ניהול ננו-PSO מחליש ליקויים קוגניטיביים ונוירונים כתוצאה מפגיעת מוח טראומטית חלק 1

תקציר: פגיעה מוחית טראומטית (TBI), היא אחת הגורמים השכיחים ביותר לנזק נוירולוגי באוכלוסיות צעירות. זה נחשב באופן נרחב לגורם סיכון למחלות נוירודגנרטיביות, כגון מחלת אלצהיימר (AD) ומחלת פרקינסון (PD).

פגיעה מוחית טראומטית היא מצב מדאיג שעלול לגרום נזק חמור למוח שלנו, להשפיע עלינו בדרגות שונות בזיכרון, בחשיבה ובקבלת החלטות. עם זאת, למרות שבעיות אלו עשויות להשפיע על חיינו למשך זמן מה, עדיין ישנם אמצעים חיוביים רבים שיכולים לעזור לנו לשחזר או לשפר את הזיכרון שלנו.

ראשית, אנו יכולים לעזור לשפר את הזיכרון שלנו באמצעות סדרה של אימונים קוגניטיביים, שיכולים לכלול משחק, השלמת משימות יומיומיות וגירוי המוח שלנו על ידי לימוד דברים חדשים. אימון זה יכול לעזור לנו לפתח מסלולים עצביים חדשים, לשפר את יכולת החשיבה שלנו ולשפר את הזיכרון שלנו.

שנית, בחיי היומיום, אנו יכולים לעזור לנו לשמור על מוח בריא על ידי שינוי הרגלי התזונה והפעילות הגופנית שלנו. כמה מזונות העשירים בחלבון, ויטמינים ונוגדי חמצון, כמו ירקות, פירות ואגוזים, יכולים לעזור לנו לשפר את היכולות הקוגניטיביות שלנו ולהגן על המוח שלנו מפני נזק. בנוסף, פעילות גופנית סדירה ושמירה על איכות שינה טובה יכולה גם להועיל להתאוששות המוח ולטיפול הבריאותי.

לבסוף, אנו יכולים לתמוך ולהנחות את תהליך ההחלמה שלנו על ידי שמירה על קשר עם בני משפחה, חברים ואנשי מקצוע בתחום הבריאות. תקשורת עם אחרים וקבלת עזרה ותמיכה יכולה לעזור לנו לשמור על גישה אופטימית, החיונית להתאוששות המוח שלנו ולשיפור הזיכרון.

לסיכום, למרות שפגיעה מוחית טראומטית עשויה להביא לכמה אתגרים, אנו יכולים להתגבר על קשיים אלו ולשפר את הזיכרון והיכולות הקוגניטיביות שלנו באמצעות פעולות חיוביות. זכרו, כולם יכולים להשיג תוצאות חיוביות באמצעות עבודה קשה ומאמצים סבלניים. ניתן לראות שאנו צריכים לשפר את הזיכרון, ו-Cistanche יכולה לשפר משמעותית את הזיכרון מכיוון ש-Cistanche יכולה לווסת גם את איזון הנוירוטרנסמיטורים, כמו הגברת רמות האצטילכולין וגורמי גדילה, החשובים מאוד לזיכרון וללמידה. בנוסף, Cistanche יכול גם לשפר את זרימת הדם ולקדם את אספקת החמצן, מה שיכול להבטיח שהמוח מקבל תזונה ואנרגיה נאותים, ובכך לשפר את חיוניות המוח וסיבולת.

לחץ על דע דרכים לשיפור הזיכרון שלך

מחלות אלו מתאפיינות בחלקן בהצטברות של חלבונים שגויים ספציפיים למחלה וחולקות מאפיינים פתולוגיים משותפים, כגון מוות עצבי, כמו גם נזק דלקתי וחמצוני.

ניסוח ננו של שמן זרעי רימונים [Nano-PSO (Granagard TM)] הוכח כמכוון את החומר הפעיל שלו למוח ולאחר מכן מעכב ירידה בזיכרון ומוות עצבי במודלים של עכברים של AD ומחלת CreutzfeldtJacob הגנטית.

