Punicic Acid og dens rolle i forebygging av nevrologiske lidelser: En gjennomgang del 1

Abstrakt:

Millioner av mennesker over hele verden er rammet av nevrodegenerative sykdommer (ND). NDs er preget av progressiv skade og død av nerveceller ledsaget av høye nivåer av inflammatoriske biomarkører og oksidative stresstilstander.

Nevrodegenerative sykdommer, som Alzheimers sykdom og demens, er vanlige sykdommer vi står overfor i dag. Disse sykdommene vil forårsake nevrondød og hjernecelleatrofi i pasientens hjerne, og forårsake kognitiv nedgang. Hukommelse er et av de mest berørte områdene.

Men selv i møte med disse sykdomstruslene bør vi ikke gi opp å investere i og arbeide med vår mentale helse. Forskning viser at en aktiv livsstil, mental helse og intellektuell trening kan forsinke utviklingen av nevrodegenerative sykdommer i stor grad og opprettholde god hukommelse.

For eksempel kan aerob trening og hjernetrening forbedre hjernens struktur og funksjon og forsinke nedbrytning av kognitiv funksjon. Et næringsrikt, balansert kosthold, tilstrekkelig søvn og sosial interaksjon er også viktige faktorer for å opprettholde god helse og kan bidra til å forebygge nevrodegenerative sykdommer og bevare hukommelsen.

Andre forskere mener at både selveffektivitet og følelsesmessig balanse kan hjelpe oss å beholde hukommelsen. For eksempel, å se oss selv løse et problem eller oppnå et mål får oss til å føle oss mer selvsikre og lykkelige, og disse følelsene kan hjelpe oss å opprettholde vår mentale helse, som igjen bidrar til å opprettholde god hukommelse.

I dagliglivet kan vi også utføre enkel trening for å forbedre hukommelsen. For eksempel: å huske telefonnumre, bursdager, navn og annen informasjon, lese artikler høyt og huske innholdet er alle svært effektive metoder.

Selv om nevrodegenerativ sykdom er en alvorlig sykdom, minner den oss også på å opprettholde gode levevaner og en positiv holdning for å sikre vår mentale helse og hukommelse, og gjøre livene våre sunnere, mer tilfredsstillende og bedre! Det kan sees at vi trenger å forbedre hukommelsen, og Cistanche deserticola kan forbedre hukommelsen betydelig fordi Cistanche deserticola er et tradisjonelt kinesisk medisinsk materiale som har mange unike effekter, en av dem er å forbedre hukommelsen. Effekten av Cistanche deserticola kommer fra de mange aktive ingrediensene den inneholder, inkludert garvesyre, polysakkarider, flavonoidglykosider, etc. Disse ingrediensene kan fremme hjernens helse gjennom en rekke forskjellige veier.

Klikk på Kjenn korttidsminne hvordan du kan forbedre

Punicinsyre, den viktigste bioaktive komponenten i granateple (Punica granatum) frøolje, er en omega-5 isomer av konjugert linolsyre som har vist sterke antioksidative og anti-inflammatoriske effekter som bidrar til dens positive effekt mot et bredt utvalg av sykdommer. Punicinsyre reduserer oksidativ skade og betennelse ved å øke uttrykket av peroksisomproliferatoraktiverte reseptorer.

I tillegg kan det redusere beta-amyloidavleiring og tau-hyperfosforylering ved å øke uttrykket av GLUT4-protein og hemming av calpain-hyperaktivering. Mikroinnkapslet granateple, med høye nivåer av punicinsyre, øker antioksidant PON1-aktivitet i HDL. På samme måte har innkapslede granatepleformuleringer med høye nivåer av punicinsyre vist en økning i antioksidantPON1-aktiviteten i HDL.

På grunn av den begrensede hjernepermeabiliteten til punicinsyre, har forskjellige leveringsformuleringer blitt utviklet for å forbedre den biologiske aktiviteten til punicinsyre i hjernen, og redusere symptomer på nevrologiske lidelser.

