Epigallocationchin‑3‑Gallate Memperbaiki Akumulasi dan Apoptosis Besi Serta Meningkatkan Regenerasi Neuron Dan Fungsi Memori/Kognitif di Hipokampus yang Diinduksi Oleh Paparan Lingkungan Hipoksia Ketinggian Tinggi yang Kronis

Abstrak

Kami bertujuan untuk mengeksplorasi efek perlindungan dan mekanisme pengobatan potensial Epigallocationchin-3-gallate (EGCG) pada model hewan yang terpapar kronis di lingkungan hipoksia ketinggian (HAH) alami. Perubahan perilaku dinilai dengan tes labirin air Morris. Akumulasi zat besi di hipokampus dideteksi dengan menggunakan pewarnaan Perl yang ditingkatkan DAB, MRI, qPCR, dan kolorimetri. Stres oksidatif (malondialdehyde, MDA), apoptosis (Caspase-3), dan regenerasi saraf (faktor neurotropik yang diturunkan dari otak, BDNF) dideteksi dengan menggunakan ELISA dan western blotting. Perubahan ultrastruktur saraf dievaluasi dengan mikroskop elektron transmisi (TEM).

Hubungan antara apoptosis dan memori selalu menjadi salah satu topik hangat para ahli saraf. Apoptosis mengacu pada proses kematian sel secara teratur melalui serangkaian mekanisme pengaturan internal. Dalam keadaan normal, apoptosis sel tidak membahayakan tubuh manusia, namun membantu menjaga kesehatan. Namun pada kondisi patologis tertentu, apoptosis yang tidak terkontrol dapat memicu terjadinya berbagai penyakit.

Pada saat yang sama, memori juga terbukti berkaitan erat dengan apoptosis sel. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa apoptosis yang tepat memainkan peran penting dalam pembentukan dan konsolidasi memori. Hubungan ini mengikuti aturan sederhana: beberapa neuron yang tidak diperlukan atau kadaluwarsa dibersihkan melalui apoptosis, menciptakan lebih banyak ruang dan sumber daya untuk pembentukan neuron baru dan penyimpanan memori. Selain itu, apoptosis yang tepat juga dapat melindungi neuron dari kerusakan dengan menghilangkan protein toksik pada neuron.

Namun jika terjadi apoptosis yang berlebihan atau tidak mencukupi akan mempengaruhi fungsi normal memori. Apoptosis yang berlebihan dapat menyebabkan hilangnya neuron secara berlebihan, sehingga menyebabkan hilangnya memori. Di sisi lain, jika apoptosis tidak cukup untuk membersihkan neuron dan sel yang tidak diperlukan, sel-sel ini akan mengonsumsi terlalu banyak ruang dan sumber daya yang terbatas, yang juga dapat menyebabkan penurunan daya ingat. Oleh karena itu, penting untuk menghindari apoptosis yang berlebihan atau tidak mencukupi sambil mempertahankan tingkat apoptosis yang normal.

Apoptosis adalah proses biologis yang kompleks dengan banyak faktor yang mempengaruhi. Meskipun hubungannya dengan ingatan belum sepenuhnya dipahami, fenomena ini memungkinkan kita memperoleh pemahaman lebih dalam tentang sistem saraf dan membuka jalan baru untuk meningkatkan ingatan. Singkatnya, menguasai apoptosis yang tepat sangat penting untuk kesehatan memori. Terlihat bahwa kita perlu meningkatkan daya ingat kita. 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 daging cincang berasal dari berbagai bahan aktif yang dikandungnya, antara lain asam, polisakarida, flavonoid, dll. Bahan-bahan tersebut dapat meningkatkan kesehatan otak dengan berbagai cara.

Klik tahu cara meningkatkan fungsi otak

Hasil penelitian menunjukkan bahwa kinerja belajar dan memori tikus mengalami penurunan ketika terpapar lingkungan HAH. Hal ini diikuti oleh akumulasi zat besi, metabolisme zat besi yang tidak berfungsi, penurunan BDNF, dan peningkatan regulasi MDA dan Caspase-3. TEM mengkonfirmasi perubahan ultrastruktural pada neuron dan mitokondria. EGCG mengurangi gangguan kognitif yang disebabkan oleh HAH, pengendapan zat besi, stres oksidatif, dan apoptosis serta meningkatkan regenerasi saraf terhadap cedera saraf kronis yang dimediasi oleh HAH.

