Mechanistische Einblicke in die Diosmin-induzierte Neuroprotektion und Gedächtnisverbesserung im Rattenmodell mit intracerebroventrikulärer Chinolinsäure: Wiederbelebung mitochondrialer Funktionen und Antioxidantien Teil 4

2.12.4. Superoxiddismutase-Aktivität. Die Rate der SOD-Wirkung (EC1.15.1.1) (Einheiten pro mg Protein) wurde durch das Verfahren von Kakkar et al. berücksichtigt. [33]. Die Reaktionsmischung umfasste 0,3 ml Homogenat, 100 µl 5-Methylphenaziniummethylsulfat (197 μM) und 1,3 ml tetrabasisches Natriumdiphosphat (0,066 mM, pH 7,2). Die Reaktion wurde mit 200 µl Nikotinamidadenindinukleotid (DPNH) (780 µM) gestartet und 60 Sekunden später mit 1 ml reinem CH3COOH in dieser Mischung gestoppt. Die erzeugte Chromogenmenge wurde durch Notieren der Farbstärke bei λmax� 560 nm berechnet.

Superoxiddismutase (SOD) ist eine wichtige Enzymsubstanz, die im Körper eine antioxidative Rolle spielen kann. Immer mehr Studien haben gezeigt, dass ein enger Zusammenhang zwischen SOD und Gedächtnis besteht.

Erstens kann das SOD-Enzym dem Körper helfen, freie Radikale zu entfernen und die Schädigung von Neuronen durch oxidativen Stress zu reduzieren, wodurch die normale Funktion des Nervensystems geschützt wird. Die normale Funktion des Nervensystems ist der Schlüssel zum menschlichen Gedächtnis, Lernen und anderen fortgeschrittenen Denkaktivitäten. Daher kann uns ein ausreichender SOD-Wert dabei helfen, einen guten Gedächtnis-, Kognitions- und Lernzustand aufrechtzuerhalten.

Zweitens kann SOD auch dazu beitragen, dass der menschliche Körper ausreichend Sauerstoff liefert. Mit zunehmendem Alter und Veränderungen in der Umwelt nimmt die Sauerstoffversorgung des Körpers allmählich ab. Sauerstoff ist einer der Schlüsselstoffe für den menschlichen Zellstoffwechsel und auch für die Aufrechterhaltung eines guten Gedächtnisses sehr wichtig. SOD kann dem Körper helfen, den Sauerstoffgehalt aufrechtzuerhalten und die normalen grundlegenden Stoffwechselfunktionen des menschlichen Körpers sicherzustellen, wodurch Bedingungen für die Bildung und Aufrechterhaltung des Gedächtnisses geschaffen werden.

Auch im täglichen Leben ist es sehr einfach, einen ausreichenden SOD-Wert aufrechtzuerhalten. Wir können den SOD-Gehalt des Körpers durch die Ernährung erhöhen, beispielsweise durch den Verzehr von SOD-reichem Gemüse wie grünem Gemüse, Kohl und Karotten. Darüber hinaus kann uns die Aufrechterhaltung guter Lebensgewohnheiten dabei helfen, ein gesundes SOD-Niveau aufrechtzuerhalten, beispielsweise mäßige Bewegung, ausreichend Schlaf usw.

Kurz gesagt besteht ein enger Zusammenhang zwischen dem SOD-Enzym und dem Gedächtnis. Die Erhöhung des SOD-Gehalts im Körper kann uns helfen, ein gesundes Nervensystem aufrechtzuerhalten und den normalen Fortschritt fortgeschrittener Denkaktivitäten zu fördern. Wir sollten dem Körper helfen, durch wissenschaftliche Ernährung, Lebensgewohnheiten und körperliche Betätigung einen ausreichenden SOD-Spiegel aufrechtzuerhalten, um unser Gedächtnis besser zu schützen. Es ist ersichtlich, dass wir das Gedächtnis verbessern müssen, und Cistanche kann das Gedächtnis erheblich verbessern, da Cistanche antioxidative, entzündungshemmende und Anti-Aging-Wirkungen hat, die dazu beitragen können, Oxidations- und Entzündungsreaktionen im Gehirn zu reduzieren und so die Gesundheit des Gehirns zu schützen Nervensystem. Darüber hinaus kann Cistanche auch das Wachstum und die Reparatur von Nervenzellen fördern und dadurch die Konnektivität und Funktion neuronaler Netzwerke verbessern. Diese Effekte können dazu beitragen, das Gedächtnis, die Lernfähigkeit und die Denkgeschwindigkeit zu verbessern und können auch das Auftreten kognitiver Dysfunktionen und neurodegenerativer Erkrankungen verhindern.

Klicken Sie jetzt, um Ihr Gedächtnis zu verbessern

2.12.5. Katalase-Aktivität. Um die Geschwindigkeit der Katalase-Wirkung (EC1.11.1.6) zu beurteilen, wird die OD-Diskrepanz (λmax � 240 nm) der analysierten Zubereitung (3,0 ml) mit 50 µl ermittelt Untersuchungsprobe, 1,22 ml H2O2 (0,03 M) in Na+-K+ [PO4]2--Puffer (pH 7,91, 0,06 M) und 1,63 ml 0,06 M Na{{ 29}}K+ [PO4]2--Puffer (pH 7,1) wurde aufgezeichnet.

