Crosstalk Antara Sel Neuron Dan Glial dalam Cedera Oksidatif Dan Perlindungan Saraf Bagian 1

Abstrak:

Untuk melawan stres oksidatif dan penyakit otak terkait, sistem antioksidan menyelamatkan sel-sel saraf dari stres oksidatif dengan menetralkan spesies oksigen reaktif dan menjaga regulasi genetik.

Hubungan antara stres antioksidan dan memori merupakan topik yang sangat memprihatinkan. Dalam kehidupan modern, stres dan pencemaran lingkungan yang kita hadapi memperburuk produksi radikal bebas dan stres oksidatif, yang dapat berdampak buruk pada tubuh kita, termasuk merusak otak dan ingatan kita.

Namun, kita tidak perlu khawatir dengan permasalahan ini. Para ilmuwan telah membuktikan bahwa dengan menyediakan antioksidan yang tepat, produksi radikal bebas dapat dikurangi secara efektif dan melawan stres oksidatif. Ini memberi kita cara sederhana namun efektif untuk meningkatkan daya ingat kita.

Berbagai antioksidan telah terbukti melindungi sel-sel otak dari kerusakan akibat stres oksidatif. Antioksidan ini termasuk vitamin E, vitamin C, karotenoid, selenium, dan banyak lagi. Para ilmuwan percaya bahwa ketika tubuh kita dibanjiri dengan antioksidan ini, otak kita memiliki perlindungan lebih besar terhadap serangan radikal bebas dan stres oksidatif.

Selain itu, olahraga ringan juga dapat membantu kita melawan radikal bebas dan stres oksidatif. Olahraga teratur meningkatkan asupan oksigen, meningkatkan aliran darah, dan meningkatkan kemampuan tubuh untuk memproduksi antioksidan. Proses-proses ini pada akhirnya membantu kita meningkatkan daya ingat, membuat kita lebih fokus dan mampu mengingat berbagai hal dengan lebih baik.

Terakhir, dalam kehidupan sehari-hari, pola makan kita juga harus memperhatikan kombinasinya. Kita harus memastikan bahwa kita mengonsumsi vitamin, mineral, dan serat makanan dalam jumlah yang tepat dalam makanan kita, yang membantu kita melawan radikal bebas dan stres oksidatif dengan lebih baik. Pada saat yang sama, kita harus menghindari makan makanan tinggi lemak dan terlalu banyak gula untuk menghindari produksi senyawa berbahaya lainnya.

Singkatnya, hubungan antara stres antioksidan dan memori tidak dapat dipisahkan. Kita dapat melindungi otak kita dari kerusakan stres oksidatif dan menciptakan pengalaman yang lebih baik dengan meningkatkan daya ingat melalui pola makan, olahraga, dan suplemen yang tepat. Jadi mari kita mulai dari sekarang dan mengambil tindakan aktif untuk melindungi tubuh dan ingatan kita, dan menjalani hidup yang penuh kekuatan dan vitalitas! Terlihat bahwa kita perlu meningkatkan daya ingat, dan Cistanche deserticola dapat meningkatkan daya ingat secara signifikan karena Cistanche deserticola merupakan bahan obat tradisional Tiongkok yang memiliki banyak khasiat unik, salah satunya meningkatkan daya ingat. Khasiat Cistanche deserticola berasal dari banyaknya bahan aktif yang dikandungnya, antara lain asam tanat, polisakarida, glikosida flavonoid, dll. Bahan-bahan tersebut dapat meningkatkan kesehatan otak melalui berbagai jalur.

Klik tahu 10 cara meningkatkan daya ingat

Penting untuk memahami komunikasi dan interaksi antara sel-sel otak, termasuk neuron, astrosit, dan mikroglia, untuk memahami stres oksidatif dan mekanisme antioksidan.

Di sini, peran glia dalam perlindungan neuron terhadap cedera oksidatif dan glia-neuroncrosstalk untuk mempertahankan mekanisme pertahanan antioksidan dan perlindungan otak ditinjau.

