Aperçu mécaniste de la neuroprotection induite par la diosmine et de l'amélioration de la mémoire dans le modèle de rat à acide intracérébroventriculaire-quinolinique : résurrection des fonctions mitochondriales et des antioxydants, partie 1

La neurodégénérescence est le dernier événement après une cascade de mécanismes pathogènes dans plusieurs troubles cérébraux conduisant à une perte cognitive et neurologique. L'acide quinolinique (AQ) est une excitotoxine dérivée de la voie métabolique du tryptophane et est impliquée dans plusieurs maladies, telles que la maladie d'Alzheimer, la maladie de Parkinson, la maladie de Huntington et la psychose.

À mesure que les gens vieillissent, la neurodégénérescence est progressivement devenue un phénomène courant. La neurodégénérescence peut avoir des effets néfastes sur les capacités physiques et mentales des personnes, notamment sur la mémoire. Cependant, nous pouvons ralentir la neurodégénérescence et améliorer la mémoire par l’action.

Premièrement, maintenir une attitude positive envers la vie peut aider à soulager la neurodégénérescence. Des études ont montré qu’un état d’esprit positif peut favoriser la croissance et la reconstruction des neurones, améliorant ainsi les fonctions cognitives des individus. Après tout, une bonne humeur a un impact positif sur la santé du cerveau.

Deuxièmement, nous pouvons améliorer la mémoire et favoriser la régénération neuronale grâce à l’exercice. Un exercice approprié peut stimuler les neurones du cerveau à établir de nouvelles connexions, améliorant ainsi les capacités cognitives et de mémoire des personnes. De plus, chez les personnes âgées, l’exercice peut également réduire l’appétit nerveux à l’origine de la neurodégénérescence, ce qui contribue à maintenir la santé du cerveau.

De plus, maintenir la diversité et le défi des activités quotidiennes est également un moyen important d’améliorer la mémoire. Les activités quotidiennes régulières et répétitives rendront les activités du cerveau très mécaniques et monotones. Au contraire, des activités diversifiées rajeunissent le cerveau et améliorent les capacités cognitives et de mémoire des personnes.

En résumé, bien que la neurodégénérescence puisse avoir des effets néfastes sur la mémoire des personnes, nous pouvons prendre des mesures correspondantes pour ralentir cet effet. La pensée positive, un exercice approprié et diverses activités peuvent améliorer la mémoire et favoriser la régénération nerveuse. Chérissons et protégeons notre cerveau pour le garder jeune et en bonne santé. On voit que nous devons améliorer la mémoire. Cistanche peut améliorer considérablement la mémoire car il peut également réguler l'équilibre des neurotransmetteurs, comme l'augmentation des niveaux d'acétylcholine et de facteurs de croissance, qui sont très importants pour la mémoire et l'apprentissage. En outre, Cistanche peut également améliorer la circulation sanguine et favoriser l'apport d'oxygène, ce qui peut garantir que le cerveau reçoive suffisamment de nutrition et d'énergie, améliorant ainsi sa vitalité et son endurance.

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La diosmine (DSM) est un flavonoïde naturel possédant des propriétés susceptibles de stopper la progression neurodégénérative. Dans des études antérieures, la suppression des radicaux libres, ainsi que les propriétés telles que les propriétés antihyperglycémiques, anti-inflammatoires et vasoactives du DSM étaient pragmatiques. Par conséquent, dans les expérimentations actuelles, l’activité neuroprotectrice du DSM a été étudiée dans le prototype de rat QA.

Le QA a été administré par voie intracérébroventriculaire (QA-ICV) chez le rat le premier jour, et le DSM (50 et 100 mg/kg, voie intrapéritonéale) a été administré du jour 1 au 21. Mémoire, démarche, fonctions sensorimotrices et biomarqueurs de mutilation oxydative. et les fonctions mitochondriales ont été évaluées dans l'ensemble du cerveau. Les résultats ont montré une détérioration significative des performances sensorimotrices, de la démarche et de la mémoire de travail et à long terme chez les rats par QA-ICV. Ces anomalies comportementales ont été significativement atténuées par le DSM (50 et 100 mg/kg) et le donépézil (médicament standard).