Die Katalaseaktivität (µmol zerfallendes H2O2 pro Minute pro mg Gehirnprotein) wurde unter Anwendung von ε 43,6/M/cm berechnet [34].2.12.6. Gesamtnitritgehalt. .die Technik von Sastry et al.[35] wurde implementiert, um die Nitrite des gesamten Gehirns (μmol pro mg Gehirnprotein) zu bewerten.

In Reagenzgläsern mit 100 µl Untersuchungsprobe wurden 145 mg Kupfer-Cadmium-Amalgam, 500 µl H2CO3-Puffer (pH 8,89), 0,44 M 100 µl NaOH und 119,8 mM 400 µl ZnSO4 bei 4.500 × g Leistung zentrifugiert für 10 Minuten, und die überflüssige obere Flüssigkeit (Überstand) wurde abgetrennt.

Griess-Chemikalie (50 µl) war in 100 µl überschüssiger Flüssigkeit enthalten. Nach 60 Minuten Inkubation wurde die OD (λmax – 548 nm Wellenlänge) mit einem Doppelstrahl-UV1700-Spektrophotometer (Shimadzu) festgestellt. Es wurde eine typische Kurve für salpetriges saures Natrium (0,02–0,2 mM) entworfen und das gesamte Nitrit gleichgesetzt.

2.12.7. Bestimmung der Gesamtproteine. Der Gesamtproteingehalt (mg/ml Homogenat) wurde unter Verwendung eines atypischen Krümmungsdiagramms von Rinderserumalbumin mit einer Lösungsstärke im Bereich von 0,3 bis 3,8 mg/ml berechnet. Die Untersuchungskombination wurde mit 250 µl Homogenat, 5,1 ml Lowry-Reagenz, Na+-K+ [PO4]2--Puffer (900 µl) und 1,1 N 500 µl FCR organisiert. Die Diskrepanz der OD wurde bei λmax � 650 nm beobachtet [36].

2.13. Histopathologie von Hirnschnitten. Unter Verwendung eines schwerkraftgespeisten Diffusionsaufbaus wurden Ratten intrakardial (über den linken Ventrikel) mit 10 % neutraler gepufferter Formaldehydlösung (10 % NBF) diffundiert und akut anästhesiert. Der Hippocampus und die kortikalen Sektoren werden in ein Fixiermittel (10:1 Fixiermittel:Gewebeverhältnis) eingetaucht, nämlich 10 % NBF für eine Woche (4 Grad), begleitet von 0,04 % Natriumazid (pH 7,4).

Ethylalkohol (70%) wurde als Verpackungslösung für fixierte Gewebeportionen verwendet, die bei 4 Grad gehalten wurden. Mit einem Mikrotomschneider (Rotationstyp) wurden dünne Abschnitte (8,0 μm) entnommen, die dann mit dem Farbstoff Hämatoxylin und Eosin (H&E) eingefärbt wurden. Die Objektträger wurden mit DPX-Harz dauerhaft gemacht, später abgedeckt und durch ein optisches Mikroskop (Binokular) bei 40-facher Vergrößerung untersucht.

2.14. Statistische Analyse. Ein erfahrener Experimentator untersuchte und wertete die Daten blind gegenüber verschiedenen Medikamentenbehandlungen aus, die den Tierkohorten verabreicht wurden. Ausreißer waren in den Daten nicht pragmatisch (Grubb-Test), und der Kolmogorov-Smirnov-Test und der Levene-Test bestätigten die Normalverteilung der Variablen bzw. die Homogenität der Varianz (HOV p > 0.05, Levene-Test).

Andernfalls, im Falle einer ungleichen Varianz (HOV p < {{0}}.05, Levene-Test),Welchs ANOVA (p < 0.05, F′-Statistik), und Games-Howell-Post-hoc-Tests können angewendet werden. Die Mittelwerte normalverteilter Variablen wurden untersucht und durch einfache oder wiederholte Messungen der zweifachen Varianzanalyse (ANOVA) in Beziehung gesetzt. Im Fall der ANOVA sind die Ergebnisse in der F-Statistik signifikant (p < 0,05). Es wurden mehrere Vergleichstests angewendet, nämlich Tukeys HSD (ehrlich signifikante Differenz) oder Bonferroni. Die statistische Signifikanz wurde bei p < 0,05 angenommen und die Ergebnisse wurden als Mittelwert ± Standardfehler des Mittelwerts (SEM) angegeben.

3. Ergebnisse

3.1. Ergebnisse von DSM auf Körpermasse (g), Ernährung und Wasseraufnahme von Ratten, denen QA-ICV verabreicht wurde. Körpergewichte, Futter und Wasseraufnahme wurden wöchentlich, beginnend mit Tag 1, analysiert.

