Νευροπροστατευτικά οφέλη της άσκησης και του MitoQ στη λειτουργία της μνήμης, τη μιτοχονδριακή δυναμική, το οξειδωτικό στρες και τη νευροφλεγμονή σε γηρασμένους αρουραίους που προκαλούνται από D-γαλακτόζη Μέρος 3

3.4. Επίδραση της άσκησης σε διάδρομο και του MitoQ στην έκφραση των φλεγμονωδών πρωτεϊνών και των αντιοξειδωτικών ενζύμων στον ιππόκαμπο γηρασμένων αρουραίων που προκαλούνται από το D-Gal

Το TE και το MitoQ επιβεβαιώθηκε ότι επηρεάζουν τις φλεγμονώδεις πρωτεΐνες (COX{0}}, TNF-) και τα αντιοξειδωτικά ένζυμα (SOD-2, καταλάση) στον ιππόκαμπο γηρασμένων αρουραίων (Εικόνα 4).

Καθώς οι άνθρωποι δίνουν περισσότερη προσοχή στην υγεία και τη μακροζωία, τα αντιοξειδωτικά ένζυμα έχουν γίνει ένα σημαντικό θρεπτικό συστατικό στην καθημερινή μας διατροφή. Μπορεί να μας βοηθήσει να αντισταθούμε στη βλάβη των επιβλαβών ελεύθερων ριζών στο σώμα, προστατεύοντας έτσι τη σωματική μας υγεία. Ωστόσο, εκτός από την προστατευτική δράση στον οργανισμό, τα αντιοξειδωτικά ένζυμα συνδέονται στενά και με τη μνήμη μας.

Μελέτες έχουν δείξει ότι οι επιπτώσεις των ελεύθερων ριζών δεν μπορούν μόνο να επηρεάσουν τη σωματική υγεία, αλλά μπορεί επίσης να επηρεάσουν τον εγκέφαλό μας. Οι ελεύθερες ρίζες μπορεί να βλάψουν τα νευρικά μας κύτταρα και να επηρεάσουν άμεσα τη μνήμη μας και άλλες γνωστικές ικανότητες. Ωστόσο, τα αντιοξειδωτικά ένζυμα μπορούν να διαδραματίσουν βασικό ρόλο στην αντίσταση στη βλάβη των ελεύθερων ριζών, διατηρώντας έτσι τον εγκέφαλό μας υγιή.

Επιπλέον, τα αντιοξειδωτικά ένζυμα συμβάλλουν επίσης στην προώθηση της μοριακής σταθερότητας, στην πρόληψη της φλεγμονής και στη μείωση του θανάτου των νευρωνικών κυττάρων. Όλα αυτά τα αποτελέσματα βοηθούν στη διατήρηση της υγείας του εγκεφάλου μας και μπορεί να βοηθήσουν στην ενίσχυση της μνήμης μας.

Ορισμένες μελέτες έχουν επίσης δείξει ότι εάν το σώμα μας δεν έχει επαρκή αντιοξειδωτικά ένζυμα, μπορεί να οδηγήσει σε γνωστική εξασθένηση, απώλεια μνήμης και άλλες νευρολογικές ασθένειες. Επομένως, η κατανάλωση τροφών πλούσιων σε αντιοξειδωτικά ένζυμα, όπως λαχανικά, φρούτα, ξηροί καρποί και ψάρια, συμβάλλει στην προστασία της υγείας του εγκεφάλου μας και ενισχύει τη μνήμη μας, καθιστώντας μας πιο υγιείς και ενεργητικούς.

Εν ολίγοις, τα αντιοξειδωτικά ένζυμα είναι πολύ σημαντικά για την προαγωγή τόσο της σωματικής μας υγείας όσο και της εγκεφαλικής μας υγείας. Καταναλώνοντας αρκετά λαχανικά, φρούτα, ξηρούς καρπούς και ψάρια, τα οποία είναι πλούσια σε αντιοξειδωτικά ένζυμα, μπορούμε να προστατεύσουμε το σώμα και τον εγκέφαλό μας, να ενισχύσουμε τη μνήμη μας και να μας κάνουμε πιο υγιείς και ενεργητικούς. Μπορεί να φανεί ότι πρέπει να βελτιώσουμε τη μνήμη μας και το Cistanche μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη μνήμη επειδή έχει αντιοξειδωτικά, αντιφλεγμονώδη και αντιγηραντικά αποτελέσματα, τα οποία μπορούν να βοηθήσουν στη μείωση της οξείδωσης και της φλεγμονής στον εγκέφαλο, προστατεύοντας έτσι την υγεία του νευρικό σύστημα. Επιπλέον, το Cistanche μπορεί επίσης να προωθήσει την ανάπτυξη και την επισκευή των νευρικών κυττάρων, ενισχύοντας έτσι τη συνδεσιμότητα και τη λειτουργία των νευρωνικών δικτύων. Αυτά τα αποτελέσματα μπορούν να βοηθήσουν στη βελτίωση της μνήμης, της ικανότητας μάθησης και της ταχύτητας σκέψης και μπορούν επίσης να αποτρέψουν την εμφάνιση γνωστικής δυσλειτουργίας και νευροεκφυλιστικών ασθενειών.