Bagian pertama dari tinjauan ini berfokus pada peran glia dalam perubahan morfologi dan fisiologis yang diperlukan untuk homeostasis otak di bawah tekanan oksidatif dan mekanisme pertahanan antioksidan. Bagian kedua berfokus pada persilangan penting antara neuron dan glia untuk keseimbangan redoks di otak untuk perlindungan terhadap stres oksidatif.

Kata Kunci: interaksi neuron-glia; astrosit; mikroglia; cedera oksidatif; perlindungan saraf.

1. Perkenalan

Otak sangat rentan terhadap kerusakan oksidatif karena tingkat aktivitas metabolisme oksidatif yang tinggi, produksi metabolit oksigen reaktif yang intens, kapasitas antioksidan yang lemah, kandungan lipid yang relatif tinggi, kebutuhan energi yang tinggi, sel-sel saraf yang tidak bereplikasi, dan rasio permukaan membran terhadap sitoplasma yang tinggi. .

Akibatnya, cedera oksidatif menginduksi penyakit neurodegeneratif [1,2]. Secara khusus, spesies oksigen reaktif (ROS) meningkatkan kerentanan terhadap kerusakan sel otak dan penurunan fungsi melalui ketidakseimbangan redoks antara agen pro-oksidan dan antioksidan, yang menginduksi pembentukan radikal bebas dan molekul reaktif lainnya. Ada beberapa penelitian tentang perlindungan saraf dan penyelamatan neuron setelah cedera oksidatif [3,4].

Untuk mengembangkan intervensi terapeutik baru dan mendiagnosis penyakit akibat cedera otak oksidatif, penting untuk memahami fungsi fisiologis sel otak dan hubungan silang di antara sel-sel tersebut. Astrosit penting untuk homeostasis otak karena memberikan nutrisi pada neuron, menjaga integritas sawar darah-otak, mengatur aktivitas sinapsis, dan memproses metabolit sel [5].

Mikroglia sangat penting karena berfungsi sebagai makrofag di otak dan cepat merespon gangguan di otak [6]. Menargetkan interaksi antara astrosit, mikroglia, dan sel otak lainnya dapat menghentikan atau membalikkan cedera oksidatif, sehingga menghasilkan perlindungan saraf.

Pendekatan diagnostik spesifik berbasis sel glial yang mendeteksi jalur sinyal sel glial menggunakan biomarker atau neuroimaging dapat mengidentifikasi individu yang berisiko mengalami disfungsi saraf jauh lebih awal dan lebih tepat, dan biomarker ini memungkinkan pemantauan perkembangan dan/atau pemulihan penyakit oksidatif.

Tinjauan ini merangkum pengetahuan terkini tentang peran fisiologis dan fungsi astrosit dan mikroglia dalam menanggapi stres oksidatif, interaksinya dengan neuron, dan kemampuan neuroprotektifnya.

2. Kerentanan Otak terhadap Stres Oksidatif

Stres oksidatif, yang dapat disebabkan oleh berbagai mekanisme, memainkan peran penting dalam kematian neuron dan disfungsi otak serta menginduksi penyakit neurodegeneratif, termasuk penyakit Alzheimer (AD), penyakit Parkinson (PD), penuaan, dan penyakit neurodegeneratif lainnya [7-9].

Otak memerlukan adenosin trifosfat (ATP) dalam jumlah besar dan mengonsumsi lebih dari 25% glukosa yang bersirkulasi dan 20% total oksigen basal (O2) untuk mempertahankan aktivitas saraf [10,11]. Namun, konsumsi glukosa dapat menyebabkan stres oksidatif dengan menonaktifkan protein melalui pembentukan produk akhir glikasi lanjut, dan pemanfaatan oksigen dapat menghasilkan ROS dan spesies nitrogen reaktif (RNS) melalui mekanisme endogen selama respirasi sel [12,13].