Eine signifikante Reduzierung (p < {{{{10}}}}.001) der Körpermasse (g), der Futter- und Wasseraufnahme an den Tagen 7 und 14 und 21 war bei Ratten, denen am ersten Tag eine QA-ICV-Injektion verabreicht wurde, im Vergleich zu Schein-Gegenstücken pragmatisch (Abbildung 2). Die Dosierung von DSM (100 mg/kg verursachte einen signifikanten Anstieg des Körpergewichts (Tag 7p < 0.05, Tag 14 p < {{38} }.01, Tag 21 p < 0.001), Futter (Tag 7p < 0.{{6{{63} }}}5, Tag 14 p < 0.01, Tag 21 p < 0,001) und Wasseraufnahme (Tag 7 p < 0,01, Tag 14 p < 0,05) bei Ratten gegen QA-ICV.DSM (50 mg/kg) schwächte auch die durch QA-ICV ausgelöste Abnahme des Körpergewichts (Tag 21, p < 0,05) und der Futteraufnahme (Tag 7, p < 0,01) von Ratten im Vergleich zu Ratten, die allein QA-ICV-Injektionen erhielten, signifikant ab. Mit QA-ICV und DNP behandelte Ratten zeigten einen signifikanten Anstieg der Körpermasse (g) (Tag 7p < 0,05, Tag 14 p < 0,001, Tag 21 p < 0,001), des Futters (Tag 7p < 0,001, Tag 14 p < 0,01). Tag 21 p < 0,001) und Wasseraufnahme (Tag 7, 14, 21 p < 0,01) im Vergleich zu Ratten, die weiterhin alleinigem QA-ICV ausgesetzt waren.

3.2. Wirkung von DSM auf Fortbewegung, motorische Koordination und Gang von Ratten gegen QA-ICV. In dieser Studie wurden die Bewegungsaktivitäten der Tiere durch QA-ICV oder medikamentöse Behandlungen nicht beeinträchtigt.

Die QA-Gruppe zeigte im Vergleich zur Scheingruppe keine signifikante Änderung der mittleren Zählungen pro 5 Minuten im Aktinometergerät (Abbildung 3(a)). Rotarod- und Fußabdruckanalysen wurden verwendet, um die sensomotorische Leistung und den Gang von Ratten zu bewerten.

Die Ergebnisse zeigten, dass QA-ICV die motorische Koordination (Abbildung 3(b)) und den Gang (Abbildung 3(c)) von Ratten erheblich beeinträchtigte (p < 0.001), was sich in einer Verringerung der Latenzzeit bis zum Sturz von der Drehwelle widerspiegelte und die Schrittlänge von Ratten in der Fußabdruckanalyse im Vergleich zu Schein-Gegenstücken.

Die Gruppen QA + DSM50 und QA + DSM100 zeigten einen bemerkenswerten Anstieg der fallenden Latenz (p < 0.05, p < 0,01) und der Schrittlänge (S < 0,05, p < 0,001)relativ zur QA-Gruppe.

Die DNP-Behandlung schwächte den QA-ICV signifikant ab und löste im Vergleich zu den verabreichten Ratten eine Verringerung der Sturzlatenz (p < 0.001) und der Schrittlänge (p < 0,001) aus QA-ICV allein. Darüber hinaus zeigte die Behandlung mit DSM (100 mg/kg) bei Ratten, die QA-ICV unterzogen wurden, eine signifikante Verbesserung (p < 0,01) des Gangs im Vergleich zu DSM (50 mg/kg).

3.3. Wirkung von DSM auf das Arbeitsgedächtnis und das räumliche Langzeitgedächtnis von Ratten gegen QA-ICV. Ein Rückgang des Diskriminierungsindex (%) in NORT bestätigte einen Rückgang des Arbeitstypgedächtnisses.

Ein allmählicher Anstieg der ELT über 4 Tage der Trainingsversuche und eine Abnahme des TSTQ in den Abrufversuchen (durchgeführt 24 Stunden nach dem letzten Trainingsversuch) in MWM deuteten auf einen Verlust des Langzeitgedächtnisses bei Ratten hin.

In dieser Studie zeigten Ratten, die nur einer QA-ICV-Behandlung ausgesetzt waren, einen bemerkenswerten Rückgang (p < 0.001) im Diskriminierungsindex (%) im Vergleich zur Scheinbehandlung (Abbildung 4(a)).

Im MWM-Test zeigten die Trainingsversuche am 17. Tag keine signifikante Veränderung der ELT zwischen verschiedenen Gruppen, am 18. Tag wurde jedoch eine deutliche Veränderung der ELT festgestellt. Die QA-Kohorte zeigte einen erheblichen (p < 0.001) Anstieg des ELT (Tag 18–20) (Abbildung 4(b)) und einen Rückgang des TSTQ (Tag 21) (Abbildung 4(c)) im Vergleich zu Schein-Pendants.

Die Behandlung mit DSM (100 mg/kg)-abgeschwächtem QA-ICV führte zu einer Verringerung des Diskriminierungsindex (%) (p < 0.0{{14} }1), Anstieg der ELT (Tag 18 p < 0,05, Tag 19 p < 0,01, Tag 20 p < 0,001) und Abnahme des TSTQ (p < 0,001) im Vergleich zu den Ratten, denen nur eine QA-ICV-Injektion verabreicht wurde.

