Uporaba nano-PSO zmanjša kognitivne in nevronske pomanjkljivosti, ki so posledica travmatske možganske poškodbe 1. del

Povzetek: Travmatska možganska poškodba (TBI) je eden najpogostejših vzrokov nevroloških okvar pri mladih populacijah. Na splošno velja za dejavnik tveganja za nevrodegenerativne bolezni, kot sta Alzheimerjeva bolezen (AD) in Parkinsonova (PD) bolezen.

Travmatska poškodba možganov je zaskrbljujoče stanje, ki lahko povzroči resne poškodbe naših možganov, kar vpliva na naš spomin, razmišljanje in sprejemanje odločitev v različni meri. Čeprav lahko te težave še nekaj časa vplivajo na naše življenje, še vedno obstaja veliko pozitivnih ukrepov, ki nam lahko pomagajo pri okrevanju ali izboljšanju spomina.

Prvič, pomagamo si izboljšati svoj spomin z vrsto kognitivnega treninga, ki lahko vključuje igranje iger, dokončanje dnevnih nalog in spodbujanje naših možganov z učenjem novih stvari. To usposabljanje nam lahko pomaga razviti nove nevronske poti, izboljšati našo sposobnost razmišljanja in izboljšati naš spomin.

Drugič, v vsakdanjem življenju si lahko pomagamo ohranjati zdrave možgane s spremembo prehrane in vadbenih navad. Nekatera živila, bogata z beljakovinami, vitamini in antioksidanti, kot so zelenjava, sadje in oreščki, nam lahko pomagajo izboljšati naše kognitivne sposobnosti in zaščitijo naše možgane pred poškodbami. Poleg tega lahko redna vadba in vzdrževanje dobre kakovosti spanja koristita tudi okrevanju možganov in skrbi za zdravje.

Končno lahko podpiramo in vodimo naš proces okrevanja tako, da ostanemo v stiku z družino, prijatelji in zdravstvenimi delavci. Komuniciranje z drugimi ter prejemanje pomoči in podpore nam lahko pomaga ohraniti optimističen odnos, ki je bistvenega pomena za okrevanje naših možganov in izboljšanje spomina.

Skratka, čeprav lahko travmatska poškodba možganov prinese nekaj izzivov, lahko te težave premagamo in s pozitivnimi dejanji izboljšamo svoj spomin in kognitivne sposobnosti. Ne pozabite, da lahko vsak doseže pozitivne rezultate s trdim delom in potrpežljivostjo. Vidi se, da moramo izboljšati spomin in Cistanche lahko bistveno izboljša spomin, saj lahko Cistanche uravnava tudi ravnovesje nevrotransmiterjev, kot je povečanje ravni acetilholina in rastnih faktorjev, ki so zelo pomembni za spomin in učenje. Poleg tega lahko Cistanche izboljša pretok krvi in ​​spodbuja dostavo kisika, kar lahko zagotovi, da možgani dobijo ustrezno prehrano in energijo, s čimer se izboljša vitalnost in vzdržljivost možganov.

Kliknite Spoznajte načine za izboljšanje spomina

Za te bolezni je delno značilno kopičenje za bolezen značilnih napačno zvitih proteinov in skupne patološke značilnosti, kot je smrt nevronov, pa tudi vnetna in oksidativna poškodba.

Nano formulacija olja granatnega jabolka [Nano-PSO (Granagard TM)] je pokazala, da usmerja svojo učinkovino v možgane in nato zavira upad spomina in nevronsko smrt pri mišjih modelih AD in genetske CreutzfeldtJacobove bolezni.

V tej študiji smo pokazali, da dajanje Nano-PSO mišim pred ali po aplikaciji TBI preprečuje kognitivni in vedenjski upad. Poleg tega imunohistokemično obarvanje možganov kaže, da je preventivno zdravljenje z Nano-PSO bistveno zmanjšalo nevronsko smrt, zmanjšalo gliozo in preprečilo poškodbe mitohondrijev v prizadetih celicah.

