Ενίσχυση της μνήμης από εστέρα φερουλικού οξέος σε όλα τα είδη

Επικοινωνία:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Cognitive impairments can be devastating for quality of life, and thus, preventing or counteracting them is of great value. To this end, the present study exploits the potential of the plant Rhodiola Rosea and identifies the constituent ferulic acid epicotyl ester [icosyl-(2E)-3-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-prop-2-enoate (FAE-20)] as a memory enhancer. We show that food supplementation with dried root material from R. Rosea dose-dependently improves odor-taste reward associative memory scores in larval Drosophila and prevents the age-related decline of this appetitive memory in adult flies. Task-relevant sensorimotor faculties remain unaltered. From a parallel approach, a list of candidate compounds has been derived, including R. Rosea–derived FAE-20. Here, we show that both R. Rosea–derived FAE-20 and synthetic FAE-20 are effective as memory enhancers in larval Drosophila. Synthetic FAE-20 also partially compensates for age-related memory decline in adult flies, as well as genetically induced early onset loss of memory function in young flies. Furthermore, it increases excitability in mouse hippocampal CA1 neurons, leads to more stable context-shock aversive associative memory in young adult (3-month-old) mice, and increases memory scores in old (>ποντίκια 2-year-old). Δεδομένων αυτών των επιπτώσεων και δεδομένης της χρησιμότητας του R. Rosea —του φυτού από το οποίο ανακαλύψαμε το FAE-20— ως ενισχυτή μνήμης, αυτά τα αποτελέσματα μπορεί να έχουν δυνατότητες για κλινικές εφαρμογές.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Κάθε φορά που μια γνωστική λειτουργία είναι παθολογικά εξασθενημένη, υπάρχει μια προφανής επιθυμία να την αποκαταστήσουμε. Σε αυτό το πλαίσιο, τα φυτά έχουν τη δυνατότητα να μας παρέχουν θεραπευτικές ουσίες. Πράγματι, φυτικές ενώσεις που χρησιμοποιούνται ευρέως και ασκούν ισχυρές επιδράσεις στη λειτουργία του νευρικού συστήματος, όπως η μορφίνη και η κωδεΐνη (Papaver somniferum), η ψευδοεφεδρίνη/εφεδρίνη [γένος Ephedra (π.χ. E. Sinica)], η καφεΐνη [γένος Coffea (π.χ. C arabica και C. canephora)], και νικοτίνη [γένος Nicotiana (π.χ., N. tabacum και N. Rustica)], έχουν ταυτοποιηθεί.

Birgit Michels1*†, Hanna Zwaka1,2†‡, Ruth Bartels2†, Oleh Lushchak3†, Katrin Franke4, Thomas Endres5, Markus Fendt6,7, Inseon Song8, May Bakr8, Tuvshinjargal Budragchaa4, BernhardhardÖschbat. , Stefanie Schreyer2, Annika Lingnau2, Caroline Vahl2, Marike Hilker2, Randolf Menzel2, Thilo Kähne10, Volkmar Leßmann5,7, Alexander Dityatev7,8,11, Ludger Wessjohann4*, Bertram Gerber1,7,12*

1 Ινστιτούτο Νευροβιολογίας Leibniz, Τμήμα Γενετικής Μάθησης και Μνήμης, Magdeburg, Γερμανία.

2 Ελεύθερο Πανεπιστήμιο Βερολίνου, Ινστιτούτο Νευροβιολογίας, Βερολίνο, Γερμανία.

3 Εθνικό Πανεπιστήμιο Precarpathian, Τμήμα Βιοχημείας, Ivano Frankivsk, Ουκρανία.

4 Leibniz Institute of Plant Biochemistry (IPB), Τμήμα Βιοοργανικής Χημείας, Halle (Saale), Γερμανία.

5 Πανεπιστήμιο Otto von Guericke, Ιατρική Σχολή, Μαγδεμβούργο, Γερμανία.

6 Πανεπιστήμιο Otto von Guericke, Ιατρική Σχολή, Ινστιτούτο Φαρμακολογίας και Τοξικολογίας, Μαγδεμβούργο, Γερμανία.

7Center for Behavioral Brain Sciences (CBBS), Πανεπιστήμιο Otto von Guericke, Magdeburg, Γερμανία.

8Γερμανικό Κέντρο Νευροεκφυλιστικών Νοσημάτων (DZNE), Ομάδα Μοριακής Νευροπλαστικότητας, Μαγδεβούργο, Γερμανία.

9 University of Würzburg, Biocenter Am Hubland, Τμήμα Γενετικής και Νευροβιολογίας, Würzburg, Γερμανία.

10 Πανεπιστήμιο Otto von Guericke, Ινστιτούτο Πειραματικής Εσωτερικής Ιατρικής, Μαγδεμβούργο, Γερμανία.

11 Πανεπιστήμιο Otto von Guericke, Ιατρική Σχολή, Μαγδεμβούργο, Γερμανία. 12 Πανεπιστήμιο Otto von Guericke, Ινστιτούτο Βιολογίας, Μαγδεμβούργο, Γερμανία.

Παρασκευάσματα από τη ρίζα του Rhodiola Rosea L., ενός πολυετούς φυτού της οικογένειας Crassulaceae που αναπτύσσεται φυσικά σε περιοχές με υψηλότερο υψόμετρο του βορείου ημισφαιρίου, χρησιμοποιούνται παραδοσιακά από τον άνθρωπο για διάφορες υποτιθέμενες επιδράσεις, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που αναμφισβήτητα σχετίζονται με τη λειτουργία του νευρικού συστήματος (1–3) [αλλά βλέπε (4–6)]. Ο Linnaeus (2), για παράδειγμα, αναφέρει τη χρήση των ριζών R. Rosea σε περιπτώσεις που περιλαμβάνουν «κεφαλγία» και «υστερία». Σύγχρονες μελέτες σε ανθρώπους (3) και σε αρουραίους (7) αναφέρουν ότι το εκχύλισμα R. Rosea ενισχύειμνήμηκαι/ή προσοχή [ανασκόπηση στο (8)] και εξουδετερώνει τα φαρμακολογικά επαγόμενα ελλείμματα στην αναστολή προ-παλμού σε αρουραίους (9), καθώς και την κόπωση (3) και τις ηπιότερες μορφές κατάθλιψης στους ανθρώπους (3). Ωστόσο, λείπουν ακόμη εκτενείς αναλύσεις για το εάν κάποια ή περισσότερες από τις ενώσεις που περιέχονται στο υλικό ρίζας του R. Rosea ή στα εκχυλίσματά του μπορούν μεμονωμένα να επιφέρουν ένα ή περισσότερα από αυτά τα αποτελέσματα ή να προκαλέσουν τις αυξήσεις στη διάρκεια ζωής που έχουν παρατηρηθεί σε διάφορα είδη που τρέφονται με σκόνη ή εκχύλισμα R. Rosea (10, 11). Αυτό αποκλείει τον κατάλληλο ποιοτικό έλεγχο και συνεπώς επιβάλλει αυστηρούς περιορισμούς στην ιατρική και επιστημονική χρησιμότητα του R. Rosea και των παρασκευασμάτων που προέρχονται από αυτό. Περαιτέρω, το συγκεκριμένομνήμηδιεργασίες που επηρεάζονται από το R. Rosea ή τα παρασκευάσματά του δεν έχουν εντοπιστεί. Συγκεκριμένα, παραμένει άγνωστο εάν η απόκτηση μνήμης,μνήμηενοποίηση, ήμνήμηη ανάκτηση ενισχύεται.

Cistancheσωληνοειδήςβελτιώσειμνήμη, κάντε κλικ εδώ για να λάβετε το δείγμα

Για να επιτραπεί η επιτάχυνση των αναλύσεων αυτών των ζητημάτων, η παρούσα μελέτη χρησιμοποιεί τρεις περιπτώσεις μελέτης εντόμων [προνύμφη και ενήλικη Drosophila melanogaster, καθώς και τη μέλισσα Apis mellifera (12–15)] ως αποτελεσματικά συστήματα μοντέλων χωρίς εικονικό φάρμακο για τη διερεύνηση τουμνήμη-ενισχυτικά αποτελέσματα του υλικού ρίζας R. Rosea και των ακατέργαστων εκχυλισμάτων. Αφού αποδείξουν τις δοσοεξαρτώμενες επιδράσεις τους σεμνήμηβελτίωση, εκμεταλλευόμαστε μια παράλληλη μελέτη που παρείχε έναν κατάλογο νευροσυμπεριφορικά ενεργών υποψήφιων ενώσεων, συμπεριλαμβανομένου του επικοτυλικού εστέρα φερουλικού οξέος [εικοσυλ-(2Ε)-3-(4- υδροξυ-3-μεθοξυφαινυλ) -prop-2-enoate (FAE-20)], καθαρισμένο από υλικό ρίζας R. Rosea. Εδώ, μελετάμε τις επιδράσεις του υλικού ρίζας R. Rosea, του FAE που προέρχεται από το R. Rosea-20 και, κυρίως, του συνθετικού FAE-20 ως μεμονωμένης ένωσης. Δείχνουμε ότι η FAE-20 μπορεί πράγματι να ενισχύσει τη μνήμη στην προνύμφη Drosophila και μπορεί εν μέρει να αντισταθμίσειμνήμηβλάβες τόσο σε ηλικιωμένες μύγες όσο και σε περίπτωση γενετικά επαγόμενης εξασθένησης της μνήμης πρώιμης έναρξης σε νεαρές μύγες. Επιπλέον, μπορεί να αυξήσει τη διεγερσιμότητα των κυττάρων CA1 του ιππόκαμπου και να ενισχύσει τη μνήμη φόβου που εξαρτάται από τον ιππόκαμπο σε ποντίκια. Δεδομένων των κοινών σημείων στους μηχανισμούς μάθησης και μνήμης μεταξύ των ειδών (13, 16), συζητάμε τις δυνατότητες αυτών των ευρημάτων για κλινική χρήση.

