Epigalokatehin-3-galat je izboljšal kopičenje železa in apoptozo ter spodbudil nevronsko regeneracijo in spomin/kognitivne funkcije v hipokampusu, povzročene z izpostavljenostjo kroničnemu visokogorskemu hipoksičnemu okolju

Povzetek

Naš cilj je bil raziskati zaščitne učinke in potencialni mehanizem zdravljenja z epigalokatehin-3-galatom (EGCG) v živalskem modelu kronične izpostavljenosti v okolju naravne hipoksije na visoki nadmorski višini (HAH). Vedenjske spremembe so bile ocenjene z Morrisovim testom vodnega labirinta. Kopičenje železa v hipokampusu je bilo odkrito z uporabo Perlovega barvanja, izboljšanega z DAB, MRI, qPCR oziroma kolorimetrije. Oksidativni stres (malondialdehid, MDA), apoptozo (Caspase-3) in nevralno regeneracijo (možganski nevrotrofični faktor, BDNF) so odkrili z uporabo ELISA in Western blottinga. Nevralne ultrastrukturne spremembe so bile ovrednotene s transmisijsko elektronsko mikroskopijo (TEM).

Odnos med apoptozo in spominom je bil vedno ena izmed vročih tem nevroznanstvenikov. Apoptoza se nanaša na proces urejene celične smrti skozi vrsto notranjih regulativnih mehanizmov. V normalnih okoliščinah celična apoptoza ne povzroča nobene škode človeškemu telesu, ampak pomaga ohranjati dobro zdravje. V določenih patoloških stanjih pa lahko nenadzorovana apoptoza povzroči nastanek različnih bolezni.

Hkrati se je izkazalo, da je spomin tesno povezan s celično apoptozo. Nekatere študije kažejo, da ima ustrezna apoptoza pomembno vlogo pri oblikovanju in utrjevanju spomina. To razmerje sledi preprostemu pravilu: nekateri nepotrebni nevroni ali nevroni, ki jim je potekel rok uporabe, se očistijo z apoptozo, kar ustvari več prostora in virov za nastanek novih nevronov in shranjevanje spomina. Poleg tega lahko ustrezna apoptoza tudi zaščiti nevrone pred poškodbami z odstranjevanjem strupenih beljakovin v nevronih.

Če pa pride do čezmerne ali nezadostne apoptoze, bo to vplivalo na normalno delovanje spomina. Prekomerna apoptoza lahko vodi do prekomerne izgube nevronov, kar povzroči izgubo spomina. Po drugi strani pa, če ni dovolj apoptoze za čiščenje nepotrebnih nevronov in celic, bodo te celice porabile preveč omejenega prostora in virov, kar lahko povzroči tudi upad spomina. Zato se je treba izogibati prekomerni ali nezadostni apoptozi, hkrati pa ohranjati normalno stopnjo apoptoze.

Apoptoza je kompleksen biološki proces, na katerega vplivajo številni dejavniki. Čeprav povezava s spominom ni povsem razumljena, nam ta pojav omogoča globlje razumevanje živčnega sistema in odpira nove poti za izboljšanje spomina. Če povzamemo, obvladovanje ustrezne apoptoze je ključnega pomena za zdravje spomina. Vidi se, da moramo izboljšati spomin. Cistanche deserticola lahko občutno izboljša spomin, saj je Cistanche deserticola tradicionalno kitajsko zdravilno sredstvo s številnimi edinstvenimi učinki, med katerimi je tudi izboljšanje spomina. Učinkovitost mletega mesa izhaja iz različnih učinkovin, ki jih vsebuje, vključno s kislino, polisaharidi, flavonoidi itd. Te sestavine lahko na različne načine spodbujajo zdravje možganov.

Kliknite Spoznajte načine za izboljšanje delovanja možganov

Rezultati so pokazali, da se je sposobnost učenja in spomina podgan zmanjšala, ko so bile izpostavljene okolju HAH. Sledilo je kopičenje železa, disfunkcionalna presnova železa, zmanjšan BDNF in povečana regulacija MDA in kaspaze-3. TEM je potrdil ultrastrukturne spremembe v nevronih in mitohondrijih. EGCG je zmanjšal s HAH povzročeno kognitivno okvaro, odlaganje železa, oksidativni stres in apoptozo ter spodbudil regeneracijo nevronov proti kronični nevronski poškodbi, ki jo povzroča HAH.