Končno smo pregledali ravni sirtuina1 (SIRT1) in sinaptofizina (SYP) v skorji z uporabo Western blottinga.

Poraba NanoPSO je povzročila višje ravni beljakovin SIRT1 in SYP po poškodbi. Naši rezultati skupaj kažejo, da lahko Nano-PSO kot naravni antioksidant, usmerjen v možgane, prepreči del poškodb, ki jih povzroča TBI.

Ključne besede: TBI; Nano-PSO; nevrovnetje; oksidativni stres; nevrodegeneracija

1. Uvod

Travmatska možganska poškodba (TBI) je resna skrb za javno zdravje in glavni vzrok invalidnosti in smrti pri mladih odraslih in starejših. Velja za eno najpogostejših nevroloških poškodb, ki povzroča obolevnost in umrljivost in vsako leto prizadene več kot 10 milijonov ljudi po vsem svetu [1]. Ker poškodbe glave ne zahtevajo vedno ustrezne zdravniške oskrbe, so ti podatki verjetno še višji.

Glavni vzroki TBI so padci, prometne nesreče, napadi in športne poškodbe [2]. TBI je pogosta pri moških in še posebej pogosta pri mladostnikih in mlajših odraslih po prometnih nesrečah in poškodbah, povezanih z alkoholom.

Pogosta je tudi pri starejših zaradi povečane možnosti obolenja [3]. Ljudje, ki so imeli TBI, lahko trpijo zaradi vedenjskih, kognitivnih in čustvenih motenj, tako kratkoročnih kot dolgotrajnih, odvisno od resnosti poškodbe [3]. ].

Bolniki, izpostavljeni TBI, lahko izidejo nepoškodovani, lahko pa so tudi izpostavljeni poškodbam, ki zahtevajo dolgotrajno hospitalizacijo in se celo končajo s smrtjo. Približno 40 % primerov hudih poškodb po TBI se konča s smrtjo, pri čemer preživeli trpijo za različnimi nevrološkimi motnjami, vključno z epilepsijo, demenco in nevrodegenerativnimi boleznimi [3,4].

Zmerna poškodba povzroči morfološke spremembe, podobne tistim pri hudi poškodbi, vendar so manj hude, kognitivne okvare pa so večinoma blažje kot pri hudi poškodbi [5]. Poleg tega obstajajo dobro uveljavljeni dokazi, da je TBI pomemben dejavnik tveganja za razvoj nevrodegenerativnih bolezni, kot sta Alzheimerjeva in Parkinsonova [6–8].

Oksidativni stres je ena od potencialnih sekundarnih poškodb TBI, ki vključuje tudi ekscitotoksičnost, vnetje, apoptozo in mitohondrijsko disfunkcijo. Mitohondrijsko disfunkcijo pogosto najdemo pri bolnikih z nevrodegenerativnimi boleznimi, kot sta Parkinsonova in Alzheimerjeva [9–12].

Mitohondrijska disfunkcija lahko povzroči neregulirano čezmerno proizvodnjo reaktivnih kisikovih vrst (ROS), kar je pogost pokazatelj sekundarne poškodbe TBI [13]. Človeško telo proizvaja endogene antioksidante za izravnavo ali zaviranje morebitnega povečanja proizvodnje ROS.

Ko TBI povzroči povečanje proizvodnje ROS, so naravne ravni antioksidantov v telesu preobremenjene, kar pogosto povzroči peroksidacijo lipidov ter poškodbe DNK in beljakovin [14]. To lahko privede do prekomerne količine ROS ali nizke ravni antioksidantov, stanja, znanega kot oksidativni stres, ki ima lahko uničujoče in pogosto toksične učinke, povzroči smrt nevronskih celic in potencialno patogenezo [15–19].