La diminution de la masse corporelle (g), de l'alimentation et de l'ingestion d'eau induite par le QA-ICV a également été atténuée par les traitements au DSM ou au donépézil. QA-ICV a inhibé les activités des complexes mitochondriaux I et II et a provoqué une augmentation du stress oxydatif et nitrosatif ainsi qu'une réduction des antioxydants endogènes dans le cerveau. Le DSM a amélioré les fonctions mitochondriales de manière dépendante de la dose et diminué le stress oxydatif chez les rats traités par QA-ICV. Le DSM peut être une alternative possible dans le traitement des troubles neurodégénératifs avec une pathologie sous-jacente de dysfonctionnement mitochondrial.

1. Introduction

La neurodégénérescence progressive accompagnée de déficits cognitifs et neurologiques sont les principales manifestations de plusieurs maladies cérébrales, telles que la maladie d'Alzheimer (MA), la maladie de Parkinson (PD) et la maladie de Huntington (HD).

Déclin synaptique et altération de la potentialisation à long terme en raison de la diminution de l'expression des neurotrophines (par exemple, facteurs neurotrophiques, calcineurine et facteurs de développement neuronal), d'aberrations neurochimiques (par exemple, acétylcholine, glutamate, monoamines et acide c-aminobutyrique), de neuropeptides(par exemple, ocytocine, substance P, somatostatine et orexine), et des modifications du milieu interne du cerveau entraînent une détérioration de la mémoire à court et à long terme [1].

Les voies excitatrices médiées par les récepteurs glutamatergiques sont souvent associées à la consolidation de la mémoire à long terme dans l'hippocampe et le cortex cérébral [2]. Les récepteurs comme le N-méthyl D-aspartate (NMDAR) sont un composant essentiel de la potentialisation et de la dépression de longue durée, et l'afflux de calcium via les NMDAR et les canaux calciques voltage-dépendants (Ca2+) (VGCC) renforce la synapse.

Cependant, une excitation excessive dans le cerveau aboutit à une brainatrophie via les radicaux libres, les cytokines pro-inflammatoires et l'activation des voies de mort cellulaire [3, 4].

L'acide quinolinique (AQ) est un produit de la voie kynurénine du métabolisme du tryptophane et est un ligand endogène des NMDAR [5]. Bien que le tryptophane soit obligatoire pour la biosynthèse de la sérotonine et de la tryptamine, > 95 % du tryptophane est métabolisé par la voie de la kynurénine [6]. Les métabolites de la voie de la kynurénine (par exemple, l'acide kynurénique) sont neuroactifs, y compris l'AQ, et ils sont impliqués dans la schizophrénie, la MA et la MH [7 ].

L'AQ active le système immunitaire (microglies et astrocytes), augmentant l'expression de facteurs chimiotactiques (par exemple, la protéine chimioattractante des monocytes -1, RANTES) et provoquant des radicaux libres. Une augmentation de la pénétrabilité de la barrière hémato-encéphalique (BBB) ​​empêche l'effet de protection contre l'AQ, ce qui prédispose le cerveau à un afflux excessif d'AQ. L'AQ est un inhibiteur métabolique qui en fait une puissante neurotoxine [8].

QA inhibe la monoamineoxydase-B (MAO-B), la gluconéogenèse (via la phosphoénolpyruvate carboxykinase), la créatine kinase, les complexes mitochondriaux et la respiration cellulaire, et diminue les niveaux d'ATP [9].

L'assurance qualité peut augmenter le stress oxydatif et diminuer les antioxydants de manière dépendante ou indépendante du NMDAR. L'interaction QA-Fe2+ déclenche des radicaux libres, conduisant à une peroxydation lipidique et à une mutilation de l'ADN justifiée par une recrudescence des radicaux hydroxyles, une activité poly (ADP-ribose) polymérase (PARP) et une activité lactate déshydrogénase (LDH) [10].

Les résultats cliniques ont également révélé que l'AQ est améliorée dans le cerveau, le sang et le liquide céphalo-rachidien (LCR) des patients atteints de MA et de HD [5]. Les résultats du passé indiquent que l'AQ peut induire des déficits cognitifs et d'autres anomalies comportementales chez les animaux expérimentaux [11].