Ključne besede
Velika nadmorska višina · Hipoksija · Kvantitativno kartiranje občutljivosti · Kopičenje železa · Intervencija z zdravili.

Uvod
Človekove dejavnosti na območjih z visoko nadmorsko višino (več kot 3000 m) so se v zadnjem času močno povečale [1]. Med 140 milijoni ljudi po vsem svetu, ki stalno živijo na visokih nadmorskih višinah [2, 3] in drugi zaradi turizma ali obrambe meja, jih 5–10 % ogroža razvoj kronične gorske bolezni, za katero sta značilni čezmerna eritrocitoza in huda hipoksemija [4, 5]. . Možgani kot eden od organov, ki porabijo največ kisika, so občutljivi na hipoksijo [6]. Poleg tega višinska hipoksija (HAH) resno moti strukturno celovitost glavnih nevronov in mitohondrijsko morfologijo v hipokampusu [7]. Simptomi, ki jih povzroči kronična izpostavljenost okolju HAH, vključujejo glavobol, omotico, motnje spanja, utrujenost in pomanjkanje mentalne koncentracije [5, 8, 9]. Poleg tega lahko HAH sproži tudi nevrokognitivne disfunkcije, kot so prostorsko učenje, spomin in razpoloženje [10]. Zdravljenje nevralne poškodbe, ki jo povzroči HAH, je tako postalo središče pozornosti na področju višinske medicine [11, 12].

Zelo pomembno je najti ustrezne formulacije za preprečevanje možganske poškodbe, ki jo povzroči HAH. Listi zelenega čaja vsebujejo (−)-epigalokatehin-3-galat (EGCG) (50–60 %), (−)-epigalokatehin (EGC) (15–20 %), (−)-epikatehin-3- galat (EKG) (10-15 %) in (-)-epikatehin (EC) (5-10 %) [13, 14]. EGCG, ki naj bi ga bilo več v listih zelenega čaja (7,1 g na 100 g) kot v oolong čaju (3,4 g na 100 g) in listih črnega čaja (1,1 g na 100 g) [15], ima močan antioksidant zaradi na osem hidroksilnih skupin in dve trifenolni skupini v svoji osnovni strukturi [16, 17]. Poleg tega je bilo v študijah na živalih dokazano, da lahko prehaja krvno-možgansko pregrado in doseže možganski parenhim [18, 19]. Obstaja nekaj poročil o nevroprotektivnih mehanizmih EGCG, kot so lastnosti kelacije kovin, zatiranje oksidativnega stresa, vnetje, apoptoza in pospeševanje regeneracije živcev [20–22]. Zhang et al. pregledal učinek EGCG na številne bolezni in poudaril, da EGCG ščiti nevronske celice z indukcijo avtofagije. Prav tako so povzeli, da so bile protivnetne in antioksidativne lastnosti EGCG ključne za njegovo zaščitno vlogo pri boleznih centralnega živčnega sistema [23].

Vendar pa je nekaj študij poročalo o nevroprotektivnem učinku EGCG proti kronični nevralni poškodbi, ki jo povzroča HAH. Da bi zapolnili to vrzel, smo v tej študiji vzpostavili podganji model kronične izpostavljenosti naravnemu okolju HAH, da bi preverili potencialni mehanizem zdravljenja EGCG. Poleg tega smo uporabili kvantitativno preslikavo občutljivosti (QSM) z MRI z gradientnim odmevom pri 7 T, ki lahko premaga nelokalni učinek magnetnega polja in zagotovi kontrastni mehanizem za tkiva in vivo, da kvantificiramo vsebnost železa v možganih [24].
Materiali in metode

Živali

Skupaj 120 podganjih samcev Sprague–Dawley, težkih 130–150 g, je bilo pridobljenih iz Chengdu Dashuo Laboratory Animal Co., Ltd. Hranili so jih v hiši za živali pri 18–22 stopinjah v 12-urnem ciklu svetloba/tema s hrano in vodo. zagotovljen ad libitum. Vse postopke, izvedene na živalih, je odobril Odbor za nego in uporabo živali West China Hospital.