Κάντε κλικ στο Μάθετε τρόπους για να βελτιώσετε τη λειτουργία του εγκεφάλου

Τα επίπεδα έκφρασης των φλεγμονωδών πρωτεϊνών διέφεραν σημαντικά μεταξύ των ομάδων θεραπείας (COX{{0}}, F4,34=148.171, p < {{{0}}.0 01, TNF-, F4, 34=33.645, p <0,001). Τα επίπεδα έκφρασης των αντιοξειδωτικών ενζύμων διέφεραν επίσης σημαντικά μεταξύ των ομάδων θεραπείας (SOD-2,F4,34=477.940, p <0.001; καταλάση, F4,34=75.447, p <0.001).

Τα αποτελέσματα του post hoctest έδειξαν ότι υπήρξε μια δραματική αλλαγή στην COX-2, TNF-, SOD-2 και στην έκφραση καταλάσης μεταξύ των ομάδων Y-CON και D-CON.

Ωστόσο, το TE και το MitoQ από μόνα τους μείωσαν την έκφραση της πρωτεΐνης COX-2 που ρυθμίστηκε προς τα πάνω με D-gal και ο συνδυασμός TE και MitoQ μετριάστηκε περαιτέρω και οι δύο φλεγμονώδεις κυτοκίνες σε σύγκριση με το MitoQ μόνο.

Αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι η χορήγηση D-gal προκαλεί νευροφλεγμονή, ενώ το TE και το MitoQ έχουν αντιφλεγμονώδη αποτελέσματα στον ιππόκαμπο. Επιπλέον, το TE και το MitoQ μόνα τους αύξησαν την επαγόμενη από το D-gal μείωση της έκφρασης SOD-2 και πρωτεΐνης καταλάσης.

Το SOD-2 αυξήθηκε περαιτέρω στην ομάδα D-COMBI σε σύγκριση με τη θεραπεία μόνο με MitoQ και μόνο με TE. Αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι η χορήγηση D-gal επάγει επίσης ROS στον ιππόκαμπο, ενώ η θεραπεία με TE και MitoQ αποκαθιστά το οξειδωτικό στρες που προκαλείται από την ηλικία.

Σχήμα 4. Επίδραση της άσκησης σε διάδρομο και του MitoQ στην έκφραση των φλεγμονωδών πρωτεϊνών και των αντιοξειδωτικών ενζύμων στον ιππόκαμπο αρουραίων που προκαλούνται από τη γήρανση του D-gal. (Α) Αντιπροσωπευτικά στυπώματα Western φλεγμονωδών πρωτεϊνών (COX-2, TNF-) και αντιοξειδωτικών ενζύμων (SOD-2, Καταλάση). (Β–Ε) Πυκνομετρική ανάλυση των ζωνών στυπώματος Western που κανονικοποιήθηκαν σε -Ακτίνη.

Τα δεδομένα που εμφανίζονται στο στύπωμα Western είναι μέσα από επτά εγκεφάλους αρουραίων. -Η ακτίνη διερευνήθηκε ως εσωτερικός έλεγχος. Το Bonferronipost hoc test χρησιμοποιήθηκε μετά από ANOVA. Οι τιμές είναι μέσα ± SEM. a Δηλώνει στατιστική διαφορά από την ομάδα Y-CON.

b Δηλώνει στατιστική διαφορά από την ομάδα D-CON. c Δηλώνει στατιστική διαφορά από την ομάδα D-TE. d Δηλώνει στατιστική διαφορά από την ομάδα D-MI (p < 0.05).

3.5. Επίδραση της άσκησης σε διάδρομο και του MitoQ στη μάθηση και τη μνήμη σε ηλικιωμένους αρουραίους που προκαλούνται από D-Gal

Για να προσδιορίσουμε τις λειτουργικές βελτιώσεις στη θεραπεία TE και MitoQ στον γηρασμένο ιππόκαμπο που προκαλείται από D-γαλαξία, πραγματοποιήσαμε τον υδάτινο λαβύρινθο Morris και τα τεστ παθητικής αποφυγής για να αξιολογήσουμε τη μάθηση και τη μνήμη (Εικόνα 5).

