Пуницинова киселина и нейната роля в превенцията на неврологични разстройства: преглед, част 1

Резюме:

Милиони хора по света са засегнати от невродегенеративни заболявания (НД). ND се характеризират с прогресивно увреждане и смърт на нервните клетки, придружени от високи нива на възпалителни биомаркери и състояния на оксидативен стрес.

Невродегенеративните заболявания, като болестта на Алцхаймер и деменцията, са често срещани заболявания, с които се сблъскваме днес. Тези заболявания ще причинят невронна смърт и атрофия на мозъчни клетки в мозъка на пациента, причинявайки когнитивен спад. Паметта е една от най-засегнатите области.

Въпреки това, дори изправени пред тези болестни заплахи, не трябва да се отказваме да инвестираме и да работим върху нашето психично здраве. Изследванията показват, че активният начин на живот, психичното здраве и интелектуалните упражнения могат да забавят прогресията на невродегенеративните заболявания до голяма степен и да поддържат добра памет.

Например, аеробните упражнения и мозъчните тренировки могат да подобрят мозъчната структура и функция и да забавят деградацията на когнитивната функция. Хранителната, балансирана диета, достатъчният сън и социалното взаимодействие също са важни фактори за поддържане на добро здраве и могат да помогнат за предотвратяване на невродегенеративни заболявания и запазване на паметта.

Други учени вярват, че както самоефикасността, така и емоционалният баланс могат да ни помогнат да запазим паметта си. Например, виждайки себе си да решаваме проблем или да постигаме цел, ни кара да се чувстваме по-уверени и щастливи и тези чувства могат да ни помогнат да поддържаме психическото си здраве, което от своя страна спомага за поддържането на добра памет.

В ежедневието можем също да извършим някои прости тренировки, за да помогнем за подобряване на паметта. Например: запомнянето на телефонни номера, рождени дни, имена и друга информация, четенето на статии на глас и припомнянето на съдържанието са много ефективни методи.

Въпреки че невродегенеративното заболяване е сериозно заболяване, то също така ни напомня да поддържаме добри навици на живот и положителна нагласа, за да гарантираме психичното си здраве и памет и да направим живота си по-здравословен, по-пълноценен и по-добър! Вижда се, че трябва да подобрим паметта и Cistanche deserticola може значително да подобри паметта, тъй като Cistanche deserticola е традиционен китайски лекарствен материал, който има много уникални ефекти, един от които е да подобрява паметта. Ефикасността на Cistanche deserticola идва от множеството активни съставки, които съдържа, включително танинова киселина, полизахариди, флавоноидни гликозиди и др. Тези съставки могат да насърчат здравето на мозъка чрез различни пътища.

Щракнете върху Познаване на краткосрочната памет как да се подобри

Пунициновата киселина, основният биоактивен компонент на маслото от семена на нар (Punica granatum), е омега-5 изомер на конюгирана -линолова киселина, която е показала силни антиоксидантни и противовъзпалителни ефекти, които допринасят за нейния положителен ефект срещу широк спектър от заболявания. Пуниковата киселина намалява оксидативното увреждане и възпалението чрез увеличаване на експресията на рецептори, активирани от пероксизомен пролифератор.

В допълнение, той може да намали образуването на бета-амилоидни отлагания и тау хиперфосфорилирането чрез увеличаване на експресията на GLUT4 протеин и инхибирането на хиперактивирането на калпаин. Микрокапсулираният нар, с високи нива на пунициева киселина, повишава антиоксидантната PON1 активност в HDL. По същия начин, капсулирани състави от нар с високи нива на пунициева киселина показват повишаване на активността на антиоксидант PON1 в HDL.

Поради ограничената мозъчна пропускливост на пуниковата киселина са разработени различни формули за доставяне, за да се подобри биологичната активност на пунициновата киселина в мозъка, намалявайки симптомите на неврологични разстройства.

Punicic киселина е важно хранително съединение в превенцията и лечението на невродегенеративни заболявания като болестта на Алцхаймер, Паркинсон и болестта на Хънтингтън.

Ключови думи: антиоксидант; конюгирана линолова киселина; кръвно-мозъчна бариера; Болест на Алцхаймер; Болестта на Паркинсон; болест на Хънтингтън; невродегенерация.

1. Въведение

Някои от най-разпространените заболявания, които могат да причинят загуба на независимост при по-възрастните популации, са невродегенеративните заболявания (NDs), които стават все по-чести. Невродегенеративният процес е прогресивна загуба на функция или смърт на клетките на централната нервна система, причинявайки повишаване на двигателната и когнитивната увреждания с времето [1].