במחקר זה, אנו מראים כי מתן Nano-PSO לעכברים לפני או אחרי TBIapplication מונע ירידה קוגניטיבית והתנהגותית. בנוסף, צביעה אימונוהיסטוכימית של המוח מצביעה על כך שטיפול מניעתי בננו-PSO הפחית באופן משמעותי מוות נוירוני, הפחית גליוזיס ומנע נזק מיטוכונדריאלי בתאים הפגועים.

לבסוף, אנו בוחנים רמות של Sirtuin1 (SIRT1) ו-Synaptophysin (SYP) בקליפת המוח באמצעות Western blotting.

צריכת NanoPSO הובילה לרמות גבוהות יותר של חלבון SIRT1 ו-SYP לאחר פגיעה. ביחד, התוצאות שלנו מצביעות על כך שננו-PSO, כנוגד חמצון טבעי ממוקד מוח, יכול למנוע חלק מנזק שנגרם כתוצאה מ-TBI.

מילות מפתח: TBI; ננו-PSO; דלקת עצבית; מתח חמצוני; ניוון עצבי

1. הקדמה

פגיעה מוחית טראומטית (TBI) היא דאגה עמוקה לבריאות הציבור וגורם מרכזי לנכות ומוות בקרב מבוגרים צעירים ואוכלוסיות מבוגרים. היא נחשבת לאחת הפציעות הנוירולוגיות השכיחות ביותר הגורמות לתחלואה ותמותה ופוגעת ביותר מ-10 מיליון אנשים ברחבי העולם בכל שנה [1]. מכיוון שפגיעות ראש לא תמיד מצריכות פנייה לטיפול רפואי הולם, סביר להניח שהנתונים הללו גבוהים אף יותר.

הגורמים העיקריים ל-TBI כוללים נפילות, תאונות דרכים, תקיפות ופציעות ספורט [2]. TBI שכיח בקרב גברים ושכיח במיוחד בקרב מתבגרים ומבוגרים צעירים בעקבות תאונות דרכים ופציעות הקשורות לאלכוהול.

זה שכיח גם בקשישים בשל הסיכוי המוגבר שלהם לנפילות [3]. אנשים שלקו ב-TBI עלולים לסבול מליקויים התנהגותיים, קוגניטיביים ורגשיים, הן לטווח קצר והן לטווח ארוך, בהתאם לחומרת הפציעה [3] ].

חולים שנחשפו ל-TBI עלולים לצאת ללא פגע אך יכולים גם להיחשף לפציעות הדורשות אשפוז ממושך ואף להסתיים במוות. כ-40% מהמקרים של פציעה חמורה לאחר TBI יסתיימו במוות, כאשר הניצולים סובלים מהפרעות נוירולוגיות שונות כולל אפילפסיה, דמנציה ומחלות ניווניות עצביות [3,4].

פגיעה בינונית גורמת לשינויים מורפולוגיים הדומים לאלו של פציעה חמורה, אך הם פחות חמורים, והנזקים הקוגניטיביים לרוב קלים יותר מאשר בפציעה חמורה [5]. בנוסף, ישנן עדויות מבוססות לכך ש-TBI הוא גורם סיכון חשוב להתפתחות מחלות ניווניות כמו אלצהיימר ופרקינסון [6-8].

עקה חמצונית היא אחת הפציעות המשניות הפוטנציאליות של TBI, הכוללת גם רעילות אקציטואלית, דלקת, אפופטוזיס ותפקוד לקוי של המיטוכונדריה. תפקוד לקוי של המיטוכונדריאלי נמצא לעתים קרובות בחולים עם מחלות ניווניות כמו פרקינסון ואלצהיימר [9-12].

תפקוד לקוי של המיטוכונדריאלי יכול להוביל לייצור יתר בלתי מווסת של מיני חמצן תגובתיים (ROS), שהוא אינדיקטור תכוף לפציעה משנית של TBI [13]. גוף האדם מייצר נוגדי חמצון אנדוגניים כדי לקזז או לעכב פוטנציאל עליות בייצור ROS.

כאשר TBI מוביל לעלייה בייצור ROS, רמות נוגדי החמצון הטבעיות בגוף מוצפות, ולעתים קרובות גורמות לחמצן שומנים ולנזק ל-DNA ולחלבון [14]. זה יכול להוביל לעודף ROS או לרמות נמוכות של נוגדי חמצון, מצב הידוע כלחץ חמצוני שיכול להיות בעל השפעות הרסניות ולעתים קרובות רעילות, ולגרום למוות של תאי עצב ופתוגנזה פוטנציאלית [15-19].

