Crosstalk Antara Sel Neuron Dan Glial dalam Cedera Oksidatif Dan Perlindungan Saraf Bagian 4

Respons antioksidan diferensial dari neuron dan astrosit dihasilkan dari ekspresi astrositik preferensial Nrf2, sebuah faktor transkripsi yang sensitif terhadap redoks.

Astrosit adalah sel non-saraf yang paling umum di sistem saraf pusat manusia. Mereka memiliki fungsi berbeda, terutama terkait dengan suplai energi sel saraf dan menjaga keseimbangan lingkungan saraf. Sel-sel ini berperan penting dalam permulaan banyak penyakit saraf, seperti penyakit Alzheimer, penyakit Parkinson dan multiple sclerosis, serta dalam fase perbaikan setelah kerusakan saraf. Namun, peran penting lainnya yang dimainkan oleh astrosit adalah peran penting mereka dalam pemeliharaan memori.

Para ilmuwan telah menemukan bahwa astrosit lebih berpengaruh daripada yang diperkirakan sebelumnya, memainkan peran penting dalam memori, pembelajaran, dan neuroplastisitas. Selama proses pembelajaran, komunikasi antar neuron diperkuat, dan astrosit melepaskan pembawa pesan kimia yang disebut neuronal serotonin, yang dapat memperkuat komunikasi antar neuron, sehingga meningkatkan daya ingat dan kemampuan belajar. Selain itu, astrosit juga melindungi kesehatan neuron dengan menelan limbah dan sel-sel mati yang diproduksi di sekitarnya, sehingga meningkatkan vitalitas dan fungsi otak secara keseluruhan.

Selain manfaat pembelajaran dan memori, astrosit memiliki manfaat lain. Misalnya, mereka dapat menjaga kesehatan otak, sehingga terhindar dari timbulnya penyakit seperti penyakit Parkinson dan penyakit Alzheimer. Selain itu, mereka dapat memperkuat fungsi sistem kekebalan tubuh manusia, sehingga membantu tubuh melawan penyakit dan respons peradangan dengan lebih efektif.

Kesimpulannya, astrosit berperan penting dalam menjaga kesehatan otak dan kemampuan memori. Tak hanya itu, sel ajaib tersebut memiliki banyak potensi manfaat yang layak untuk diteliti lebih lanjut. Hal ini menunjukkan pentingnya hal ini dan, oleh karena itu, menjaga astrosit di otak tetap sehat dan aktif sangat penting untuk kesehatan jangka panjang kita. 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 berbagai 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

Nrf2-AREmerupakan jalur penting untuk regulasi mekanisme pertahanan antioksidan karena jalur ini mengatur ekspresi enzim detoksifikasi fase II dan gen antioksidan [127].

Kerentanan neuron yang lebih tinggi terhadap ROS disebabkan oleh destabilisasi dan degradasi berkelanjutan dari aktivator transkripsional antioksidan Nrf2, yang mengatur sistem GSH, sistem tioredoksin, dan SOD [128,129].

Nrf2 lebih stabil pada astrosit; dengan demikian, mereka membuang ROS di sistem saraf. Induksi Nrf2 dari glutamat sistein ligase (GCL) meningkatkan sintesis GSH di astrosit, dan prekursor GSH kemudian diekspor ke media ekstraseluler [130].

Selain itu, Nrf2-menginduksi sintesis GSH pada astrosit yang digunakan untuk mengisi kembali GSH neuron melalui antar-jemput astrosit-neuron. Molekul yang diinduksi Nrf2-, seperti enzim terkait GSH dan metallothionein, lebih banyak diekspresikan pada astrosit dibandingkan pada neuron, menunjukkan bahwa aktivasi Nrf2 pada astrosit melindungi neuron dari stres oksidatif [131,132].

Mikroglia menunjukkan fenotipe survei melalui crosstalk dinamis antara mikroglia dan neuron di otak yang sehat (133). Mikroglia M1 meningkatkan peradangan dengan memproduksi sitokin proinflamasi dan menginduksi aktivitas NO sintase.

Mikroglia M2 mengatur fungsi kekebalan dan mendorong perbaikan dengan mengeluarkan sitokin anti-inflamasi [134,135].

Fungsi regulator redoks pada mikroglia masih belum jelas, namun banyak protein antioksidan yang terkait dengan peradangan melalui mikroglia fungsional. Dalam crosstalk antara mikroglia dan neuron yang dijelaskan pada Gambar 3, ekspresi protein antioksidan klasik dikendalikan oleh Nrf2 dalam mikroglia [6]. Defisiensi Nrf2 memperburuk gangguan kognitif dan mikrogliosis reaktif pada pengobatan LPS in vivo (136).

Heme oksigenase-1 (HO-1), suatu enzim antioksidan yang diregulasi oleh Nrf2, menghambat aktivasi NOX2 setelah stimulasi dengan LPS [137]. HO-1, yang dapat memfasilitasi pelemahan sinyal TLR4 dengan penghambatan NOX, bertanggung jawab atas konversi heme menjadi biliverdin dan karbon monoksida dan berfungsi sebagai enzim antioksidan [138]. Ekspresi berlebih H2O-1 dalam mikroglia mengurangi akumulasi zat besi neurotoksik pada tikus tua [139].

Penghapusan genetik protein spesifik mikroglial dan gangguan mekanistik aktivitas saraf melalui manipulasi mikroglia menunjukkan bahwa mikroglia memodulasi aktivitas saraf. Fraktalkin (FKN) sebagian besar diekspresikan di SSP dan terlokalisasi pada sel saraf.