Oblikovanje študija

Podgane so bile randomizirane in razdeljene v štiri skupine. Podgane v skupini s hipoksijo in skupini s h-EGCG so bile hranjene in nameščene v Yushuju na Kitajskem na nadmorski višini 4500 m. Podgane v skupini z normalno nadmorsko višino (n skupina) in skupini z n-EGCG so bile hranjene v Chengduju na Kitajskem na nadmorski višini 500 m. Te podgane so en mesec dobivale običajno hrano, čemur so sledila različna zdravljenja. (1) Skupina s hipoksijo: podganam so en mesec vsak dan intraperitonealno injicirali fiziološko raztopino (0,9 %). (2) skupina h-EGCG: podganam so vsak dan intraperitonealno injicirali 50 mg/kg EGCG (čistost, 98 %; Cas, 989-51-5; Sigma-Aldrich; shranjeno pri 4 stopinjah) en mesec. (3) n skupina: podganam so en mesec vsak dan intraperitonealno injicirali fiziološko raztopino (0,9 %). (4) Skupina n-EGCG: podganam so intraperitonealno injicirali vsak dan 50 mg/kg EGCG en mesec.

EGCG (5 mg/mL) smo raztopili v vodi v razmerju 1:1. Volumen, ki je bil vbrizgan podganam, je bil določen s težo podgan, ki so dosegle končno količino vbrizga 50 mg/kg. Po tem zdravljenju so nekatere podgane uporabili za Morrisov vodni labirint (n=10 za vsako skupino) oziroma analizo MRI možganov (n=10 za vsako skupino). Nekatere druge podgane so bile žrtvovane in zbrana so bila možganska tkiva za Perlsovo obarvanje, izboljšano z DAB (n=3 za vsako skupino), za Western blotting, biokemične ocene in teste qPCR (n=6 za vsako skupino) in test transmisijskega elektronskega mikroskopa (n=1 za vsako skupino).

Vedenjski eksperiment

Morrisov vodni labirint (MWM) je bil izveden, kot je opisano prej, za analizo učenja in spomina podgan [25], izveden je bil na istem mestu, kjer so bile nameščene podgane. MWM je bil sestavljen iz okroglega jeklenega bazena (premera 160 cm, višine 60 cm in globine 31 cm), napolnjenega z vodo do višine 1 cm nad vrhom ploščadi (premera 10 cm in globine 30 cm). ). Temperaturo vode smo vzdrževali pri 22 ± 2 stopinjah in motili z briljantnim črnim črnilom. Platforma je bila štiri zaporedne dni pritrjena v enem od štirih kvadrantov, postavljenih med usposabljanjem. Preizkus se je zaključil, ko so podgane dosegle ploščad. Zakasnitev pobega je bila zabeležena. Če podgane niso uspele doseči ploščadi v 60 sekundah, so jih nato ročno usmerili na ploščad in pustili, da ostanejo na njej 15 sekund. Peti dan po odstranitvi ploščadi so podgane vstopile v kvadrant, ki je nasproten kvadrantu prvotne platforme. Nato je bilo v 60 sekundah zabeleženo število prehodov ploščadi in poti gibanja.

MRI protokol

QSM je bil ovrednoten z MRI, o čemer so poročali v prejšnji študiji [26]. MRI je bil izveden na skenerju 7 Tesla (BioSpec 70/30, Bruker, Nemčija). Za QSM je bilo uporabljeno tridimenzionalno (3D) zaporedje večodmevnega gradientno priklicanega odmeva (GRE). Eksperimentalni parametri so bili nastavljeni na naslednji način: čas ponovitve (TR)=60 ms, fip kot=15 stopinja, debelina rezine=23 mm, velikost matrice za pridobitev=256×256, polje vidni kot (FOV)=32 mm×32 mm, čas odmeva prvega odmeva (TE1)=5 ms, razmik med odmevi (ΔTE)=5.77 ms, število odmevov{{19 }} in pasovno širino =50 kHz. Slike magnitude in faze so bile shranjene za rekonstrukcijo QSM. V algoritmih za preslikavo QSM so bili izvedeni trije koraki z MATLAB R2014a (The Math Works, Natick, MA), odvijanje ovite faze, odstranjevanje polja ozadja in generiranje zemljevidov občutljivosti iz polja tkiva.