ל-TBI אין טיפול מוכח להפחתת נזקים או אפילו מניעה. מסיבה זו, ישנה חשיבות עליונה לחפש הבנה טובה יותר של המנגנונים הפתולוגיים הבאים בעקבות פציעה כדי לקבוע פרוטוקולי טיפול אידיאליים.

ננו-PSO (Granagard TM), ניסוח ננו של שמן זרעי רימונים הכולל רמות גבוהות של חומצה פוניסית, נוגד החמצון הטבעי החזק ביותר, הוכח כמשפר את הסימנים של ניוון ניוון, כולל זיכרון ומוות תאי במספר מודלים של מחלות ניווניות [20-22].

במודל העכברים הטרנסגניים ל-CJD גנטי, ניהול ארוך טווח של Nano-PSO הביא לעיכוב בהתקדמות המחלה ולמוות תאי מופחת. במודל עכברי 5XFAD עבור AD, מתן Nano-PSO מנע פגיעה בזיכרון והפחית את הצטברות A-beta, הן תוך תאית והן תוך תאית.

בכל הדגמים, ננו-PSO מנע הפחתה בפעילות המיטוכונדריה, כנראה בגלל תפקוד נוגד חמצון חזק וממוקד במוח. בבני אדם, לאחרונה הוכח כי Nano-PSO מגביר את הזיכרון בחולי טרשת נפוצה [23].

במחקר הנוכחי, אנו מראים כי מתן Nano-PSO, תוסף תזונה לפני או אחרי TBI בעכברים, מפחית את הליקויים בזיכרון החזותי והמרחבי.

זה גם מפחית אובדן עצבי בקליפת המוח הטמפורלית ובגירוס השיניים ומפחית את עוצמת האסטרוציטים התגובה בקליפת המוח הטמפורלית של מוחות עכברים פצועים. יתר על כן, זה משחזר את הייצור של ציטוכרום C אוקסידאז (COX), אנזים מיטוכונדריאלי שעל פי דיווחים מושפע בתאי המוח במהלך ניוון עצבי [24].

יתר על כן, הוא ממלא חשיבות בשרשרת הנשימה ואחראי להפחתה של עד 95% מהחמצן הנקלט על ידי התאים, כולל תאים עצביים [24].

2. תוצאות

2.1. מתן ננו-PSO לעכברים לפני ואחרי TBI מונע את ההידרדרות הקוגניטיבית שלהם

לאחר חשיפה ל-TBI וטיפול עם Nano-PSO כטיפול מונע או כטיפול לאחר-TBI (ראה איור 1 ושיטות לתכנית הניסויים), עכברי ICR זכרים הוערכו באמצעות מבוך גבוה פלוס שבועיים לאחר TBI בקרב קבוצות נפרדות.

הערכנו את ההתנהגות דמוית החרדה של העכברים על ידי רישום הזמן שהיינו בזרועות הפתוחות של המבוך והמספר הכולל של כניסות לכל זרוע, בהתאמה.

לא היו הבדלים בזמן השהות בזרועות הפתוחות בין כל הקבוצות בשתי גישות הטיפול שנבדקו, מה שמצביע על כך שההתנהגות דמוית החרדה של העכברים לא הושפעה מהפציעה או מהטיפול עם Nano-PSO (התוצאות לא מוצגות).

כדי להעריך את ההשפעות של שתי גישות הטיפול (לפני או לאחר TBI) של צריכת NanoPSO על יצירת זיכרון, זיהוי האובייקטים החדשים (NOR) ו-Y-mazeparadigms בוצעו על קבוצות שונות של עכברים שבועיים לאחר הפציעה.

פרדיגמת NOR מדווחת באופן עקבי כפגועה על ידי TBI [25]. כצפוי, עכברי TBI סבלו מליקויים משמעותיים בזיכרון חזותי ובילו פחות זמן ליד האובייקט החדש, בהשוואה לכל הקבוצות האחרות (p < 0.01, p < 0.001, איור 2A, B) .