TBI nima dokazanega zdravljenja za zmanjšanje škode ali celo preprečevanje. Iz tega razloga je izjemnega pomena iskanje boljšega razumevanja patoloških mehanizmov, ki sledijo poškodbi, da se določijo idealni protokoli zdravljenja.

Nano-PSO (Granagard TM), nanoformulacija olja semen granatnega jabolka, ki vsebuje visoke ravni punicinske kisline, najmočnejšega naravnega antioksidanta, je pokazala, da izboljšuje znake nevrodegeneracije, vključno s spominom in celično smrtjo v več modelih nevrodegenerativnih bolezni [20–22].

V modelu transgenih miši za genetsko CJD je dolgoročno dajanje Nano-PSO povzročilo zakasnitev napredovanja bolezni in zmanjšalo odmiranje celic. V modelu miši 5XFAD za AD je dajanje Nano-PSO preprečilo okvaro spomina in zmanjšalo kopičenje A-beta, tako intracelularno kot znotrajcelično.

V vseh modelih je Nano-PSO preprečil zmanjšanje mitohondrijske aktivnosti, verjetno zaradi svoje močne in v možgane usmerjene antioksidativne funkcije. Pri ljudeh je bilo nedavno dokazano, da Nano-PSO poveča spomin pri bolnikih z multiplo sklerozo [23].

V tej študiji smo pokazali, da uporaba Nano-PSO, prehranskega dopolnila pred ali po TBI pri miših, ublaži okvare vidnega in prostorskega spomina.

Prav tako zmanjša izgubo nevronov v temporalnem korteksu in zobatem girusu ter zmanjša intenzivnost reaktivnih astrocitov v temporalnem korteksu poškodovanih mišjih možganov. Poleg tega obnovi proizvodnjo citokrom C oksidaze (COX), mitohondrijskega encima, za katerega poročajo, da je prizadet v možganskih celicah med nevrodegeneracijo [24].

Poleg tega igra vlogo v dihalni verigi in je odgovoren za zmanjšanje do 95 % kisika, ki ga zaužijejo celice, vključno z živčnimi celicami [24].

2. Rezultati

2.1. Dajanje Nano-PSO mišim pred in po TBI preprečuje njihovo kognitivno poslabšanje

Po izpostavitvi TBI in zdravljenju z Nano-PSO kot preventivi ali kot zdravljenju po TBI (glejte sliko 1 in metode za shemo poskusov) so miši samce ICR ocenili z uporabo dvignjenega plus labirinta dva tedna po TBI med ločenimi kohortami.

Anksioznosti podobno vedenje miši smo ocenili tako, da smo zabeležili čas, porabljen v odprtih krakih labirinta, oziroma skupno število vhodov v vsak krak.

Med vsemi skupinami pri obeh testiranih pristopih zdravljenja ni bilo razlik v času, preživetem v odprtih rokah, kar kaže, da na anksiozno vedenje miši ni vplivala niti poškodba niti zdravljenje z Nano-PSO (rezultati niso prikazani).

Da bi ocenili učinke obeh pristopov zdravljenja (pred ali po TBI) uživanja NanoPSO na tvorbo spomina, so prepoznavanje novih objektov (NOR) in Y-mazeparadigme izvedli na različnih skupinah miši dva tedna po poškodbi.

Dosledno poročajo, da TBI oslabi paradigmo NOR [25]. Kot je bilo pričakovano, so imele miši TBI znatne pomanjkljivosti vidnega spomina in so preživele manj časa v bližini novega predmeta v primerjavi z vsemi drugimi skupinami (p < 0.01, p < 0,001, slika 2A, B) .

Primanjkljaj je bil izboljšan z Nano-PSO v obeh pristopih zdravljenja. Nato smo izvedli test Y-labirinta, da bi ocenili prostorski spomin, kot je opisano prej [26].