Die QA + DSM50-Kohorte zeigte einen deutlichen Anstieg des Diskriminierungsindex (%) (p < 0.001), einen Rückgang der ELT am Tag 20 (p < 0,01) und einen Anstieg TSTQ (p < 0,001) relativ zur QA-Gruppe.

Die DNP-Behandlung erhöhte den Diskriminierungsindex (%) (p < {{0}}.001) und verringerte die ELT (Tag 18, p < 0.01, Tag 19p < 0,001, Tag 20 p < 0,001) und erhöhter TSTQ (p < 0,001) bei Ratten, denen QA-ICV verabreicht wurde, im Vergleich zu mit Vehikel behandelten QA-ICV-Ratten. Darüber hinaus zeigten wiederholte DSM-Injektionen (100 mg/kg) eine wesentliche Verbesserung der Gedächtnisfunktionen im Vergleich zu DSM (50 mg/kg) bei Ratten, die QA-ICV unterzogen wurden.

3.4. Ergebnisse von DSM auf den Mitochondrienkomplex des Gehirns bei Ratten, denen QA-ICV injiziert wurde.

Die mitochondriale Aktivität im Gesamthirnhomogenat wurde nach Verhaltensversuchen bewertet. Die Ergebnisse zeigten einen signifikanten Rückgang (p < 0.001) der Komplex-I/II-Raten in der mitochondrialen Fraktion des Gehirnhomogenats durch QA-ICV im Vergleich zur Scheinuntersuchung (Abbildung 5). ..ist die Abnahme der Aktivität von Komplex I/II durch QA-ICV-Behandlung abgeschwächt (Komplex I p < {{10}}.05, p < 0,001; Komplex II p < 0,01, p < 0,001) durch DSM (50 und 100 mg/kg), verabreicht an 21 aufeinanderfolgenden Tagen, im Vergleich zu Ratten, denen QA-ICV verabreicht wurde und die nur eine Arzneimittelträgerbehandlung erhielten. DNP steigerte die Aktivität von Komplex I/II im Gegensatz zum Vehikel bei QA-ICV-injizierten Ratten signifikant (p < 0,001).

3.5. Wirkung von DSM auf mitochondrialen oxidativen Stress im Gehirn bei Ratten, denen QA-ICV injiziert wurde. Die Ergebnisse zeigten einen bemerkenswerten Anstieg (p < 0.001) der TBARS und der Gesamtnitrite sowie einen Rückgang der GSH-, GPx-, SOD- und Katalaseaktivitäten in der mitochondrialen Fraktion des Gehirns Homogenisieren durch QA-ICV im Vergleich zum Schein (Abbildung 6). .ist eine Augmentation im GehirnTBARS (p < 0.05, p < 0.001) und Gesamtnitrite (p < {{ 21}}.05,p < 0.01) und Rückgang des GSH (p < 0.05, p < {{ 39}}.001), GPx (p < 0,05, p < 0,001), SOD (p < 0,01, p < 0,001) und Katalase (p < 0,05, p < 0,001) Aktivitäten durch QA-ICV-Behandlung wurden durch DSM abgeschwächt ( 50 und 100 mg/kg), die über 21 ununterbrochene Tage verabreicht wurden, im Vergleich zu Ratten, denen QA-ICV verabreicht wurde und die nur eine Behandlung mit dem Arzneimittelträger erhielten. DNP verringerte die TBARS- und Gesamtnitritakkumulation im Gehirn erheblich (p < 0,001) und erhöhte (p < 0,001) die Aktivität von GSH, GPx, SOD und Katalase im Vergleich zum Vehikel bei mit QA-ICV behandelten Ratten.

Darüber hinaus zeigte die Behandlung mit DSM (100 mg/kg) eine bemerkenswerte Verschlechterung der Lipidperoxidation (p < 0.001) und eine Intensivierung endogene Antioxidantien wie GSH (p < 0,001), GPx (p < 0,01), SOD (p < 0,05) und Katalase (p < 0,05) im Vergleich zu DSM (50 mg/kg) bei Ratten, die QA-ICV unterzogen wurden. 3.6. Wirkung von DSM auf die Histopathologie des Gehirns bei Ratten gegen QAICV.

In der histopathologischen Analyse wurden in der QA-Gruppe erhebliche Veränderungen in der Zellarchitektur beobachtet. Schamaniere zeigten keine Anzeichen einer Neurodegeneration. Die QA-ICV-Behandlung verursachte deutliche Veränderungen, die durch Pyknose und das Ausbluten der Plasmamembran in den kortikalen und Hippocampus-Neuronen (CA 1 und (2)) hervorgehoben wurden. Die Behandlung von QAICV-Ratten mit DSM oder DNP schwächte die pathologischen Anzeichen der Neurodegeneration ab (Abbildung 7).

4. Diskussion

QA (2,3-Pyridindicarbonsäure) ist ein Glutamat ähnliches Excitotoxin und kann eine Neurodegeneration hervorrufen, da seine Konzentration mit zunehmendem Alter zunimmt [5]. Die Antagonisten von NMDARs und Aminophosphonaten können die neurodegenerative Exzitotoxizität von QA verhindern, was darauf hindeutet, dass QA über NMDARs im Gehirn wirkt [9]. Die BHS fungiert als Schutzbarriere und begrenzt die Neurotoxizität der Qualitätssicherung.

