cu familia, prietenii și profesioniștii din domeniul sănătății. Comunicarea cu ceilalți și primirea de ajutor și sprijin ne poate ajuta să menținem o atitudine optimistă, care este esențială pentru recuperarea creierului și îmbunătățirea memoriei.

În concluzie, deși leziunile traumatice ale creierului pot aduce unele provocări, putem depăși aceste dificultăți și ne putem îmbunătăți memoria și abilitățile cognitive prin acțiuni pozitive. Amintiți-vă, toată lumea poate obține rezultate pozitive prin muncă asiduă și eforturi răbdătoare. Se poate observa că trebuie să îmbunătățim memoria, iar Cistanche poate îmbunătăți semnificativ memoria deoarece Cistanche poate regla și echilibrul neurotransmițătorilor, cum ar fi creșterea nivelurilor de acetilcolină și a factorilor de creștere, care sunt foarte importanți pentru memorie și învățare. În plus, Cistanche poate, de asemenea, să îmbunătățească fluxul sanguin și să promoveze livrarea de oxigen, ceea ce poate asigura că creierul obține o nutriție și energie adecvate, îmbunătățind astfel vitalitatea și rezistența creierului.

Faceți clic pe cunoașteți modalități de a vă îmbunătăți memoria

Aceste boli sunt caracterizate parțial prin acumularea de proteine ​​mal pliate specifice bolii și au caracteristici patologice comune, cum ar fi moartea neuronală, precum și leziuni inflamatorii și oxidative.

S-a demonstrat că nanoformularea de ulei de semințe de rodie [Nano-PSO (Granagard TM)] țintește ingredientul său activ către creier și, ulterior, inhibă declinul memoriei și moartea neuronală la modelele de șoareci cu AD și boala genetică CreutzfeldtJacob.

În acest studiu, arătăm că administrarea de Nano-PSO la șoareci înainte sau după aplicarea TBI previne declinul cognitiv și comportamental. În plus, colorarea imunohistochimică a creierului indică faptul că tratamentul preventiv cu Nano-PSO a scăzut semnificativ moartea neuronală, a redus glioza și a prevenit deteriorarea mitocondrială în celulele afectate.

În cele din urmă, am examinat nivelurile de Sirtuin1 (SIRT1) și Synaptophysin (SYP) în cortex folosind Western blot.

Consumul de nanoPSO a dus la niveluri mai mari de proteine ​​SIRT1 și SYP după leziune. Luate împreună, rezultatele noastre indică faptul că Nano-PSO, ca un antioxidant natural care vizează creierul, poate preveni o parte a daunelor induse de TBI.

Cuvinte cheie: TBI; Nano-PSO; neuroinflamație; stresul oxidativ; neurodegenerare

1. Introducere

Leziunea cerebrală traumatică (TCE) este o problemă profundă de sănătate publică și o cauză majoră de dizabilitate și deces la adulții tineri și la populațiile în vârstă. Este considerată una dintre cele mai frecvente leziuni neurologice care cauzează morbiditate și mortalitate și afectează peste 10 milioane de oameni în întreaga lume în fiecare an [1]. Deoarece leziunile la cap nu necesită întotdeauna căutarea de îngrijiri medicale adecvate, aceste date sunt probabil și mai mari.

Principalele cauze ale TBI includ căderile, accidentele rutiere, atacurile și rănile sportive [2]. TBI este frecvent în rândul bărbaților și mai ales frecvent la adolescenți și adulții tineri în urma accidentelor rutiere și a leziunilor legate de alcool.

De asemenea, este frecventă la vârstnici, datorită șanselor crescute de cădere [3]. Persoanele care au suferit de TCE pot suferi deficiențe comportamentale, cognitive și emoționale, atât pe termen scurt, cât și pe termen lung, în funcție de severitatea leziunii [3] ].

Pacienții expuși la TBI pot ieși nevătămați, dar pot fi expuși și la răni care necesită spitalizare prelungită și chiar se termină cu moartea. Aproximativ 40% din cazurile de leziuni severe post-TBI se vor termina cu deces, supraviețuitorii suferind de diverse tulburări neurologice, inclusiv epilepsie, demență și boli neurodegenerative [3,4].