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Η συμπλήρωση τροφής με Rhodiola1 βελτιώνει τις βαθμολογίες μνήμης της προνύμφης Drosophila

Μεγαλώσαμε προνύμφες Drosophila είτε σε τυπικό θρεπτικό μέσο (μάρτυρας) είτε σε θρεπτικό μέσο συμπληρωμένο με διαφορετικές συγκεντρώσεις σκόνης ρίζας Rhodiola1 για να ελέγξουμε τις επιδράσεις αυτού του συμπληρώματος διατροφής στομνήμηπου σχηματίζεται σε ένα συνειρμικό κλασικό πρότυπο προετοιμασίας οσμών-ζάχαρης (Εικ. 1Α). Για την υψηλότερη συγκέντρωση Rhodiola1,μνήμηΟι βαθμολογίες σχεδόν τριπλασιάστηκαν σε σχέση με τον έλεγχο. Αυτό το αποτέλεσμα επιβεβαιώθηκε δύο φορές χρησιμοποιώντας μια απλοποιημένη εκδοχή του παραδείγματος με μια οσμή (17) και εισάγοντας ένα ευρύτερο φάσμα συγκεντρώσεων (Εικ. 1, Β και Γ). Μαζί, αυτά τα τρία ανεξάρτητα σύνολα δεδομένων αποκαλύπτουν μια βελτίωση που εξαρτάται από τη συγκέντρωσημνήμηαπό συμπλήρωμα διατροφής Rhodiola1 (Εικ. 1, Α έως Δ και εικ. S1). Αντίθετα, η συμπεριφορά πειραματικά παρελθουσών προνυμφών προς την ανταμοιβή ζάχαρης [φρουκτόζη (FRU)] και προς τις οσμές [οξεικό n-αμυλεστέρα (AM) και 1-οκτανόλη (1OCT)] δεν επηρεάστηκε (Εικ. 2, A έως Γ). Περαιτέρω, η συμπλήρωση της τροφής με Rhodiola1 δεν επηρέασε τη συμπεριφορά των προνυμφών προς τις οσμές μετά από έκθεση μόνο με ανταμοιβή παρόμοια με την εκπαίδευση ή μετά από έκθεση μόνο σε οσμές παρόμοια με την εκπαίδευση (Εικ. 2, D έως G και εικ. S2). Συμπεραίνουμε ότι η λήψη συμπληρωμάτων διατροφής με Rhodiola1 βελτιώνει τη συνειρμικήμνήμησκοράρει την προνύμφη Drosophila με δοσοεξαρτώμενο τρόπο και αφήνει ανεπηρέαστες την αισθητικοκινητική επεξεργασία που σχετίζεται με την εργασία και τις μη συνειρμικές επιδράσεις της έκθεσης σε ερέθισμα.

Ένα εμπορικά διαθέσιμο παρασκεύασμα Rhodiola δεν αυξάνει τις βαθμολογίες μνήμης των προνυμφών

Ένα παρασκεύασμα δισκίου που περιέχει το εκχύλισμα SHR-5 από το R. Rosea διατίθεται στο εμπόριο (ταμπλέτες "Arctic root", Swedish Herbal Institute). Αυτό το εκχύλισμα έχει αναφερθεί ότι εξουδετερώνει την κόπωση στους ανθρώπους (3), ότι είναι αποτελεσματικό στη θεραπεία της ήπιας έως μέτριας κατάθλιψης (3, 18) και ότι αυξάνει τη διάρκεια ζωής και την αντοχή στο σωματικό στρες σε Caenorhabditis elegans και μύγες (10, 11) [βλέπε επίσης (3) για κριτική]. Επομένως, δοκιμάσαμε εάν τα συμπληρώματα διατροφής με αλεσμένα δισκία αρκτικής ρίζας επηρεάζουν τις βαθμολογίες μνήμης. Αυτό διαπιστώθηκε ότι δεν ισχύει (εικ. S3, για την επιλογή μας των συγκεντρώσεων, βλέπε Υλικά και Μέθοδοι).

Ένα επόμενο πείραμα αποκάλυψε μια διαφορά στην απόδοση μνήμης μεταξύ των προνυμφών ελέγχου και των προνυμφών που ανατράφηκαν σε τροφή που περιείχε το προαναφερθέν δισκίο ή ρίζες Rhodiola από διαφορετικές πηγές, που ονομάστηκαν Rhodiola1 (προσχώρηση 1), Rhodiola2 (προσχώρηση 2, ξεχωριστή παρτίδα Rhodiola1) και Rhodiola3 (προσχώρηση 3, δείγμα ρίζας διαφορετικής γεωγραφικής προέλευσης) (εικ. S4). Συγκεκριμένα, τα συμπληρώματα διατροφής με Rhodiola1, Rhodiola2 και Rhodiola3 αύξησαν τις βαθμολογίες μνήμης, όπως και το ριζικό υλικό από μια περαιτέρω πρόσθετη πηγή (πρόσβαση 4: Rhodiola4, εικ. S1), αλλά το δισκίο δεν το έκανε. Πραγματοποιήσαμε μια ξεχωριστή, παράλληλη χημική ανάλυση και ανάλυση συσχέτισης βιοδραστικότητας με στόχο τον εντοπισμό συμπεριφορικά ενεργών υποψήφιων ενώσεων στις ρίζες R. Rosea. Αυτό βασίστηκε στην προσχώρηση από την οποία είχαμε λάβει το μεγαλύτερο δείγμα (Rhodiola4). Στην παρούσα μελέτη, ωστόσο, πρώτα ρωτήσαμε εάν αυτές οι επιδράσεις μπορούν επίσης να παρατηρηθούν σε νεαρές ή/και ηλικιωμένες ενήλικες μύγες.

Το Rhodiola4 βελτιώνει τις βαθμολογίες μνήμης σε ηλικιωμένους αλλά όχι σε νεαρούς ενήλικες

Drosophila Το συμπλήρωμα διατροφής με Rhodiola4 δεν βελτίωσε τις βαθμολογίες μνήμης της νεαρής ενήλικης Drosophila σε ένα συνειρμικό μαθησιακό παράδειγμα οσμής-ζάχαρης (Εικ. 3, Α και Β). Είναι εντυπωσιακό, ωστόσο, ότι οι χαμηλές βαθμολογίες μνήμης στην ηλικιωμένη Drosophila μπορούν να αντιμετωπιστούν με συμπλήρωμα διατροφής με Rhodiola4 (Εικ. 3C και εικ. S5).

Συμπεραίνουμε ότι η λήψη συμπληρωμάτων διατροφής με Rhodiola4 μπορεί να αντισταθμίσει τη μείωση της μνήμης που σχετίζεται με την ηλικία στην ενήλικη Drosophila. Για να δούμε εάν η σίτιση με Rhodiola μπορεί επίσης να έχει οξείες επιπτώσεις στη λειτουργία της μνήμης και για να ξεμπερδέψουμε την ενισχυτική επίδραση της Rhodiola στην απόκτηση μνήμης, την εδραίωση της μνήμης και την ανάκτηση μνήμης, αποφασίσαμε να χρησιμοποιήσουμε το υπόδειγμα ρύθμισης αντανακλαστικού επέκτασης προβοσκίδας της μέλισσας. στις οποίες αυτές οι διαδικασίες μπορούν εύκολα να διερευνηθούν χωριστά (14, 15).

cistanche bodybuilding

Η διατροφή με Rhodiola4E πριν από την προπόνηση βελτιώνει την απόκτηση μνήμης στη μέλισσα

Πρώτα ρωτήσαμε εάν η Rhodiola έχει έντονο αντίκτυπο στην απόκτηση μνήμης. Για να το διαπιστώσουμε αυτό, ταΐσαμε τις μέλισσες μια μέρα πριν την προπόνηση. Μια ομάδα μελισσών ταΐστηκε με διάλυμα ζάχαρης συν Rhodiola4E, ενώ η δεύτερη ομάδα έλαβε την ίδια ποσότητα διαλύματος απλής ζάχαρης. Την επόμενη μέρα, και οι δύο ομάδες εκπαιδεύτηκαν σε πέντε δοκιμές, συνδυάζοντας την οσμή με την απλή ζάχαρη ως ανταμοιβή (Εικ. 4Α). Η ομάδα που είχε προηγουμένως τραφεί με Rhodiola4E έδειξε στατιστικά υψηλότερα ποσοστά απόκρισης στην ρυθμισμένη οσμή κατά τη διάρκεια της απόκτησης από την ομάδα ελέγχου. Εφόσον θα μπορούσαμε να αποκλείσουμε τις επιδράσεις του Rhodiola4E στην αισθητικοκινητική επεξεργασία που σχετίζεται με την εργασία, όπως η ανταπόκριση του σακχάρου και η ανταπόκριση στις οσμές (Εικ. 4, B και C), η αύξηση στις εξαρτημένες αποκρίσεις αντανακλά μια ενίσχυση της απόκτησης μνήμης.

Η διατροφή με Rhodiola4E μετά την προπόνηση βελτιώνει την εδραίωση της μνήμης στη μέλισσα

Στη συνέχεια, δοκιμάσαμε εάν η οξεία σίτιση με Rhodiola4E επηρεάζει την εδραίωση της μνήμης (14, 15). Στο τρέχον παράδειγμα, η εδραίωση σε μια πρώιμη μορφή μακροπρόθεσμης μνήμης (eLTM) λαμβάνει χώρα μέχρι 9 ώρες μετά την προπόνηση (19). Τα ζώα ταΐστηκαν με διάλυμα ελέγχου ή Rhodiola4E 5 ώρες μετά την εκπαίδευση (δηλ. κατά τη διάρκεια του χρονικού παραθύρου εμπέδωσης μνήμης) και εξετάστηκαν για τη μνήμη τους την επόμενη μέρα, οπότε ολοκληρώθηκε η ενοποίηση της μνήμης στο eLTM. Οι βαθμολογίες μνήμης στις μέλισσες που έλαβαν θεραπεία με Rhodiola4E ήταν υψηλότερες από αυτές της ομάδας ελέγχου (Εικ. 4D και εικ. S6), με δοσοεξαρτώμενο τρόπο (Εικ. 4Ε).