Punicinsyre er en viktig ernæringsmessig forbindelse i forebygging og behandling av nevrodegenerative sykdommer som Alzheimers, Parkinsons og Huntingtons sykdom.

Nøkkelord: antioksidant; konjugert linolsyre; blod-hjerne-barriere; Alzheimers sykdom; Parkinsons sykdom; Huntingtons sykdom; nevrodegenerasjon.

1. Introduksjon

Noen av de mest utbredte sykdommene som kan forårsake tap av uavhengighet i eldre befolkninger er nevrodegenerative sykdommer (ND), som blir stadig hyppigere. svekkelser over tid [1].

Blant de mest utbredte ND-ene er Alzheimers sykdom (AD) og frontotemporal demens, Parkinsons sykdom (PD), Huntingtons sykdom (HD), amyotrofisk lateral sklerose (ALS) og multiple spinocerebellare ataksier. AD-forekomsten i befolkningen på 85 år og eldre er omtrent 30 %, mens PD er rundt 2 % hos personer over 65 år, og ALS rapporterte 1–2 tilfeller per 100,000 personer årlig, og forekomsten forventes å øke som befolkningen [2].

Derfor er det behov for implementering av nye forebyggende tiltak og utvikling av nye behandlinger for tidlige stadier av nevrodegenerasjon. Verdens helseorganisasjon anslår at de globale sosiale kostnadene ved demens er 818 milliarder dollar, tilsvarende 1,1 % av verdens bruttonasjonalprodukt. Prevalensen av AD i Latin-Amerika er så høy som 8,5 %.

Dessuten forventes det at rundt 65,7 millioner innen 2030 vil leve med demens og rundt 115,4 millioner innen 2050 [3]. Dødeligheten og menneskers funksjonshemming forårsaket av disse nevrologiske lidelsene har økt, og vurderer dem derfor som en global folkehelseutfordring. Ettersom forekomsten forventes å øke etter hvert som befolkningen øker, er det å finne nye løsninger og strategier for behandling av nevrodegenerative sykdommer et mål om å øke presserende. Fordi oksidativ skade og betennelse er nøkkelveier i utviklingen av nevrodegenerasjon, blir fytokjemikalier med forhøyede antioksidative og antiinflammatoriske egenskaper undersøkt for å hjelpe til med å forebygge nevrodegenerasjon og stoppe sykdomsprogresjon.

Granateplet (Punica granatum) er en eldgammel og tilpasningsdyktig frukt opprinnelig fra Vest-Asia som tilhører Punicaceae-familien. Den dyrkes over hele verden, inkludert land i Midtøsten, asiatiske, europeiske og amerikanske, hovedsakelig i subtropiske og tropiske områder under varierende klimatiske forhold [4,5]. Omtrent 50 % av fruktens totale vekt tilsvarer skallet, som er en viktig kilde til fenolforbindelser, mineraler og komplekse polysakkarider. I mellomtiden består den spiselige delen av granateplefrukten av arils (40%) rike på vann, sukker, pektin og frø (10%) [6].

Granateplefrø inneholder mange komponenter som polyfenoler og fettsyrer som bidrar til deres gunstige effekter. Granateplefrøolje (PSO) representerer rundt 12 % og 20 % av den totale frøvekten [7]. PSO inneholder 14 fettsyrer, den mest utbredte av disse er puninsyre50–8{{20}}% [7–9], etterfulgt av linolsyre (13–20%), palmitinsyre syre (6–9 %), stearinsyre (2–3 %), oljesyre (8–9 %), linolensyre (0,06–0,08 %) og arakidinsyre (0,68–0,90 %) [9].

Punicinsyre, PSOs viktigste bioaktive komponent, ble vist å oppnå en potent antioksidativ effekt som bidrar til dens positive effekt mot en lang rekke sykdommer som osteoporose, har anti-fedmeegenskaper, øker uttrykket av antioksidant- og lipidmetabolismerelaterte gener, og modifiserer sammensetningen og funksjonen til high-densitylipoprotein (HDL) [10–13].