Kata kunci
Ketinggian tinggi · Hipoksia · Pemetaan kerentanan kuantitatif · Akumulasi zat besi · Intervensi obat.

Perkenalan
Aktivitas manusia di daerah dataran tinggi (lebih dari 3000 m) akhir-akhir ini meningkat secara signifikan [1]. Di antara 140 juta orang di seluruh dunia yang tinggal secara permanen di dataran tinggi [2, 3] dan lainnya untuk tujuan wisata atau mempertahankan perbatasan, 5–10% berisiko terkena penyakit gunung kronis yang ditandai dengan eritrositosis berlebihan dan hipoksemia parah [4, 5] . Otak, sebagai salah satu organ yang paling banyak mengonsumsi oksigen, sensitif terhadap hipoksia [6]. Selain itu, hipoksia ketinggian (HAH) sangat mengganggu integritas struktural neuron utama dan morfologi mitokondria di hipokampus [7]. Gejala yang disebabkan oleh paparan kronis terhadap lingkungan HAH termasuk sakit kepala, pusing, gangguan tidur, kelelahan, dan kurangnya konsentrasi mental [5, 8, 9]. Lebih lanjut, HAH juga dapat memicu disfungsi neurokognitif seperti pembelajaran spasial, memori, dan suasana hati [10]. Pengobatan cedera saraf yang disebabkan oleh HAH telah menjadi fokus perhatian di bidang kedokteran dataran tinggi [11, 12].

Menemukan formulasi yang sesuai untuk pencegahan cedera otak akibat HAH sangatlah penting. Daun teh hijau mengandung (−)-epigallocationchin-3-gallate (EGCG) (50–60%), (−)-epigallocationchin (EGC) (15–20%), (−)-epicatechin-3- gallate (EKG) (10–15%) dan (−)-epicatechin (EC) (5–10%) [13, 14]. EGCG, yang dilaporkan lebih melimpah pada daun teh hijau (7,1 g per 100 g) dibandingkan teh oolong (3,4 g per 100 g) dan daun teh hitam (1,1 g per 100 g) [15], memiliki sifat antioksidan yang kuat karena ke delapan gugus hidroksil dan dua gugus trifenolik dalam struktur dasarnya [16, 17]. Selain itu, telah dibuktikan mampu melewati sawar darah-otak dan mencapai parenkim otak pada penelitian pada hewan [18, 19]. Ada beberapa laporan mengenai mekanisme neuroprotektif EGCG seperti sifat khelasi logam, penekanan stres oksidatif, inflamasi, apoptosis, dan percepatan regenerasi saraf [20-22]. Zhang dkk. meninjau efek EGCG pada banyak penyakit dan menunjukkan bahwa EGCG melindungi sel-sel saraf dengan menginduksi autophagy. Mereka juga menyimpulkan bahwa sifat anti-inflamasi dan antioksidan dari EGCG sangat penting untuk peran protektifnya dalam penyakit sistem saraf pusat [23].

Namun, hanya sedikit penelitian yang melaporkan efek neuroprotektif EGCG terhadap cedera saraf kronis yang dimediasi HAH. Untuk mengisi kesenjangan ini, dalam penelitian ini, kami membuat model tikus dengan paparan kronis terhadap lingkungan HAH alami dalam upaya untuk memverifikasi potensi mekanisme pengobatan EGCG. Selain itu, kami menggunakan pemetaan kerentanan kuantitatif (QSM), dengan MRI gradien-gema pada 7 T, yang dapat mengatasi efek nonlokal dari medan magnet dan menyediakan mekanisme kontras untuk jaringan in vivo, untuk mengukur kandungan zat besi otak [24].
Bahan dan metode

Hewan

Sebanyak 120 tikus Sprague–Dawley jantan dengan berat 130–150 g diperoleh dari Chengdu Dashuo Laboratory Animal Co., Ltd. Mereka dipelihara di kandang hewan pada suhu 18–22 derajat dalam siklus terang/gelap 12 jam dengan makanan dan air disediakan secara ad libitum. Semua prosedur yang dilakukan pada hewan telah disetujui oleh Komite Perawatan dan Penggunaan Hewan Rumah Sakit Tiongkok Barat.