Leziunea moderată provoacă modificări morfologice similare cu cele ale leziunilor severe, dar sunt mai puțin severe, iar leziunile cognitive sunt în mare parte mai ușoare decât în ​​leziunile severe [5]. În plus, există dovezi bine stabilite că TBI este un factor de risc important pentru dezvoltarea bolilor neurodegenerative precum Alzheimer și Parkinson [6-8].

Stresul oxidativ este una dintre potențialele leziuni secundare ale TBI, care include, de asemenea,excitotoxicitatea, inflamația, apoptoza și disfuncția mitocondrială. Disfuncția mitocondrială este adesea întâlnită la pacienții cu boli neurodegenerative precum Parkinson și Alzheimer [9-12].

Disfuncția mitocondrială poate duce la supraproducția nereglementată a speciilor de oxigen reactiv (ROS), care este un indicator frecvent al leziunii secundare TBI [13]. Corpul uman produce antioxidanți endogeni pentru a compensa sau inhiba potențialele creșteri ale producției de ROS.

Atunci când TBI duce la o creștere a producției de ROS, nivelurile de antioxidanți naturali ale organismului sunt depășite adesea provocând peroxidarea lipidelor și deteriorarea ADN-ului și proteinelor [14]. Acest lucru poate duce fie la o exces de ROS, fie la niveluri scăzute de antioxidanți, o afecțiune cunoscută sub numele de stres oxidativ care poate avea efecte devastatoare și adesea toxice, provocând moartea celulelor neuronale și potențiala patogeneză [15-19].

TBI has no proven treatment for lessening damage or even prevention. Din acest motiv, este de o importanță capitală să se caute o mai bună înțelegere a mecanismelor patologice care urmează leziunii pentru a determina protocoalele ideale de tratament.

Nano-PSO (Granagard TM), o nano-formulare de ulei de semințe de rodie care conține niveluri ridicate de acid punicic, cel mai puternic antioxidant natural, s-a dovedit că ameliorează semnele de neurodegenerare, inclusiv memoria și moartea celulară în mai multe modele de boli neurodegenerative [20-22].

În modelul de șoareci transgenici pentru BCJ genetică, administrarea pe termen lung a Nano-PSO a dus la o întârziere în progresia bolii și la reducerea morții celulare. În modelul de șoareci 5XFAD pentru AD, administrarea Nano-PSO a prevenit afectarea memoriei și a redus acumularea de A-beta, atât intracelular, cât și intracelular.

În toate modelele, Nano-PSO a prevenit o reducere a activității mitocondriale, probabil datorită funcției antioxidante puternice și orientate spre creier. La oameni, sa demonstrat recent că Nano-PSO crește memoria la pacienții cu scleroză multiplă [23].

În studiul de față, arătăm că administrarea de Nano-PSO, un supliment alimentar atât înainte, cât și după TBI la șoareci, atenuează deficiențele memoriei vizuale și spațiale.

De asemenea, reduce pierderea neuronală în cortexul temporal și girusul dintat și reduce intensitatea astrocitelor reactive în cortexul temporal al creierului șoarecilor răniți. Mai mult, restaurează producția de citocrom C oxidază (COX), o enzimă mitocondrială despre care se spune că este afectată în celulele creierului în timpul neurodegenerării [24].

Mai mult, joacă un rol în lanțul respirator și este responsabil pentru reducerea cu până la 95% a oxigenului absorbit de celule, inclusiv de celulele neuronale [24].

2. Rezultate

2.1. Administrarea Nano-PSO la șoareci înainte și după TBI previne deteriorarea cognitivă a acestora

Following TBI exposure and treatment with Nano-PSO either as a preventive or as apost-TBI treatment (see Figure 1 and methods for scheme of the experiments), male ICRmice were evaluated using the elevated plus maze at two weeks post-TBI among separatecohorts. 

Am evaluat comportamentul de anxietate al șoarecilor prin înregistrarea timpului petrecut în brațele deschise ale labirintului și, respectiv, numărul total de intrări în fiecare braț.

Nu au existat diferențe în timpul petrecut în brațele deschise între toate grupurile la ambele abordări de tratament testate, ceea ce indică faptul că comportamentul asemănător anxietății al șoarecilor nu a fost afectat nici de vătămare, nici de tratamentul cu Nano-PSO (rezultatele nu sunt afișate).

