Administrasi Nano-PSO Melemahkan Defisit Kognitif Dan Neuronal Akibat Cedera Otak Traumatis Bagian 1

Abstrak: Cedera Otak Traumatis (TBI), merupakan salah satu penyebab paling umum kerusakan saraf pada populasi muda. Hal ini secara luas dianggap sebagai faktor risiko penyakit neurodegeneratif, seperti penyakit Alzheimer (AD) dan penyakit Parkinson (PD).

Cedera otak traumatis adalah kondisi mengkhawatirkan yang dapat menyebabkan kerusakan serius pada otak kita, memengaruhi ingatan, pemikiran, dan pengambilan keputusan pada tingkat yang berbeda-beda. Namun, meskipun masalah-masalah ini mungkin mempengaruhi kehidupan kita untuk beberapa waktu, masih banyak tindakan positif yang dapat membantu kita memulihkan atau meningkatkan daya ingat kita.

Pertama, kita dapat membantu meningkatkan daya ingat kita melalui serangkaian pelatihan kognitif, yang dapat mencakup bermain game, menyelesaikan tugas sehari-hari, dan menstimulasi otak kita dengan mempelajari hal-hal baru. Pelatihan ini dapat membantu kita mengembangkan jalur saraf baru, meningkatkan kemampuan berpikir, dan meningkatkan daya ingat.

Kedua, dalam kehidupan sehari-hari, kita dapat membantu kita menjaga kesehatan otak dengan mengubah pola makan dan kebiasaan olahraga. Beberapa makanan yang kaya protein, vitamin, dan antioksidan, seperti sayur mayur, buah-buahan, dan kacang-kacangan, dapat membantu kita meningkatkan kemampuan kognitif dan melindungi otak dari kerusakan. Selain itu, rutin berolahraga dan menjaga kualitas tidur yang baik juga dapat bermanfaat untuk pemulihan otak dan menjaga kesehatan.

Terakhir, kita dapat mendukung dan memandu proses pemulihan kita dengan tetap berhubungan dengan keluarga, teman, dan profesional kesehatan. Berkomunikasi dengan orang lain dan menerima bantuan serta dukungan dapat membantu kita mempertahankan sikap optimis, yang penting untuk pemulihan otak dan peningkatan daya ingat.

Kesimpulannya, meskipun cedera otak traumatis mungkin membawa beberapa tantangan, kita dapat mengatasi kesulitan ini dan meningkatkan daya ingat dan kemampuan kognitif melalui tindakan positif. Ingat, setiap orang bisa meraih hasil positif melalui kerja keras dan usaha yang sabar. Terlihat bahwa kita perlu meningkatkan daya ingat, dan Cistanche dapat meningkatkan daya ingat secara signifikan karena Cistanche juga dapat mengatur keseimbangan neurotransmiter, seperti meningkatkan kadar asetilkolin dan faktor pertumbuhan, yang sangat penting untuk daya ingat dan pembelajaran. Selain itu, Cistanche juga dapat meningkatkan aliran darah dan meningkatkan pengiriman oksigen, yang dapat memastikan otak memperoleh nutrisi dan energi yang cukup, sehingga meningkatkan vitalitas dan daya tahan otak.

Klik tahu cara untuk meningkatkan daya ingat Anda

Penyakit-penyakit ini sebagian ditandai oleh akumulasi protein salah lipatan spesifik penyakit dan memiliki gambaran patologis yang sama, seperti kematian neuron, serta kerusakan inflamasi dan oksidatif.

Formulasi nano minyak biji delima [Nano-PSO (Granagard TM)] telah terbukti menargetkan bahan aktifnya ke otak dan kemudian menghambat penurunan memori dan kematian saraf pada tikus model AD dan penyakit genetik CreutzfeldtJacob.

Dalam penelitian ini, kami menunjukkan bahwa pemberian Nano-PSO pada tikus sebelum atau sesudah penerapan TBI mencegah penurunan kognitif dan perilaku. Selain itu, pewarnaan imunohistokimia otak menunjukkan bahwa pengobatan preventif Nano-PSO secara signifikan menurunkan kematian neuron, mengurangi gliosis, dan mencegah kerusakan mitokondria pada sel yang terkena.