Priprava tkiva

Podganam v vsaki skupini so intraperitonealno dajali 10 % kloralhidrat za globoko anestezijo (1,5 mg/kg) in nato transkardialno perfundirali z ledeno mrzlo fiziološko raztopino (približno 30 minut) s peristaltično črpalko (BT100-2 J, LongerPump, Šanghaj, Kitajska). Za Perlsovo obarvanje, izboljšano z DAB, so možgane secirali in naknadno fiksirali v 2,5 % paraformaldehidu čez noč pri 4 stopinjah. Naslednji dan so bili iz hipokampusa vzeti koronalni odseki za barvanje. Za druge določitve, razen imunohistokemije, smo hipokampus hitro odstranili na led in shranili pri 80 stopinjah.

DAB izboljšano Perlsovo barvanje

Perls obarvanje, izboljšano z DAB, je bilo uporabljeno za odkrivanje kopičenja železa v celicah [27]. Odseke možganskega tkiva smo za 3 minute potopili v destilirano vodo in jih nato 30 minute inkubirali s sveže pripravljeno Perlsovo raztopino (2 % kalijevega ferocianida/2 % klorovodikove kisline), čemur je sledila fiziološka raztopina s fosfatnim pufrom (PBS). opere. Aktivnost endogene peroksidaze je bila blokirana z 0,3 % raztopino vodikovega peroksida v metanolu 15 minut, čemur so sledila 3 izpiranja v PBS. Signale smo razvili s 3-minutno inkubacijo v 3,3-diaminobenzidinu (DAB) in za nasprotno barvanje uporabili hematoksilin (Sigma-Aldrich).

Biokemijske ocene

Hipokampus smo izolirali in enakomerno premešali, da smo dobili 10 % homogenat, ki smo ga nato centrifugirali pri 30,000–40,000 RPM 10 minut, da smo dobili supernatant za oceno železa v hipokampusu s kolorimetričnim kompletom (E-BCK139S, Elabscience, Wuhan, Kitajska) in malondialdehid (MDA) smo odkrili v supernatantu z uporabo kompleta ELISA (Elabscience, Wuhan, Kitajska).

Zahodni Blotting

Koncentracijo beljakovin smo določili z uporabo kompleta za analizo bicinhoninske kisline (BCA, Biosharp, Peking, Kitajska). Proteine ​​smo ločili z 12% SDS-PAGE in nato prenesli na membrane iz poliviniliden fluorida (PVDF). Slednje smo blokirali 2 uri pri sobni temperaturi v 5 % posnetem mleku v prahu, razredčenem s pufrom, in nato inkubirali s primarnimi protitelesi čez noč pri 4 stopinjah, vključno s kunčjo kaspazo proti cepitvi-3 (1:1000 , Affinity Biosciences, Jiangsu, Kitajska), zajčji anti-možganski nevrotrofični faktor (BDNF) (1:1000, Affinity Biosciences, Jiangsu, Kitajska) in zajčji anti-aktin (1:5000, Affinity Biosciences, Jiangsu, Kitajska). Naslednji dan so bile membrane trikrat sprane s TBST po 5 minut, nato pa 1 uro inkubirane z raztopino sekundarnega protitelesa proti kuncem, označenega s HRP (1:10.000, Servicebio, Wuhan, Kitajska) in sprane trikrat po 5 min.

Kvantitativni PCR v realnem času

Po navodilih proizvajalcev so bili uporabljeni Animal Total RNA Isolation Kit (Foregene), 5×All-In-One MasterMix (s AccuRT Genomic DNA Removal kit) (abm) in EvaGreen Express2×qPCR MasterMix-No Dye (abm). Specifični pari primerjev so bili naslednji: Fpn, prednji primer, 5'-CACCACAGGATATGCTTACAC TCAGG-3'; obratni primer, 5'-GAGAACAGACCAGTC CGAACAAGG-3'; b-aktin, začetni primer, 5'-TGTCAC CAACTGGGACGATA-3'; obratni primer: 5'-GGGGTG TTGAAGGTTCCAAA-3'. Raven mRNA Fpn vsakega vzorca je bila normalizirana na raven mRNA b-aktina.