Allerdings deuten die Beweise auf eine verstärkte pathologische Akkumulation von QA bei verschiedenen neurodegenerativen Erkrankungen hin.

Im Gehirn katabolisiert die Quinolinat-Phosphoribosyltransferase (QPRT) QA zu NAD+ und Kohlendioxid. Die Aktivität von QPRT ist im Riechkolben am höchsten und im Kortex, im Hippocampus und im Striatum am niedrigsten, wo QA in diesen Hirnregionen eine neurotoxische Wirkung haben kann. Diese Gehirnbereiche werden durch zahlreiche neurodegenerative Erkrankungen wie AD, PD, Huntington und Schizophrenie beeinträchtigt, die zu einem schweren kognitiven Verfall führen [9, 10].

In dieser Studie wurde QA direkt über den ICV-Weg verabreicht, um die BHS-Beschränkung bei erwachsenen Ratten zu überwinden. DSM ist ein bioaktives natürliches Flavonoid, das therapeutische Wirkungen gegen traumatische Hirnverletzungen [16], Scopolamin-induzierte Amnesie [17], Apomorphin- und Ketamin-induzierte Psychosen [18] und chronischen unvorhersehbaren leichten Stress [19] gezeigt hat.

DSM ist in der Lage, den Glukosestoffwechsel, die Insulinsignalisierung und diabetische Komplikationen zu verbessern und kann einen Energiemangel und die daraus resultierenden nachteiligen Folgen neurodegenerativer Erkrankungen verhindern [14, 15].

QA verbietet die mitochondriale Funktion und die energieproduzierenden aeroben Atmungswege in den Gehirnregionen, die von neurodegenerativen Erkrankungen beeinträchtigt sind [5].

Daher wurden in der vorliegenden Studie Ratten, denen am ersten Tag QA-ICV verabreicht wurde, an 21 aufeinanderfolgenden Tagen einer DSM-Behandlung ausgesetzt und biochemische Parameter und Verhaltensfunktionen wurden bewertet.

idonitrosativer Stress und Verschlechterung der endogenen Antioxidantienspiegel durch QA-ICV in der mitochondrialen Fraktion des Gesamthirnhomogenats. Frühere Studien weisen auch auf einen NMDAR-abhängigen und NMDAR-unabhängigen Anstieg freier Radikale und einer entzündlichen Verschlechterung durch QA bei Versuchstieren hin [5, 9, 10].

In aktuellen Experimenten steigerte QA die Lipidperoxidation und die Gesamtnitrite im Gehirn. Freie Radikale und die daraus resultierenden Veränderungen in zellulären Biomolekülen wie Lipiden, Proteinen und DNA liegen den wichtigsten pathogenen Veränderungen bei neurodegenerativen Erkrankungen zugrunde.

Lipidperoxide wie Malondialdehyd (MDA), 4-Hydroxy 2-nominal (4-HNE), Isoprostane und Acrolein sind hochgiftige Aldehyde, die sich leicht in Form von Bioaddukten anreichern und resistent sind zu autophagischen und anderen Entfernungsmechanismen [37, 38].

Ein pathogener Anstieg dieser unlöslichen Addukte beeinträchtigt die Integrität der Zelle, was zum Verlust der inneren Homöostase, zum Austritt interner Komponenten und zum Zelltod führt [38].

Darüber hinaus korreliert ein Anstieg der Nitrate direkt mit der Menge an Stickoxidfreisetzung im Gehirn von Ratten. Die Verabreichung von QA-ICV am ersten Tag löste einen bemerkenswerten Anstieg der Nitrate im Gehirn von Ratten aus. Stickstoffmonoxid ist ein gasförmiger Neurotransmitter, der an der synaptischen Modulation und Langzeitpotenzierung beteiligt ist, indem er über NMDARs nach hinten wirkt [39, 40].

Stickstoffmonoxid wird durch die Stickstoffmonoxidsynthase (NOS-neuronal) als Reaktion auf die Aktivierung postsynaptischer NMDARs biosynthetisiert. Ein Zufluss von Kalziumionen durch postsynaptische NMDARs aktiviert neuronales NOS, was zur Bildung von Stickoxid führt, das die Freisetzung von präsynaptischem Glutamat in der Synapse stimuliert.

Eine übermäßige NMDAR-Aktivierung und der daraus resultierende offensichtliche intrazelluläre Zustrom von Calciumionen und der Stickoxidbiosynthese führen jedoch zu einem Anstieg der reaktiven Sauerstoffspezies (ROS), wie Alkoxyl (RO_), Superoxid (O·−2). , Peroxyl (RO2·), Hydroxylradikale (OH•) und Wasserstoffperoxid (H2O2) sowie reaktive Stickstoffspezies (RNS), wie Salpetersäureanhydrid (N2O3), Peroxynitrit (ONOO−) und Stickstoffdioxid (•NO2) [41–43].