Το τεστ παθητικής αποφυγής έδειξε σημαντικές διαφορές μεταξύ των ομάδων θεραπείας (χρόνος λανθάνοντος χρόνου διατήρησης, F4,59=69.131,p < 0.001· Εικόνα 5Α). Η δοκιμή post hoc έδειξε ότι παρατηρήθηκε σημαντική μείωση στον χρόνο συγκράτησης στην ομάδα D-CON σε σύγκριση με την ομάδα Y-CON. Ωστόσο, υπήρξε σημαντική αύξηση στον λανθάνοντα χρόνο κατακράτησης στην ομάδα D-TE, αλλά όχι στην ομάδα DMI, σε σύγκριση με την ομάδα D-CON.

Εκτός από τα αποτελέσματα της δοκιμής υδατομαζέ Morris (Εικόνα 5Β, Γ), οι χρόνοι λανθάνοντος χρόνου διαφυγής και οι αποστάσεις διαφυγής διέφεραν σημαντικά μεταξύ των ομάδων θεραπείας (χρόνος καθυστέρησης διαφυγής, F4,59=31.565, p < 0. 001; Απόσταση διαφυγής,F4,59=10.833, p <0,001).

Η δοκιμή post hoc έδειξε ότι υπήρξε σημαντική αύξηση των χρόνων και των αποστάσεων λανθάνουσας διαφυγής στο D-CON σε σύγκριση με την ομάδα Y-CON. Ο χρόνος διαφυγής αυξήθηκε σημαντικά στις ομάδες D-TE και D-COMBI σε σύγκριση με την ομάδα D-CON.

Ωστόσο, δεν υπήρχε σημασία της απόστασης διαφυγής σε όλες τις ομάδες παρέμβασης σε σύγκριση με την ομάδα D-CON. Αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι το ΤΕ από μόνο του αποκαθιστά την προκαλούμενη από το D-gal βλάβη της μάθησης και της λειτουργίας μνήμης.

4. Συζήτηση

Η γνωστική έκπτωση που σχετίζεται με την ηλικία σχετίζεται στενά με τη γήρανση του εγκεφάλου. Υπάρχει τεράστια αξία στην καθυστέρηση της γήρανσης του εγκεφάλου, αν και είναι αναπόφευκτο μέρος της διαδικασίας γήρανσης.

Σε αυτή τη μελέτη, διερευνήσαμε τις προληπτικές επιδράσεις του TE και του MitoQ στη γνωστική εξασθένηση που σχετίζεται με τη γήρανση του εγκεφάλου. Το D-gal βρέθηκε ότι βλάπτει μερικώς τη μιτοχονδριακή δυναμική αυξάνοντας και μειώνοντας τη σχάση και τη σύντηξη των μιτοχονδρίων στον ιππόκαμπο, αντίστοιχα. Επιπλέον, το D-gal αύξησε τη φλεγμονή και την έκφραση NOX, με αποτέλεσμα μειωμένη εξαρτώμενη από τον ιππόκαμπο γνωστική λειτουργία που σχετίζεται με τη μάθηση και τη μνήμη.

Ωστόσο, η ΤΕ αποκατέστησε αποτελεσματικά αυτές τις παθολογικές καταστάσεις και απέτρεψε τη γνωστική παρακμή. Η θεραπεία με MitoQ από μόνη της βελτίωσε τις επιδράσεις της γήρανσης στη φλεγμονή και στα αντιοξειδωτικά ένζυμα, αλλά δεν προκάλεσε σημαντικές αλλαγές στη δυναμική ή τη γνωστική λειτουργία των μιτοχονδρίων.

Ανεξάρτητα από τις συνεργιστικές ή αθροιστικές επιδράσεις των μετρήσεων έκβασης που σχετίζονται με τη γήρανση του εγκεφάλου, τα αποτελέσματά μας υποδηλώνουν ότι το TE ή το MitoQ έχουν πιθανούς ρόλους εκτός από τις μη φαρμακολογικές θεραπείες για την πρόληψη ή την επιβράδυνση της γνωστικής έκπτωσης με τη γήρανση.

Η ανισορροπημένη μιτοχονδριακή δυναμική σχετίζεται στενά με διάφορες ασθένειες που σχετίζονται με τη γήρανση και είναι εξαιρετικά σημαντικές για την επιβίωση των κυττάρων [36,37]. Σε αυτή τη μελέτη, η ομάδα D-CON που υποβλήθηκε σε θεραπεία με D-gal για να προκαλέσει τη γήρανση εμφάνισε αυξημένη έκφραση των πρωτεϊνών που σχετίζονται με τη μιτοχονδριακή σχάση Drp1 και Fis1 και μειωμένη έκφραση των πρωτεϊνών Mfn1, Mfn2 και Opa1 που σχετίζονται με τη σύντηξη μιτοχονδρίων.