Akhirnya, kami memeriksa kadar Sirtuin1 (SIRT1) dan Synaptophysin (SYP) di korteks menggunakan Western blotting.

Konsumsi NanoPSO menyebabkan tingkat protein SIRT1 dan SYP yang lebih tinggi pasca cedera. Secara keseluruhan, hasil kami menunjukkan bahwa Nano-PSO, sebagai antioksidan alami yang ditargetkan pada otak, dapat mencegah sebagian kerusakan akibat TBI.

Kata Kunci: TBI; Nano-PSO; peradangan saraf; stres oksidatif; degenerasi saraf

1. Pendahuluan

Cedera Otak Traumatis (TBI) merupakan masalah kesehatan masyarakat yang serius dan merupakan penyebab utama kecacatan dan kematian pada populasi dewasa muda dan lanjut usia. Hal ini dianggap sebagai salah satu cedera neurologis paling umum yang menyebabkan morbiditas dan mortalitas dan mempengaruhi lebih dari 10 juta orang di seluruh dunia setiap tahunnya [1]. Karena cedera kepala tidak selalu memerlukan perawatan medis yang tepat, data ini mungkin lebih tinggi lagi.

Penyebab utama TBI termasuk terjatuh, kecelakaan lalu lintas, penyerangan, dan cedera olahraga [2]. TBI umum terjadi pada pria dan terutama sering terjadi pada remaja dan dewasa muda setelah kecelakaan di jalan raya dan cedera yang berhubungan dengan alkohol.

Hal ini juga umum terjadi pada orang lanjut usia karena peningkatan kemungkinan terjatuh [3]. Orang yang menderita TBI mungkin menderita gangguan perilaku, kognitif, dan emosional, baik jangka pendek maupun jangka panjang, tergantung pada tingkat keparahan cederanya [3 ].

Pasien yang terkena TBI bisa muncul tanpa cedera namun bisa juga terkena cedera yang memerlukan rawat inap berkepanjangan dan bahkan berakhir dengan kematian. Sekitar 40% kasus cedera parah pasca TBI akan berakhir dengan kematian, dengan penyintas menderita berbagai kelainan neurologis termasuk epilepsi, demensia, dan penyakit neurodegeneratif [3,4].

Cedera sedang menyebabkan perubahan morfologi serupa dengan cedera parah, namun tidak terlalu parah, dan kerusakan kognitif sebagian besar lebih ringan dibandingkan cedera parah [5]. Selain itu, terdapat bukti kuat bahwa TBI merupakan faktor risiko penting dalam perkembangan penyakit neurodegeneratif seperti Alzheimer dan Parkinson [6-8].

Stres oksidatif adalah salah satu cedera sekunder potensial pada TBI, yang juga mencakup eksitotoksisitas, inflamasi, apoptosis, dan disfungsi mitokondria. Disfungsi mitokondria sering ditemukan pada pasien dengan penyakit neurodegeneratif seperti Parkinson dan Alzheimer [9-12].

Disfungsi mitokondria dapat menyebabkan kelebihan produksi spesies oksigen reaktif (ROS) yang tidak diatur, yang sering menjadi indikator cedera sekunder TBI [13]. Tubuh manusia memproduksi antioksidan endogen untuk mengimbangi atau menghambat potensi peningkatan produksi ROS.

Ketika TBI menyebabkan peningkatan produksi ROS, tingkat antioksidan alami tubuh kewalahan dan sering menyebabkan peroksidasi lipid serta kerusakan DNA dan protein [14]. Hal ini dapat menyebabkan kelebihan ROS atau rendahnya kadar antioksidan, suatu kondisi yang dikenal sebagai stres oksidatif yang dapat menimbulkan efek buruk dan seringkali toksik, menyebabkan kematian sel-sel saraf dan potensi patogenesis [15-19].

TBI belum memiliki pengobatan yang terbukti dapat mengurangi kerusakan atau bahkan mencegahnya. Untuk alasan ini, sangat penting untuk mencari pemahaman yang lebih baik tentang mekanisme patologis yang terjadi setelah cedera untuk menentukan protokol pengobatan yang ideal.