Des études récentes ont révélé que les produits naturels pourraient atténuer les symptômes du dysfonctionnement cognitif et améliorer les résultats thérapeutiques dans les troubles neurodégénératifs [12, 13]. Un glycoside flavonoïde, la diosmine (3′,5,7-trihydroxy-4′-méthoxy flavone-7-rhamnoglucoside), existe fréquemment dans le péricarpe des agrumes (Rutaceae) [14].

La diosmine (DSM) se compose d'un groupe disaccharide (6-O-( -L-rhamnopyranosyl)- -D-glucopyranosyl) attaché au fragment aglycone (diosmétine) par liaison glycosidique et peut être biosynthétisé à partir de l'hespéridine.

La flore intestinale transforme le glycoside DSM en fragment aglycone, qui est ensuite rapidement absorbé par le tractus gastro-intestinal. Chez l'humain, la demi-vie du DSM est de 26 à 43 heures lorsqu'il est administré par voie orale [15].

C'est un médicament vasoactif qui améliore la microcirculation et le drainage lymphatique, et améliore la flexibilité des veines en atténuant le métabolisme de la noradrénaline par la catéchol-O-méthyl transférase. Le DSM supprime la perméabilité microvasculaire, l'extravasation des leucocytes et l'apparition de molécules d'adhésion, telles que l'ICAM-1et le VCAM-1 [14, 15].

Plusieurs études ont indiqué les propriétés du DSM en matière de fouille des radicaux libres et d'harmonisation immunitaire dans le cerveau [16, 17]. Les preuves cliniques recommandent que le DSMi soit un médicament bien toléré, sûr et non toxique [15]. En nutraceutique, le DSM (Daflon) est souvent proposé pour traiter les troubles veineux, notamment les hémorroïdes et les états hyperglycémiques.

Des découvertes antérieures indiquaient que le DSM pouvait stimuler la libération d'insuline par les cellules, le métabolisme des glucides et l'expression des transporteurs de glucose (GLUT). De plus, cela diminue les complications diabétiques [15].

Il atténue les dyslipidémies et la gluconéogenèse hépatique [16]. Dans des études antérieures, le DSM a amélioré les fonctions cognitives, atténué les symptômes de la schizophrénie et montré des effets neuroprotecteurs chez les animaux de laboratoire [16-19].

Sawmiller et coll. [20], dans une étude, ont noté une diminution de l'hyperphosphorylation de l'amyloïde et de la tau médiée par le DSM en atténuant la glycogène synthase kinase 3 dans le modèle 3 × Tg-ADmouse. Ces résultats signifient à juste titre que le DSM a le potentiel d’améliorer les dysfonctionnements cérébraux contre l’AQ. Dans cette étude, l'AQ a été utilisée pour induire la démence et d'autres déficits neurologiques chez les rats.

L'AQ peut agir comme une neurotoxine puissante qui inhibe plusieurs voies et mécanismes moléculaires dans le cerveau pour induire une neurodégénérescence progressive et une atrophie cérébrale. L'enquête contemporaine a été conçue pour explorer les résultats du DSM dans le prototype de rat QA-ICV.

2. Matériel et méthodes

2.1. Animaux expérimentaux.

.Cette recherche a été autorisée par l'IAEC en vertu du protocole no. ASCB/IAEC/14/20/145. Des rats AlbinoWistar (des deux sexes, 200 g à 250 g, âgés de 8 à 9 mois) ont été retenus dans des enceintes cuboïdales en polypropylène de taille typique sous des réglages artificiels de température (23 ± 2 degrés), des séquences d'obscurité/lumière de 12 h 12 et humidité (40 ± 10%) au sein de l'animalerie institutionnelle. Les rongeurs étaient nourris avec un aliment nourrissant standard (Ashirwad Manufacturers, Pendjab) et de l'eau purifiée à volonté.

Toutes les procédures sur les animaux sont exclusivement effectuées conformément aux directives du CPCSEA, GOI, New Delhi. Les gardiens et les manipulateurs d'animaux étaient aveugles concernant les différents schémas thérapeutiques proposés aux cohortes d'animaux.