Αυτά τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι η υπερβολική σχάση των μιτοχονδρίων σε μερική μείωση της μιτοχονδριακής λειτουργίας. Από την άλλη πλευρά, το ΤΕ μείωσε την έκφραση των πρωτεϊνών που σχετίζονται με τη μιτοχονδριακή σχάση και αύξησε την έκφραση των πρωτεϊνών που σχετίζονται με τη σύντηξη των μιτοχονδρίων, βοηθώντας στη διατήρηση της μιτοχονδριακής ομοιόστασης.

Ως αποτέλεσμα του MitoQ, μόνο η πρωτεΐνη σύντηξης Mfn1 και η πρωτεΐνη σχάσης Fis1 έδειξαν παρόμοιες τάσεις με την ΤΕ, αλλά η έκφραση των άλλων πρωτεϊνών (Mfn2, Opa1 και Drp1) δεν διέφερε από αυτήν στην ομάδα D-CON.

Προηγούμενες μελέτες που χρησιμοποιούν συστήματα κυτταροκαλλιέργειας έδειξαν ότι το MitoQ βελτίωσε την ισορροπία της μιτοχονδριακής δυναμικής που διαταράχθηκε από το οξειδωτικό στρες [38], καθώς και τη μιτοχονδριακή σχάση σε ένα φαρμακολογικό μοντέλο της νόσου του Πάρκινσον, προκαλώντας μιτοχονδριακό κατακερματισμό [39], κάτι που δεν συνάδει με τα ευρήματά μας λόγω της μεθόδου in vivoex διαφορές μεταξύ πειράματος in vitro και in vivo.

Ως εκ τούτου, απαιτούνται περαιτέρω μελέτες που χρησιμοποιούν το ζωικό μας μοντέλο σχετικά με τη χρήση του MitoQ και της μιτοχονδριακής δυναμικής, συμπεριλαμβανομένων των εκτιμήσεων της δόσης και της διάρκειας της θεραπείας.

Η ανάλυση του NOX αποκάλυψε ότι η ομάδα D-CON εμφάνισε αυξημένη έκφραση p47 phox, gp91phox και p22 phox στον ιππόκαμπο σε σύγκριση με την ομάδα Y-CON.

Περαιτέρω, η ανάλυση IHC αποκάλυψε αυξημένη ανοσοαντιδραστικότητα p22 phox στην περιοχή CA3 του εγκεφαλικού φλοιού και του ιππόκαμπου. Αυτά τα αποτελέσματα είναι σύμφωνα με μια προηγούμενη μελέτη που ανέφερε ότι το D-gal αύξησε την έκφραση NOX σε ένα μοντέλο γήρανσης που προκαλείται από D-gal [40].

Από την άλλη πλευρά, το ΤΕ μείωσε την έκφραση των υπομονάδων NOX2 p47 phox, gp91 phox και p22phox. Με άλλα λόγια, το ΤΕ ανέστειλε αποτελεσματικά την έκφραση NOX, η οποία μπορεί να προκαλέσει ROS.

Αυτό το εύρημα συμφωνεί με μια μελέτη στην οποία η προπόνηση με άσκηση μείωσε τη δραστηριότητα των NOX και αποκατέστησε τη σκελετική μυϊκή μάζα σε αρουραίους με καρδιακή ανεπάρκεια [41] και μια μελέτη στην οποία το TE μείωσε την έκφραση NOX στην αορτή ενός μοντέλου παχυσαρκίας που προκαλείται από δίαιτα υψηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά [42].

Συγκεκριμένα, το MitoQ, το οποίο επηρέασε τη δυναμική των μιτοχονδρίων, άσκησε ισχυρή θετική επίδραση στη δραστηριότητα του NOX. Η θεραπεία με MitoQ από μόνη της μείωσε τη δραστηριότητα NOX, παρόμοια με την ΤΕ. Όπως ήταν αναμενόμενο, τα ίδια αποτελέσματα παρατηρήθηκαν επίσης για τη θεραπεία συνδυασμού TE και MitoQ.

Μια σχετική μελέτη ανέφερε την προστατευτική επίδραση του MitoQ έναντι του οξειδωτικού στρες στο mtDNA μέσω της ενεργοποίησης της σηματοδότησης Nrf2/ARE, η οποία είναι καθοριστικός παράγοντας για την προστασία των κυττάρων από το οξειδωτικό στρες [43].