Reseptor FKN (CX3CR1) secara eksklusif diekspresikan dalam mikroglia dan neuron dan merupakan sumbu sinyal yang menarik untuk komunikasi antara mikroglia dan neuron [69,140]. Defisiensi CX3CR1 dikaitkan dengan gangguan neurogenesis dan konektivitas saraf (141).

DAP12 adalah protein spesifik mikroglia lain yang terjadi sebagai akibat dari perubahan kandungan reseptor glutamat di sinaps melalui BDNF mikroglial (142). Dalam neurotransmisi dengan manipulasi spesifik mikroglia, media yang dikondisikan mikroglia meningkatkan potensi dan arus postsinaptik rangsang dalam kultur sel yang terdisosiasi (143).

Penghambatan aktivasi mikroglial oleh minocycline mengurangi kematian sel saraf dan kejang berulang spontan pada model ratlithium-pilocarpine [144].

6. Kesimpulan

Neuron, yang memiliki kebutuhan energi tinggi, terlibat dalam metabolisme dan redoks crosstalk dengan sel-sel di sekitarnya untuk fungsi otak normal. Glia memainkan peran penting dalam kebutuhan redoks dan metabolik neuron untuk transmisi saraf dan kelangsungan hidup.

Beberapa penelitian sebelumnya telah menunjukkan aspek molekuler dan seluler dari penggabungan glial-neuronal ini dan telah menggunakan terapi antioksidan untuk memperlambat perkembangan degenerasi saraf [139,145–147].

Kami meninjau sistem oksidan dan antioksidan yang diaktifkan karena pensinyalan redoks parakrin dan peran penting crosstalk neuron-glia terhadap stres oksidatif di SSP, di mana ruang ekstraseluler dan jarak ke sel atau struktur sel tetangga sangat terbatas.

Sel glial menunjukkan perubahan morfologi dan molekuler sebagai respons terhadap cedera oksidatif dan mengatur aktivitas saraf dalam kondisi ini. Komunikasi neuron-glia ini memainkan peran penting dalam kondisi oksidatif dengan menunda degenerasi saraf dan neurogenesis menyimpang melalui mekanisme penyeimbangan redoks.

Kontribusi Penulis:

Semua penulis berkontribusi besar. KHL merancang dan menyusun naskahnya. MC membantu penyusunan naskah dan penyusunan gambar. BHL mengawasi keseluruhan proyek dan menyiapkan draf naskah. Semua penulis telah membaca dan menyetujui versi naskah yang diterbitkan.

Pendanaan:

Pekerjaan ini didukung oleh Basic Science Research Program melalui hibah National ResearchFoundation of Korea (NRF) yang didanai oleh pemerintah Korea (MSIT) (NRF-2016R1D1A3B2008194,NRF-2020R1A2C3008481).

Referensi

1. Jiang, T.; Matahari, Q.; Chen, S. Stres oksidatif: Patogenesis utama dan target terapi potensial agen antioksidan pada penyakit Parkinson dan penyakit Alzheimer. Prog. Neurobiol. 2016, 147, 1–19. [Referensi Silang]

2. Lee, KH; Cha, M.; Lee, BH Efek neuroprotektif antioksidan di otak. Int. J.Mol. Sains. 2020, 21, 7152. [Referensi Silang]

3. Lee, BH Neuroprotection: Penyelamatan dari kematian neuron di otak. Int. J.Mol. Sains. 2021, 22, 5525. [CrossRef] [PubMed]

4. Tanioka, M.; Taman, Minggu; Taman, J.; Lee, JE; Lee, BH Emulsi lipid meningkatkan pemulihan fungsional pada model hewan stroke.Int. J.Mol. Sains. 2020, 21, 7373. [Ref Silang] [PubMed]

5. Chen, Y.; Qin, C.; Huang, J.; Tang, X.; Liu, C.; Huang, K.; Xu, J.; Guo, G.; Tong, A.; Zhou, L. Peran astrosit dalam stres oksidatif sistem saraf pusat: Sebuah berkah campuran. Proliferasi Sel. 2020, 53, e12781. [Referensi Silang]

6. Simpson, DSA; Oliver, PL ROS Generasi di mikroglia: Memahami stres oksidatif dan peradangan pada penyakit neurodegeneratif. Antioksidan 2020, 9, 743. [CrossRef]

7. Li, J.; Wuliji, O.; Li, W.; Jiang, Z.-G.; Ghanbari, HA Stres oksidatif dan gangguan neurodegeneratif. Int. J.Mol. Sains. 2013, 14,24438–24475. [Referensi Silang]

8. Niedzielska, E.; Smaga, aku.; Gawlik, M.; Moniczewski, A.; Stankowicz, P.; Pera, J.; Filip, M. Stres oksidatif pada penyakit neurodegeneratif. mol. Neurobiol. 2016, 53, 4094–4125. [Ref Silang] [PubMed]

9. Rao, A.; Balachandran, B. Peran stres oksidatif dan antioksidan dalam penyakit neurodegeneratif. Nutrisi. ilmu saraf. 2002, 5, 291–309.[Referensi Silang]

10. Bauernfeind, AL; Menggonggong, SK; Duka, T.; Grossman, LI; Hof, Humas; Sherwood, CC Glikolisis aerobik di otak primata: Mempertimbangkan kembali implikasinya terhadap pertumbuhan dan pemeliharaan. Struktur Otak. Fungsi. 2013, 219, 1149–1167. [Referensi Silang]

11. Cobley, JN; Fiorello, ML; Bailey, DM 13 alasan mengapa otak rentan terhadap stres oksidatif. Biol Redoks. 2018, 15, 490–503.[Referensi Silang]

For more information:1950477648nn@gmail.com