Punicinsyre er en omega-5-isomer av konjugert linolensyre (CLnA) og har strukturelle likheter med konjugert linolsyre (CLA) [12]. I seg selv har punicinsyre et bredt spekter av biologiske effekter som anti-inflammatoriske, anti-diabetiske, anti-fedme, anti-proliferative og anti-kreftfremkallende egenskaper [14,15]. Den viktigste biologiske mekanismen beskrevet for punicinsyre involverer modulering av det differensielle uttrykket av peroksisomproliferatoraktiverte reseptorer (PPAR), som kontrollerer uttrykket av gener involvert i celledifferensiering og -proliferasjon, regulerer enzymer involvert i lipidmetabolisme og glukosehomeostase.

I tillegg er PPAR nært knyttet til aktivering og produksjon av pro-inflammatoriske biomarkører [16–19]. Mens antioksidant- og antiinflammatoriske egenskaper til punicinsyre kan gi gunstige effekter på behandlingen av ND-er, kan måten den samhandler på forskjellige veier relatert til progresjonen av ND-er gi den fordeler fremfor andre antioksidative næringsmidler.

Denne gjennomgangen tar sikte på å presentere en oversikt over den nåværende kunnskapen om de potensielle fordelene med punicinsyre ved nevrologiske lidelser og den molekylære mekanismen som er involvert i dens effekter.

2. Hovedveier involvert i nevrologisk sykdom

Selv om alle ND-er har forskjellig patologi og symptomatologi, deler deres veier noen fellestrekk. En konseptuell modell som klassifiserer de forskjellige banene involvert i nevrodegenerasjon ble utviklet med tanke på fire hovedmodeller for handling [20] (Figur 1).

Generelt inkluderer veier som bidrar til nevronoverlevelse og degenerasjon: (1) intracellulære mekanismer som apoptose [21], autofagi [22], mitokondriell funksjon, oksidativ skade og reparasjon [23], ubiquitin/proteasom [24], (2 ) lokalt vevsmiljø som celleadhesjon [25], endocytose, nevrotransmisjon [26], prioner/overførbar faktor [27], (3) systemisk miljø som betennelse/immunrespons [28], lipid/endokrin metabolisme [29], hjerne vaskulatur [30], (4) og mekanismer relatert til aldring [31], for eksempel epigenetikk [32], nevrotrofiske faktorer [33] og telomerer [34]. Alle disse komponentene er svært relaterte og samhandler med hverandre for å modulere den nevrodegenerative prosessen (figur 2).

2.1. Intracellulær mekanisme

Blant intracellulære mekanismer relatert til nevronoverlevelse og degenerasjon, er DNA-skade og defekt reparasjon de vanligste kjennetegnene som mange ND-er med trekk ved progressive bevegelsesforstyrrelser deler.

En høy konsentrasjon av reaktive oksygenarter (ROS) kan forårsake akkumulering av oksidativ DNA-skade i sekvensen og epigenetiske modifikasjoner [24]. Endret genuttrykk kan forårsake tap av normal nevrale funksjon og gradvis utløse programmert celledød og nevronalt tap [22]. Mitokondrier er hovedkilden til cellulær ROS-produksjon, og det ble funnet at oksidativ skade kan fremme -synukleinaggregering og påvirke amyloid- (A ) og andre proteiner relatert til aldring og ND [22,35]. I langlevende, ikke-mitotiske celler som f.eks. som nevroner forårsaker ROS-overflod oksidativ stress og svekkelse av antioksidantforsvaret, noe som resulterer i dysfunksjon av mitokondriene og initiering av celledødskaskade [36].

Flere studier relaterer effekten av nitrooksid og ROS med ND, inkludert nitrering av Lewis-kropper ved Lewis-kroppsdemens og Alzheimers sykdom (AD), nitrering av -synukleiner hos pasienter med multippelsystematrofi, utbredte nitrat-tau-proteiner i AD, og ​​frontotemporal demens med Parkinsonisme. Reduserte nivåer av nitrogenoksid bidrar til oppregulering av A i det cerebrovaskulære systemet, og nitrogenoksidhemming forsinker progresjonen av Parkinsons sykdomspatologi [37].