Ως εκ τούτου, τα ευρήματά μας υποδηλώνουν ότι η άσκηση και το MitoQ μπορεί να βελτιώσουν το οξειδωτικό στρες που προκαλείται από τη γήρανση μέσω οδών σήματος που σχετίζονται με NOX [44,45]. Για να διερευνήσουμε τις επιδράσεις της γήρανσης που προκαλείται από D-gal στη νευροφλεγμονή, αναλύσαμε επίσης πρότυπα έκφρασης των ειδικών για αστροκύτταρα δείκτης GFAP, προφλεγμονώδεις παράγοντες COX-2 και TNF-, και τα αντιοξειδωτικά ένζυμα SOD-2 και καταλάση στον εγκεφαλικό φλοιό και στον ιππόκαμπο DG.

Παρατηρήσαμε μορφολογικές αλλαγές με τη χρώση αντι-GFAP· τα κυτταρικά σώματα και οι δενδρίτες ήταν ευρύτερα και πιο έντονα χρωματισμένα στην ομάδα D-CON σε σύγκριση με την ομάδα Y-CON.

Αυτό υποδηλώνει ότι η γήρανση σχετίζεται στενά με τη γλοίωση, κατά την οποία η ενεργοποίηση των αστροκυττάρων στον εγκεφαλικό φλοιό και το DG του ιππόκαμπου οδηγεί σε αυξημένη νευροφλεγμονή.

Το TE και το MitoQ μείωσαν την έκφραση του GFAP, μειώνοντας έτσι τη νευροφλεγμονή. Αυτά τα αποτελέσματα συμφωνούν με το εύρημα ότι το D-gal αύξησε την έκφραση GFAP στον εγκεφαλικό ιστό [46], ότι η δραστηριότητα των αστροκυττάρων προκάλεσε εγγενείς και προσαρμοστικές ανοσολογικές αποκρίσεις [47] και ότι τα αστροκύτταρα στον τραυματισμένο εγκεφαλικό ιστό εμφάνισαν αυξημένη έκφραση GFAP [48].

Αυτή η μελέτη επιβεβαίωσε τα ευρήματα προηγούμενων μελετών ότι η γήρανση συνδέεται στενά με τη νευροφλεγμονή. Ωστόσο, διαπιστώσαμε επίσης ότι το TE και το MitoQ μετριάζουν αποτελεσματικά αυτήν τη νευροφλεγμονή.

Συγκεκριμένα, η θεραπεία με MitoQ έδειξε καθαρή επίδραση στον εγκεφαλικό φλοιό από ότι στον ιππόκαμπο DG. Οι προφλεγμονώδεις παράγοντες COX-2και TNF- έδειξαν αυξημένη έκφραση μετά από θεραπεία με D-gal, αλλά το TE και το MitoQ το μετριάζουν αποτελεσματικά.

Οι μηχανισμοί που διέπουν τις αντιφλεγμονώδεις επιδράσεις της άσκησης δεν έχουν διευκρινιστεί. Ωστόσο, λαμβάνοντας υπόψη την υπόθεση ότι εμπλέκεται η μείωση του λίπους [49], η αύξηση των επιπέδων φυσικής δραστηριότητας θα αξιοποιήσει ενεργά την ενέργεια που αποθηκεύεται στα λιποκύτταρα και η προκύπτουσα μείωση στη σωματική μάζα λίπους θα μπορούσε να συνδεθεί με μειωμένους προφλεγμονώδεις παράγοντες που εκκρίνονται από τα λιποκύτταρα.

Επιπλέον, η θεραπεία συνδυασμού TE και MitoQ αύξησε την έκφραση των αντιοξειδωτικών ενζύμων SOD-2 και καταλάσης. Αυτό συμφωνεί με άλλες μελέτες που αναφέρουν αυξημένα επίπεδα αντιοξειδωτικών ενζύμων σε ηλικιωμένους μετά από άσκηση [50] ή θεραπεία με MitoQ [51].

Έτσι, τα ευρήματα της μελέτης μας δείχνουν ότι η άσκηση και το MitoQ βοήθησαν στη μείωση της φλεγμονής και προώθησαν την αντιοξειδωτική λειτουργία του εγκεφαλικού ιστού.

Χρησιμοποιήσαμε τον καλά μελετημένο υδάτινο λαβύρινθο Morris και τεστ παθητικής αποφυγής για να διερευνήσουμε εάν το TE και το MitoQ θα μπορούσαν να καταστείλουν την κοινώς παρατηρούμενη γνωστική έκπτωση στη γήρανση, συμπεριλαμβανομένης της μάθησης και της μνήμης.