Pri obeh pristopih zdravljenja je pri miših s TBI prišlo do poslabšanja prostorskega spomina v primerjavi z nezdravljenimi kontrolnimi mišmi (p < {{0}}.001, slika 3A, B). Ko so miši zaužile zdravljenje z Nano-PSO, se je okvara prostorskega spomina izboljšala pri obeh pristopih zdravljenja (p <0,001).

Slika 3. Dajanje nano-PSO mišim TBI je izboljšalo prostorski spomin, ocenjen v Y-mazetestu. TBI miši, zdravljene ali nezdravljene, so bile podvržene testu Y labirinta dva tedna po TBI, kot je opisano v metodah: (A) miši, zdravljene z Nano-PSO pred TBI; in (B) miši, zdravljene z Nano-PSO po TBI, predstavljajo indeks preference relativnega časa, ki so ga miši porabile za raziskovanje novelarma v primerjavi s staro roko.

Statistična analiza z enosmerno ANOVA je pokazala, da imajo živali s TBI primanjkljaj prostorskega spomina v primerjavi z vsemi drugimi skupinami. (A: F (3, 36)=16.039, p=0.000 Fisherjev LSDpost hoc, *** p < 0.{ {15}}1, n=10; B: F (1, 15)=14.127, p=0.00 Fisherjev LSD post hoc, ** p < 0,01, n { {18}}).NS=Ni pomembno. Vrednosti so predstavljene kot povprečje ± SEM.

2.2. Zdravljenje z nano-PSO preprečuje nevronsko smrt pri miših TBI

Po vedenjskih poskusih, ki so ugotovili, da lahko Nano-PSO prepreči kognitivno škodo, ki je posledica možganske poškodbe, smo z imunocitokemijo preučili ravni TBI možganske poškodbe v prisotnosti ali odsotnosti Nano-PSO na celičnih ravneh.

Miši so bile uničene in njihovi možgani so bili pobrani tri tedne po poškodbi, ko so bile ugotovljene nadaljnje biokemične spremembe [25,27].

Spremembe so pregledali v temporalnem korteksu, CA3 regiji hipokampusa in zobatem girusu na obeh straneh možganov. Rezultate obeh strani možganov smo združili v eno vrednost za vsako miško.

Sliki 4A in B prikazujeta imunsko barvanje teh možganskih področij s protitelesom proti NeuN, označevalcem zrelih nevronov. Rezultati kažejo, da se je število nevronov znatno zmanjšalo po TBI, vendar je bilo takšno zmanjšanje nevronov preprečeno, če je bil Nano-PSO dajan pred TBI ali po TBI in dokler miši niso bile uničene (tri tedne kasneje).

TBI je povzročil upad števila nevronov v skorji in zobatem girusu v primerjavi z vsemi drugimi skupinami (** p < {{0}},01, *** p < 0,001), kar kaže na pomembno izgubo nevronov po treh tednih po poškodbi (slika 4A, B). Oba pristopa zdravljenja ohranjata število nevronov v korteksu in zobatem girusu.

Vendar pa je preventivno zdravljenje dodatno ublažilo izgubo nevronov na teh področjih (** p < {{0}}.01, *** p < 0,001) (slika 4A) v primerjavi z zdravljenjem po TBI ( * p < 0,05) (slika 4B).

2.3. Dajanje Nano-PSO zmanjša vnetje, ki ga povzroča TBI

Vrednotenje nevro-vnetnih procesov, ki se pojavijo po izpostavljenosti TBI, je bilo pridobljeno z imunsko-histokemičnim barvanjem z uporabo protitelesa GFAP, ki označuje reaktivne astrocite [28, 29].

Barvanje je bilo izvedeno, da bi preverili, ali je prišlo do sprememb v ravni izražanja astrocitov TBI tri tedne po poškodbi in ali je preventivno ali post-TBI zdravljenje z Nano-PSO vplivalo na te spremembe. Rezine možganov, pridobljene iz temporalne skorje, so proučevali tri tedne po poškodbi.