Η διατροφή με Rhodiola4E δεν επηρεάζει την ανάκτηση μνήμης στη μέλισσα

Για να δούμε αν η οξεία σίτιση με Rhodiola4E επηρεάζει επίσης την ανάκτηση μνήμης, μετατοπίσαμε τη σίτιση Rhodiola4E σε 29 ώρες μετά την προπόνηση και ελέγξαμε τη μνήμη την επόμενη μέρα. Αυτός ο χρονισμός των πειραματικών γεγονότων διασφαλίζει ότι οι διαδικασίες εμπέδωσης μνήμης είχαν ολοκληρωθεί όταν τα ζώα υποβλήθηκαν σε θεραπεία 29 ώρες μετά την εκπαίδευση (19), ενώ το χρονικό διάστημα μεταξύ της σίτισης με Rhodiola4E και της δοκιμής παρέμεινε σταθερό σε σχέση με το προηγούμενο πείραμα (δηλαδή, 19 ώρες). Εάν η σίτιση Rhodiola4E με αυτόν τον τρόπο διευκόλυνε την ανάκτηση μνήμης, θα πρέπει να παρατηρηθούν αυξημένες βαθμολογίες. Αυτό, ωστόσο, δεν συνέβη (Εικ. 4ΣΤ).

Συμπεραίνουμε ότι η οξεία τροφοδοσία με Rhodiola4E επιταχύνει την απόκτηση μνήμης και την πιο αποτελεσματική ενσωμάτωσή της σε σταθερή μορφή, ενώ η ανάκτηση μνήμης και οι αισθητηριοκινητικές ικανότητες που σχετίζονται με την εργασία παραμένουν αναλλοίωτες. Μαζί, τα ευρήματα της Drosophila και της μέλισσας μέχρι στιγμής μας ενθάρρυναν να ρωτήσουμε εάν μια συγκεκριμένη ένωση ενίσχυσης της μνήμης θα μπορούσε να εντοπιστεί από τη Rhodiola.

Προσδιορισμός επικοτυλικού εστέρα φερουλικού οξέος (FAE-20) ως υποψήφιου ενισχυτή μνήμης

Μετά τη λήψη ενός μεγάλου δείγματος αποξηραμένου υλικού ρίζας Rhodiola4, δοκιμάσαμε πρώτα ένα ακατέργαστο εκχύλισμα για το αποτέλεσμα ενίσχυσης της μνήμης για να επιβεβαιώσουμε ότι τα λειτουργικά συστατικά του Rhodiola είναι εκχυλίσιμα. Η συμπλήρωση τροφής με ακατέργαστο εκχύλισμα R.rosea (εκχύλισμα Rhodiola) πράγματι βελτίωσε τις βαθμολογίες μνήμης στην προνύμφη Drosophila (Εικ. 5Α), δείχνοντας ότι ένα διαλυτό συστατικό προσέφερε ένα τέτοιο αποτέλεσμα. Αυτό μας ενθάρρυνε να υιοθετήσουμε την καθοδηγούμενη από βιοδοκιμασία προσέγγιση απομόνωσης και αντίστροφης μεταβολομικής χρησιμοποιώντας αλγόριθμους συσχέτισης δραστηριότητας(20). Ωστόσο, το παρόν παράδειγμα συμπληρωμάτων διατροφής απαιτεί, πρακτικά, μεγάλες ποσότητες εκχυλίσματος για μια τέτοια προσέγγιση. Αν και κατ' αρχήν, το παράδειγμα των μελισσών θα ήταν μια κατάλληλη και φιλική προς τους πόρους εναλλακτική λύση, σκεφτήκαμε ότι, μακροπρόθεσμα, θα ήταν πλεονέκτημα η εργασία σε ένα γενετικά πιο προσιτό σύστημα μοντέλου. Σε μια παράλληλη μελέτη, λοιπόν, αναπτύξαμε μια εναλλακτική οθόνη που σχετίζεται με τη μνήμη για την προνύμφη Drosophila που εκμεταλλεύεται την ανταμοιβή της Rhodiola και απαιτεί πολύ λιγότερο υλικό. Αυτή η οθόνη πρότεινε μια λίστα υποψήφιων ενώσεων, συμπεριλαμβανομένης της -σιτοστερόλης- -D-γλυκοσίδης (BSSG) και του επικοτυλικού εστέρα φερουλικού οξέος (FAE-20). Συνεπώς, και οι δύο ενώσεις συντέθηκαν για να ληφθεί επαρκές και καθαρό υλικό για αιτιολογική επαλήθευση στο παρόν τεστ για τη βελτίωση της μνήμης Δεδομένου ότι τα συμπληρώματα διατροφής με συνθετικό BSSG και τα παράγωγά του δεν είχαν καμία επίδραση στις βαθμολογίες μνήμης των προνυμφών (εικ. S7) και δεδομένου ότι είχαμε εξακριβώσαμε την παρουσία FAE-20 στη Rhodiola (εικ. S8 και S9), εστιάσαμε στη συνθετική FAE-20 στα ακόλουθα πειράματα.

Εικ. 1. Το Rhodiola1 ενισχύει τη μνήμη στην προνύμφη Drosophila. (Α έως Γ) Οι προνύμφες εκτράφηκαν σε φιαλίδια τροφίμων είτε με τροφή ελέγχου (γκρι, έλεγχος) είτε με τροφή συμπληρωμένη με τις υποδεικνυόμενες συγκεντρώσεις ρίζας Rhodiola1 (καφέ, Rhodiola1). (Α) Οι προνύμφες υποβλήθηκαν σε διαφορική εκπαίδευση έτσι ώστε μία από τις δύο μυρωδιές (AM, μαύρο σύννεφο· 1OCT, κίτρινο σύννεφο) παρουσιάστηκε σε ένα τρυβλίο Petri μαζί με μια ανταμοιβή ζάχαρης [πράσινη, φρουκτόζη (FRU). Στις μισές περιπτώσεις, η ακολουθία εκπαίδευσης ήταν όπως υποδεικνύεται. στο άλλο μισό, ήταν το αντίστροφο]. Κατά τη διάρκεια της δοκιμής, μετρήθηκε η επιλογή μεταξύ των οσμών. Ο δείκτης απόδοσης (PI) ποσοτικοποιεί τη συσχετιστική μνήμη ως τη διαφορά στη συμπεριφορά δοκιμής μεταξύ αμοιβαία εκπαιδευμένων ομάδων προνυμφών, αποκαλύπτοντας ότι το Rhodiola1 εξαρτώμενα από τη δόση αυξάνει τις βαθμολογίες μνήμης. n=15, 12, 12 και 11. (Β) Όπως στο (Α), δείχνοντας ότι το Rhodiola1 εξαρτώμενα από τη δόση αυξάνει τις βαθμολογίες μνήμης επίσης σε μια μη διαφορική έκδοση του παραδείγματος. n=11, 11, 11 και 11. (Γ) Όπως στο (Β), δοκιμάζοντας χαμηλότερα επίπεδα συγκέντρωσης Rhodiola1. n=15, 15, 13 και 11. (D) Σύνοψη με βάση τους διάμεσους PI χρησιμοποιώντας Rhodiola1 (Α έως C) και Rhodiola4 (εικ. S1), κανονικοποιημένη στη διάμεση τιμή του αντίστοιχου ελέγχου. Τα διαγράμματα πλαισίου αντιπροσωπεύουν τη διάμεσο ως μεσαία γραμμή, με το 25ο και το 75ο τεταρτημόριο ως όρια πλαισίου και το 1{{3{0}}ο και το 90ο τεταρτημόριο ως μουστάκια. Το "b" υποδεικνύει μια στατιστικά σημαντική διαφορά από τον έλεγχο ("a") στις δοκιμές U διορθωμένες με Bonferroni (Ρ < 0,05/3)="" πριν="" από="" τη="" δοκιμή="" kruskal-wallis="" (ρ="">< 0,05).="" τα="" δεδομένα="" τεκμηριώνονται="" στο="" αρχείο="" δεδομένων="">

Εικ. 2. Το Rhodiola1 δεν επηρεάζει τις αισθητηριοκινητικές ικανότητες που σχετίζονται με την εργασία. Οι προνύμφες που εκτρέφονταν σε φιαλίδια τροφίμων είτε με τροφή ελέγχου είτε με τροφή συμπληρωμένη με την ενδεικνυόμενη συγκέντρωση ρίζας Rhodiola1 εκτέλεσαν τις υποδεικνυόμενες εργασίες. Αυτές οι εργασίες ελέγχουν για αισθητικοκινητικές ικανότητες που σχετίζονται με τα πειράματα εκμάθησης οσμής-ανταμοιβής που φαίνονται στο Σχ. 1. Σε καμία περίπτωση το Rhodiola1 δεν είχε επίδραση στην απόδοση. (AtoC) Προτίμηση πειραματικά μη προνυμφών προς την ανταμοιβή ζάχαρης [A: FRU, πράσινο (n=17, 17, 17, και 17)] και προς τις οσμές [B; ΠΜ, μαύρο σύννεφο (n=12, 12, 12 και 12); C: 1OCT, κίτρινο σύννεφο (n=12, 12, 28 και 12)]. (D έως G) Προτίμηση οσμής μετά από έκθεση σε ερέθισμα παρόμοιο με την προπόνηση στην ανταμοιβή αλλά παραλείποντας τις οσμές [D και E, δοκιμή για προτιμήσεις για AM (n=12, 12, 12, και 12) και 1OCT (n { {26}}, 12, 12 και 12), αντίστοιχα] ή στις οσμές αλλά παραλείποντας την ανταμοιβή [F και G, δοκιμή για προτιμήσεις για AM (n {{30}}, 11, 12, και 12) και 1OCT (n=12, 12, 12 και 12), αντίστοιχα]. Στις μισές περιπτώσεις, η σειρά των δοκιμών έκθεσης ήταν όπως υποδεικνύεται. στο άλλο μισό, ήταν το αντίστροφο. Στο σχ. S2, εμφανίζονται οι προτιμήσεις οσμών μετά την έκθεση σε μία μόνο από τις οσμές. Το ns δείχνει P > 0,05 (δοκιμή Kruskal-Wallis). Περαιτέρω λεπτομέρειες όπως στο Σχ. 1. Τα δεδομένα τεκμηριώνονται στο αρχείο δεδομένων S1.