Nano-PSO (Granagard TM), formulasi nano minyak biji delima yang mengandung asam punicic tingkat tinggi, antioksidan alami terkuat, terbukti memperbaiki tanda-tanda degenerasi saraf, termasuk memori dan kematian sel pada beberapa model penyakit neurodegeneratif [20-22].

Dalam model tikus transgenik untuk CJD genetik, pemberian Nano-PSO jangka panjang mengakibatkan penundaan perkembangan penyakit dan mengurangi kematian sel. Dalam model tikus 5XFAD untuk AD, pemberian Nano-PSO mencegah kerusakan memori dan mengurangi akumulasi A-beta, baik secara intraseluler maupun intraseluler.

Pada semua model, Nano-PSO mencegah penurunan aktivitas mitokondria, mungkin karena fungsi antioksidannya yang kuat dan menargetkan otak. Pada manusia, Nano-PSO baru-baru ini terbukti meningkatkan memori pada pasien multiple sclerosis [23].

Dalam penelitian ini, kami menunjukkan bahwa pemberian Nano-PSO, suplemen makanan sebelum atau sesudah TBI pada tikus, mengurangi gangguan memori visual dan spasial.

Hal ini juga mengurangi hilangnya neuron di korteks temporal dan dentate gyrus dan mengurangi intensitas astrosit reaktif di korteks temporal otak tikus yang terluka. Selain itu, ia mengembalikan produksi sitokrom C oksidase (COX), enzim mitokondria yang dilaporkan terpengaruh dalam sel otak selama degenerasi saraf [24].

Selain itu, ia berperan dalam rantai pernapasan dan bertanggung jawab atas pengurangan hingga 95% oksigen yang diambil oleh sel, termasuk sel saraf [24].

2. Hasil

2.1. Pemberian Nano-PSO pada Tikus sebelum dan sesudah TBI Mencegah Kemunduran Kognitifnya

Setelah paparan TBI dan pengobatan dengan Nano-PSO baik sebagai pencegahan atau pengobatan pasca TBI (lihat Gambar 1 dan metode skema percobaan), tikus ICR jantan dievaluasi menggunakan labirin plus yang ditinggikan pada dua minggu pasca TBI di antara kelompok terpisah.

Kami mengevaluasi perilaku tikus yang menyerupai kecemasan dengan mencatat waktu yang dihabiskan di tangan terbuka labirin dan jumlah total pintu masuk ke masing-masing lengan.

Tidak ada perbedaan dalam waktu yang dihabiskan di tangan terbuka antara semua kelompok pada kedua pendekatan pengobatan yang diuji, menunjukkan bahwa perilaku seperti kecemasan pada tikus tidak terpengaruh baik oleh cedera atau pengobatan dengan Nano-PSO (hasil tidak ditunjukkan).

Untuk menilai efek dari kedua pendekatan pengobatan (sebelum atau sesudah TBI) konsumsi NanoPSO pada pembentukan memori, pengenalan objek baru (NOR) dan paradigma labirin Y dilakukan pada kelompok tikus yang berbeda pada dua minggu pasca cedera.

Paradigma NOR secara konsisten dilaporkan dirusak oleh TBI [25]. Seperti yang diharapkan, tikus TBI menderita defisit memori visual yang signifikan dan menghabiskan lebih sedikit waktu di dekat objek baru, dibandingkan dengan semua kelompok lainnya (p < 0.01, p < 0,001, Gambar 2A, B) .

Defisit tersebut diperbaiki dengan Nano-PSO pada kedua pendekatan pengobatan. Selanjutnya, kami melakukan tes labirin-Y untuk mengevaluasi memori spasial seperti yang dijelaskan sebelumnya [26].

Pada kedua pendekatan pengobatan, tikus TBI mengalami gangguan memori spasial dibandingkan dengan tikus kontrol yang tidak diobati (p <{0}}.001, Gambar 3A, B). Ketika tikus mengonsumsi pengobatan dengan Nano-PSO, gangguan memori spasial diperbaiki pada kedua pendekatan pengobatan (p <0,001).