Kot je razvidno iz slike 5, je izpostavljenost TBI povzročila znatno zvišanje astrocitov v skorji (p < 0.001,p < 0.01), oziroma (slika 5). Ko so Nano-PSO dajali kot preventivo ali zdravljenje po TBI, je to povzročilo znatno zmanjšanje aktiviranih astrocitov v korteksu, p < 0,001 oziroma p < 0,05 (slika 5).

Ti rezultati kažejo, da so bili zaradi TBI, kot pri nezdravljeni TBI, zdravljeni z Nano-PSO pred TBI in zdravljeni z Nano-PSO po TBI, imunsko obarvani za NeuN (zeleno) in DAPI (modro) [lestvica 50 µm ]; (B) kvantitativno oceno imunskega barvanja z NeuN za vse odseke (bregma temporalni korteks -1.06 nm in zobni girus -1,34 nm) na končni točki vsakega poskusa smo kvantificirali z uporabo enosmerne ANOVA (Cortex:PRE ( F (3, 16)=15.469, p=0.000 Fisherjev LSD post hoc, *** p < 0.0{{46 }}1, N=5 (F (3, 12) {{20}.607,p=0.{{23} } Fisherjev LSD post hoc, * p < 0,05 ** p < 0,01, n=3–5)), (DG: PRE (F (3, 14)=6.804, p {{34 }}.000Fisherjev LSD post hoc, ** p < 0,01, n=4–5 (F (3, 13)=12,580, p {{44}); }.000 Fisherjev LSD posthoc, * p < 0,05, ** p < 0,01, *** p < 0,001, n=3–4)). NS=Ni pomembno. Vrednosti so predstavljene kot povprečje ± SEM.

2.4. Nano-PSO obnovi aktivnost COX IV1 po TB1

Prej je bilo dokazano, da je v spontanih/genetskih modelih nevrodegenerativnih bolezni, kot sta AD in CJD, ekspresija COX IV1, pomembnega mitohondrijskega encima za proizvodnjo energije v celicah, drastično zmanjšana in nadomeščena s COX IV2, ki lahko deluje pri visokih ravneh ROS [24,30]. Vendar je to začasen učinek, dokler takšne ravni ROS končno ne povzročijo apoptoze in celične smrti.

Dajanje nano-PSO zmanjša ravni ROS in obnovi izražanje COX [30]. Zato smo v tem delu preizkusili, ali to velja tudi za TBI, zunanjo poškodbo, ki jo povzročijo normalne miši.

V ta namen imunsko obarvamo rezine možganov, kot je opisano zgoraj, s protitelesom COX IV1. Slika 6 kaže, da tako kot pri genetskih boleznih tudi TBI povzroči znižanje ravni COX IV1 tudi tri tedne po nastanku poškodbe v možganih.

V tem primeru in kot je bilo prikazano prej [30, 31], dajanje Nano-PSO zviša ravni COX IV1 tako pri kontrolni kot pri miših pred in po TBI. Ker povečanje ravni COX IV1 odraža oksidativni status celic, sklepamo, da lahko Nano-PSO zmanjša tudi ravni ROS pri kontrolnih miših in ne le pri miših, prizadetih s TBI.

Slika 6. Zdravljenje z Nano-PSO je obnovilo mitohondrijsko ekspresijo COX IV1 pri vseh miših: (A) Koronalni izrezi skozi temporalno skorjo možganov iz zdravljenih in nezdravljenih kontrolnih oseb, kot tudi iz nezdravljenih TBI, zdravljenih z Nano-PSO pred TBI in zdravljenih z Nano- PSO po TBI so bili imunsko obarvani za COX IV1 (rdeče) in DAPI (modro) [lestvica 50 µm]; (B) Kvantitativno oceno imunskega obarvanja COX IV1 za vse odseke (bregma temporalni korteks -1.06 nm) na končni točki vsakega poskusa smo kvantificirali z enosmerno ANOVA (F (4, 12)=45 .101, p=0.000 Fisherjev LSD posthoc, ** p < 0,01, *** p < 0,001, n=3–4). NS=Ni pomembno. Vrednosti so predstavljene kot povprečje ± SEM.