Εικ. 3. Το Rhodiola4 αντισταθμίζει τη μείωση της μνήμης που εξαρτάται από την ηλικία. (Α έως Γ) Οι μύγες που εκτρέφονταν μέχρι 1 ή 15 ημέρες μετά την εκκόλαψη σε φιαλίδια τροφίμων είτε με τροφή ελέγχου είτε με τροφή συμπληρωμένη με ρίζα Rhodiola4 υποβλήθηκαν σε διαφορική εκπαίδευση έτσι ώστε μία από τις δύο οσμές [μαύρα και κίτρινα σύννεφα. στις μισές περιπτώσεις, βενζαλδεΰδη (ΒΑ). Στο άλλο μισό, η 3-οκτανόλη (3OCT)] δόθηκε με ανταμοιβή ζάχαρης [πράσινο. σακχαρόζη (SUC)], και η άλλη οσμή παρουσιάστηκε χωρίς την ανταμοιβή (στις μισές περιπτώσεις, η ακολουθία εκπαίδευσης ήταν όπως υποδεικνύεται· στις άλλες μισές, ήταν η αντίστροφη). Κατά τη διάρκεια της δοκιμής, μετρήθηκε η επιλογή μεταξύ των οσμών. Το PI ποσοτικοποιεί τη συσχετιστική μνήμη ως τη διαφορά στη συμπεριφορά δοκιμής μεταξύ αμοιβαία εκπαιδευμένων ομάδων μυγών. Το Rhodiola4 αφήνει ανεπηρέαστα τις βαθμολογίες μνήμης στις νεαρές μύγες (B; n=24 και 46) ωστόσο αντισταθμίζει τη μείωση των βαθμολογιών μνήμης των ηλικιωμένων μυγών (C; n=23 και 22). Το ns υποδηλώνει P > 0.05 (δοκιμή U). Το b δείχνει μια στατιστικά σημαντική διαφορά από τον έλεγχο (α) σε μια δοκιμή U (P < 0,05).="" περαιτέρω="" λεπτομέρειες="" όπως="" στο="" σχ.="" 1.="" τα="" δεδομένα="" τεκμηριώνονται="" στο="" αρχείο="" δεδομένων="">

FAE-20 ως ενισχυτικό μνήμης στο Drosophila

Οι προνύμφες Drosophila ανατράφηκαν είτε σε μέσο τροφής ελέγχου είτε σε θρεπτικό μέσο συμπληρωμένο με διαφορετικές συγκεντρώσεις συνθετικού FAE{{0}}. Το τελευταίο βελτίωσε τις βαθμολογίες μνήμης με δοσοεξαρτώμενο τρόπο. Οι βαθμολογίες μνήμης διπλασιάστηκαν σε συγκέντρωση 0,71 mM FAE-20, ενώ οι 10-πλάσιες χαμηλότερες ή 10- φορές υψηλότερες συγκεντρώσεις FAE-20 δεν είχαν στατιστικά σημαντική επίδραση (Εικ. 5Β). Μια παρόμοια εξάρτηση από τη δόση είχε παρατηρηθεί νωρίτερα όταν χρησιμοποιήθηκε ακατέργαστο εκχύλισμα Rhodiola και Rhodiola4E (Εικ. 4Ε και 5Α). Η επίδραση του συμπληρώματος διατροφής R. Rosea στη διάρκεια ζωής της drosophila ακολουθεί επίσης μια βέλτιστη λειτουργία (11).

Η επόμενη ερώτηση ήταν εάν όχι μόνο το FAE-20 αλλά και τα δομικά σχετικά και φυσικά παράγωγα θα βελτιώσουν τις βαθμολογίες μνήμης στην προνύμφη Drosophila (Εικ. 5C). Οι προνύμφες ανατράφηκαν είτε με τροφή ελέγχου είτε με τροφή συμπληρωμένη με FAE-20, εξαδεκυλ-(2Ε)-3-(4-υδροξυ-3-μεθοξυφαινυλ)-προπ-2- ενοϊκό (FAE-16), δωδεκυλ-(2Ε)-3-(4-υδροξυ-3-μεθοξυφαινυλ)-προπ-2-ενοϊκό (FAE-12) ,οκτυλ-(2Ε)-3-(4-υδροξυ-3-μεθοξυφαινυλ)-προπ-2-ενοϊκός (FAE-8), cozy-(2E){{29 }}(4-υδροξυφαινυλ)-προπ-2-ενοϊκός ({{33}OH-CAE-20), ή 7,8-επικοτυλεστέρας διυδρο-φερουλικού οξέος (DH- FAE-20). Τα αποτελέσματα επιβεβαιώνουν ότι η τροφοδοσία με FAE-20 οδηγεί σε υψηλότερες βαθμολογίες μνήμης από ό,τι στους ελέγχους και προτείνουν ότι ουσίες με μικρότερο μήκος αλκυλικής αλυσίδας (FAE-16, FAE-12 και FAE{{44 }}) δεν έχουν στατιστικά σημαντική επίδραση. Επιπλέον, συμπληρώματα διατροφής με ουσίες παρόμοιες με τις FAE-20 αλλά χωρίς τη μεθοξυ ομάδα των FAE (4-OH-CAE-20) ή ουσίες με υδρογονωμένο διπλό δεσμό (DH-FAE{{ 50}}) δεν άσκησε μετρήσιμη επίδραση στις βαθμολογίες της μνήμης. Τα συμπληρώματα τροφής με FAE-20 αφήνουν αμετάβλητα τα αποτελέσματα της μνήμης των νεαρών ενήλικων μυγών (Εικ. 6, Α και Β), αλλά αντισταθμίζει εν μέρει την μείωση της μνήμης που σχετίζεται με την ηλικία (Εικ. 6Γ). Αντίθετα, η συμπεριφορά των πειραματικά αφελών ηλικιωμένων μυγών προς τις οσμές BA και 3OCT (Εικ. 6D) και προς την ανταμοιβή ζάχαρης (Εικ. 6Ε) δεν επηρεάστηκε από τα συμπληρώματα διατροφής FAE-20.

Μια προκαταρκτική προσέγγιση πρωτεομικής πρότεινε ότι τα συμπληρώματα διατροφής με Rhodiola4 μειώνουν τα επίπεδα της πρωτεΐνης της ενεργής ζώνης Bruchpilot σε ηλικιωμένη Drosophila (BRP, κωδικοποιημένη από το γονίδιο brp). Βρήκαμε αυτό το ενδιαφέρον επειδή, στη Drosophila, η έκφραση BRP έχει αναφερθεί ότι αυξάνεται με την ηλικία και η αυξημένη ρύθμιση της πρωτεΐνης BRP σε νεαρές μύγες έχει βρεθεί ότι προκαλεί πρόωρη έκπτωση της λειτουργίας της μνήμης σε ένα αποτρεπτικό παράδειγμα μάθησης (21). Αυτό έθεσε το ερώτημα εάν, σε σχέση με την αρχική κατάσταση με δύο γονιδιωματικά αντίγραφα του γονιδίου brp (2×BRP, βασική γραμμή), η δημιουργία μιας πρώιμης συνθήκης υψηλής έκφρασης BRP σε νεαρές μύγες με τέσσερα γονιδιωματικά αντίγραφα του brp γονίδιο (4×BRP, «έλεγχος») (21) θα οδηγούσε σε μείωση πρώιμης έναρξης των βαθμολογιών μνήμης και στο ορεκτικό μας παράδειγμα. Αυτό διαπιστώθηκε πράγματι ότι συμβαίνει σε επίπεδο συμπεριφοράς (Εικ. 6F, 2×BRP, γραμμή βάσης έναντι 4×BRP, έλεγχος). Τα συμπληρώματα τροφής με FAE-20 σε μύγες 4×BRP (4×BRP, FAE-20) μπόρεσαν να αντισταθμίσουν εν μέρει αυτήν την γενετικά επαγόμενη "παθολογική" κατάσταση.

Εικ. 4. Το Rhodiola4E βελτιώνει την απόκτηση και την ενοποίηση, αλλά όχι την ανάκτηση, στις μέλισσες. (Α) Οι μέλισσες τρέφονταν με διάλυμα ζάχαρης συν εκχύλισμα Rhodiola4E (καφέ) ή διάλυμα ζάχαρης (γκρι, έλεγχος). Την επόμενη μέρα, οι μέλισσες υποβλήθηκαν σε κλασική προετοιμασία της απόκρισης επέκτασης προβοσκίδας (PER) μέσω ζευγαρωμένων παρουσιάσεων οσμή-ανταμοιβής. Τα ποσοστά απόκτησης PER προς την οσμή είναι υψηλότερα μετά την τροφοδοσία με Rhodiola4E [logistic regression: c2(1)=13.33, P=0.00026; n=73 και 117]. (Β και Γ) Η σίτιση με Rhodiola4E δεν επηρεάζει ούτε την απόκριση του σακχάρου [B; μονόδρομη ανάλυση διακύμανσης (ANOVA), P > 0,05; n=49, 51, 47 και 45] ούτε ανταπόκριση στις οσμές [C; λογιστική παλινδρόμηση: c2(1)=0.01, P=0.98; n=157 και 114). (Δ) Όταν οι μέλισσες τρέφονταν με Rhodiola4E κατά τη διάρκεια της παγίωσης της μνήμης, τα επίπεδα PER κατά τη διάρκεια της δοκιμής ήταν υψηλότερα από αυτά στους ελέγχους [λογιστική παλινδρόμηση: c2(1)=8.50, P=0.0036; n=129 και 130]. Τα δεδομένα που εμφανίζονται περιλαμβάνουν δεδομένα από πειράματα στο (Ε) και το σχ. S6. (Ε) Όπως στο (Δ), που δείχνει ότι η μνήμη βελτιώνεται σύμφωνα με τη συγκέντρωση Rhodiola4E. Η μνήμη των μελισσών που τρέφονται με 1 τοις εκατό Rhodiola4E διαφέρει από τον έλεγχο [logistic regression: c2(1)=16.08, P=0.00006; n=44, 46, 47 και 46]. (ΣΤ) Το Rhodiola4E δεν έχει καμία επίδραση στην ανάκτηση μνήμης όταν τροφοδοτείται την ίδια στιγμή πριν από τη δοκιμή όπως στο (D) και (E), αλλά το κάνει σε μια στιγμή μετά την προπόνηση όταν η εμπέδωση της μνήμης έχει ήδη τελειώσει. Τα ποσοστά του PER δεν ήταν διαφορετικά για τις μέλισσες που τράφηκαν αργότερα με Rhodiola4E έναντι του ελέγχου [logistic regression: c2(1)=0.01, P=0.92; n=59 και 55]. *P <0,05. οι="" ράβδοι="" υποδεικνύουν="" διαστήματα="" εμπιστοσύνης.="" τα="" δεδομένα="" τεκμηριώνονται="" στο="" αρχείο="" δεδομένων="">