Desain Studi

Tikus diacak dan dibagi menjadi empat kelompok. Tikus pada kelompok hipoksia dan kelompok h-EGCG diberi makan dan ditempatkan di Yushu, China pada ketinggian 4500 m. Tikus pada kelompok ketinggian normal (kelompok n) dan kelompok n-EGCG diberi makan di Chengdu, Cina pada ketinggian 500 m. Tikus-tikus tersebut diberi pakan normal selama satu bulan, dilanjutkan dengan perlakuan berbeda. (1) Kelompok hipoksia: tikus disuntik secara intraperitoneal setiap hari dengan garam fisiologis (0,9%) selama satu bulan. (2) kelompok h-EGCG: tikus disuntik secara intraperitoneal setiap hari dengan 50 mg/kg EGCG (kemurnian, 98%; Cas, 989-51-5; Sigma-Aldrich; disimpan pada suhu 4 derajat ) selama satu bulan. (3) kelompok n: tikus disuntik secara intraperitoneal setiap hari dengan garam fisiologis (0,9%) selama satu bulan. (4) Kelompok n-EGCG: tikus disuntik secara intraperitoneal setiap hari dengan 50 mg/kg EGCG selama satu bulan.

EGCG (5 mg/mL) dilarutkan dalam air dengan perbandingan 1:1. Volume yang disuntikkan pada tikus ditentukan oleh berat tikus yang mencapai jumlah suntikan akhir 50 mg/kg. Setelah perlakuan tersebut, beberapa tikus digunakan untuk uji labirin air Morris (n=10 untuk setiap kelompok), dan analisis MRI otak (n=10 untuk setiap kelompok). Beberapa tikus lain dikorbankan dan jaringan otak dikumpulkan untuk pewarnaan Perls yang ditingkatkan DAB (n=3 untuk setiap kelompok), untuk Western blotting, penilaian biokimia, dan pengujian qPCR (n=6 untuk setiap kelompok) , dan uji mikroskop elektron transmisi (n=1 untuk setiap kelompok).

Eksperimen Perilaku

Labirin air Morris (MWM) dilakukan seperti yang dijelaskan sebelumnya untuk menganalisis pembelajaran dan memori tikus [25], dilakukan di lokasi yang sama di mana tikus ditempatkan. MWM terdiri dari kolam baja bundar (diameter 160 cm, tinggi 60 cm, dan kedalaman 31 cm) yang diisi air setinggi 1 cm di atas puncak platform (diameter 10 cm dan kedalaman 30 cm). ). Suhu air dipertahankan pada 22±2 derajat dan diburamkan dengan tinta hitam cemerlang. Platform tersebut dipasang di salah satu dari empat kuadran yang disiapkan selama pelatihan selama empat hari berturut-turut. Uji coba berakhir setelah tikus mencapai peron. Latensi pelarian dicatat. Jika tikus gagal mencapai platform dalam waktu 60 detik, mereka kemudian dipandu secara manual ke platform dan dibiarkan tetap berada di sana selama 15 detik. Pada hari kelima, setelah platform dilepas, tikus memasuki kuadran yang berlawanan dengan platform semula. Selanjutnya, jumlah penyeberangan platform dan jalur pergerakan dicatat dalam waktu 60 detik.

Protokol MRI

QSM dievaluasi dengan MRI, yang telah dilaporkan dalam penelitian sebelumnya [26].MRI dilakukan pada pemindai 7 Tesla (BioSpec 70/30, Bruker, Jerman). Urutan multi-gema gradien-recall echo (GRE) tiga dimensi (3D) digunakan untuk QSM. Parameter eksperimen ditetapkan sebagai berikut: waktu pengulangan (TR)=60 ms, sudut fip=15 derajat, ketebalan irisan=23 mm, ukuran matriks akuisisi=256×256, bidang jarak pandang (FOV)=32 mm×32 mm, waktu gema dari gema pertama (TE1)=5 ms, jarak gema (ΔTE)=5.77 ms, jumlah gema{{19 }}, dan bandwidth=50 kHz. Gambar magnitudo dan fase disimpan untuk rekonstruksi QSM. Ada tiga langkah dalam algoritma pemetaan QSM yang dilakukan dengan MATLAB R2014a (The Math Works, Natick, MA), membuka bungkusan fase yang dibungkus, menghilangkan bidang latar belakang, dan membuat peta kerentanan dari bidang jaringan.