RNS modifiziert Proteine, was zur Nitrosylierung des Proteins und zur Bildung von S-Glutathiolen und Nitrosothiolen führt. Stickstoffmonoxid ist durch die Aktivierung von Makrophagen, Astrozyten, Matrixmetalloproteinasen (MMPs) und Adhäsionsmolekülen an Gefäßschäden (z. B. BHS- und Ischämieverletzung) und Entzündungsreaktionen beteiligt [44, 45].

Peroxynitrite verursachen die Nitrierung von Guaninnukleotiden, was zum Bruch von DNA-Einzelsträngen führt, den PARP-Weg auslöst und auch DNA-Reparaturenzyme verhindert [46].

Stickstoffmonoxid hemmt die Cytochrom-C-Oxidase und unterdrückt dadurch die mitochondriale ATP-Produktion [39]. Daher kann eine übermäßige Nitritakkumulation zu einem Zustand des Energiemangels im Gehirn führen, der zusätzlich zu einer Funktionsstörung der ATP-abhängigen Ionenpumpen, einer Ansammlung von Natriumionen (was zu einer Zellschwellung führt), einem erhöhten Kalziumeinstrom und einer Übererregbarkeit führt [47]. Die Erhöhung des zytoplasmatischen Kalziumspiegels ist der primäre Mechanismus der ROS- und RNS-Produktion und der Aktivierung von kalziumabhängigen Signalwegen für den Zelltod durch die Aktivierung von Proteasen und Calpainen [48].

Bei neurodegenerativen Erkrankungen stehen freie Radikale, Kalzium, Lipidperoxidation und DNA-Verstümmelung im Mittelpunkt des pathogenen Krankheitsverlaufs. In früheren Studien ergab die Analyse der Biomarker für oxidativen Stress die Verstärkung von MDA, 4-HNE und 8-Hydroxy-2'-Desoxyguanosin (8-OHdG) in der Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit , Gehirn- und Blutproben [49, 50].

In den aktuellen Experimenten hob DSM (50 und 100 mg/kg) die durch QA-ICV ausgelöste Intensivierung der Lipidperoxidation und der Gesamtnitrite im mitochondrialen Teil des Gehirns deutlich auf.

Frühere Berichte belegen auch die dämpfende und entzündungshemmende Wirkung von DSM auf freie Radikale im gesamten Gehirn von Versuchstieren [16–20]. .e Standardarzneimittel, DNP, auch abgeschwächte Lipidperoxidation (TBARS) und Gesamtnitrite im Gehirn von Ratten, die QA-ICV ausgesetzt waren.

Die Mitochondrien, Peroxisomen, das endoplasmatische Retikulum und die Plasmamembranen sind die Hauptstandorte der ROS- und RNS-Biosynthese [51]. Die Zellatmung in den Mitochondrien ist der Haupterzeuger von ROS, wie Superoxid- und Hydroxylradikalen. Peroxisomen sind der zentrale Knotenpunkt für die Erzeugung von Wasserstoffperoxid.

Das Superoxid-Anion erhält ein Elektron vom molekularen Sauerstoff und wandelt sich über die Fenton-Reaktion zu Wasserstoffperoxid um. Anschließend wird dieses Wasserstoffperoxid durch Katalase zu Wasser und Sauerstoff verstoffwechselt oder es können Hydroxylradikale entstehen.

H2O2 kann durch die Haber-Weiss-Reaktion auch giftige Hydroxylradikale erzeugen. Superoxidanionen können durch Reaktion mit Stickstoffmonoxid Peroxynitrite bilden [52, 53]. Diese freien Radikale lösen mitochondriale Permeabilitätsübergangsporen (mPTP) aus, was zum Austritt von Cytochrom C, zur mitochondrialen Degeneration und zum Zelltod führt.

Mitochondrialer Komplex I ist das Tor für den Elektroneneintritt von NADH in die Atmungskette. Komplex I und II können als Reaktion auf ein höheres NADH/NAD+-Verhältnis Superoxidanionen erzeugen, was zu einer verkürzten FMN-Stelle (Flavinmononukleotid) auf Komplex I und Elektron führt Der Beitrag zum durch Succinatdehydrogenase (SDH) reduzierten Coenzym Q ist mit einer hohen protonenmotorischen Kraft verbunden, die zu einem umgekehrten Elektronentransport führt [54]. QA ist ein anerkannter Inhibitor der mitochondrialen Funktionen [5].

In dieser Studie verursachte QA-ICV die Hemmung der Gehirn-Mitofragment-Komplex-I- und II-Raten bei Ratten. .e QA-induzierte Aberrationen in den Funktionen der mitochondrialen Elektronentransportkette könnten die Hauptursache für oxidative Verstümmelung im Gehirn von Ratten sein. Allerdings steigerte DSM (50 und 100 mg/kg) die Gehirnkomplex-I- und II-Aktivitäten bei QA-ICV-belasteten Ratten wieder.

Die DNP-Behandlung zeigte auch eine signifikante Verbesserung der Funktionen des Komplexes I und II in den Mitochondrien des Gehirns gegenüber der QA-ICV-Zytotoxizität. Eine Analyse der Antioxidantienspiegel ergab, dass die DSM-Behandlung an 21 aufeinanderfolgenden Tagen den QA-ICV-induzierten Rückgang endogener Antioxidantien wie GSH, GPx, SOD und Katalase abschwächte.