Transmisijska elektronska mikroskopija (TEM)

Hipokampusi so bili naknadno fiksirani v 2,5 % glutaraldehidni stacionarni tekočini za elektronski mikroskop in nato dehidrirani v raztopinah acetona pri naraščajočih koncentracijah in vdelani z Epox 812. Nato so bili rezi obarvani z uranil acetatom in svinčevim citratom. Ultrastrukturne slike v polju CA3 hipokampusa so bile nato zajete s transmisijskim elektronskim mikroskopom (TEM) z JEM-1400-FLASH (JEOL, Tokio, Japonska).

Statistične metode

Podatki so predstavljeni kot srednji standardni odklon (SD). Spremenljivke, ki so izpolnjevale pogoje parametričnega testa, so bile ovrednotene z uporabo Welchovega t-testa, enosmerne ali dvosmerne ponovljene meritve analize variance (ANOVA), ki ji je sledil Tukeyjev test večkratne primerjave. Tiste spremenljivke, ki niso izpolnjevale parametrskih testnih pogojev, so bile ovrednotene z Mann–Whitneyjevim U testom, Kruskal–Wallisovim testom ali Welchovo in Brown-Forsythevo ANOVA. Vrednost P<0.05 was considered statistically significant. Statistical analysis and figures were obtained by GraphPad Prism Version 9.0 (GraphPad Software, CA, USA).

Rezultati

Učinek EGCG na učenje in spomin pri podganah, izpostavljenih kronični HAH

Da bi preverili, ali EGCG vpliva na prostorsko učenje in spomin pri podganah, izpostavljenih kronični HAH, je bil izveden test MWM. Kot je prikazano na sliki 1A, se je število prehodov ploščadi s skupino hipoksije znatno zmanjšalo (P< 0.001, vs. the n group). The treatment of EGCG did not affect the number of crossings of rats in either the normal altitude group (n group vs. n-EGCG group, P>{{0}}.05) ali skupina HAH (skupina hipoksije v primerjavi s skupino h-EGCG, P > 0,05). Nato je bila latenca pobega izračunana kot čas, ki ga podgana potrebuje, da doseže skrito platformo (slika 1B). Rezultati so pokazali, da se je od drugega do četrtega dne treninga latenca pobega podgan v skupini s hipoksijo znatno povečala (vse vrednosti P<0.01, vs. the n group). Moreover, the h-EGCG group showed reduced escape latency than that in the hypoxia group (all P values<0.05). Also, the swimming speed and distance in MWM were measured. No significant difference was found among these four groups at different time points (All P values>0.05, slika 1C). Nato smo ugotovili, da se je hitrost plavanja podgan v skupini s hipoksijo drugi dan in tretji dan zmanjšala v primerjavi s skupino n (vse vrednosti P<0.01, Fig. 1D). Also, the swimming speed of rats in h-EGCG group was higher than that in hypoxia group (all P values<0.05, Fig. 1D).

DAB izboljšano Perlsovo barvanje

Po 8 tednih kronične izpostavljenosti HAH se je železo znatno povečalo v predelih CA1 in CA3 hipokampusa možganov v primerjavi s skupino n (vse vrednosti P<0.01). After EGCG intervention, iron accumulation in CA3 and CA1 of the hippocampus was reduced compared to that of the hypoxia group (P<0.0001, P<0.001, respectively; Fig. 2).

Spremembe magnetne občutljivosti v hipokampalnih regijah

Vrednosti občutljivosti v hipokampusu so se po izpostavljenosti HAH znatno povečale v primerjavi s tistimi v skupini n (P<0.0001, Fig. 3A). After EGCG intervention, the values decreased compared to those of the hypoxia group (P<0. 0001, Fig. 3A).