Persiapan Jaringan

Tikus di masing-masing kelompok diberikan 10% kloral hidrat secara intraperitoneal untuk anestesi dalam (1,5 mg/kg) dan kemudian diperfusi secara transkardial dengan larutan garam dingin (kira-kira 30 menit) dengan pompa peristaltik (BT100-2 J, LongerPump, Shanghai, Tiongkok). Untuk pewarnaan Perls yang ditingkatkan DAB, otak dibedah dan difiksasi dalam paraformaldehyde 2,5% semalaman pada suhu 4 derajat. Keesokan harinya, bagian mahkota diambil dari hipokampus untuk pewarnaan. Untuk penentuan lain selain imunohistokimia, hipokampus dikupas dengan cepat di atas es dan disimpan pada suhu 80 derajat.

Pewarnaan Perls yang Ditingkatkan DAB

Pewarnaan Perls yang ditingkatkan DAB digunakan untuk mendeteksi akumulasi besi seluler [27]. Bagian jaringan otak direndam dalam air suling selama 3 menit dan kemudian diinkubasi dengan larutan Perls yang baru disiapkan (2% kalium ferrocyanide/2% asam klorida) selama 30 menit, diikuti dengan larutan buffer fosfat (PBS) mencuci. Aktivitas peroksidase endogen diblokir dengan larutan hidrogen peroksida 0,3% dalam metanol selama 15 menit, diikuti dengan 3 kali pencucian dalam PBS. Sinyal dikembangkan dengan inkubasi selama 3 menit dalam 3,3-diaminobenzidine (DAB) dan hematoxylin (Sigma-Aldrich) digunakan untuk counterstaining.

Penilaian Biokimia

Hipokampus diisolasi dan diaduk secara merata untuk mendapatkan 10% homogenat yang kemudian disentrifugasi pada 30,000–40,000 RPM selama 10 menit untuk mendapatkan supernatan untuk memperkirakan besi hipokampus dengan kit kolorimetri (E-BCK139S, Elabscience, Wuhan, China), dan malondialdehyde (MDA) terdeteksi dalam supernatan dengan menggunakan kit ELISA (Elabscience, Wuhan, China).

Blot Barat

Konsentrasi protein ditentukan dengan menggunakan alat uji asam bicinchoninic (BCA, Biosharp, Beijing, China). Protein dipisahkan oleh 12% SDS-PAGE dan kemudian dipindahkan ke membran polivinilidena fluorida (PVDF). Yang terakhir diblokir selama 2 jam pada suhu kamar dalam susu bubuk skim 5% yang diencerkan dengan buffer dan kemudian diinkubasi dengan antibodi primer semalaman pada suhu 4 derajat, termasuk caspase anti-belah kelinci-3 (1:1000 , Affinity Biosciences, Jiangsu, Tiongkok), faktor neurotropik turunan otak kelinci (BDNF) (1:1000, Affinity Biosciences, Jiangsu, Tiongkok) dan kelinci anti-Actin (1:5000, Affinity Biosciences, Jiangsu, Tiongkok). Keesokan harinya, membran dicuci tiga kali dengan TBST selama 5 menit setiap kali, dan kemudian diinkubasi dengan larutan antibodi sekunder anti-kelinci kambing berlabel HRP (1:10.000, Servicebio, Wuhan, Cina) selama 1 jam, dan dicuci. tiga kali selama 5 menit.

PCR Kuantitatif Waktu Nyata

Kit Isolasi RNA Total Hewan (Foregene), 5×All-In-One MasterMix (dengan kit Penghapusan DNA Genomik AccuRT) (abm), dan EvaGreen Express2×qPCR MasterMix-No Dye (abm) digunakan sesuai instruksi pabrik. Pasangan primer spesifik adalah sebagai berikut: Fpn, primer maju, 5ʹ-CACCACAGGATATGCTTACAC TCAGG-3ʹ; primer terbalik, 5ʹ-GAGAACAGACCAGTC CGAACAAGG-3ʹ; b-aktin, primer maju, 5ʹ-TGTCAC CAACTGGGACGATA-3ʹ; primer terbalik: 5ʹ-GGGGTG TTGAAGGTCTCAAA-3ʹ. Tingkat Fpn mRNA setiap sampel dinormalisasi dengan tingkat b-aktin mRNA.