2.5. Nano-PSO zvišuje ravni SIRT1 in SYP po TBI

Imunoblot skupnih ravni SIRT1, markerja za NAD-odvisen deacetilazesirtuin-1 v korteksu, je bil pregledan za vse miši tri tedne po TBI (slika 7). Ugotovljeno je bilo zmanjšanje ravni SIRT1.

Ti rezultati so v skladu s prejšnjo študijo z modelom blage TBI iz našega laboratorija [32]. Vendar je bilo to zmanjšanje preprečeno z Nano-PSO, ko so ga dajali takoj nekaj tednov po dogodku.

Slika 7B prikazuje imunoblot skupnih ravni sinaptofizina (SYP), markerja za sinaptične strukture, iz možganskih homogenatov kontrolnih miši, zdravljenih ali nezdravljenih z Nano-PSO, kot tudi iz TBI ali miši, zdravljenih po TBI.

Rezultati kažejo, da je sočasno z nevronsko smrtjo, prikazano na slikah 4A in B, TBI povzročil tudi sinaptično poškodbo. Vendar pa je to poškodbo mogoče preprečiti, če takoj nekaj tednov dajemo močan in v možgane usmerjen antioksidant, kot je Nano-PSO po povzročeni škodi.

Prej je bilo dokazano, da večina prizadetih nevronov ni umrla takoj po poškodbi, ampak v dneh po poškodbi zaradi obsežnega oksidativnega stresa, ki ga je povzročil TBI [33]. Zato je lahko takojšnje zdravljenje z antioksidanti dovolj učinkovito, da prepreči obsežno škodo v daljšem obdobju. teči.

Slika 7. Vpliv Nano-PSO na ekspresijo SIRT1/SYP v skorji miši TBI: (A) Homogenati možganov iz desne skorje zdravljenih in nezdravljenih kontrol, kot tudi iz miši po TBI, zdravljenih s TBI in NanoPSO, so bili imunoblotirani s SIRT1 in TUB, zaznanimi pri (110 KDa, 50 KDa), v tem zaporedju. Kvantitativno analizo imunoreaktivnih pasov SIRT1 smo kvantificirali s sliko Jand, normalizirano glede na kontrolni protein TUB.

Ravni SIRT1 so bile znatno znižane 30 dni po poškodbi v korteksu miši s TBI v primerjavi s kontrolo. Zdravljenje z nano-PSO je preprečilo to zmanjšanje ** p < 0,01. Enosmerna ANOVA je pokazala znatno povečanje izražanja SIRT1 pri miših, ki so bile zdravljene po poškodbi. (F (3, 20)=1.084, p=0.002, N=5 Fisherjev LSD post hoc).

(B) Homogenati možganov iz desne skorje zdravljenih in nezdravljenih kontrol, kot tudi iz miši po TBI, zdravljenih s TBI in Nano-PSO, so bili imunoblotirani s SYP in TUB, odkritimi pri (37 KDa, 50 KDa).

Kvantitativno analizo imunoreaktivnih trakov SYP smo kvantificirali s sliko J in normalizirali glede na kontrolni protein TUB.

Enosmerna ANOVA je pokazala znatno povečanje izražanja SYP pri miših, ki so prejele zdravljenje po TBI, v primerjavi s skupino TBI (F (3,20) ​​= 1.084, p {{6} }.379, Fisherjev LSD post hoc * p < 0,5, n=4–5). NS=Ni pomembno. Vrednosti so predstavljene kot povprečje ± SEM.

Pod vsakim grafom je predstavljena reprezentativna slika ravni SIRT1/SYP in gospodinjskega proteina tubulina (TUB) v desni skorji med vsemi skupinami.

For more information:1950477648nn@gmail.com