Εικ. 5. Το ακατέργαστο εκχύλισμα Rhodiola και το FAE-20 βελτιώνουν τη μνήμη στην προνύμφη Drosophila. (Α και Β) Όπως στο Σχ. 1Β, η συμπλήρωση διατροφής με ακατέργαστο εκχύλισμα Rhodiola (Α, καφέ) ή με επικοτυλικό εστέρα FA (B; FAE-20, μπλε) βελτιώνει τη μνήμη της προνύμφης Drosophila σε δοσοεξαρτώμενη τρόπος. Παρόμοια με ό,τι βρέθηκε για τη σταθεροποίηση της μνήμης στις μέλισσες (Εικ. 4Ε), τόσο για το ακατέργαστο εκχύλισμα Rhodiola όσο και για το FAE-20, παρατηρήσαμε ενίσχυση της μνήμης σε ενδιάμεσες συγκεντρώσεις. Το b υποδηλώνει μια στατιστικά σημαντική διαφορά από τον έλεγχο (a) στις δοκιμές U διορθωμένες με Bonferroni [A: P < 0.05/2="" (n="33," 34="" και="" 27).="" β:="" p="">< 0.05/3="" (n="17," 16,="" 19="" και="" 18)]="" προηγούνται="" οι="" δοκιμές="" kruskal-wallis="" (p=""><0,05). (γ)="" όπως="" παραπάνω,="" για="" συμπληρώματα="" διατροφής="" με="" fae-20="" ή="" τα="" υποδεικνυόμενα="" παράγωγα="" fae{-20.="" από="" τις="" δοκιμασμένες="" ενώσεις,="" μόνο="" το="" fae-20="" οδηγεί="" σε="" βελτιωμένες="" βαθμολογίες="" μνήμης="" σε="" σχέση="" με="" τον="" έλεγχο="" (p="0.007)," αντιγράφοντας="" τα="" αποτελέσματα="" από="" το="" (b).="" το="" "b"="" υποδεικνύει="" μια="" στατιστικά="" σημαντική="" διαφορά="" από="" τον="" έλεγχο="" ("a")="" στις="" δοκιμές="" u="" διορθωμένες="" με="" bonferroni="" [p="">< 0,05/6="" (n="35," 35,="" 35,="" 35,="" 35,="" και="" 35)]="" πριν="" από="" δοκιμή="" kruskal="" wallis="" (ρ="0.055)." η="" γκρι="" σκίαση="" υποδεικνύει="" τις="" τιμές="" μεταξύ="" του="" 25ου="" και="" του="" 75ου="" τεταρτημορίου="" των="" βαθμολογιών="" pi="" ελέγχου.="" περισσότερες="" λεπτομέρειες="" όπως="" στο="" σχ.="" 1.="" τα="" δεδομένα="" τεκμηριώνονται="" στο="" αρχείο="" δεδομένων="">

Εικ. 6. Η FAE-20 βελτιώνει τη μνήμη σε ηλικιωμένες μύγες και ρυθμίζει τα επίπεδα της πρωτεΐνης BRP. (Α έως Γ) Όπως στο Σχ. 3, τα συμπληρώματα διατροφής με FAE-20 (μπλε) αφήνουν ανεπηρέαστα τα αποτελέσματα της μνήμης στις νεαρές μύγες (B; n=24 και 28) αλλά αντισταθμίζει εν μέρει την εξασθένηση της μνήμης γερασμένες μύγες (C; n=29 και 28). ns και b, αντίστοιχα, υποδεικνύουν P > 0.{{10}}5 και P < 0.05="" σε="" δοκιμές="" u="" έναντι="" ελέγχου="" (a).="" (d="" και="" e)="" η="" σίτιση="" με="" fae-20="" δεν="" επηρεάζει="" την="" προτίμηση="" οσμής="" [d:="" ba="" (κίτρινο="" σύννεφο)="" και="" 3oct="" (μαύρο="" σύννεφο)]="" ή="" την="" προτίμηση="" suc="" (e,="" πράσινη)="" στις="" ηλικιωμένες="" μύγες.="" το="" ns="" υποδηλώνει="" p=""> 0.05 σε δοκιμές U (n=28 και 28; 28 και 28; και 40 και 40). (ΣΤ) Όπως στα (Β) και (Γ), που δείχνει ότι σε σχέση με τις βασικές συνθήκες του BRP (2×BRP, βασική γραμμή), οι βαθμολογίες μνήμης στις νεαρές μύγες εξασθενούν κατά την υπερέκφραση BRP όταν αυξάνονται με τροφή ελέγχου (4×BRP, έλεγχος ), το οποίο αντισταθμίζεται εν μέρει με την εκτροφή των ζώων με τροφή FAE-20 (4×BRP, FAE{-20). Το b υποδηλώνει διαφορά από τη γραμμή βάσης (a), το "c" δείχνει μια διαφορά από τον έλεγχο στις δοκιμές U διορθωμένες με Bonferroni [P < 0,05/2="" (n="20," 28,="" και="" 27)]="" πριν="" από="" ένα="" kruskal-wallis="" δοκιμή="" (p=""><0,05). (ζ)="" η="" ποσοτική="" φασματομετρία="" μάζας="" (ms)="" δείχνει="" ότι="" η="" υπερέκφραση="" brp="" μπορεί="" να="" αντισταθμιστεί="" εν="" μέρει="" με="" τροφοδοσία="" fae-20.="" το="" "b"="" υποδηλώνει="" διαφορά="" από="" τη="" γραμμή="" βάσης="" ("a"),="" το="" "c"="" υποδεικνύει="" μια="" διαφορά="" από="" τον="" έλεγχο="" στις="" δοκιμές="" u="" διορθωμένες="" με="" bonferroni="" [p="">< 0,05/2="" (n="95," 96,="" και="" 102)]="" πριν="" από="" μια="" δοκιμή="" kruskal-wallis="" (p=""><0,05). το="" ένθετο="" απεικονίζει="" την="" τοπολογία="" του="" brp="" στην="" προσύναψη="" [©="" από="" (47);="" δημοσιεύθηκε="" αρχικά="" στο="" journal="" of="" cell="" biology.="" https://doi.org/10.1083/jcb.200812150].="" περαιτέρω="" λεπτομέρειες="" όπως="" στο="" σχ.="" 1.="" τα="" δεδομένα="" τεκμηριώνονται="" στο="" αρχείο="" δεδομένων="">

Για να δούμε αν η σίτιση με FAE-20 σε ζώα 4×BRP μειώνει πράγματι τα επίπεδα της πρωτεΐνης BRP, χρησιμοποιήσαμε ποσοτική MS κεφαλών ενήλικης μύγας (Εικ. 6G). Αυτό επιβεβαίωσε την αύξηση των επιπέδων BRP σε νεαρές μύγες ελέγχου 4×BRP σε σύγκριση με νεαρές μύγες βασικής γραμμής 2×BRP (21). Σημαντικά, τα συμπληρώματα διατροφής FAE-20 μείωσαν αυτήν την αύξηση του BRP σε μύγες 4×BRP.

Συμπεραίνουμε ότι η συμπλήρωση τροφής με FAE-20 μπορεί να βελτιώσει τις βαθμολογίες μνήμης στην προνύμφη Drosophila. Επιπλέον, η FAE-20 μπορεί εν μέρει να αντισταθμίσει τόσο τις βλάβες της μνήμης σε ηλικιωμένες μύγες όσο και τις βλάβες μνήμης πρώιμης έναρξης που προκαλούνται από μια γενετικά επαγόμενη, πρόωρη αύξηση των επιπέδων BRP σε νεαρές μύγες. Η επόμενη ερώτησή μας ήταν εάν η FAE-20 έχει νευρογνωστικές επιδράσεις και σε ποντίκια.

Το FAE-20 αυξάνει τη διεγερσιμότητα των νευρώνων CA1 και βελτιώνει τη μνήμη φόβου με βάση τα συμφραζόμενα

Given the role of hippocampal CA1 neurons in learning and memory in rodents and humans (22, 23), we tested whether the physiological properties of these neurons are altered by acute application of Rhodiola extract crude. It turned out that cell excitability, measured as the number of action potentials upon current injection, is increased (Fig. 7, A and B). Likewise, the application of 4 mM FAE-20 increases the excitability of CA1 neurons (Fig. 7, C, and D). This prompted us to test whether acute application of FAE-20 modulates hippocampus-dependent memory in the mouse. Because we were concerned that the acidic conditions in parts of the mammalian digestive system might incapacitate FAE-20 by acidic hydrolysis, mice were intraperitoneally injected with FAE-20 solution (6 or 12 mg/kg) or solvent and trained in a contextual fear conditioning paradigm 30 min later. On the next day, they were tested for freezing behavior first in a novel context and then in the training context (Fig. 7, E to G). After injection of FAE-20 in young adult mice (3 months), the FAE-20–treated groups and the control groups showed a similarly low level of freezing in the novel context, and initially, equally elevated freezing in the training context. Contextual fear memory was more stable across the testing period in FAE-20–treated animals (Fig. 7, E and F). Application of FAE-20 in aged mice (>2 έτη) οδήγησαν σε υψηλότερα επίπεδα μνήμης φόβου με βάση τα συμφραζόμενα καθ' όλη τη διάρκεια της δοκιμής, σε σύγκριση με τους ελέγχους (Εικ. 7G). Συμπεραίνουμε ότι η θεραπεία με οξεία FAE-20 μπορεί να βελτιώσει τη μνήμη φόβου που εξαρτάται από τον ιππόκαμπο στο ποντίκι, πιθανώς να σχετίζεται με αυξημένη διεγερσιμότητα των εμπλεκόμενων νευρώνων.