SOD, Katalase und Thiol-abhängige Antioxidantien wie GSH und GPx sind die erste Verteidigungslinie gegen oxidative Verstümmelung. SOD und Katalase entgiften Superoxidanionen bzw. H2O2, und GPx und GSH sind an der Entfernung von H2O2 und dem Abbau von Lipidperoxiden (MDA, 4-HNE usw.) in ihre jeweiligen Alkohole beteiligt, insbesondere in den Mitochondrien und im Zytoplasma [ 55]. In der aktuellen Studie verstärkten DSM- (50 und 100 mg/kg) oder DNP-Therapien die antioxidativen Wirkungen im Gehirn von Ratten, die zu QA-ICV-Neurotoxizität führten.

Neuroprotektion durch DSM und DNP war in der H&E-Färbungsanalyse des Hippocampus und der kortikalen Regionen von Rattengehirnen offensichtlich. Die QA-ICV-Behandlung verursachte deutliche Veränderungen in der Zellarchitektur, die durch Pyknose, Zellschwellung und Blasenbildung in der Plasmamembran hervorgehoben wurden. Diese pathogenen Veränderungen wurden durch DSM- und DNP-Behandlungen in separaten Rattengruppen abgeschwächt. Im aktuellen Protokoll zeigte DSM (100 mg/kg) eine signifikante Verbesserung der biochemischen Parameter gegenüber QA-ICV und auch eine abgeschwächte pathologische Zellverstümmelung, die in der histologischen Analyse im Vergleich zu DSM (50 mg/kg) erkennbar war. Daher zeigten diese Ergebnisse die dosisabhängigen Wirkungen von DSM im QA-ICV-Rattenmodell der Neurodegeneration.

In der wöchentlichen Analyse war ein signifikanter Rückgang der mittleren Körpermasse (g), der Futter- und Wasseraufnahme bei mit QAICV behandelten Ratten pragmatisch. Auch die motorische Koordination (Rotarod-Test) und der Gang (Fußabdruckanalyse) wurden bei Ratten, die nur mit QA-ICV behandelt wurden, beeinträchtigt.

Die Bewegungsaktivität wurde in der aktuellen Versuchsreihe durch verschiedene medikamentöse Behandlungen nicht beeinflusst. Allerdings zeigten mit DSM oder DNP behandelte Ratten eine signifikante Verbesserung der motorischen Koordination und des Gangs gegenüber der QA-ICV-Toxizität. Körpermasse (g), Ernährung und Wasserverbrauch wurden auch durch DSM- oder DNP-unabhängige Gruppen von mit QA-ICV behandelten Ratten verbessert.

Die Gedächtnisparameter wurden mithilfe der Paradigmen NORT (Tag 16) und MWM (Tage 17–21) bewertet. Ein Rückgang der Unterscheidungsfähigkeit von mit QAICV behandelten Ratten in NORT stützte den Verlust des Arbeitsgedächtnisses.

In MWM-Versuchen verursachte QA-ICV einen Anstieg der ELT während vier Tagen der Trainingsversuche und einen Rückgang der TSTQin-Abrufversuche am fünften Tag. Diese Ergebnisse zeigten die Verschlechterung des räumlichen Langzeitgedächtnisses von Ratten durch die QAICV-Behandlung. DSM- oder DNP-Behandlungen milderten den Rückgang des Diskriminierungsindex (TSTQ) und den Anstieg der ELT bei Ratten, die am ersten Tag mit QA-ICV herausgefordert wurden. Die aktuellen Ergebnisse stimmen mit früheren Berichten überein, die die Gedächtnisverbesserungsaktivität von DSM bei Versuchstieren belegen [16–20]. ].

DSM (100 mg/kg) zeigte eine dosisabhängige Verbesserung des Arbeitsgedächtnisses und des Langzeitgedächtnisses im Vergleich zu DSM (50 mg/kg) gegen QA-ICV. Die Ergebnisse zeigten, dass DSM im QA-ICV-Modell Gehirnfunktionen wie Gedächtnis, motorische Koordination und Gang bei Ratten verbessern konnte. Diosmin ist ein Aflavonoidglykosid mit einer Zuckereinheit (Rutinosiddisaccharid) und einem Diosmetin der Aglycongruppe. In mehreren präklinischen Studien wird Diosmin parenteral (ip) verabreicht [17, 56], und es besteht die dringende Notwendigkeit, eine geeignete Formulierung zu finden, um die präklinischen Ergebnisse besser in klinische Umgebungen umzusetzen.

Die Reduzierung der Partikelgröße und die Vergrößerung der Oberfläche können genutzt werden, um den Transport über biologische Barrieren zu verbessern [57]. In diesem Zusammenhang wurde versucht, eine mikronisierte Diosminformulierung [58] zu entwickeln, die eine höhere Bioverfügbarkeit und pharmakokinetische Eigenschaften aufweist. Die gezielte gehirnspezifische Abgabe von Diosmin stellt jedoch immer noch eine große Herausforderung dar.