Pentru a evalua efectele ambelor abordări de tratament (pre- sau post-TBI) ale consumului de NanoPSO asupra formării memoriei, noua recunoaștere a obiectelor (NOR) și Y-mazeparadigms au fost efectuate pe diferite grupuri de șoareci la două săptămâni după leziune.

Paradigma NOR este raportată în mod constant ca fiind afectată de TBI [25]. Așa cum era de așteptat, șoarecii TBI au suferit de deficite semnificative de memorie vizuală și au petrecut mai puțin timp în apropierea novelobjectului, în comparație cu toate celelalte grupuri (p <0. 0 1, p <0,001, figura 2a, b) .

Deficitul a fost ameliorat de Nano-PSO în ambele abordări de tratament. Apoi, am efectuat testul Y-maze pentru a evalua memoria spațială așa cum a fost descris anterior [26].

La ambele abordări de tratament, șoarecii TBI au suferit o afectare a memoriei spațiale în comparație cu șoarecii de control netratați (p <{{0}}.001, Figura 3A, B). Când șoarecii au consumat tratamentul prin Nano-PSO, afectarea memoriei spațiale a fost amelioată în ambele abordări de tratament (p < 0,001).

Figura 3. Administrarea de nano-PSO la șoarecii TBI a îmbunătățit memoria spațială evaluată în testul Y-mazetest. Șoarecii TBI tratați sau netratați au fost supuși testului Y labirint la două săptămâni după TBI, așa cum este descris în metodele: (A) șoareci tratați cu Nano-PSO înainte de TBI; și (B) șoarecii tratați cu Nano-PSO post-TBI reprezintă indicele de preferință al timpului relativ petrecut de șoarecii explorând noul braț în comparație cu brațul vechi.

Analiza statistică prin ANOVA unidirecțională a arătat că animalele TBI au avut un deficit de memorie spațială în comparație cu toate celelalte grupuri. (A: F (3, 36)=16.039, p=0.{000 Fisher's LSD post hoc, *** p < 0.{ {15}}1, n=10 B: F (1, 15)=14,127, p=0,00 Fisher's LSD post hoc, ** p < 0,01, n { {18}}).NS=Nu este semnificativ. Valorile sunt prezentate ca medie ± SEM.

2.2. Tratamentul Nano-PSO previne moartea neuronală la șoarecii TBI

În urma experimentelor comportamentale, care au descoperit că Nano-PSO poate preveni deteriorarea cognitivă rezultată din leziuni cerebrale, am analizat nivelurile de afectare a creierului TBI în prezența sau absența Nano-PSO la nivel celular prin imunocitochimie.

Șoarecii au fost opriți și creierul lor a fost recoltat la trei săptămâni după accidentare, moment în care s-au găsit alte modificări biochimice [25,27].

Modificările au fost examinate în cortexul temporal, regiunea CA3 a hipocampului și girusul dintat pe ambele părți ale creierului. Rezultatele de pe ambele părți ale creierului au fost combinate într-o singură valoare pentru fiecare șoarece.

Figurile 4A și B arată imunocolorarea acestor zone ale creierului cu anticorp anti-NeuN, amarker al neuronilor maturi. Rezultatele arată că numărul de neuroni a fost redus semnificativ după TBI, dar o astfel de reducere a neuronilor a fost prevenită dacă Nano-PSO a fost administrat înainte de TBI sau post-TBI și până când șoarecii au fost terminați (trei săptămâni mai târziu).

TBI a indus o scădere a numărului de neuroni în cortex și girus dentat în comparație cu toate celelalte grupuri (** p < {{{0}},01, *** p < 0,001), indicând o pierdere neuronală semnificativă la trei săptămâni în urma rănirii (Figura 4A, B). Ambele abordări de tratament au păstrat numărul de neuroni în cortex și girusul dentat.

Cu toate acestea, tratamentul preventiv a atenuat și mai mult pierderea neuronală în aceste zone (** p < {{0}}.{01, *** p < 0,001) (Figura 4A) în comparație cu tratamentul după TBI ( * p < 0,05) (Figura 4B).