ΣΥΖΗΤΗΣΗ

Μεταφραστική δυνατότητα

Το σημείο εκκίνησης της παρούσας μελέτης ήταν ότι τα παρασκευάσματα από ρίζες R. Rosea αυξάνουν τη διάρκεια ζωής σε διάφορα ζωικά είδη (10, 11), χρησιμοποιούνται στην παραδοσιακή ιατρική (1-3) και έχουν αναφερθεί ότι έχουν θετικά αποτελέσματα σχετικά με τη λειτουργία μνήμης σε τρωκτικά (7) και ανθρώπους (3) [αλλά βλέπε (4–6)]. Όσον αφορά τις επιδράσεις στη λειτουργία της μνήμης, ωστόσο, οι συγκεκριμένες διεργασίες μνήμης που επηρεάζονται από το Rhodiola (απόκτηση, ενοποίηση και ανάκτηση) και η βιοδραστική ένωση(εις) στη ρίζα που προκαλούν αυτά τα αποτελέσματα παρέμειναν άγνωστες. Έχουμε ερευνήσει συστηματικά τις επιδράσεις του R. Rosea, των εκχυλισμάτων του και των μεμονωμένων ενώσεων που υπάρχουν σε αυτά τα εκχυλίσματα στη συνειρμική μάθηση και τη μνήμη. Συμπεραίνουμε ότι το R. Rosea βελτιώνει τις βαθμολογίες μνήμης με δοσοεξαρτώμενο τρόπο στις προνύμφες Drosophila και ότι αντισταθμίζει την μείωση της μνήμης που σχετίζεται με την ηλικία στις ηλικιωμένες μύγες. Στις μέλισσες, η διατροφή με R. Rosea βελτιώνει συγκεκριμένα την απόκτηση και την εδραίωση της μνήμης αλλά όχι την ανάκτησή της. Οι αισθητηριοκινητικές ικανότητες που σχετίζονται με την εργασία παραμένουν αμετάβλητες σε όλες τις περιπτώσεις. Αποδίδουμε συγκεκριμένα ένα αποτέλεσμα ενίσχυσης της μνήμης στο Drosophila στη βιοδραστική ένωση FAE-20, η οποία φαίνεται ότι υπάρχει στο εκχύλισμα R. Rosea. Επιβεβαιώνουμε αυτές τις επιδράσεις με συνθετική καθαρή FAE-20, η οποία βελτιώνει επίσης τις σχετιζόμενες με την ηλικία καθώς και γενετικά προκαλούμενες βλάβες μνήμης πρώιμης έναρξης σε ενήλικες μύγες.

Από την άποψη της μεταφραστικής ιατρικής, η FAE-20 είναι επίσης αποτελεσματική σε ένα μοντέλο τρωκτικών: οι νευρώνες CA1 του ιππόκαμπου ποντικού εμφάνισαν αυξημένη διεγερσιμότητα και τα ποντίκια που έλαβαν θεραπεία με FAE-20 εμφάνισαν βελτιωμένη μνήμη εξαρτώμενη από τον ιππόκαμπο. Υπό το φως των προαναφερθέντων αναφορών νευρογνωστικών επιδράσεων του R. Rosea στην παραδοσιακή ιατρική, και δεδομένου ότι η FAE-20 αναγνωρίστηκε από τη R. Rosea ως ένωση ενίσχυσης της μνήμης, δοκιμές για τις επιδράσεις της FAE{{6} } στους ανθρώπους τώρα φαίνεται δικαιολογημένο. Μόλις περάσουν τα τεστ τοξικότητας και γίνει γνωστή η φαρμακοκινητική του FAE-20, τέτοιες δοκιμές μπορεί να είναι ιδιαίτερα ελπιδοφόρες λόγω των αναφερόμενων συσχετισμών μεταξύ νευρωνικής διεγερσιμότητας, συναπτικής πλαστικότητας και μάθησης (24, 25). Ένας πιθανός μηχανισμός με τον οποίο μια αύξηση της νευρωνικής διεγερσιμότητας μπορεί να οδηγήσει σε βελτιωμένη συναπτική πλαστικότητα είναι ότι ο υψηλότερος αριθμός δυναμικών δράσης που δημιουργούνται κατά την επαγωγή της συναπτικής πλαστικότητας από πιο διεγέρσιμα κύτταρα μπορεί να προκαλέσει

αυξημένη εισροή Ca2 συν μέσω τύπων υποδοχέων γλουταμινικού Ν-μεθυλ-D-ασπαρτικού. Τα πυραμιδικά κύτταρα από την περιοχή CA1 του ραχιαίου ιππόκαμπου, για παράδειγμα, είναι λιγότερο διεγέρσιμα σε ηλικιωμένα παρά σε νεαρά ποντίκια (26). Έτσι, τα ηλικιωμένα ποντίκια θα πρέπει να επωφελούνται περισσότερο από την αύξηση της διεγερσιμότητας από τα νεαρά ποντίκια, κάτι που είναι σύμφωνο με τις φαινομενικά πιο έντονες συμπεριφορικές επιδράσεις της FAE-20 που παρατηρούμε σε ηλικιωμένα ποντίκια. Επιπλέον, αρκετές ενώσεις που αυξάνουν την εγγενή διεγερσιμότητα αυτών των νευρώνων, όπως ο αναστολέας της χολινεστεράσης γκαλανταμίνη και ο αναστολέας διαύλων ασβεστίου τύπου L νιμοδιπίνη, βελτιώνουν την απόδοση των ηλικιωμένων ποντικών σε εξαρτώμενες από τον ιππόκαμπο εργασίες συμπεριφοράς (26).

FAE-20 ως ενισχυτικό μνήμης

Το FAE-20 δεν έχει μέχρι στιγμής αναφερθεί ως συστατικό του R. Rosea [σχετικά με άλλα φυτά, βλέπε (27) και (28)], αλλά γενικά, το φερουλικό οξύ (FA) και σχετικές φαινολικές ενώσεις σε ελεύθερη μορφή ή ως συζυγή είναι πανταχού παρόντα αντιοξειδωτικά στα φυτά. Ενώ η FA συζητείται ως θεραπευτικός παράγοντας έναντι ασθενειών που σχετίζονται με το οξειδωτικό στρες, συμπεριλαμβανομένων των νευροεκφυλιστικών διαταραχών (29), δεν έχουν αναφερθεί προηγουμένως νευρογνωστικές επιδράσεις για αλκυλεστέρες της FA όπως η FAE-20. Οι συνθετικοί αλκυλεστέρες του FA (και του καφεϊκού οξέος) έχει αποδειχθεί ότι αναστέλλουν in vitro τον πολλαπλασιασμό των καρκινικών κυττάρων, τη δραστηριότητα των ενζύμων κυκλοοξυγενάσης (COX-1 και COX-2) και την υπεροξείδωση των λιπιδίων (30)—επιδράσεις που συνάδουν με την αύξηση της διάρκειας ζωής και τη μείωση του σωματικού βάρους που παρατηρήθηκε κατά την R. συμπλήρωμα τροφής rosea σε έναν αριθμό ειδών (10, 11, 31, 32).

Αυτές οι επιδράσεις ενισχύθηκαν από το σχηματισμό εστέρων, πιθανώς επειδή η βιοδιαθεσιμότητα και η διείσδυση στη μεμβράνη αυξάνονται με αυτή τη διαδικασία. Ειδικότερα, η εστεροποίηση μακράς αλυσίδας μπορεί να αυξήσει τη βιοδιαθεσιμότητα ή ακόμη και τη συσσώρευση της μεμβράνης της FA (επειδή αυξάνει τη λιποφιλικότητα και έτσι διευκολύνει τον εντοπισμό και τη διέλευση των μεμβρανών και του αιματοεγκεφαλικού φραγμού). Αντίστοιχα, βρίσκουμε βελτίωση μνήμης για FAE-20 αντί για αλκυλεστέρες FA βραχύτερης αλυσίδας (δείτε επίσης την ενότητα "Θα μπορούσε το FAE-20 να φτάσει στον εγκέφαλο;").

Η αναγνώριση του FAE-20 ως ενισχυτή μνήμης δεν αναιρεί προηγούμενους ισχυρισμούς σχετικά με τη δραστηριότητα άλλων ενώσεων από το R. Rosea (4–6). Στις περισσότερες προηγούμενες μελέτες, χρησιμοποιήθηκε το λεγόμενο εκχύλισμα SHR-5 του υλικού ρίζας R. Rosea, το οποίο τυπικά διατίθεται στο εμπόριο σε μορφή δισκίου (3–6, 10, 11). Αυτό το εκχύλισμα είναι τυποποιημένο ως προς την περιεκτικότητα σε σαλιδροζίτη [2-(4-υδροξυφαινυλ)αιθυλ bD-γλυκοπυρανοσίδη] (4–6). Αναφέρεται επίσης ότι περιέχει άλλα φαινυλαιθανοειδή και προστανοειδή (π.χ. τυροσόλη, ροζαβίνη και μανταρίνι) και η βιοδραστικότητα έχει αποδοθεί σε αυτές τις κατηγορίες ενώσεων (3, 33) [αλλά βλέπε (4–6)]. Στην περίπτωση τουλάχιστον της προνύμφης Drosophila, και στον βαθμό που έχει δοκιμαστεί, τα δεδομένα μας δεν παρέχουν στοιχεία για επίδραση ενίσχυσης της μνήμης του υλικού δισκίου που περιέχει SHR-5. Ωστόσο, οι προσπάθειές μας να προσδιορίσουμε αν αυτό οφείλεται σε ανεπαρκείς ποσότητες FAE-20 στα δισκία που περιέχουν SHR{-5, δεν ήταν επιτυχείς, επειδή η επικάλυψη σήματος και τα αποτελέσματα μήτρας απέκλειαν την κατάλληλη ποσοτική ανάλυση.