הגירעון הוטב על ידי Nano-PSO בשתי גישות הטיפול. לאחר מכן, ביצענו את מבחן ה-Y-maze כדי להעריך את הזיכרון המרחבי כפי שתואר בעבר [26].

בשתי גישות הטיפול, עכברי TBI חוו פגיעה בזיכרון המרחבי בהשוואה לעכברי ביקורת לא מטופלים (p < {{0}}.001, איור 3A, B). כאשר עכברים צרכו את הטיפול על ידי Nano-PSO, הפגיעה בזיכרון המרחבית הוטלה בשתי גישות הטיפול (p < 0.001).

איור 3. מתן ננו-PSO לעכברי TBI שיפר את הזיכרון המרחבי שהוערך ב-Y-mazetest. עכברי TBI שטופלו או לא טופלו עברו בדיקת מבוך Y בשבועיים לאחר ה-TBI המתואר בשיטות: (א) עכברים שטופלו בננו-PSO לפני TBI; ו-(ב) עכברים שטופלו ב-Nano-PSO לאחר TBI מייצגים את מדד ההעדפה של הזמן היחסי שעכברים בילו בחקירת התרופה החדשנית בהשוואה לזרוע הישנה.

ניתוח סטטיסטי על ידי ANOVA חד כיווני גילה שלבעלי חיים TBI היה חוסר בזיכרון המרחבי בהשוואה לכל הקבוצות האחרות. (ת: F (3, 36)=16.039, p=0.000 LSDpost hoc של פישר, *** 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=לא משמעותי. הערכים מוצגים כממוצע ± SEM.

2.2. טיפול ננו-PSO מונע מוות עצבי בעכברי TBI

בעקבות הניסויים ההתנהגותיים, שמצאו כי ננו-PSO יכול למנוע נזק קוגניטיבי הנובע מפציעה מוחית, בדקנו את רמות הנזק המוחי של TBI בנוכחות או היעדר ננו-PSO ברמות התא על ידי אימונוציטוכימיה.

עכברים הופסקו והמוח שלהם נקצר שלושה שבועות לאחר הפציעה, אז נמצאו שינויים ביוכימיים נוספים [25,27].

השינויים נבדקו ב-tempralcortex, באזור CA3 של ההיפוקמפוס, ובגירוס הדנטטי משני צידי המוח. התוצאות משני צידי המוח אוחדו לערך אחד עבור כל עכבר.

איורים 4A ו-B מציגים את הצביעה החיסונית של אזורי מוח אלה עם נוגדן אנטי-NeuN, סמן של נוירונים בוגרים. התוצאות מראות שמספר הנוירונים הופחת משמעותית בעקבות TBI, אך הפחתה כזו בנוירונים נמנעה אם ננו-PSO היה מנוהל לפני TBI או לאחר TBI ועד שהעכברים הופסקו (שלושה שבועות מאוחר יותר).

TBI גרמה לירידה בספירות הנוירונים בקליפת המוח ובגירוס השיניים בהשוואה לכל הקבוצות האחרות (** p < {0}}.01, *** p < 0.001), מה שמצביע על אובדן נוירוני משמעותי לאחר שלושה שבועות בעקבות הפציעה (איור 4A, B). שני הטיפולים מתייחסים לספירה נוירונית משומרת בקליפת המוח ובגירוס השיניים.

עם זאת, טיפול מונע הפחית עוד יותר את האובדן הנוירוני באזורים אלה (** p < {{0}}.01, *** p < 0.001) (איור 4A) בהשוואה לטיפול לאחר TBI ( * p < 0.05) (איור 4B).

2.3. מתן ננו-PSO מפחית דלקת הנגרמת על ידי TBI

הערכת תהליכים נוירו-דלקתיים המתרחשים לאחר חשיפה ל-TBI התקבלה על ידי צביעה חיסונית-היסטוכימית באמצעות נוגדן GFAP המסמן אסטרוציטים תגובתיים [28,29].

הצביעה בוצעה כדי לבחון האם היו שינויים ברמת הביטוי של האסטרוציטים TBI שלושה שבועות לאחר הפציעה והאם טיפול מונע או לאחר TBI עם Nano-PSO השפיע על שינויים אלו. פרוסות מוח שהושגו מהקורטקס הטמפורלי נחקרו שלושה שבועות לאחר הפציעה.