Produksi ROS/RNS sebagian besar terjadi selama fosforilasi oksidatif, dan peningkatan produksi radikal bebas memainkan peran penting dalam kematian neuron. Ketika produksi ROS/RNS melebihi kapasitas sistem respon antioksidan, terjadi degradasi protein ekstensif, oksidasi lipid, dan degenerasi DNA dan selanjutnya menyebabkan hilangnya neuron secara patologis dan berlebihan [14,15].

Mekanisme utama kematian sel oksidatif adalah pembentukan ROS dan disfungsi mitokondria.

Reaksi elektron tunggal menghasilkan molekul reaktif sebagai produk samping respirasi yang tidak diinginkan atau sebagai akibat dari mekanisme pertahanan yang berlebihan. ROS/RNS termasuk oksigen masuk, radikal anion superoksida, radikal hidroksil, hidrogen peroksida, nitrikoksida, dan anion peroksinitrit [16].

Molekul yang tidak stabil ini menghancurkan lipid dan protein seluler dan akibatnya mengaktifkan produksi ROS intraseluler melalui nikotinamidaadenin dinukleotida fosfat (NADPH) dan rantai transpor elektron. Melalui membran sel, NADPH digunakan sebagai donor elektron untuk transfer elektron dan, pada akhirnya, oksigen molekuler direduksi menjadi ROS [17].

Mitokondria adalah tempat utama produksi ROS intraseluler dan target cedera yang disebabkan oleh ROS. Transfer elektron yang lambat selama rantai pernafasan meningkatkan produksi ROS dan merusak sistem antioksidan secara serius [18]. Mekanisme sekunder kematian sel melalui produksi ROS adalah eksitotoksisitas, metabolisme zat besi, sitokin, piroptosis, dan nekroptosis.

Pelepasan glutamat yang berlebihan dan masuknya Ca2+ menyebabkan kelebihan kalsium di neuron dan gangguan homeostasis Ca2+ intraseluler, yang dapat meningkatkan eksitotoksisitas dengan menyebabkan produksi ROS [19]. Stres oksidatif yang bergantung pada zat besi juga menyebabkan penurunan fungsi otak. Ketika kelebihan zat besi membebani sistem detoksifikasi sel, kandungan zat besi (terutama Fe2+) meningkat dan mendorong konversi H2O2 menjadi •OH melalui reaksi Fenton, sehingga memperkuat stres oksidatif [20].

Sel inflamasi, faktor imun, dan kemokin dapat melepaskan senyawa berbahaya dan sitokin yang memperburuk stres oksidatif dan merusak neuron. Mikroglia, yang penting untuk stabilitas redoks, mengaktifkan enzim NADPH oksidase (NOX) dan nitric oxide synthase (NOS), yang menyebabkan peningkatan produksi ROS danRNS [21,22]. Astrosit merangsang aktivasi dan proliferasi mikroglia, yang menghasilkan banyak mediator inflamasi di otak. Piroptosis adalah jenis lain dari kematian sel terprogram inflamasi.

Jalur pensinyalan inflamasi yang mengandung leucine-rich-repeat (NLR) pyrin-domain-containing3 (NLRP3) yang menginduksi pirolisis sel dipicu oleh pembentukan ROS selama cedera otak (23). Aktivasi inflamasi NLRP3 pada astrosit dan mikroglia menginduksi respon inflamasi dan kematian neuron [24]. Akumulasi ROS intraseluler dapat mengubah protein, glukosa, lipid, dan asam nukleat sehingga menyebabkan disfungsi sel dan kematian.

Nekroptosis yang diinduksi faktor nekrosis tumor (TNF) (nekrosis terprogram) juga dapat menyebabkan pembentukan ROS [25]. Mekanisme patofisiologi kematian sel akibat stres oksidatif dijelaskan pada Gambar 1.

For more information:1950477648nn@gmail.com