Η ομάδα D-CON χρειάστηκε σημαντικά περισσότερο χρόνο (χρόνος καθυστέρησης διαφυγής) και ταξίδεψε περισσότερο (απόσταση διαφυγής) από την ομάδα Y-CON για να βρει την πλατφόρμα διαφυγής στη δοκιμή λαβύρινθου νερού. Αυτό καταδεικνύει ότι η πρόκληση D-gal μείωσε την ικανότητα μάθησης και μνήμης στα πειραματόζωα. Από την άλλη πλευρά, το TE μείωσε τον χρόνο καθυστέρησης διαφυγής, αποδεικνύοντας ότι το TE αποκατέστησε αποτελεσματικά τη χωρική μάθηση και μνήμη.

Η απόσταση διαφυγής αυξήθηκε επίσης ελαφρώς, αλλά αυτό κρίθηκε ότι οφείλεται στην αυξημένη ταχύτητα κίνησης των ζώων μετά το ΤΕ. Ομοίως, στην εργασία παθητικής αποφυγής, η ομάδα D-CON χρειάστηκε λιγότερο χρόνο για να εισέλθει στον σκοτεινό πίσω θάλαμο από τον φωτεινό μπροστινό θάλαμο (χρόνος λανθάνουσας διατήρησης) σε σύγκριση με την ομάδα Y-CON, υποδεικνύοντας μειωμένη μνήμη.

Τα αποτελέσματα από τον λαβύρινθο του νερού και τα τεστ παθητικής αποφυγής υποδηλώνουν ότι η ΤΕ μπορεί να αναστείλει αποτελεσματικά τη γνωστική έκπτωση, συμπεριλαμβανομένης της μάθησης και της μνήμης που μπορεί να εμφανιστεί κατά τη γήρανση. Μια προηγούμενη μελέτη ανέφερε ότι η χορήγηση MitoQ για 5 μήνες βελτίωσε την εξασθένηση της διατήρησης της χωρικής μνήμης σε ένα διαγονιδιακό μοντέλο της νόσου του Alzheimer [52].

Σε αντίθεση με αυτή τη μακροχρόνια λήψη, τα αποτελέσματά μας έδειξαν ότι μια σχετικά μικρότερη περίοδος θεραπείας με MitoQ απέτυχε να βελτιώσει την υπάρχουσα προκαλούμενη από την ηλικία γνωστική έκπτωση. Δεδομένου ότι η θεραπεία με MitoQ έχει θετικά αποτελέσματα στη φλεγμονή, τα NOX και τα αντιοξειδωτικά στη μελέτη μας, μια μεγαλύτερη περίοδος MitoQ μπορεί να απαιτηθεί για την πρόληψη της γνωστικής δυσλειτουργίας που σχετίζεται με τη γήρανση.

Ο ιππόκαμπος θεωρείται γενικά ως η πιο σημαντική περιοχή του εγκεφάλου για μάθηση και μνήμη [53]. Λαμβάνοντας υπόψη ότι τα ζώα με τραυματισμό του ιππόκαμπου εμφάνισαν μειωμένη μάθηση και μνήμη [54], τα γνωστικά και βελτιωτικά αποτελέσματα της ΤΕ μπορούν να κατανοηθούν με όρους αυξημένης νευροπλαστικότητας και νευρογένεσης και μειωμένου οξειδωτικού στρες και φλεγμονής.

Ωστόσο, παρά τη μείωση του οξειδωτικού στρες και της φλεγμονής, το MitoQ δεν έδειξε σαφή επίδραση στη μάθηση και τη μνήμη. Αυτά τα αποτελέσματα συμφωνούν με μια προηγούμενη μελέτη με ηλικιωμένα ποντίκια (19 μηνών), στην οποία η άσκηση, αλλά όχι μια δίαιτα που περιέχει αντιοξειδωτικά, βελτίωσε τη λειτουργία της μνήμης [6].

Υποθέτουμε μια πιθανή εξήγηση για το γιατί το MitoQ δεν βελτίωσε τη γνωστική δυσλειτουργία που προκαλείται από την ηλικία επειδή, σε αντίθεση με το ΤΕ, το MitoQ δεν βελτιώνει την κυκλοφορική λειτουργία (όπως η αύξηση της παροχής οξυγόνου και θρεπτικών ουσιών και η απομάκρυνση των αποβλήτων και του CO2 μέσω μυϊκής συστολής) και Ειδικότερα, δεν έχει καμία επίδραση στον ενεργειακό μεταβολισμό στον εγκέφαλο (όπως η αύξηση των επιπέδων νευροδιαβιβαστών ή νευροτροφικών παραγόντων, όπως ο αυξητικός παράγοντας νεύρων ή ο νευροτροφικός παράγοντας που προέρχεται από τον εγκέφαλο) [55-57].