Des essais d'investigation sur des animaux ont été exécutés, après au moins une quinzaine de jours de familiarisation. Toutes les investigations utilisant des animaux ont été effectuées entre 0900- et 1600- heures par jour.

2.2. Médicaments et produits chimiques.

La diosmine (DSM : 520-27-4), l'acide quinolinique (QA : 89-00-9) et les analytes standards ont été acquis auprès de Merck (Inde). Phosphate monosodique (NaH2PO4), hydroxyde de sodium (NaOH), phosphate dibasique de potassium (K2HPO4), nitrobluetétrazolium (NBT), méthosulfate de phénazine (5-méthylsulfate de méthylphénazinium), acide éthylènediaminetétraacétique (EDTA), albumine de sérum bovin (BSA), {{ Acide 7}}[4-(2-hydroxyéthyl)pipérazine-1-yl]éthanesulfonique (HEPES), 1,2-bis[2-[bis(carboxyméthyl) amino]éthoxy]éthane (EGTA), riboflavine, cyanure de sodium (NaCN), natriumazid (NaN3), pyrophosphate tétrasodique, peroxyde d'hydrogène (H2O2), NADH disodique (DPNH), NADPH tétrasodique (sel tétrasodique réduit de coenzyme II), acide phosphorique, Réactif au phénol de Folin et Ciocalteu (FCR) et à l'acide sulfosalicylique (5- SSA) (HiMedia Laboratories, Maharashtra, Inde); diglycine, acide acétique glacial (CH3COOH), réactif d'Ellman (3-Carboxy-4-nitrophényldisulfure, DTNB), azabenzène (C5H5N) et laurylsulfate de sodium (SLS) (LobaChemie, Mumbai, Inde) ; 4,6-Dihydroxy-2-mercaptopyrimidine (2-TBA), carbonate disodique (Na2CO3) et acétate d'iodure de (2-mercaptoéthyl)triméthylammonium (produits chimiques TCI, Inde) ; sulfate de zinc (ZnSO4), sel de Rochelle (L(+)-tartrate de potassium et de sodium), dichlorhydrate de 2-(1-naphtylamino)éthylamine, acides nitreux de sodium (NaNO2) et p-aminobenzènesulfonamide (Laboratoires SiscoResearch, Inde ); de l'alcool butylique (Fisher Scientific, Inde) a été utilisé.

2.3. Injection intracérébroventriculaire d’acide quinolinique.

Les animaux ont été soumis à une anesthésie en administrant par voie intrapéritonéale (ip) un cocktail de kétamine (90 mg/kg) et de xylazine (10 mg/kg) en utilisant de l'eau stérile pour injection. Le corps était posé en position couchée sur un coussin chauffant chaud et la tête était placée dans le support d'un instrument de chirurgie stéréotaxique. .e le cuir chevelu a été incisé au point themidsagittal, et le crâne a été découvert en rétractant la peau.

L'un des deux ventricules latéraux a été arbitrairement choisi et, dans le crâne, l'os pariétal a été percé (coordonnées stéréotaxiques -0, 8 mm antéropostérieur du bregma, ± 1,5 mm médiolatéral de la suture sagittale médiane et ± 3,6 mm dorsoventral de la surface de l'os pariétal. ) pour faire un trou de bavure [21].

Le premier jour, une solution d'acide quinolinique (QA) a été fraîchement constituée (240 nmol) dans du PBS (solution saline tamponnée Na+-K+ [PO4]2-, pH 7,4) et a été progressivement injectée à l'aide d'une microseringue Hamilton à un débit de 1 µl/minute dans le ventricule cérébral gauche ou droit des rats pendant 5 à 6 minutes avec un volume d'injection de 5 µl de véhicule ICV [22].

Après l'inoculation de la totalité du médicament, la micro-aiguille n'a pas été délogée pendant 4 à 5 minutes pour permettre la diffusivité du médicament dans le liquide céphalorachidien et contrecarrer sa régurgitation. Un volume équivalent (10 µl) de véhicule PBS a été administré par ICV à des shamrats opérés de manière identique, cependant, le QA n'a pas été injecté.