Mikroskop Elektron Transmisi (TEM)

Hippocampi difiksasi dalam cairan stasioner mikroskop elektron glutaraldehid 2,5% dan kemudian didehidrasi dalam larutan aseton dengan konsentrasi yang meningkat dan ditanamkan dengan Epox 812. Kemudian, bagian tersebut diwarnai dengan uranil asetat dan timbal sitrat. Gambar ultrastruktural di bidang CA3 hipokampus kemudian ditangkap dengan mikroskop elektron transmisi (TEM) dengan JEM-1400-FLASH (JEOL, Tokyo, Jepang).

Metode Statistik

Data disajikan sebagai mean standar deviasi (SD). Variabel yang memenuhi kondisi uji parametrik dievaluasi dengan menggunakan uji-t Welch, analisis varians pengukuran berulang satu arah atau dua arah (ANOVA), diikuti dengan uji perbandingan berganda Tukey. Variabel-variabel yang tidak memenuhi syarat uji parametrik dievaluasi dengan menggunakan uji Mann-Whitney U, uji Kruskal-Wallis, atau Welch dan Brown-Forsythe ANOVA. Nilai P<0.05 was considered statistically significant. Statistical analysis and figures were obtained by GraphPad Prism Version 9.0 (GraphPad Software, CA, USA).

Hasil

Pengaruh EGCG terhadap Pembelajaran dan Memori pada Tikus yang Terkena HAH Kronis

Untuk memverifikasi apakah EGCG berpengaruh pada pembelajaran spasial dan kinerja memori tikus yang terpapar HAH kronis, tes MWM dilakukan. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1A, jumlah penyeberangan platform oleh kelompok hipoksia menurun secara signifikan (P< 0.001, vs. the n group). The treatment of EGCG did not affect the number of crossings of rats in either the normal altitude group (n group vs. n-EGCG group, P>{{0}}.05) atau kelompok HAH (kelompok hipoksia vs. kelompok h-EGCG, P > 0,05). Selanjutnya, latensi pelarian dihitung sebagai waktu yang dibutuhkan tikus untuk mencapai platform tersembunyi (Gbr. 1B). Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada hari kedua hingga keempat pelatihan, escape latency tikus kelompok hipoksia meningkat secara signifikan (semua nilai P<0.01, vs. the n group). Moreover, the h-EGCG group showed reduced escape latency than that in the hypoxia group (all P values<0.05). Also, the swimming speed and distance in MWM were measured. No significant difference was found among these four groups at different time points (All P values>0.05, Gambar 1C). Kemudian ditemukan bahwa kecepatan berenang tikus pada kelompok hipoksia berkurang jika dibandingkan dengan kelompok n pada hari kedua dan hari ketiga (semua nilai P<0.01, Fig. 1D). Also, the swimming speed of rats in h-EGCG group was higher than that in hypoxia group (all P values<0.05, Fig. 1D).

Pewarnaan Perls yang Ditingkatkan DAB

Setelah 8 minggu paparan HAH kronis, zat besi meningkat secara signifikan di area CA1 dan CA3 di hipokampus otak dibandingkan dengan kelompok n (Semua nilai P<0.01). After EGCG intervention, iron accumulation in CA3 and CA1 of the hippocampus was reduced compared to that of the hypoxia group (P<0.0001, P<0.001, respectively; Fig. 2).

Perubahan Kerentanan Magnetik di Daerah Hipokampus

Nilai kerentanan di hipokampus meningkat secara signifikan setelah paparan HAH dibandingkan dengan kelompok n (P<0.0001, Fig. 3A). After EGCG intervention, the values decreased compared to those of the hypoxia group (P<0. 0001, Fig. 3A).

Pengaruh EGCG terhadap Stres Oksidatif Hipokampus, Zat Besi, dan Fpn
Dibandingkan dengan kelompok n, kandungan MDA dan zat besi pada kelompok hipoksia meningkat (P<0.05, Fig. 3B, C). EGCG treatment reduced the levels of MDA and iron, indicating that alleviation of oxidative stress may facilitate EGCG to play a protective role in chronic HAH-induced brain injury in rats. To understand the mechanisms by which brain iron contents were changed by HAH, we further examined the mRNA expression of hippocampal Fpn and found that the Fpn decreased in the hypoxia group and increased in the h-EGCG group (P < 0.01, P < 0.05, respectively, Fig. 3D).