Ωστόσο, αυτό παραμένει μόνο μια υπόθεση επειδή αυτοί οι παράγοντες δεν εξετάστηκαν στην παρούσα μελέτη. Ωστόσο, τα αποτελέσματά μας υποδηλώνουν ότι το MitoQ δεν επηρέασε τη νευροπλαστικότητα και τη νευρογένεση που απαιτούνται για τη βελτίωση της πραγματικής γνωστικής λειτουργίας.

5. Συμπεράσματα

Σε αυτή τη μελέτη, επιβεβαιώσαμε ότι η επαγόμενη από το D-gal γήρανση συσχετίστηκε με γνωστική εξασθένηση που επηρεάζει τη μάθηση και τη μνήμη λόγω ανισορροπίας μεταξύ μιτοχονδριακής σύντηξης και σχάσης, αυξημένης φλεγμονής, μειωμένων επιπέδων αντιοξειδωτικών ενζύμων και ενεργοποίησης NOX. Ωστόσο, η ΤΕ βελτίωσε αυτές τις παθολογικές επιδράσεις και απέτρεψε τη γνωστική παρακμή που σχετίζεται με τη γήρανση του εγκεφάλου.

Η θεραπεία με MitoQ έδειξε θετικά αποτελέσματα στη φλεγμονή, στα αντιοξειδωτικά ένζυμα και στην έκφραση NOX, αλλά δεν βελτίωσε τη μιτοχονδριακή δυναμική ή τη γνωστική ικανότητα. Με τη σειρά του, σε αντίθεση με την υπόθεσή μας, ο συνδυασμός ΤΕ και MitoQ δεν προκάλεσε συνεργικές ή αθροιστικές επιδράσεις στα μέτρα έκβασης που ερευνήσαμε σε αυτή τη μελέτη.

Ωστόσο, τα ευρήματά μας καταδεικνύουν ότι η θεραπεία με αντιοξειδωτικά που στοχεύουν στα μιτοχόνδρια, όπως το MitoQ, μπορεί να παράγει ορισμένα θετικά αποτελέσματα. Ιδιαίτερα, η σωματική δραστηριότητα, όπως η ΤΕ, αποτρέπει πιο αποτελεσματικά τη γνωστική εξασθένηση, συμπεριλαμβανομένης της μάθησης και της μνήμης. Ως εκ τούτου, προτείνουμε να τονιστεί η σημασία της τακτικής σωματικής δραστηριότητας ως μια αποτελεσματική μη φαρμακολογική θεραπεία για τη βελτίωση και την πρόληψη της γνωστικής έκπτωσης για τους ηλικιωμένους.

Συνεισφορές συγγραφέα: Conceptualization, J.-HJ, J.-YC, and E.-BK; Methodology, J.-HK; Projectadministration, J.-YC; Εποπτεία, Ε.-ΒΚ; Validation, J.-HK and JSY; Σύνταξη-πρωτότυπο προσχέδιο,J.-HJ and J.-HK; Συγγραφή-κριτική & επιμέλεια, JSY, J.-YC και E.-BK Όλοι οι συγγραφείς έχουν διαβάσει και έχουν συμφωνήσει με τη δημοσιευμένη έκδοση του χειρογράφου.

Χρηματοδότηση: Αυτή η έρευνα χρηματοδοτήθηκε από την ερευνητική επιχορήγηση του πανεπιστημίου Daejeon (αριθμός επιχορήγησης, 20180160).

Δήλωση Επιτροπής Θεσμικής Αναθεώρησης: Η μελέτη εγκρίθηκε από την Επιτροπή Θεσμικής Φροντίδας και Χρήσης Ζώων του Εθνικού Αθλητικού Πανεπιστημίου της Κορέας (κωδικός πρωτοκόλλου KNSU-IACUC-2018-05).

Δήλωση διαθεσιμότητας δεδομένων: Τα δεδομένα που παρουσιάζονται σε αυτή τη μελέτη είναι διαθέσιμα κατόπιν αιτήματος από τον αντίστοιχο συγγραφέα.

Ευχαριστίες: Ευχαριστούμε τον Dong-Won Kim που βοήθησε με το πείραμα Western blotting και τον χειρισμό ζώων.

Σύγκρουση συμφερόντων: Οι συγγραφείς δηλώνουν ότι δεν υπάρχει σύγκρουση συμφερόντων. Οι χρηματοδότες δεν είχαν κανένα ρόλο στο σχεδιασμό της μελέτης. στη συλλογή, αναλύσεις ή ερμηνεία δεδομένων· στη συγγραφή του χειρογράφου ή στην απόφαση δημοσίευσης των αποτελεσμάτων.