På samme måte er Tumor Necrosis Factor-alfa (TNF-) apro-inflammatorisk cytokin relatert til patogenesen av ND gjennom systemisk inflammasjon [38]. Anti-TNF-terapier ble foreslått av flere studier for å redusere AD-patologi, redusere amyloidavsetning og redusere nevronal svekkelse [39]. I tillegg ble hjernens insulinresistens beskrevet som en faktor for å indusere kognitive svekkelser og nevrodegenerasjon.

Insulin-hjernenivåer reduseres under aldring og Alzheimer, noe som resulterer i hemming av flere fosfataser involvert i Tau-defosforylering, noe som resulterer i avsetning og akkumulering av ekstracellulære amyloid-(A)-plakk [40,41].

Figur 2. Skjematisk fremstilling av delte fysiopatologiske kjennetegn ved nevrodegenerative sykdommer (ND): (1) Mitokondriell dysfunksjon på grunn av oksidativt stress, aldring eller på grunn av skade på genetiske miljøfaktorer, noe som resulterer i overdreven produksjon av ROS, som kan aktivere p53 og Bax ( apoptotisk regulator) translokasjon som tillater frigjøring av cytokrom C (Cyt C) Figur 2.

Skjematisk representasjon av delte fysiopatologiske kjennetegn ved nevrodegenerative sykdommer (ND): (1) Mitokondriell dysfunksjon på grunn av oksidativt stress, aldring eller skade på grunn av genetiske miljøfaktorer, noe som resulterer i overdreven produksjon av ROS, som kan aktivere tep53 og Bax (apoptotisk regulator) translokasjon som tillater frigjøring av cytokrom C (Cyt C) som leder aktiveringen av (Cas 9) og caspase 3 (Cas3), noe som resulterer i DNA-skade og celledød eller (2) apoptose.

På samme måte fører overdreven ROS-produksjon også til oksidativt stress og (3) LipidPeroxidation, som kan føre til proteinaggregater som -synuklein samt feilfoldet amyloidpeptid, hvor sistnevnte blir en amyloid (A) plakk som påvirker nevronsignalering indusert av (4) Kolinerg insuffisiens. I sin tur induserer akkumulering av A-plakk (5) mikrogliaaktivering med samtidig frigjøring av (6) inflammatoriske cytokiner og produserer nevroinflammasjon.

På den annen side kan (7) Dysregulering av Ca2+ på grunn av nevronal membrandepolarisering indusere synaptiske underskudd og fremme akkumulering av A-plakk, og (8) Nevrofibrillære Tangles gjennom aktivering av kalpain. I tillegg resulterer vedvarende kalsiumtilstrømning i overaktivering av nevronal nitrogenoksidsyntase (nNOS), med økningen i nitrogenoksidsyntese som fører til oksidativt stress/nitrosativt stress og generalisert hjernebetennelse. Dessuten induserer ROS-akkumulering (9) kinaseaktivering (glykogensyntasekinase-3, GSK-3) og induserer tau-hyperfosforylering, noe som fremmer akkumulering av A-plakk.

Akkumulering av A-oligomerer forårsaker fjerning av insulinreseptorer (IRS) fra celleoverflaten, induserer en (10) neuronal insulinresistens og hemmer aktiveringen av glukosetransportør type 4 (GLUT 4). Dysfunksjonell insulinsignalering bringer pattedyrmålet til rapamycin (mTOR)-banen ned og resulterer i (11) Autophagy-svikt i å akkumulere A-plakk.