Hasil Western Blotting

Kami menilai efek EGCG pada tingkat Caspase{{0}} dan BDNF. Analisis Western blotting (WB) menunjukkan ekspresi Caspase-3 yang lebih tinggi dan ekspresi BDNF yang lebih rendah di hipokampus kelompok hipoksia dibandingkan pada kelompok n (semua nilai P <0,0001, Gambar 4). Selain itu, pengobatan EGCG menurunkan kadar Caspase-3 dan meningkatkan kadar BDNF (semua nilai P<0.0001, Fig. 4).

Perubahan Ultrastruktural Saraf

Setelah 2 bulan paparan HAH kronis, mitokondria di CA3 hipokampus kelompok hipoksia menjadi bengkak karena berkurangnya atau rusaknya punggung bukit. Selain itu, tikus kelompok hipoksia menunjukkan kromatin inti terkondensasi, penyusutan inti, pembengkakan retikulum endoplasma tingkat tinggi, peningkatan lisosom, dan peningkatan kerapatan elektron. Setelah pengobatan dengan EGCG, pembengkakan mitokondria, pembubaran kristal mitokondria, dan kerapatan elektron menurun secara nyata dibandingkan dengan kelompok hipoksia (Gambar 5).

Diskusi

Dalam penelitian ini, kami menemukan bahwa pengobatan dengan EGCG secara substansial meningkatkan kemampuan belajar, memori, dan eksplorasi spasial tikus kelompok hipoksia dan mengurangi cedera saraf hipokampus yang disebabkan oleh paparan kronis terhadap lingkungan HAH. Selain itu, kami juga menemukan bahwa, meskipun terjadi peningkatan signifikan pada semua indikator setelah pengobatan EGCG, indikator-indikator ini jarang kembali ke tingkat hipoksia normal.

Penelitian sebelumnya telah menemukan bahwa EGCG memiliki beberapa efek pada berbagai jenis model pembelajaran dan gangguan memori [28, 29]. Safar dkk. menemukan bahwa EGCG dapat meningkatkan daya ingat tikus yang diobati dengan morfin [30]. Konsisten dengan hasil mereka, dalam penelitian kami, setelah intervensi harian dengan 50 mg/kg EGCG pada tikus yang terpapar HAH secara kronis, kemampuan belajar, memori, dan eksplorasi spasial subjek meningkat, menunjukkan bahwa EGCG mungkin memperbaiki gangguan pembelajaran dan memori pada tingkat yang sama. dataran tinggi.

Banyak penelitian menunjukkan bahwa kelebihan produksi zat besi di otak memiliki efek neurotoksik karena berkontribusi terhadap kerusakan oksidatif [31]. Dalam penelitian ini, akumulasi zat besi dideteksi dengan MRI, pewarnaan imunohistokimia, dan penilaian biokimia. Selain itu, FPN, sebagai satu-satunya protein eksport besi multitransmembran yang diketahui dalam sel mamalia, dinilai dengan PCR. Nilai kerentanan, sel positif DAB meningkatkan pewarnaan Perls dan kandungan besi hipokampus meningkat pada kelompok hipoksia dan menurun pada kelompok h-EGCG sedangkan ekspresi FPN menunjukkan tren sebaliknya. Oleh karena itu, kami menyimpulkan bahwa akumulasi zat besi yang diinduksi HAH dapat terjadi melalui penghambatan penghabisan zat besi melalui pengurangan ekspresi FPN.