Učinki EGCG na hipokampalni oksidativni stres, železo in Fpn
V primerjavi s skupino n sta bili vsebnosti MDA in železa v skupini s hipoksijo povišani (P<0.05, Fig. 3B, C). EGCG treatment reduced the levels of MDA and iron, indicating that alleviation of oxidative stress may facilitate EGCG to play a protective role in chronic HAH-induced brain injury in rats. To understand the mechanisms by which brain iron contents were changed by HAH, we further examined the mRNA expression of hippocampal Fpn and found that the Fpn decreased in the hypoxia group and increased in the h-EGCG group (P < 0.01, P < 0.05, respectively, Fig. 3D).

Rezultati Western blottinga

Ocenili smo učinke EGCG na ravni kaspaze{{0}} in BDNF. Western blotting (WB) analiza je pokazala večjo ekspresijo kaspaze-3 in manjšo ekspresijo BDNF v hipokampusu skupine s hipoksijo kot v skupini n (vse vrednosti P < 0,0001, slika 4). Poleg tega je zdravljenje z EGCG znižalo ravni kaspaze-3 in povečalo ravni BDNF (vse vrednosti P<0.0001, Fig. 4).

Nevralne ultrastrukturne spremembe

Po 2 mesecih kronične izpostavljenosti HAH so mitohondriji v hipokampalnem CA3 skupine s hipoksijo otekli zaradi zmanjšanja ali zloma grebena. Poleg tega so podgane v skupini s hipoksijo pokazale kondenziran jedrski kromatin, jedrsko krčenje, visoko stopnjo otekanja endoplazmatskega retikuluma, povečane lizosome in povečano gostoto elektronov. Po zdravljenju z EGCG so se mitohondrijsko otekanje, raztapljanje mitohondrijskih kristalov in elektronska gostota izrazito zmanjšali v primerjavi s tistimi v skupini s hipoksijo (slika 5).

Diskusija

V tej študiji smo ugotovili, da je zdravljenje z EGCG znatno izboljšalo sposobnost učenja, spomina in prostorskega raziskovanja podgan v skupini s hipoksijo ter ublažilo hipokampalno nevralno poškodbo, ki jo povzroča kronična izpostavljenost okolju HAH. Poleg tega smo tudi ugotovili, da so se kljub pomembnim izboljšavam vseh indikatorjev po zdravljenju z EGCG ti kazalniki redko vrnili na normalne ravni hipoksije.

Predhodne študije so pokazale, da ima EGCG nekatere učinke na različne vrste modelov učenja in motenj spomina [28, 29]. Safar et al. ugotovili, da lahko EGCG izboljša spomin pri podganah, zdravljenih z morfijem [30]. V skladu z njihovimi rezultati so se v naši študiji po dnevni intervenciji s 50 mg/kg EGCG pri podganah, ki so bile kronično izpostavljene HAH, izboljšale sposobnosti učenja, spomina in prostorskega raziskovanja preiskovancev, kar nakazuje, da bi lahko EGCG izboljšal motnje učenja in spomina pri visoke nadmorske višine.

Številne študije so pokazale, da ima prekomerna proizvodnja železa v možganih nevrotoksični učinek, saj prispeva k oksidativnim poškodbam [31]. V tej študiji je bilo kopičenje železa odkrito z MRI, imunohistokemičnim barvanjem in biokemičnimi ocenami. Poleg tega je bil FPN, kot edini znani multitransmembranski izvozni protein železa v celicah sesalcev, ocenjen s PCR. Vrednosti občutljivosti, pozitivne celice DAB so izboljšale Perlsovo obarvanje in vsebnost železa v hipokampusu se je povečala v skupini s hipoksijo in zmanjšala v skupini s h-EGCG, medtem ko je izražanje FPN pokazalo nasprotni trend. Zato smo zaključili, da lahko pride do kopičenja železa, ki ga povzroči HAH, z zaviranjem izliva železa z zmanjšanjem izražanja FPN.