Après injections de médicaments, les trous ont été restaurés à l'aide d'un agent de scellement (phosphate de zinc, PYRAX®) et la suture de la peau a été réalisée. Pour éviter la contamination (croissance bactérienne), Neosporin® a été appliqué pro re nata.

Pour éviter la septicémie postopératoire, Orizolin (Zydus Cadila), une dose de 30 mg/kg (ip), a été administrée. Chaque rat a reçu un environnement chaud (37 ± 0,5 degrés) pour éviter l'hypothermie post-chirurgicale. Chaque rat a reçu de la nourriture semi-solide (à l'intérieur de la cage) et de l'eau gratuitement après l'opération pendant sept jours et a été hébergé discrètement dans une cage distincte (30 × 23 × 14 cm3).

2.4. Protocole expérimental. Le DSM a été injecté à des doses de 5 0 et 100 mg/kg par poids corporel (p.c.) chez des rats par voie intrapéritonéale (ip) en utilisant un véhicule de diméthylsulfoxyde à 0,5 % dans une solution saline normale (dose-volume 5 ml/kg) [17].

Les animaux ont été répartis au hasard en 5 groupes en mode simple aveugle (n=5) : (i) simulation (S), (ii) QA, (iii) QA + DSM50, (iv) QA + DSM100 et (v) QA +DNP. Les rats ont été soumis à l'administration intracérébroventriculaire de QA (QA-ICV) ou à une chirurgie simulée le 1er jour. Le DSM a été administré quotidiennement pendant 21 jours consécutifs, 120 minutes après le QA-ICV, à partir du premier jour.

Le donépézil (DNP) a été utilisé comme médicament standard dans cette étude et injecté (dose de 3 mg/kg, ip) à des rats ayant reçu une injection de QAICV pendant 21 jours successifs. Les animaux des groupes témoins et QA ont reçu un véhicule (diméthylsulfoxyde stérile de 0, 5 % dans une solution saline normale à une dose-volume de 5 ml/kg) du jour 1 au 21. L'étude entière a été réalisée selon le schéma décrit dans Graphique 1.2.5. Activité locomotrice.

Dans tous les groupes de rats, l'activité locomotrice moyenne a été documentée à l'aide d'un actophotomètre pendant 5 minutes. Un animal séparé a été placé dans l'actophotomètre pendant 3 minutes d'acclimatation. Les rats ont ensuite reçu 5 minutes et les résultats ont été exprimés en comptes toutes les 5 minutes [11].

2.6. Rotarod Test. In rodents, the rotarod test typically evaluates the equilibrium and muscle synchronization facets of sensorimotor functions. .e rats were presented to acquisition trials until their ability to run reached >60 secondes sur la tige tournant à neuf tours par minute (rpm).

Après les essais d'acquisition, un rat séparé a été positionné sur l'arbre cylindrique et la vitesse de révolution a été augmentée à un entracte constant de 10 secondes de 6 tr/min (vitesse préliminaire) à 30 tr/min (vitesse finale), s'étalant sur 50 secondes. Le temps de latence moyen (en secondes) de l'arbre cylindrique rotatif a été indiqué dans les résultats.

2.7. Analyse de l'empreinte. Le principe de l’analyse des empreintes chez le rat est d’évaluer les anomalies de la démarche.

Pour les empreintes de pas, les pattes de rat ont été immergées dans quatre colorants alimentaires non toxiques de couleurs diverses et ont été autorisées à courir sur une passerelle inclinée (70 cm × 10 cm × 8 cm). La base de la piste était entourée d'une feuille de cellulose de couleur blanche. Les rats ont été motivés vers une section ascendante sombre à l'extrémité de la piste pour obtenir des empreintes claires. Le colorant a été délicatement retiré de chaque animal en utilisant de l'eau tiède après les essais. Les empreintes de pas ont été numérisées et la « longueur de foulée » a été mesurée à l'aide d'une règle standard. La longueur de foulée a été quantifiée en calculant la distance entre les placements séquentiels de la patte du rat identique [11].

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