Сред най-разпространените НД са болестта на Алцхаймер (AD) и фронтотемпоралната деменция, болестта на Паркинсон (PD), болестта на Huntington (HD), амиотрофичната латерална склероза (ALS) и множество спиноцеребеларни атаксии. Честотата на AD сред населението на възраст над 85 години е около 30%, докато PD е около 2% при хора над 65 години, а ALS съобщава за 1–2 случая на 100000 души годишно и се очаква честотата да скочи като популациите [2].

Следователно има необходимост от прилагане на нови превантивни мерки и разработване на нови лечения за ранните етапи на невродегенерация. Световната здравна организация изчислява, че глобалната социална цена на деменцията е 818 милиарда щатски долара, което се равнява на 1,1% от световния брутен вътрешен продукт. Разпространението на AD в Латинска Америка достига 8,5%.

Освен това се очаква до 2030 г. около 65,7 милиона да живеят с деменция и около 115,4 милиона до 2050 г. [3]. Смъртността и уврежданията на хората, причинени от тези неврологични заболявания, са се увеличили, поради което те се считат за глобално предизвикателство за общественото здраве. Тъй като се очаква заболеваемостта да нараства с нарастването на популациите, намирането на нови решения и стратегии за лечение на невродегенеративни заболявания е все по-неотложна цел. Тъй като оксидативното увреждане и възпалението са ключови пътища в развитието на невродегенерация, фитохимикали с повишени антиоксидантни и противовъзпалителни свойства се изследват за подпомагане на превенцията на невродегенерация и спиране на прогресията на заболяването.

Нарът (Punica granatum) е древен и адаптивен плод, произхождащ от Западна Азия, който принадлежи към семейство Punicaceae. Култивира се в целия свят, включително страните от Близкия изток, Азия, Европа и Америка, главно в субтропични и тропически райони при променливи климатични условия [4,5]. Приблизително 50% от общото тегло на плода съответства на кората, която е важен източник на фенолни съединения, минерали и сложни полизахариди. Междувременно ядливата част от плода нар се състои от арили (40%), богати на вода, захари, пектин и семена (10%) [6].

Семената от нар съдържат много компоненти като полифеноли и мастни киселини, които допринасят за техните полезни ефекти. Маслото от семена на нар (PSO) представлява около 12% и 20% от общото тегло на семената [7]. PSO съдържа 14 мастни киселини, най-разпространената от които е пуницинова киселина50–8{{20}}% [7–9], следвана от линолова киселина (13–20%), палмитинова киселина киселина (6–9%), стеаринова киселина (2–3%), олеинова киселина (8–9%), линоленова киселина (0,06–0,08%) и арахидова киселина (0,68–0,90%) [9].

Punicic киселина, основният биоактивен компонент на PSO, е доказано, че постига мощен антиоксидантен ефект, който допринася за нейния положителен ефект срещу широк спектър от заболявания като остеопороза, има свойства против затлъстяване, повишава експресията на антиоксиданти и гени, свързани с липидния метаболизъм, и променя състава и функцията на липопротеините с висока плътност (HDL) [10–13].

Пуниковата киселина е омега-5 изомер на конюгирана -линоленова киселина (CLnA) и проявява структурни сходства с конюгирана линолова киселина (CLA) [12]. Сама по себе си, пуниковата киселина притежава широк спектър от биологични ефекти като противовъзпалителни, антидиабетни, против затлъстяване, антипролиферативни и антиканцерогенни свойства [14,15]. Основният биологичен механизъм, описан за пуниковата киселина, включва модулирането на диференциалната експресия на рецептори, активирани от пероксизомен пролифератор (PPAR), които контролират експресията на гени, участващи в клетъчната диференциация и пролиферация, регулират ензимите, участващи в липидния метаболизъм и глюкозната хомеостаза.

В допълнение, PPARs са тясно свързани с активирането и производството на провъзпалителни биомаркери [16–19]. Въпреки че антиоксидантните и противовъзпалителните свойства на пуниковата киселина могат да осигурят благоприятни ефекти върху лечението на НБ, ​​начинът, по който тя взаимодейства в различни пътища, свързани с прогресирането на НБ, ​​може да й даде предимства пред други антиоксидантни хранителни добавки.

Този преглед има за цел да представи преглед на настоящите познания за потенциалните ползи от пунициовата киселина при неврологични разстройства и молекулярния механизъм, участващ в нейните ефекти.

2. Основни пътища, включени в неврологичните заболявания

Въпреки че всички NDs имат различна патология и симптоматика, техните пътища споделят някои общи черти. Беше разработен концептуален модел, класифициращ различните пътища, участващи в невродегенерацията, като се има предвид четири основни модела на действие [20] (Фигура 1).