Εικ. 7. Η FAE-20 αυξάνει τη διεγερσιμότητα του ιππόκαμπου και οδηγεί σε πιο σταθερή συγγενική μνήμη φόβου σε ποντίκια. (AtoD) Ακατέργαστο εκχύλισμα Rhodiola (Α και Β) ή FAE-20 (C και D) εφαρμόστηκε σε οξείες φέτες ιππόκαμπου ποντικού στις υποδεικνυόμενες συγκεντρώσεις και η διεγερσιμότητα των νευρώνων CA1 προσδιορίστηκε ως ο αριθμός των δυναμικών δράσης ( APs) κατά την τρέχουσα ένεση. Η διεγερσιμότητα αυξήθηκε με ακατέργαστο εκχύλισμα Rhodiola [P < 0.05,="" αμφίδρομη="" anova="" επαναλαμβανόμενων="" μετρήσεων="" (rm="" anova).="" n="10]" και="" από="" fae-20="" [αμφίδρομη="" rmanova="" με="" p=""> 0.05 για τις δύο χαμηλότερες συγκεντρώσεις (n=11 έως 18) και P < 0.05="" για="" την="" υψηλότερη="" συγκέντρωση="" fae-20="" (n="13)]," σε="" σχέση="" με="" την="" εφαρμογή="" διαλύτη="" ως="" μάρτυρα="" (n="" {{19}="" }="" έως="" 14).="" (ε)="" σε="" ποντίκια="" (ηλικίας="" 3="" μηνών)="" χορηγήθηκε="" ενδοπεριτοναϊκή="" ένεση="" είτε="" με="" fae-20="" (6="" mg/kg,="" n="" {="14)" είτε="" με="" διαλύτη="" ως="" μάρτυρα="" (n="13)" 3{{37="" }}="" λεπτά="" πριν="" από="" την="" εκπαίδευση="" με="" βάση="" τα="" συμφραζόμενα.="" την="" επόμενη="" μέρα,="" η="" συμπεριφορά="" παγώματος="" δοκιμάστηκε="" σε="" ένα="" νέο="" πλαίσιο="" (για="" την="" αξιολόγηση="" του="" μη="" συγκεκριμένου="" φόβου)="" και="" στο="" πλαίσιο="" εκπαίδευσης="" (για="" την="" αξιολόγηση="" του="" εξαρτημένου="" συναφούς="" φόβου).="" τα="" ζώα="" και="" από="" τις="" δύο="" ομάδες="" έκαναν="" εξίσου="" καλή="" διάκριση="" μεταξύ="" του="" ουδέτερου="" και="" του="" εκπαιδευτικού="" πλαισίου="" (rm="" anova,="" όλες="" οι="" τιμές="" p="">< 0.05).="" στα="" ζώα="" ελέγχου,="" ο="" φόβος="" των="" συμφραζομένων="" μειώθηκε="" με="" την="" πάροδο="" του="" χρόνου="" [p="">< {0.05,="" δοκιμασία="" post="" hoc="" της="" λιγότερο="" σημαντικής="" διαφοράς="" fisher="" (lsd)],="" ωστόσο="" η="" μνήμη="" παρέμεινε="" σταθερή="" κατά="" τη="" θεραπεία="" με="" fae-20="" (p=""> 0,05) και ήταν υψηλότερο από αυτό στα ζώα ελέγχου (P=0.0007). (ΣΤ) Εάν τα ζώα έλαβαν θεραπεία με υψηλότερη συγκέντρωση FAE-20, έκαναν και πάλι διάκριση μεταξύ των δύο περιεχομένων όπως και τα ζώα ελέγχου (rm ANOVA, όλες οι τιμές P < 0,05).="" έδειξαν="" μια="" ελαφρά="" αλλά="" στατιστικά="" σημαντική="" (p="0.04)" μείωση="" στις="" υπερωρίες="" κατάψυξης="" στο="" πλαίσιο="" της="" προπόνησης,="" αλλά,="" κυρίως,="" εμφάνισαν="" μεγαλύτερη="" παγωνιά="" στο="" δεύτερο="" μισό="" της="" έκθεσης="" στο="" πλαίσιο="" προπόνησης="" από="" την="" ομάδα="" ελέγχου="" (p=""><0,0001) ,="" υποδεικνύοντας="" και="" πάλι="" μια="" πιο="" σταθερή="" μνήμη="" φόβου="" σε="" ποντίκια="" που="" έλαβαν="" θεραπεία="" με="" fae-20="" (συγκρίσεις="" post="" hoc="" lsd="" του="" fisher,="" έλεγχος,="" n="13;" fae-20,="" n="9)." (ζ)="" όπως="" στο="" (ε),="" για="" ποντίκια="" ηλικίας="" 2.4-="" έως="" 2.8-χρόνων.="" τα="" ζώα="" και="" από="" τις="" δύο="" ομάδες="" έκαναν="" εξίσου="" καλή="" διάκριση="" μεταξύ="" του="" ουδέτερου="" και="" του="" εκπαιδευτικού="" πλαισίου="" (rm="" anova,="" όλες="" οι="" τιμές="" p="">< 0,05).="" τα="" ζώα="" που="" έλαβαν="" θεραπεία="" με="" fae-20="" εμφάνισαν="" υψηλότερα="" επίπεδα="" μνήμης="" φόβου="" στο="" πλαίσιο="" εκπαίδευσης="" (δηλαδή,="" εμφάνισαν="" μεγαλύτερη="" κατάψυξη)="" από="" τα="" ζώα="" ελέγχου="" σε="" όλη="" τη="" φάση="" της="" δοκιμής="" (p=""><0,05, δοκιμή="" lsd="" του="" fisher="" post="" hoc,="" έλεγχος,="" n="" {{="" 57}}·="" fae-20,="" n="16)." τα="" δεδομένα="" τεκμηριώνονται="" στο="" αρχείο="" δεδομένων="">

Μπορεί η FAE-20 να εξηγήσει τις επιπτώσεις της Rhodiola;

Το FAE{{0}} ενισχύει τη μνήμη στην προνύμφη Drosophila σε συγκέντρωση 0,71 mM (Εικ. 5Β), υποδεικνύοντας αποτελεσματικότητα στη χαμηλή μικρογραμμομοριακή περιοχή. Αυτή η συγκέντρωση αντιστοιχεί σε 0,34 mg FAE-20 ανά χιλιοστόλιτρο τροφής. Σύμφωνα με τις αναλυτικές μας έρευνες, η περιεκτικότητα σε FAE-20 στο ακατέργαστο εκχύλισμα Rhodiola εκτιμάται ότι είναι μικρότερη από 1 τοις εκατό . Από άποψη εύρους, αυτό είναι σύμφωνο με αυτό που βρήκαμε για την επίδραση ενίσχυσης της μνήμης του ακατέργαστου εκχυλίσματος Rhodiola σε 0,3 mg εκχυλίσματος ανά χιλιοστόλιτρο τροφής (Εικ. 5Α), καθώς αυτό αντιστοιχεί σε λιγότερο από 3 mg FAE{{15 }} ανά χιλιοστόλιτρο τροφής. Δεδομένου ότι λάβαμε περίπου το 25 έως 30 τοις εκατό του βάρους του αποξηραμένου υλικού ρίζας R. Rosea ως εκχύλισμα, για να φτάσουμε περίπου στην ίδια δόση FAE-20 προσθέτοντας ριζικό υλικό Rhodiola1 θα απαιτούσαμε περίπου τρεις έως τέσσερις φορές περισσότερο Rhodiola1 ριζικό υλικό σε σύγκριση με το ακατέργαστο εκχύλισμα Rhodiola, το οποίο ανέρχεται σε μερικά χιλιοστόγραμμα Rhodiola1 ανά χιλιοστόλιτρο τροφής. Αυτό είναι περίπου αυτό που διαπιστώσαμε ότι είναι αποτελεσματικό (Εικ. 1, Β έως Δ). Οι οφειλόμενες προειδοποιήσεις περιλαμβάνουν τα περιθώρια σφάλματος των παραπάνω εκτιμήσεων, τις συνδυασμένες επιδράσεις δομικά σχετικών ενώσεων που μεμονωμένα έχουν επιδράσεις υποκατωφλίου, την πιθανότητα ανεστραμμένων σχέσεων δόσης-αποτελέσματος σε σχήμα U και σφάλματα που προκύπτουν από ποσοτικά συσχετισμένα πειράματα συμπεριφοράς που δεν πραγματοποιήθηκαν παράλληλα . Έχοντας υπόψη αυτές τις προειδοποιήσεις, πιστεύουμε ότι είναι πιθανό η FAE-20 να μεσολαβεί σε σημαντικό μέρος της επίδρασης ενίσχυσης της μνήμης του R. Rosea και του εκχυλίσματος του, και απέχουμε κατηγορηματικά από πιο ποσοτικούς ισχυρισμούς.