MDA je končni produkt peroksidacije lipidov [32, 33] in se lahko uporablja kot indikator peroksidacije. Predhodne študije so pokazale, da se lahko oksidativni stres poveča z naraščajočo nadmorsko višino [34]. Naša študija je tudi pokazala, da so se koncentracije MDA znatno povečale na velikih nadmorskih višinah. Poleg tega smo analizirali izražanje kaspaze-3 in BDNF. Kaspaza-3 je najpomembnejši iniciator in izvajalec terminalnih encimov cepitve in apoptoze [35], medtem ko BDNF kot nevrotrofin, ki lahko uravnava preživetje in diferenciacijo nevronov ter poveča sinaptični prenos [36], spodbuja regeneracijo. Lin et al. poročali, da lahko hipoksija poveča ravni kaspaze-3 in povzroči apoptozo v hipokampalnih nevronih [37]. Lee et al. poročali, da je po 3 minutah globalne ishemije v gerbilu EGCG preprečil z ishemijo povzročeno celično smrt hipokampusa [38]. V naši študiji smo ugotovili tudi, da je EGCG znižal ravni proapoptotičnega proteina, kaspaze-3, in povečal izražanje BDNF.

Mitohondrijske strukturne poškodbe in disfunkcija so pomembne patološke značilnosti v možganih pod hipoksijo [39]. V naši študiji je ultrastrukturno opazovanje odkrilo prisotnost globokega obarvanja, mitohondrijsko otekanje in izginotje kriste v hipokampalnih nevronih pod HAH, medtem ko so bili hipokampalni nevroni po zdravljenju z EGCG znatno zaščiteni pred temi poškodbami, kot je kariopiknoza. Iwona Zwolak je povzela, da lahko EGCG zaščiti pred toksičnostjo težkih kovin z ohranjanjem potenciala mitohondrijske membrane in izboljšanjem mitohondrijskih antioksidativnih in dihalnih funkcij [40]. Sumimo, da so lahko ti mehanizmi prisotni tudi v zaščitni vlogi EGCG pri izpostavljenosti možganov okolju HAH. Skratka, EGCG lahko zmanjša kopičenje železa, zniža ravni oksidativnega stresa in apoptozo ter spodbuja regeneracijo nevronov, s čimer izboljša okvaro možganov podgan, ki jo povzroči kronična izpostavljenost hipoksiji na visoki nadmorski višini. Zato ima potencial, da služi kot novo zdravilo za zdravljenje in preprečevanje kronične gorske bolezni.

Zahvala

Radi bi izrazili svojo iskreno hvaležnost Core Facilities of West China Hospital, Sichuan University, Chengdu, Kitajska, da so nam zagotovili zmogljivosti in pomoč, kot sta test na odprtem terenu in Morrisov vodni labirint, uporabljena v tej študiji.

Avtorski prispevki

CC in HC sta zasnovala, oblikovala in izvedla to študijo; CC je obdelal podatke in pripravil rokopis; JC je spremenil rokopis; BL, BH, YW, DZ in YQ so pomagali pri izvajanju poskusov, FG pa je bil odgovoren za vse procese.

financiranje

To študijo je podprla Nacionalna naravoslovna fundacija Kitajske (št. 81930046, 81771800 in 81829003).

Razpoložljivost podatkov

Nabori podatkov, ustvarjeni in/ali analizirani med trenutno študijo, so na voljo pri ustreznem avtorju na razumno zahtevo.

Izjave

Konflikt interesov

Avtorji nimajo ustreznih finančnih ali nefinančnih interesov, ki bi jih morali razkriti.

Etična odobritev

Ta študija je bila izvedena v skladu z načeli Helsinške deklaracije. Odobritev je izdal Odbor za etiko eksperimentalnih živali West China Hospital, Univerza Sichuan, Chengdu, Kitajska.

Odprti dostop

Ta članek je licenciran v skladu z mednarodno licenco Creative Commons Attribution 4.0, ki dovoljuje uporabo, skupno rabo, prilagajanje, distribucijo in reprodukcijo v katerem koli mediju ali formatu, če navedete ustrezno priznanje izvirnemu(-im) avtorju(-om). ) in vir, navedite povezavo do licence Creative Commons in navedite, ali so bile narejene spremembe. Slike ali drugo gradivo tretjih oseb v tem članku so vključeni v licenco Creative Commons za članek, razen če je v kreditni liniji za gradivo navedeno drugače. Če gradivo ni vključeno v licenco Creative Commons za članek in vaša predvidena uporaba ni dovoljena z zakonskimi predpisi ali presega dovoljeno uporabo, boste morali pridobiti dovoljenje neposredno od imetnika avtorskih pravic.