2.3. Administrarea de Nano-PSO reduce inflamația cauzată de TBI

Evaluarea proceselor neuro-inflamatorii care apar după expunerea TBI a fost obținută prin colorare imuno-histochimică folosind anticorpi GFAP care etichetează astrocitele reactive [28,29].

Colorația a fost efectuată pentru a examina dacă au existat modificări în nivelul de expresie al astrocitelor TBI la trei săptămâni după leziune și dacă un tratament preventiv sau post-TBI cu Nano-PSO a afectat aceste modificări. Secțiunile de creier obținute din cortexul temporal au fost studiate la trei săptămâni după leziune.

După cum se poate observa în figura 5, expunerea TBI a indus o creștere semnificativă a astrocitelor din cortex (p < 0.001,p <0.01), respectiv (Figura 5). Când Nano-PSO a fost administrat ca un tratament preventiv după TBI, a condus la o reducere semnificativă a astrocitelor activate în cortex, p < 0,001, respectiv p < 0,05 (Figura 5).

Aceste rezultate demonstrează că din cauza TBI, ca și în cazul TBI netratat, tratați cu Nano-PSO înainte de TBI și tratați cu Nano-PSO post-TBI au fost imunocolorați pentru NeuN (verde) și DAPI (albastru) [bară de scară 50 µm ]; (B) evaluarea cantitativă a imunocolorării NeuN pentru toate secțiunile (cortexul temporal bregma -1.06 nm și gir dentat -1.34 nm) la punctul final al fiecărui experiment a fost cuantificată utilizând ANOVA unidirecțional (Cortex:PRE ( F (3, 16)=15.469, p=0.{000 Fisher's LSD post hoc, *** p < 0.0{{46 }}1, N=5); PSOT (F (3, 12) {{20}}.6{07,p=0.{{23} } LSD post-hoc al lui Fisher, * p < 0,05 ** p < 0,01, n=3–5)), (DG: PRE (F (3, 14)=6,804, p {{34) }}.000LSD Fisher post hoc, ** p < 0,01, n=4–5 (F (3, 13)=12,580, p {{44}); }.000 LSD posthoc al lui Fisher, * p < 0,05, ** p < 0,01, *** p < 0,001, n=3–4)). Ns=nu este semnificativ. Valorile sunt prezentate Asmean ± SEM.

2.4. Nano-PSO restabilește activitatea COX IV1 după TB1

S-a arătat anterior că în modelele spontane/genetice ale bolilor neurodegenerative, cum ar fi AD și CJD, expresia COX IV1, o mitocondrialenzym importantă pentru producerea de energie în celule, este drastic redusă și înlocuită cu COX IV2, care poate funcționa la niveluri ridicate de ROS [24,30]. Cu toate acestea, acesta este un efect temporar până când astfel de niveluri de ROS duc în cele din urmă la apoptoză și moartea celulelor.

Administrarea nano-PSO reduce nivelurile ROS și restabilește expresia COX [30]. Prin urmare, în această lucrare, am testat dacă acesta este și cazul TBI, o leziune externă cauzată de șoareci normali.

În acest scop, am colorat felii de creier imuno așa cum este descris mai sus cu anticorp COX IV1. Figura 6 arată că, așa cum a fost cazul bolilor genetice, TBI provoacă, de asemenea, o reducere a nivelurilor de COX IV1 chiar și la trei săptămâni după producerea leziunilor la nivelul creierului.

În acest caz, și ascuns înainte de [30,31], administrarea de nano-PSO crește nivelurile de COX IV1 atât în ​​tecontrol, cât și la șoarecii pre-și post-TBI. Întrucât o creștere a nivelurilor Cox IV1 reflectă starea texidativă a celulelor, concluzionăm că Nano-PSO poate reduce și nivelurile de ROS în controlul MICE și nu numai la șoarecii afectați de TBE.