maca ginseng cistanche

Μοριακές επιδράσεις Rhodiola/FAE-20

Μια διαδικασία που προτάθηκε προηγουμένως για να μεσολαβήσει στην ενίσχυση της μνήμης από το R. Rosea είναι η αναστολή της δραστηριότητας της ακετυλοχολινεστεράσης (AChE) (34, 35). Ωστόσο, στις μέλισσες, οι αναστολείς της AChE είτε βλάπτουν ελαφρώς την απόκτηση μνήμης (36) είτε την αφήνουν αναλλοίωτη (37). Επιπλέον, η ανάκτηση μνήμης στη μέλισσα βελτιώθηκε με την αναστολή της AChE (37). Χωρίς περαιτέρω υποθέσεις, αυτά τα αποτελέσματα της αναστολής της AChE δεν ταιριάζουν εύκολα με τα ευρήματά μας στις μέλισσες επειδή το Rhodiola4E, αντίθετα, ενισχύει την απόκτηση μνήμης και αφήνει ανεπηρέαστη την ανάκτηση. Εκχυλίσματα Polar R. Rosea και ενώσεις που απομονώνονται από αυτό, όπως η ροζιριδίνη, έχει αναφερθεί ότι επηρεάζουν τα επίπεδα ή/και μετριάζουν τις επιδράσεις των βιογενών αμινών (38) [βλέπε επίσης (39, 40)]. Καθώς οι βιογενείς αμίνες είναι οι ίδιες εξελικτικά διατηρημένες και ισχυροί ρυθμιστές των διαδικασιών μνήμης [Drosophila, (13, 41, 42). μέλισσα, (14, 15); θηλαστικά, (43)], τα συστήματα βιογενών αμινών φαίνεται πράγματι να είναι πολλά υποσχόμενοι υποψήφιοι για να μεσολαβήσουν στις επιδράσεις που σχετίζονται με τη μνήμη των εκχυλισμάτων πολικού R. Rosea σε όλα τα είδη. Θα πρέπει να επισημάνουμε, ωστόσο, ότι το FAE-20 είναι μάλλον μη πολικό, επομένως ένας διαφορετικός ή ένας πρόσθετος μηχανισμός μπορεί να αναμένεται να επιφέρει τη βελτίωση της μνήμης από το FAE-20. Τα παρόντα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι, μετά την αύξηση των επιπέδων της συναπτικής πρωτεΐνης BRP σε ηλικιωμένες ενήλικες μύγες και σε νεαρές μύγες που υπερεκφράζουν την πρωτεΐνη BRP, η FAE-20 μπορεί να μειώσει τα επίπεδα BRP προς τα φυσιολογικά. Και στις δύο περιπτώσεις, αυτή η επίδραση στα επίπεδα BRP συνοδεύεται από μερική αντιστάθμιση για την πτώση της μνήμης. Αυτό είναι σύμφωνο με προηγούμενα ευρήματα που δείχνουν ότι η διατήρηση προσαρμοστικών επιπέδων έκφρασης BRP είναι απαραίτητη για τη σωστή λειτουργία της μνήμης στις μύγες (21, 44) και αναμφισβήτητα και στις μέλισσες (45). Γιατί μπορεί τα επίπεδα BRP να έχουν σημασία για τη λειτουργία της μνήμης; Το BRP εντοπίζεται στην προσυναπτική ενεργή ζώνη (46). Απαιτείται για τη συγκέντρωση συναπτικών κυστιδίων κοντά σε κανάλια Ca2 plus και επομένως για τη λεπτή ρύθμιση της συναπτικής μετάδοσης (47, 48). Καθώς το Ν άκρο της Drosophila BRP έχει ομολογία αλληλουχίας με την πρωτεΐνη ELKS/CAST/ ERC σπονδυλωτών (46), η BRP φαίνεται να είναι ένας πολλά υποσχόμενος υποψήφιος για να μεσολαβήσει στις επιπτώσεις της FAE-20 που σχετίζονται με τη μνήμη σε όλα τα είδη. Δεν διέφυγε της προσοχής μας ότι οι επιδράσεις της FAE-20 στη μνήμη καθώς και στα επίπεδα BRP σε ενήλικες μύγες μοιάζουν με τις επιδράσεις της διατροφής των μυγών με την πολυαμίνη σπερμιδίνη που προάγει την αυτοφαγία (49). Ωστόσο, οι προκαταρκτικές πρωτεομικές αναλύσεις παρέμειναν ασαφείς ως προς το εάν υπάρχει αλλαγή στην αφθονία των πρωτεϊνών που εμπλέκονται στη σύνθεση ή στην αυτοφαγία της σπερμιδίνης μετά τη διατροφή των μυγών με FAE-20. Επιπλέον, οι δύο ουσίες διαφέρουν δραστικά στις φυσικοχημικές τους ιδιότητες και επομένως είναι απίθανο να έχουν τον ίδιο μοριακό στόχο. Ωστόσο, παραμένει πιθανό ότι η FAE-20 και η σπερμιδίνη επηρεάζουν τις αλληλεπικαλυπτόμενες διαδικασίες, όπως η αυτοφαγία. Αυτή είναι μια ελκυστική ιδέα δεδομένου του κοινού ρόλου της αυτοφαγίας στην πλαστικότητα και τη μάθηση μεταξύ των ειδών (21, 49-51).

Μαζί, τα διαθέσιμα στοιχεία δείχνουν ότι το FAE-20 είναι ένας ισχυρός ενισχυτής μνήμης σε διαφορετικά είδη και παραδείγματα και προτρέπει τουλάχιστον τέσσερις μη αποκλειστικές υποθέσεις εργασίας για έναν μηχανισμό δράσης του, δηλαδή τη διαμόρφωση της νευρωνικής διεγερσιμότητας, των βιογενών συστημάτων αμινών , της λειτουργίας BRP/ELKS/CAST/ERC, και της ομοιοστατικής αυτοφαγίας. Για να προσδιοριστούν οι τρόποι δράσης της FAE-20, αυτές οι υποθέσεις εργασίας πρέπει τώρα να διερευνηθούν λεπτομερώς.

Θα μπορούσε η FAE-20 να φτάσει στον εγκέφαλο;

Υποθέτοντας ότι ο εγκέφαλος είναι η περιοχή που επηρεάζεται τελικά από τη θεραπεία με FAE-20, αναρωτιέται κανείς εάν η FAE-20 θα έφτανε πραγματικά στον εγκέφαλο. Με τις φαρμακοκινητικές αναλύσεις να εκκρεμούν, σημειώνουμε ότι, στο Drosophila, η πέψη και η απορρόφηση επιτυγχάνονται κυρίως στο μέσο έντερο, το οποίο είναι πολύ λιγότερο όξινο από ό,τι στα θηλαστικά (52), καθιστώντας την όξινη υδρόλυση των εστέρων απίθανη. Εάν το FAE-20 απορροφάται πράγματι στην αιμολέμφο ("αίμα"), τότε λιποπρωτεΐνες όπως η λιποπρωτεΐνη (53) θα μπορούσαν να το μεταφέρουν κοντά σε οποιοδήποτε σημείο του σώματος. Λόγω των εξαιρετικά μη πολικών λιπόφιλων ιδιοτήτων του, η αλληλεπίδραση του μεταφερόμενου FAE-20 με τις κυτταρικές μεμβράνες θα μπορούσε στη συνέχεια να του επιτρέψει να περάσει μέσα από τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό (54). Στην περίπτωση των ποντικών, η τελευταία αλληλεπίδραση μπορεί επίσης να επιτρέψει στο FAE-20 να φτάσει στον εγκέφαλο κατά την ενδοπεριτοναϊκή ένεση FAE-20.

Οι προνύμφες είναι νέες ή ηλικιωμένες;

Τα αποτελέσματα των ενισχυτών μνήμης είναι συχνά πιο εύκολο να εντοπιστούν όταν, για οποιονδήποτε λόγο, η λειτουργία της μνήμης διακυβεύεται (49, 55, 56). Αντίστοιχα, στη μελέτη μας, οι επιδράσεις της FAE-20 αποκαλύφθηκαν αντισταθμίζοντας τις γενετικά προκαλούμενες μνημονικές βλάβες στην ενήλικη Drosophila και με την ενίσχυση της λειτουργίας της μνήμης που διακυβεύεται από την ηλικία. Αλλά γιατί, τότε, η ενίσχυση της μνήμης μέσω της FAE-20 αποκαλύπτεται τόσο εύκολα στην προνύμφη Drosophila; Ένας πιθανός λόγος για αυτό είναι ότι οι προνύμφες του όψιμου σταδίου 3 που χρησιμοποιούνται στα παρόντα πειράματα είναι, κατά μία έννοια, «γηρατεμένες», αντιπροσωπεύοντας ένα στάδιο ζωής στο τέλος μιας συνεχούς φρενίτιδας 5-ημέρας και λίγο πριν από την «θάνατος προνυμφών» ακολουθούμενο από αναγέννηση ως νεαρός ενήλικας (57).

Επιφυλάξεις

Σημειώνουμε ότι, υπό υγιείς συνθήκες, η χρήση ενισχυτών μνήμης ενέχει κινδύνους. (i) Όπως υποστηρίχθηκε παραπάνω, τα εφέ ενίσχυσης της μνήμης αποκτώνται ευκολότερα κάθε φορά που η λειτουργία της μνήμης διακυβεύεται. Αυτό μπορεί να ωθήσει τα υγιή άτομα να χρησιμοποιήσουν υψηλότερες συγκεντρώσεις σε μια προσπάθεια, ωστόσο, να επιτύχουν αύξηση στη λειτουργία της μνήμης, αυξάνοντας την πιθανότητα ανεπιθύμητων παρενεργειών. Οι επιβραβευτικές επιδράσεις των Rhodiola και FAE-20 που παρατηρήσαμε στην προνύμφη Drosophila σε μια παράλληλη μελέτη μπορεί να υποδεικνύουν μια πιθανότητα εθισμού και προσοχή έναντι της μη ιατρικής χρήσης τους. (ii) Υπό υγιείς συνθήκες, η βελτίωση της μνήμης μπορεί να προκαλέσει υπερβολικά γρήγορη απόκτηση και ενοποίηση μόνο για ψευδώς συσχετισμένα συμβάντα, οδηγώντας σε δεισιδαιμονική συμπεριφορά και όχι προσαρμοστικά θεμελιωμένη απειρία. Τελευταίο αλλά εξίσου σημαντικό, (iii) μπορεί να διαστρεβλώσει την προσαρμοστική ισορροπία μεταξύ απόκτησης μνήμης και λήθης/εξάλειψης ή την προσαρμοστική ισορροπία μεταξύ της διάκρισης και της γενίκευσης των αναμνήσεων. Με άλλα λόγια, η ταχύτερη μάθηση ή η πιο ισχυρή ή πιο συγκεκριμένη μνήμη δεν ισοδυναμεί απαραίτητα με καλύτερη γνώση και μπορεί να μην είναι πάντα προσαρμοστική. Λαμβάνοντας υπόψη αυτές τις προειδοποιήσεις, η βελτίωση της μνήμης μπορεί να εξακολουθεί να είναι επιθυμητή, για παράδειγμα, για την αντιστάθμιση της απώλειας μνήμης που εξαρτάται από την ηλικία ή όταν οι μνημονικές ικανότητες είναι παθολογικά εξασθενημένες.

κριτικές cistanche