Αναφορές

1. Keller, JN Νευροπαθολογία σχετιζόμενη με την ηλικία, γνωστική έκπτωση και νόσος Alzheimer. Aging Res. Αναθ. 2006, 5, 1–13. [CrossRef]

2. Rowe, JW; Kahn, RL Επιτυχής γήρανση. Gerontologist 1997, 37, 433–440. [CrossRef] [PubMed]

3. Van Praag, Η.; Lucero, MJ; Yeo, GW; Stecker, Κ.; Heivand, Ν.; Zhao, C.; Yip, Ε.; Afanador, Μ.; Schroeter, Η.; Hammerstone, J.; et al. Η φλαβανόλη (-)επικατεχίνη φυτικής προέλευσης ενισχύει την αγγειογένεση και τη διατήρηση της χωρικής μνήμης σε ποντίκια. J. Neurosci. 2007, 27.5869–5878. [CrossRef] [PubMed]

4. Yook, JS; Rakwal, R.; Shibata, J.; Takahashi, Κ.; Koizumi, Η.; Shima, Τ.; Ikemoto, MJ; Oharomari, LK; McEwen, BS; Σόγια, Η. Λεπτίνη στον ιππόκαμπο μεσολαβούν στα οφέλη της ήπιας άσκησης από ένα αντιοξειδωτικό στη νευρογένεση και τη μνήμη. Proc. Natl. Ακαδ. Sci.USA 2019, 116, 10988–10993. [CrossRef] [PubMed]

5. Bhattacharya, TK; Pence, BD; Ossyra, JM; Gibbons, TE; Perez, S.; McCusker, RH; Kelley, KW; Johnson, RW; Woods, JA;Rhodes, JS Η άσκηση αλλά όχι η (-)-επιγαλλοκατεχίνη-3-γαλάτη ή η -αλανίνη ενισχύει τη φυσική κατάσταση, την πλαστικότητα του εγκεφάλου και τις συμπεριφορικές επιδόσεις στα ποντίκια. Physiol. Συμπεριφορά. 2015, 145, 29–37. [CrossRef] [PubMed]

6. Gibbons, TE; Pence, BD; Petr, G.; Ossyra, JM; Mach, HC; Bhattacharya, TK; Perez, S.; Martin, SA; McCusker, RH; Kelley,KW; et al. Το εθελοντικό τρέξιμο με τροχό, αλλά όχι μια δίαιτα που περιέχει (-)-επιγαλλοκατεχίνη-3-γαλάτη και -αλανίνη, βελτιώνει τη μάθηση, τη μνήμη και τη νευρογένεση του ιππόκαμπου σε ηλικιωμένα ποντίκια. Συμπεριφορά. Brain Res. 2014, 272, 131–140. [CrossRef] [PubMed]

7. Nam, SM; Seo, Μ.; Seo, JS; Rhim, Η.; Nahm, SS; Cho, ΙΗ; Chang, BJ; Kim, HJ; Choi, SH; Μπα, το SY ασκορβικό οξύ μετριάζει τη γήρανση του εγκεφάλου που προκαλείται από την D-γαλακτόζη αυξάνοντας τη νευρογένεση του ιπποκάμπου και βελτιώνοντας τη λειτουργία της μνήμης. Nutrients 2019,11, 176. [CrossRef] [PubMed]

8. Archer, SL Μιτοχονδριακή δυναμική–μιτοχονδριακή σχάση και σύντηξη σε ανθρώπινες ασθένειες. N. Engl. J. Med. 2013, 369, 2236–2251.[CrossRef]

9. Hall, AR; Burke, Ν.; Dongworth, RK; Hausenloy, DJ Μιτοχονδριακές πρωτεΐνες σύντηξης και σχάσης: Νέοι θεραπευτικοί στόχοι για την καταπολέμηση των καρδιαγγειακών παθήσεων. Br. J. Pharmacol. 2014, 171, 1890–1906. [CrossRef]

10. Zhan, Μ.; Brooks, C.; Liu, F.; Sun, L.; Dong, Z. Μιτοχονδριακή δυναμική: Ρυθμιστικοί μηχανισμοί και αναδυόμενος ρόλος στη νεφροπαθοφυσιολογία. Kidney Int. 2013, 83, 568–581. [CrossRef]

11. Held, ΝΜ; Houtkooper, RH Μιτοχονδριακά μονοπάτια ποιοτικού ελέγχου ως καθοριστικοί παράγοντες της μεταβολικής υγείας. Bioessays 2015, 37,867–876. [CrossRef] [PubMed]

12. López-Otín, C.; Blasco, MA; Partridge, L.; Serrano, Μ.; Kroemer, G. Τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα της γήρανσης. Cell 2013, 153, 1194-1217. [CrossRef][PubMed]

For more information:1950477648nn@gmail.com