Til slutt binder det syntetiserte kolesterolet apolipoprotein E (APOE) for å danne APOE-kolesterol (APOE-CH) partikler. APOE–CH-partikler internaliseres i nevroner, og frikolesterol metaboliseres til 24-hydroksykolesterol (24-OHC), som deretter passerer gjennom blod-hjerne-barrieren (BBB) ​​og går inn i plasma, mens plasma (12 ) 27 hydroksylkolesterol (27-OHC) strømmer inn i hjernen, øker nivået av -synuklein og danner til slutt Lewy-legemer (LBs). Rygglinjene indikerer stimulering, mens de røde linjene indikerer hemming.

2.2. Lokalt vevsmiljø

Den progressive aggregeringen av feilfoldede proteiner som alvorlig påvirker det lokale vevsmiljøet, skaper skade, er et patologisk trekk som karakteriserer nevrodegenerative sykdommer [42]. Disse feilfoldede proteinene blir utsatt for proteinnedbrytning, for eksempel proteasom-mediert. Hemming av proteinnedbrytningsveier fører til dannelse av protease-resistente, og reduserer dermed forplantningen av aggregerte proteiner som fremmer feilfolding av celleproteiner [43].

På samme måte er autofagi hovedmekanismen som er ansvarlig for å fjerne proteinaggregater, dysfunksjonelle cellulære organeller og patogener for å opprettholde cellulær homeostase. Akkumulering av umodne autofagiske vakuoler (AV) som en konsekvens av en forstyrret autofagiprosess er et vanlig kjennetegn som observeres i hjernen til Alzheimers-pasienter.

Det ble vist at pattedyrmålet for rapamycin (mTOR)-signalering er hemmet i cortex og hippocampus til voksne AD-modellmus. Hjerneinsulinresistens induserer endringer i insulin/insulinlignende vekstfaktor (IGF-1)-PI3K(phosphoinositide 3-kinase klasse I)-Akt-veien, noe som resulterer i avvikende aktivering av mTOR-signalering, som negativt regulerer autofagi induksjon [44–46].

2.3. Systemisk miljø

Endringer i det systemiske miljøet som betennelse er vanlig ved nevrodegenerative sykdommer som AD og Parkinsons sykdom (PD) og kan sammen med oksidativt stress forårsake forstyrrelser i proteomsammensetningen av High-Density Lipoprotein (HDL) [47]. Sirkulerende HDL gir motstandskraft mot cerebrovaskulær dysfunksjon ved AD, som spiller en viktig rolle i hjernemetabolisme og homeostase, og demper clearance av A og tau og fører dermed til dannelsen av nevritiske plakk og nevrofibrillære flukter [48].

2.4. Aldringsmekanisme

Sammensetningen av fettsyrer og fluiditeten til hjernemembranene endres med alderen. Flerumettede fettsyrer (PUFA) som dokosaheksaensyre (DHA, 22:6 n-3) andarakidonsyre (AA, 20:4 n{{5} }) er de mest tallrike og viktige PUFAene i hjernen og spiller en kritisk rolle i aldring og nevrodegenerasjon. Hos eldre reduseres DHA og AA i membranene i den orbitofrontale cortex. Spesifikk DHA-mangel kan skyldes en aldersrelatert reduksjon i enzymaktivitet involvert i reguleringen av DHA-syntese, opptak og sammenstilling til hjernefosfolipider (Zhang et al., 2018).

I mellomtiden er høyt forbruk av omega-3 og omega-6 PUFA gunstig for minnet til friske eldre mennesker. Denne prosessen formidles av integriteten og bevaringen av den hvite substansens mikrostruktur av fornix i hjernen (Zamroziewicz et al., 2017). Flere PUFAer som DHA og AA blir studert for utvikling av nye behandlinger mot ND og nevrodegenerasjon [49, 50].

Punicinsyre (18:3, ∆9cis, 11trans,13cis, n-5) er en lovende kandidat hvis virkningsmekanisme ennå ikke er fullstendig forstått. Den følgende delen vil referere til egenskapene og mekanismene av interesse for punicinsyre og deres potensielle sammenheng med forebygging av ND.

For more information:1950477648nn@gmail.com