Като цяло пътищата, които допринасят за оцеляването и дегенерацията на невроните, включват: (1) вътреклетъчни механизми като апоптоза [21], аутофагия [22], митохондриална функция, окислително увреждане и възстановяване [23], убиквитин/протеазома [24], (2 ) локална тъканна среда като клетъчна адхезия [25], ендоцитоза, невротрансмисия [26], приони/трансмисивен фактор [27], (3) системна среда като възпаление/имунен отговор [28], липиден/ендокринен метаболизъм [29], мозък васкулатура [30], (4) и механизми, свързани със стареенето [31], например епигенетика [32], невротрофични фактори [33] и теломери [34]. Всички тези компоненти са силно свързани и взаимодействат един с друг, за да модулират невродегенеративния процес (Фигура 2).

2.1. Вътреклетъчен механизъм

Сред вътреклетъчните механизми, свързани с оцеляването и дегенерацията на невроните, увреждането на ДНК и дефектното възстановяване са най-честите отличителни белези, които споделят много НД с характеристики на прогресивни двигателни разстройства.

Високата концентрация на реактивни кислородни видове (ROS) може да причини натрупване на окислително увреждане на ДНК в нейната последователност и епигенетични модификации [24]. Променената генна експресия може да причини загуба на нормална невронна функция и прогресивно да предизвика програмирана клетъчна смърт и загуба на неврони [22]. Митохондриите са основният източник на клетъчно производство на ROS и беше установено, че окислителното увреждане може да насърчи -синуклеиновата агрегация и да повлияе на амилоида- (A) и други протеини, свързани със стареенето и ND [22,35]. В дългоживеещи, немитотични клетки като като неврони, изобилието на ROS причинява оксидативен стрес и увреждане на антиоксидантната защита, което води до дисфункция на митохондриите и иницииране на каскада от клетъчна смърт [36].

Множество проучвания свързват ефектите на азотен оксид и ROS с ND, включително нитриране на телцата на Луис при деменция с телца на Луис и болест на Алцхаймер (AD), нитриране на -синуклеини при пациенти с множествена системна атрофия, широко разпространени нитратни тау протеини при AD и фронтотемпорална деменция с паркинсонизъм. Намалените нива на азотен оксид допринасят за регулирането на A в цереброваскуларната система, а инхибирането на азотния оксид забавя прогресията на патологията на болестта на Паркинсон [37].

По същия начин факторът на туморната некроза-алфа (TNF-) е апровъзпалителен цитокин, свързан с патогенезата на ND чрез системно възпаление [38]. Анти-TNF-терапиите бяха предложени от няколко проучвания за намаляване на ADпатологията, намаляване на отлагането на амилоид и намаляване на невроналното увреждане [39]. В допълнение, мозъчната инсулинова резистентност беше описана като фактор за предизвикване на когнитивни увреждания и невродегенерация.

Нивата на инсулин в мозъка се понижават по време на стареене и Алцхаймер, което води до инхибиране на няколко фосфатази, участващи в дефосфорилирането на тау, което води до отлагане и натрупване на извънклетъчни амилоидни (А)плаки [40,41].

Фигура 2. Схематично представяне на споделени физиопатологични белези при невродегенеративни заболявания (NDs): (1) Митохондриална дисфункция поради оксидативен стрес, стареене или поради увреждане на генетични или фактори на околната среда, което води до прекомерно производство на ROS, което може да активира p53 и Bax ( апоптотичен регулатор) транслокация, която позволява освобождаването на цитохром С (Cyt C) Фигура 2.

Схематично представяне на споделени физиопатологични белези при невродегенеративни заболявания (NDs): (1) Митохондриална дисфункция поради оксидативен стрес, стареене или поради увреждане на генетични или фактори на околната среда, което води до прекомерно производство на ROS, което може да активира p53 и Bax (апоптотичен регулатор) транслокация, която позволява освобождаването на цитохром С (Cyt C), което води до активирането на (Cas 9) и каспаза 3 (Cas3), което води до увреждане на ДНК и клетъчна смърт или (2) апоптоза.

По същия начин прекомерното производство на ROS също води до оксидативен стрес и (3) липидна пероксидация, което може да доведе до протеинови агрегати като -синуклеин, както и до неправилно нагънат амилоиден пептид, като последният се превръща в амилоидна (A) плака, засягаща невронното сигнализиране, индуцирано от (4) Холинергична недостатъчност. На свой ред, натрупването на А плака предизвиква (5) активиране на микроглия със съпътстващо освобождаване на (6) възпалителни цитокини и предизвиква невровъзпаление.

От друга страна, (7) дисрегулация на Ca 2+ поради деполяризация на невроналната мембрана може да предизвика синаптичен дефицит и да насърчи натрупването на А плаки, и (8) неврофибриларни възли чрез активиране на калпаин. В допълнение, продължителният приток на калций води до свръхактивиране на невронната синтаза на азотен оксид (nNOS), като увеличаването на синтеза на азотен оксид води до оксидативен стрес/нитрозативен стрес и генерализирано мозъчно възпаление. Освен това натрупването на ROS индуцира (9) активиране на киназа (гликоген синтаза киназа-3, GSK-3) и индуцира тау хиперфосфорилиране, насърчавайки натрупването на А плаки.