Reference

1. Jain V (2016) Hrana za možgane na visoki nadmorski višini. Adv Neurobiol 12:307–321. https://doi.org/10.1007/978-3-319-28383-8_16

2. Singh LC (2017) Visokogorska dermatologija. Indijski J Dermatol 62: 59–65. https://doi.org/10.4103/0019-5154.198050

3. Shi J, Wang J, Zhang J, Li X, Tian X, Wang W, Wang P, Li M (2020) Polisaharid, ekstrahiran iz Potentilla anserina L, izboljša akutno hipobarično hipoksijo povzročeno okvaro možganov pri podganah. Phytother Res 34: 2397–2407. https://doi.org/10.1002/ptr.6691

4. Leon-Velarde F, Maggiorini M, Reeves JT, Aldashev A, Asmus I, Bernardi L, Ge RL, Hackett P, Kobayashi T, Moore LG, Penaloza D, Richalet JP, Roach R, Wu T, Vargas E, Zubieta -Castillo G, Zubieta-Calleja G (2005) Izjava o soglasju o kroničnih in subakutnih višinskih boleznih. High Alt Med Biol 6:147–157.https://doi.org/10.1089/ham.2005.6.147

5. Villafuerte FC, Corante N (2016) Kronična gorska bolezen: klinični vidiki, etiologija, obvladovanje in zdravljenje. High Alt Med Biol 17:61–69. https://doi.org/10.1089/ham.2016.0031

6. Germuska M, Chandler HL, Stickland RC, Foster C, Fasano F, Okell TW, Steventon J, Tomassini V, Murphy K, Wise RG (2019) Dvojno kalibrirana fMRI meritev absolutne cerebralne presnovne stopnje porabe kisika in efektivne difuzivnost kisika. Neuroimage 184: 717–728. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2018. 09.035

7. Maiti P, Singh SB, Mallick B, Muthuraju S, Ilavazhagan G (2008) Motnja spomina na visoki nadmorski višini je posledica nevronske apoptoze v hipokampusu, korteksu in striatumu. J Chem Neuroanat 36: 227– 238. https://doi.org/10.1016/j.jchemneu.2008.07.003

8. Turner CE, Barker-Collo SL, Connell CJ, Gant N (2015) Akutno hipoksično dihanje plinov resno poslabša kognicijo in učenje nalog pri ljudeh. Physiol Behav 142: 104–110. https://doi.org/10. 1016/j.physbeh.2015.02.006

9. McMorris T, Hale BJ, Barwood M, Costello J, Corbett J (2017) Vpliv akutne hipoksije na kognicijo: sistematični pregled in metaregresijska analiza. Neurosci Biobehav Rev 74:225–232.https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2017.01.019

10. Wilson MH, Newman S, Imray CH (2009) Cerebralni učinki vzpona na velike nadmorske višine. Lancet Neurol 8: 175–191. https://doi. org/10.1016/S1474-4422(09)70014-6

11. Hu S, Shi J, Xiong W, Li W, Fang L, Feng H (2017) Oksiracetam ali stimulacija jedra fastigiala zmanjša kognitivne poškodbe na visoki nadmorski višini. Vedenje možganov 7:e00762. https://doi.org/10.1002/brb3.762

12. Zhang XY, Zhang XJ, Xv J, Jia W, Pu XY, Wang HY, Liang H, Zhuoma L, Lu DX (2018) Crocin ublaži akutne kognitivne pomanjkljivosti podgan, ki jih povzroči hipobarična hipoksija. Eur J Pharmacol 818:300–305. https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2017.10.042

13. Graham HN (1992) Sestava zelenega čaja, poraba in kemija polifenolov. Prejšnja Med 21: 334–350. https://doi.org/10. 1016/0091-7435(92)90041-f 14. Musial C, Kuban-Jankowska A, Gorska-Ponikowska M (2020) Koristne lastnosti katehinov zelenega čaja. Int J Mol Sci. https:// doi.org/10.3390/ijms21051744

15. Eng QY, Thanikachalam PV, Ramamurthy S (2018) Molekularno razumevanje epigalokatehin galata (EGCG) pri kardiovaskularnih in presnovnih boleznih. J Ethnopharmacol 210: 296–310.

For more information:1950477648nn@gmail.com