כפי שניתן לראות באיור 5, חשיפה ל-TBI גרמה לעלייה משמעותית באסטרוציטים בקורטקס (p < 0.001,p < 0.01), בהתאמה (איור 5). כאשר Nano-PSO ניתנה כטיפול מונע או כטיפול לאחר TBI, זה הוביל להפחתה משמעותית באסטרוציטים המופעלים בקורטקס, p < 0.001, p < 0.05, בהתאמה (איור 5).

תוצאות אלו מוכיחות כי עקב TBI, כמו מ-TBI לא מטופל, שטופלו בננו-PSO לפני TBI וטופלו בננו-PSO לאחר TBI, נצבעו חיסוני עבור NeuN (ירוק) ו-DAPI (כחול) [סרגל קנה מידה 50 מיקרומטר ]; (ב) הערכה כמותית של צביעה חיסונית של NeuN עבור כל המקטעים (bregma temporal cortex -1.06 ננומטר וגירוס שיניים -1.34 ננומטר) בנקודת הסיום של כל ניסוי כמתה באמצעות ANOVA חד-כיוונית (Cortex:PRE ( F (3, 16)=15.469, p=0.000 פישר's LSD post-hoc, *** p < 0.0{{46 }}1, N=5); PSOT (F (3, 12) {{20}}.607,p=0.{{23} } פישר LSD post-hoc, * p < 0.05 ** p < 0.01, n=3–5)), (DG: PRE (F (3, 14)=6.804, p {{34 }}.000ה-LSD של Fisher post-hoc, ** p < 0.01, n=4–5 PSOT (F (3, 13)=12.580, p {{44}); }.000 LSD posthoc של פישר, * p < 0.05, ** p < 0.01, *** p < 0.001, n=3–4)). NS=לא משמעותי. הערכים מוצגים בממוצע ± SEM.

2.4. Nano-PSO משחזר את פעילות COX IV1 בעקבות TB1

הוכח בעבר שבמודלים ספונטניים/גנטיים של מחלות ניווניות עצביות, כגון AD ו-CJD, הביטוי של COX IV1, מיטוכונדריאנזים חשוב לייצור אנרגיה בתאים, מופחת באופן דרסטי ומוחלף ב-COX IV2, שיכול לתפקד ברמות גבוהות של ROS [24,30]. עם זאת, זוהי השפעה זמנית עד שרמות כאלה של ROS גורמות לבסוף לאפופטוזיס ולמוות של תאים.

ניהול ננו-PSO מפחית את רמות ROS ומשחזר את ביטוי COX [30]. לכן, בעבודה זו, בדקנו אם זה המקרה גם לגבי TBI, פציעה חיצונית הנגרמת על ידי עכברים רגילים.

לשם כך, הוצבעו פרוסות מוח כמתואר לעיל עם נוגדן COX IV1. איור 6 מראה שכמו שהיה במקרה של מחלות גנטיות, גם TBI גורם להפחתה ברמות COX IV1 אפילו שלושה שבועות לאחר גרימת הנזק במוח.

במקרה זה, וכפי שהוצג לפני [30,31], מתן Nano-PSO מגביר את רמות COX IV1 הן בביקורת והן בעכברים לפני ואחרי TBI. מכיוון שעלייה ברמות COX IV1 משקפת את מצב החמצון של תאים, אנו מסיקים שננו-PSO יכול גם להפחית את רמות ה-ROS בעכברי שליטה ולא רק בעכברים הנגועים ב-TBI.

איור 6. טיפול ננו-PSO החזיר את ביטוי המיטוכונדריאלי COX IV1 בכל העכברים: (א) חתכים קורונליים דרך קליפת המוח הטמפורלית מבקרים מטופלים ולא מטופלים, כמו גם מ-TBI לא מטופל, שטופלו בננו-PSO לפני TBI וטופלו בננו- PSO לאחר TBI הוצבעו באימוניות עבור COX IV1 (אדום) ו-DAPI (כחול) [סרגל קנה מידה 50 מיקרומטר]; (ב) הערכה כמותית של צביעה חיסונית של COX IV1 עבור כל המקטעים (ברגמה קליפת המוח הטמפורלית -1.06 ננומטר) בנקודת הסיום של כל ניסוי כמתה על ידי ANOVA חד-כיוונית (F (4, 12)=45 .101, p=0.000 Fisher's LSD posthoc, ** p < 0.01, *** p < 0.001, n=3–4). NS=לא משמעותי. הערכים מוצגים כממוצע ± SEM.