MDA adalah produk akhir dari peroksidasi lipid [32, 33], dan dapat digunakan sebagai indikator peroksidasi. Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa stres oksidatif dapat meningkat seiring dengan meningkatnya ketinggian [34]. Penelitian kami juga mengungkapkan bahwa konsentrasi MDA meningkat secara signifikan di dataran tinggi. Selain itu, kami menganalisis ekspresi Caspase-3 dan BDNF. Caspase-3 adalah inisiator dan pelaksana paling penting dari enzim pembelahan terminal dan apoptosis [35], sementara BDNF, sebagai neurotropin, yang dapat mengatur kelangsungan hidup dan diferensiasi neuron serta meningkatkan transmisi sinaptik [36], mendorong regenerasi. Lin dkk. melaporkan bahwa hipoksia dapat meningkatkan kadar Caspase-3 dan menginduksi apoptosis pada neuron hipokampus [37]. Lee dkk. melaporkan bahwa setelah 3 menit terjadinya iskemia global pada gerbil, EGCG mencegah kematian sel hipokampus akibat iskemia [38]. Dalam penelitian kami, kami juga menemukan bahwa EGCG menurunkan kadar protein proapoptosis, Caspase-3, dan meningkatkan ekspresi BDNF.

Kerusakan dan disfungsi struktural mitokondria adalah gambaran patologis penting di otak pada kondisi hipoksia [39]. Dalam penelitian kami, observasi ultrastruktural mendeteksi adanya pewarnaan yang dalam, pembengkakan mitokondria, dan hilangnya krista pada neuron hippocampal di bawah HAH, sedangkan neuron hippocampal setelah pengobatan EGCG secara signifikan terlindungi dari cedera seperti karyopyknosis. Iwona Zwolak menyimpulkan bahwa EGCG dapat melindungi terhadap toksisitas logam berat dengan menjaga potensi membran mitokondria dan meningkatkan antioksidan mitokondria dan fungsi pernafasan [40]. Kami menduga bahwa mekanisme ini mungkin juga terdapat dalam peran protektif EGCG terhadap paparan otak terhadap lingkungan HAH. Kesimpulannya, EGCG dapat mengurangi akumulasi zat besi, menurunkan tingkat stres oksidatif, dan apoptosis, serta meningkatkan regenerasi saraf, sehingga memperbaiki kerusakan otak tikus yang disebabkan oleh paparan kronis terhadap hipoksia ketinggian. Oleh karena itu, obat ini berpotensi menjadi obat baru untuk mengobati dan mencegah penyakit gunung kronis.

Ucapan Terima Kasih

Kami ingin mengucapkan terima kasih yang tulus kepada Fasilitas Inti Rumah Sakit Tiongkok Barat, Universitas Sichuan, Chengdu, Tiongkok, yang telah menyediakan fasilitas dan bantuan seperti uji lapangan terbuka dan uji labirin air Morris yang digunakan dalam penelitian ini.

Kontribusi Penulis

CC dan HC menyusun, merancang, dan melaksanakan penelitian ini; CC mengolah data dan menyusun naskah; JC memodifikasi naskah; BL, BH, YW, DZ, dan YQ membantu dalam melakukan percobaan dan FG bertanggung jawab atas semua prosesnya.

Pendanaan

Penelitian ini didukung oleh National Natural Science Foundation of China (Nos. 81930046, 81771800, dan 81829003).

Ketersediaan Data

Kumpulan data yang dihasilkan selama dan/atau dianalisis selama penelitian ini tersedia dari penulis terkait berdasarkan permintaan yang masuk akal.

Deklarasi

Konflik kepentingan

Penulis tidak memiliki kepentingan finansial atau non-finansial yang relevan untuk diungkapkan.

Persetujuan Etis

Penelitian ini dilakukan sejalan dengan prinsip-prinsip Deklarasi Helsinki. Persetujuan diberikan oleh Komite Etika Hewan Eksperimental Rumah Sakit Tiongkok Barat, Universitas Sichuan, Chengdu, Tiongkok.

Akses terbuka

Artikel ini dilisensikan di bawah Creative Commons Attribution 4.0 Lisensi Internasional, yang mengizinkan penggunaan, berbagi, adaptasi, distribusi, dan reproduksi dalam media atau format apa pun, selama Anda memberikan kredit yang sesuai kepada penulis aslinya ) dan sumbernya, berikan tautan ke lisensi Creative Commons, dan tunjukkan jika ada perubahan. Gambar atau materi pihak ketiga lainnya dalam artikel ini termasuk dalam lisensi Creative Commons artikel tersebut kecuali dinyatakan sebaliknya dalam batas kredit materi tersebut. Jika materi tidak termasuk dalam lisensi Creative Commons artikel dan tujuan penggunaan Anda tidak diizinkan oleh peraturan perundang-undangan atau melebihi penggunaan yang diizinkan, Anda harus mendapatkan izin langsung dari pemegang hak cipta.