Figura 6. Tratamentul cu Nano-PSO a restabilit expresia COX IV1 mitocondrială la toți șoarecii: (A) Secțiuni coronale prin cortexul temporal al creierului de la controale tratate și netratate, precum și din TBI netratat, tratat cu Nano-PSO înainte de TBI și tratat cu Nano- PSO post-TBI au fost imunocolorate pentru COX IV1 (roșu) și DAPI (albastru) [bară de scară 50 µm]; (B) Evaluarea cantitativă a imunocolorării COX IV1 pentru toate secțiunile (cortexul temporal bregma -1.06 nm) la punctul final al fiecărui experiment a fost cuantificată prin ANOVA unidirecțional (F (4, 12)=45 .101, p=0.000 Fisher's LSD posthoc, ** p < 0,01, *** p < 0,001, n=3–4). NS=Nu este semnificativ. Valorile sunt prezentate ca medie ± SEM.

2.5. Nano-PSO Ridica nivelul SIRT1 si SYP Post-TBI

Immunoblot-ul nivelurilor totale de SIRT1, un marker pentru deacetilazirtuina dependentă de NAD-1 în cortex, a fost examinat pentru toți șoarecii la trei săptămâni după TBI (Figura 7). S-a constatat o reducere a nivelurilor SIRT1.

Aceste rezultate sunt în conformitate cu un studiu anterior cu un model de TBI ușor din laboratorul nostru [32]. Cu toate acestea, această reducere a fost prevenită cu Nano-PSO când a fost administrată imediat timp de câteva săptămâni după eveniment.

Figura 7B prezintă un imunoblot al nivelurilor totale de sinaptofizina (SYP), un marker pentru structurile sinaptice, de la omogenate cerebrale ale șoarecilor martor tratați sau netratați cu Nano-PSO, precum și de la șoareci tratați cu TBI sau post-TBI.

Rezultatele arată că, concomitent cu moartea neuronală prezentată în figurile 4A și B, afectarea sinaptică a fost cauzată și de TBI. Cu toate acestea, această leziune poate fi prevenită dacă un antioxidant puternic și direcționat către creier, cum ar fi Nano-PSO, este administrat imediat timp de câteva săptămâni. după producerea prejudiciului.

S-a demonstrat anterior că majoritatea neuronilor afectați nu au murit imediat după leziune, ci în zilele următoare din cauza stresului oxidativ extins cauzat de TBI [33]. Prin urmare, tratamentul cu antioxidanti imediat poate fi suficient de eficient pentru a preveni deteriorarea extinsă pe termen lung. alerga.

Figura 7. Impactul Nano-PSO asupra expresiei SIRT1/SYP în cortexul șoarecilor TBI: (A) Brainhomogenate din cortexul drept al controalelor tratate și netratate, precum și de la șoarecii post-TBI tratați cu TBI și NanoPSO au fost imunoblotate cu SIRT1 și TUB detectate la (110 KDa, 50 KDa), respectiv. Analiza cantitativă a benzilor imunoreactive ale SIRT1 a fost cuantificată prin Image Jand normalizată față de proteina de control TUB.

Nivelurile SIRT1 au fost reduse semnificativ la 30 zile după leziune în cortexul șoarecilor TBI în comparație cu controlul. Tratamentul cu nano-PSO a prevenit această reducere ** p < 0,01. ANOVA unidirecțională a evidențiat o creștere semnificativă a expresiei șoarecilor SIRT1 care au primit tratament după leziune. (F (3, 20)=1.084, p=0.002, N=5 Fisher's LSD post hoc).

(B) Omogenate cerebrale din cortexul drept al controalelor tratate și netratate, precum și de la șoarecii post-TBI tratați cu TBI și Nano-PSO au fost imunoblotate cu SYP și TUB detectate la (37 KDa, respectiv 50 KDa).

Analiza cantitativă a benzilor imunoreactive ale SYP a fost cuantificată de Image J și normalizată împotriva tubului de proteine ​​de control.

ANOVA unidirecțional a evidențiat o creștere semnificativă a expresiei SYP la șoarecii care au primit tratamentul post-TBI comparativ cu grupul TBI (F (3,20) ​​= 1.084, p {{6} }.379, LSD-ul lui Fisher post hoc * p < 0,5, n=4–5). NS=Nu este semnificativ. Valorile sunt prezentate ca medie ± SEM.

Sub fiecare grafic, este prezentată o imagine reprezentativă a nivelurilor SIRT1/SYP și a tubulinei proteice de uz casnic (TUB) în cortexul drept din toate grupurile.

For more information:1950477648nn@gmail.com