Натрупването на А олигомери причинява отстраняване на инсулинови рецептори (IRS) от клетъчната повърхност, предизвиквайки (10) невронна инсулинова резистентност и инхибирайки активирането на глюкозен транспортер тип 4 (GLUT 4). Дисфункционалното инсулиново сигнализиране намалява целта на бозайниците на пътя на рапамицин (mTOR) и води до (11) неуспех на автофагията да натрупа плаки.

И накрая, синтезираният холестерол свързва аполипопротеин Е (APOE), за да образува APOE-холестерол (APOE-CH) частици. Частиците APOE–CH се интернализират в неврони и свободният холестерол се метаболизира до 24-хидроксихолестерол (24-OHC), който впоследствие преминава през кръвно-мозъчната бариера (BBB) ​​и навлиза в плазмата, докато плазмата (12 ) 27 хидроксил холестерол (27-OHC) се влива в мозъка, повишавайки нивото на -синуклеин и в крайна сметка образува телца на Леви (LB). Задните линии показват стимулация, докато червените линии показват инхибиране.

2.2. Локална тъканна среда

Прогресивното агрегиране на неправилно нагънати протеини, които сериозно засягат местната тъканна среда, създавайки увреждане, е патологична характеристика, която характеризира невродегенеративните заболявания [42]. Тези неправилно нагънати протеини са подложени на разграждане на протеини, например медиирано от протеазома. Инхибирането на пътищата на разграждане на протеини води до образуване на резистентни към протеаза, като по този начин намалява разпространението на агрегирани протеини, които насърчават неправилното нагъване на клетъчните протеини [43].

По същия начин автофагията е основният механизъм, отговорен за отстраняването на протеинови агрегати, дисфункционални клетъчни органели и патогени за поддържане на клетъчната хомеостаза. Натрупването на незрели автофагични вакуоли (AV) като следствие от нарушен процес на автофагия е често срещана характеристика, наблюдавана в мозъка на пациенти с Алцхаймер.

Беше показано, че мишената на бозайниците за сигнализиране на рапамицин (mTOR) се инхибира в кората и хипокампуса на възрастни мишки с AD модел. Мозъчната инсулинова резистентност индуцира промени в пътя на инсулин/инсулиноподобен растежен фактор (IGF-1)-PI3K(фосфоинозитид 3-киназа клас I)-Akt, което води до анормално активиране на mTOR сигнализиране, което регулира негативно аутофагията индукция [44–46].

2.3. Системна среда

Промените в системната среда като възпаление са често срещани при невродегенеративни заболявания като AD и болестта на Паркинсон (PD) и могат да причинят, заедно с оксидативния стрес, смущения в протеомния състав на липопротеините с висока плътност (HDL) [47]. Циркулиращият HDL осигурява устойчивост на цереброваскуларна дисфункция при AD, която играе важна роля в мозъчния метаболизъм и хомеостазата, потискайки клирънса на A и тау и по този начин води до образуването на невритни плаки и неврофибрилни възли [48].

2.4. Механизъм на стареене

Съставът на мастните киселини и течливостта на мозъчните мембрани се променят с възрастта. Полиненаситени мастни киселини (PUFA) като докозахексаенова киселина (DHA, 22:6 n-3) и арахидонова киселина (AA, 20:4 n{{5} }) са най-разпространените и важни ПНМК в мозъка и играят критична роля в стареенето и невродегенерацията. При възрастните хора DHA и AA намаляват мембраните на орбитофронталната кора. Специфичният дефицит на DHA може да се дължи на свързано с възрастта намаляване на ензимната активност, участваща в регулирането на DHA синтеза, усвояването и сглобяването в мозъчни фосфолипиди (Zhang et al., 2018).

Междувременно високата диетична консумация на омега-3 и омега-6 PUFAs е благоприятна за паметта на здрави възрастни хора. Този процес се медиира от целостта и запазването на микроструктурата на бялото вещество на форникса в мозъка (Zamroziewicz et al., 2017). Няколко PUFA, като DHA и AA, се изследват за разработването на нови лечения срещу ND и невродегенерация [49, 50].

Punicic киселина (18:3, ∆9cis, 11trans,13cis, n-5) е обещаващ кандидат, чийто механизъм на действие все още не е напълно разбран. Следващият раздел ще се позовава на характеристиките и механизмите, които представляват интерес за пуниковата киселина и тяхната потенциална връзка с превенцията на НД.

For more information:1950477648nn@gmail.com