Referensi

1. Jain V (2016) Makanan otak di ketinggian. Adv Neurobiol 12:307– 321. https://doi.org/10.1007/978-3-319-28383-8_16

2. Singh LC (2017) Dermatologi dataran tinggi. Dermatol J India 62:59–65. https://doi.org/10.4103/0019-5154.198050

3. Shi J, Wang J, Zhang J, Li X, Tian X, Wang W, Wang P, Li M (2020) Polisakarida yang diekstraksi dari Potentilla anserina L memperbaiki kerusakan otak akut akibat hipobarik hipoksia pada tikus. Phytother Res 34:2397–2407. https://doi.org/10.1002/ptr.6691

4. Leon-Velarde F, Maggiorini M, Reeves JT, Aldashev A, Asmus I, Bernardi L, Ge RL, Hackett P, Kobayashi T, Moore LG, Penaloza D, Richalet JP, Roach R, Wu T, Vargas E, Zubieta -Castillo G, Zubieta-Calleja G (2005) Pernyataan konsensus tentang penyakit dataran tinggi kronis dan subakut. Biol Med Alt Tinggi 6:147–157.https://doi.org/10.1089/ham.2005.6.147

5. Villafuerte FC, Corante N (2016) Penyakit gunung kronis: aspek klinis, etiologi, penatalaksanaan, dan pengobatan. Biol Med Alt Tinggi 17:61–69. https://doi.org/10.1089/ham.2016.0031

6. Germuska M, Chandler HL, Stickland RC, Foster C, Fasano F, Okell TW, Steventon J, Tomassini V, Murphy K, Wise RG (2019) Pengukuran fMRI kalibrasi ganda terhadap laju metabolisme otak absolut dari konsumsi oksigen dan efektif difusivitas oksigen. Gambar Syaraf 184:717–728. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2018. 09.035

7. Maiti P, Singh SB, Mallick B, Muthuraju S, Ilavazhagan G (2008) Gangguan memori ketinggian disebabkan oleh apoptosis neuron di hipokampus, korteks, dan striatum. J Chem Neuroanat 36:227–238.https://doi.org/10.1016/j.jchemneu.2008.07.003

8. Turner CE, Barker-Collo SL, Connell CJ, Gant N (2015) Pernapasan gas hipoksia akut sangat mengganggu kognisi dan pembelajaran tugas pada manusia. Perilaku Fisiol 142:104–110. https://doi.org/10. 1016/j.physbeh.2015.02.006

9. McMorris T, Hale BJ, Barwood M, Costello J, Corbett J (2017) Pengaruh hipoksia akut pada kognisi: tinjauan sistematis dan analisis meta-regresi. Neurosci Biobehav Rev 74:225–232.https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2017.01.019

10. Wilson MH, Newman S, Imray CH (2009) Efek otak dari pendakian ke ketinggian. Lancet Neurol 8:175–191. https://doi. org/10.1016/S1474-4422(09)70014-6

11. Hu S, Shi J, Xiong W, Li W, Fang L, Feng H (2017) Oxiracetam atau stimulasi inti fastigial mengurangi cedera kognitif di ketinggian. Perilaku Otak 7:e00762. https://doi.org/10.1002/brb3.762

12. Zhang XY, Zhang XJ, Xv J, Jia W, Pu XY, Wang HY, Liang H, Zhuoma L, Lu DX (2018) Crocin melemahkan defisit kognitif tikus yang disebabkan oleh hipobarik akut. Farmakol Eur J 818:300–305. https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2017.10.042

13. Graham HN (1992) Komposisi teh hijau, konsumsi, dan kimia polifenol. Sebelumnya Medi 21:334–350. https://doi.org/10. 1016/0091-7435(92)90041-f 14. Musial C, Kuban-Jankowska A, Gorska-Ponikowska M (2020) Khasiat katekin teh hijau yang bermanfaat. Int J Mol Sci. https://doi.org/10.3390/ijms21051744

15. Eng QY, Thanikachalam PV, Ramamurthy S (2018) Pemahaman molekuler Epigallocationchin gallate (EGCG) pada penyakit kardiovaskular dan metabolik. J Etnofarmakol 210:296–310.

For more information:1950477648nn@gmail.com