5. Schlussfolgerungen

Im aktuellen Therapieszenario, in dem kein solches Medikament verfügbar ist, das die pathogene Entwicklung neurodegenerativer Erkrankungen wie AD und Huntington wiederbeleben kann, ist eine Verlagerung hin zu natürlichen Heilmitteln pragmatisch. Aktuelle Therapiestrategien konzentrieren sich nur auf die symptomatische Verbesserung, und keine kann den Verlauf der Krankheitsentwicklung umkehren. Wir beobachteten, dass Diosmin im QA-ICV-Rattenmodell der Neurodegeneration kognitive Funktionen (Arbeits- und räumliches Langzeitgedächtnis) wiederbelebte. Diosmin verbesserte die sensomotorische Leistung und den Gang von Ratten gegen QA-ICV. Die beobachtete Verbesserung der Verhaltensfunktionen bei mit Diosmin behandelten QA-ICV-Ratten ist in erster Linie auf die Abschwächung mitochondrialer Dysfunktionen und die oxidative Verstümmelung des Gehirns zurückzuführen. Daher könnte Diosmin als alternatives therapeutisches Mittel gegen mitochondriale Dysfunktion verursachte neurodegenerative Erkrankungen eingesetzt werden. Es sind jedoch zusätzliche Untersuchungen erforderlich, um seinen neuroprotektiven Mechanismus und seine Anwendungen im klinischen Umfeld zu verstehen.

Datenverfügbarkeit

Die Daten dieser Studie sind auf entsprechende Anfrage beim jeweiligen Autor zugänglich.

Ethische Anerkennung
.Die gesamte Reihe von Tierversuchen wurde von der IAEC genehmigt (Genehmigungsnr. ASCB/IAEC/14/20/145) und wurde unter Umsetzung der ethischen Richtlinien für Tierversuche durchgeführt, die vom „Committee for Control and Supervision of Experiments on Animals (CPCSEA)“ herausgegeben wurden. GOI, Neu-Delhi.“

Interessenkonflikte

Die Autoren erklären, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Referenzen

[1] T. Heinbockel und B. Antonei: Einleitungskapitel: .eChemische Basis neuronaler Funktion und Dysfunktion, Neurochemische Basis neuronaler Funktion und Dysfunktion.

[2] AV Eapen, D. Fernandez-Fern ´ Mendez, J. Georgiou et al., ´„Mehrere Rollen von GluN2D-haltigen NMDA-Rezeptoren bei der kurzfristigen Potenzierung und der langfristigen Potenzierung in Maushippocampusschnitten“, Neuropharmacology, vol. 201, S. 108833,2021.

[3] A. Singh, R. Kukreti, L. Saso und S. Kukreti, „Oxidativer Stress: ein Schlüsselmodulator bei neurodegenerativen Erkrankungen“, Molecules, vol. 24, nein. 8, S. 1583, 2019.[4] J. Song, 84,Nr. 2, S. 557–578, 2021.

[5] R. Lugo-Huitron, P. Ugalde Muñiz, B. Pineda, J. Pedraza-‘Chaverr’ı, C. R’íos und V. Perez-de la Cruz, „Chinolinsäure: ein endogenes Neurotoxin mit mehreren Zielen“, OxidativeMedicine and Cellular Longevity, vol. 2013, Artikel-ID 104024, 14 Seiten, 2013.

[6] TW Stone und LG Darlington, „Der Kynureninweg als therapeutisches Ziel bei kognitiven und neurodegenerativen Störungen“, British Journal of Pharmacology, vol. 169, Nr. 6, S. 1211–1227, 2013.

[7] VK Sharma, TG Singh, NK Prabhakar und A. Mannan, „Kynurenin-Metabolismus und Alzheimer-Krankheit: die potenziellen Ziele und Ansätze“, Neurochemical Research, 2022.

[8] DC Maddison und F. Giorgini, „.e Kynurenine Pathwayand Neurodegenerative Disease“, Seminars in Cell & Developmental Biology, vol. 40, S. 134–141, 2015.

[9] Y. Liang, S. Xie, Y. He et al., „Kynurenin-Signalweg-Metaboliten als Biomarker bei der Alzheimer-Krankheit“, Disease Markers, vol. 2022, Artikel-ID 9484217, 15 Seiten, 2022.

[10] GJ Guillemin, „Chinolinsäure, das unausweichliche Neurotoxin“, FEBS Journal, vol. 279, Nr. 8, S. 1356–1365, 2012.

[11] MK Arora, A. Kisku und A. Jangra, „Mangiferin verbessert intrazerebroventrikuläre Chinolinsäure-induzierte kognitive Defizite, oxidativen Stress und Neuroinflammation bei Wistarrats“, Indian Journal of Pharmacology, vol. 52, Nr. 4, S. 296–305, 2020.

[12] M. Sharifi-Rad, C. Lankatillake, DA Dias, et al., „Auswirkungen natürlicher Verbindungen auf neurodegenerative Erkrankungen: von der präklinischen zur Pharmakotherapie“, Journal of ClinicalMedicine, vol. 9, nein. 4, S. 1061, 2020.

For more information:1950477648nn@gmail.com