2.5. ננו-PSO מעלה את רמות SIRT1 ו-SYP לאחר TBI

האימונובלוט של הרמות הכוללות של SIRT1, סמן ל-NAD-תלוי deacetylasesirtuin-1 בקליפת המוח, נבדק עבור כל העכברים שלושה שבועות לאחר TBI (איור 7). נמצאה הפחתה של רמות SIRT1.

תוצאות אלו עולות בקנה אחד עם מחקר קודם עם מודל TBI עדין מהמעבדה שלנו [32]. עם זאת, הפחתה זו נמנעה עם Nano-PSO כשהיא בוצעה מיד במשך מספר שבועות לאחר האירוע.

איור 7B מציג אימונובלוט של רמות כוללות של סינפטופיזין (SYP), סמן למבנים סינפטיים, מהומוגניות מוחיות של עכברי בקרה שטופלו או לא טופלו ב-Nano-PSO וכן מעכברים שטופלו ב-TBI או לאחר TBI.

התוצאות מראות כי במקביל למוות הנוירוני המוצג באיורים 4A ו-B, נזק סינפטי נגרם גם על ידי TBI. עם זאת, ניתן למנוע נזק זה אם נוגד חמצון חזק ומכוון מוח כמו ננו-PSO מנוהל באופן מיידי למשך מספר שבועות לאחר גרימת הנזק.

הוכח בעבר שרוב הנוירונים הפגועים לא מתו מיד לאחר הפציעה אלא בימים שלאחר מכן עקב הלחץ החמצוני הנרחב שנגרם על ידי TBI [33]. לכן, טיפול מיידי נוגד חמצון יכול להיות יעיל מספיק כדי למנוע נזק נרחב לאורך זמן. לָרוּץ.

איור 7. ההשפעה של Nano-PSO על ביטוי SIRT1/SYP בקליפת המוח של עכברי TBI: (א) הומוגנאטים של מוח מהקליפת המוח הימנית של בקרות מטופלות ולא מטופלות, כמו גם מעכברים לאחר TBI שטופלו ב-TBI וב-NanoPSO. עם SIRT1 ו-TUB שזוהו ב- (110 KDa, 50 KDa), בהתאמה. ניתוח כמותי של רצועות אימונו-פעילות של SIRT1 כמתה על ידי Image Jand מנורמל כנגד חלבון הבקרה TUB.

רמות SIRT1 הופחתו באופן משמעותי 30 ימים לאחר הפציעה בקליפת המוח של עכברי TBI בהשוואה לביקורת. טיפול ננו-PSO מנע את ההפחתה הזו ** p < 0.01. ANOVA חד כיווני גילה עלייה משמעותית בביטוי של עכברי SIRT1 שקיבלו את הטיפול לאחר הפציעה. (F (3, 20)=1.084, p=0.002, N=5 פישר's LSD post-hoc).

(ב) הומוגנות מוח מהקליפת המוח הימנית של בקרות מטופלות ולא מטופלות, כמו גם מעכברים שלאחר TBI שטופלו ב-TBI וב-Nano-PSO, בוצעו חיסונית עם SYP ו-TUB שזוהו ב- (37 KDa, 50 KDa), בהתאמה.

ניתוח כמותי של להקות אימונו-פעילות של SYP כמתה על ידי תמונה J ונורמל כנגד חלבון הבקרה TUB.

ANOVA חד כיווני חשפה עלייה משמעותית בביטוי של SYP בעכברים שקיבלו את הטיפול לאחר TBI בהשוואה לקבוצת TBI (F (3,20) ​​= 1.084, p {{6} }.379, Fisher's LSD post-hoc *p < 0.5, n=4–5). NS=לא משמעותי. הערכים מוצגים כממוצע ± SEM.

מתחת לכל גרף מוצגת תמונה מייצגת של רמות SIRT1/SYP וחלבון חלבון ביתי (TUB) בקליפת המוח הימנית מבין כל הקבוצות.

For more information:1950477648nn@gmail.com