Gambar 3. Pemberian nano-PSO pada tikus TBI meningkatkan memori spasial yang dinilai dalam Y-mazetest. Tikus TBI yang diobati atau tidak diobati menjadi sasaran uji labirin Y pada dua minggu setelah TBI sebagaimana dijelaskan dalam metode: (A) tikus yang diobati dengan Nano-PSO sebelum TBI; dan (B) tikus yang diobati dengan Nano-PSO pasca TBI mewakili indeks preferensi waktu relatif yang dihabiskan tikus untuk menjelajahi kelompok novel dibandingkan dengan kelompok lama.

Analisis statistik dengan ANOVA satu arah mengungkapkan bahwa hewan TBI memiliki defisit memori spasial dibandingkan dengan semua kelompok lainnya. (A: F (3, 36)=16.039, p=0.000 LSD post hoc Fisher, *** p < 0.{ {15}}1, n=10; B: F (1, 15)=14.127, p=0.00 Post hoc LSD Fisher, ** p < 0.01, n { {18}}).NS=Tidak signifikan. Nilai disajikan sebagai mean ± SEM.

2.2. Pengobatan Nano-PSO Mencegah Kematian Neuronal pada Tikus TBI

Setelah eksperimen perilaku, yang menemukan bahwa Nano-PSO dapat mencegah kerusakan kognitif akibat cedera otak, kami mengamati tingkat kerusakan otak TBI dengan ada atau tidaknya Nano-PSO pada tingkat seluler melalui imunositokimia.

Tikus dimusnahkan dan otaknya diambil tiga minggu setelah cedera, dimana pada saat itu ditemukan perubahan biokimia lebih lanjut [25,27].

Perubahan tersebut diperiksa di korteks temporal, wilayah CA3 hipokampus, dan dentate gyrus di kedua sisi otak. Hasil dari kedua sisi otak digabungkan menjadi satu nilai untuk setiap tikus.

Gambar 4A dan B menunjukkan imunostaining pada area otak ini dengan antibodi anti-NeuN, penanda neuron matang. Hasilnya menunjukkan bahwa jumlah neuron berkurang secara signifikan setelah TBI, namun pengurangan neuron tersebut dapat dicegah jika Nano-PSO diberikan sebelum TBI atau pasca TBI dan sampai tikus diterminasi (tiga minggu kemudian).

TBI menginduksi penurunan jumlah neuron di korteks dan dentate gyrus dibandingkan dengan semua kelompok lainnya (** p < {{0}}.01, *** p < 0.001), yang menunjukkan hilangnya neuron secara signifikan dalam tiga minggu setelah cedera (Gambar 4A, B). Kedua pendekatan pengobatan ini menjaga jumlah neuron di korteks dan dentate gyrus.

Namun, pengobatan pencegahan semakin mengurangi hilangnya neuron di area ini (** p < {{0}}.01, *** p < 0,001) (Gambar 4A) dibandingkan dengan pengobatan setelah TBI ( * p <0,05) (Gambar 4B).

2.3. Pemberian Nano-PSO Mengurangi Peradangan yang Disebabkan oleh TBI

Evaluasi proses neuro-inflamasi yang terjadi setelah paparan TBI diperoleh dengan pewarnaan imunohistokimia menggunakan antibodi GFAP yang memberi label astrosit reaktif [28,29].

Pewarnaan dilakukan untuk memeriksa apakah ada perubahan tingkat ekspresi TBI astrosit tiga minggu setelah cedera dan apakah pengobatan preventif atau pasca TBI dengan Nano-PSO mempengaruhi perubahan ini. Irisan otak yang diperoleh dari korteks temporal dipelajari tiga minggu pasca cedera.

Seperti dapat dilihat pada Gambar 5, paparan TBI menginduksi peningkatan astrosit di korteks secara signifikan (p < 0.001,p < 0.01), masing-masing (Gambar 5). Ketika Nano-PSO diberikan sebagai pencegahan atau sebagai pengobatan pasca TBI, hal ini menyebabkan penurunan yang signifikan pada astrosit teraktivasi di korteks, masing-masing p <0,001, p <0,05 (Gambar 5).

Hasil ini menunjukkan bahwa karena TBI, seperti TBI yang tidak diobati, diobati dengan Nano-PSO sebelum TBI dan diobati dengan Nano-PSO pasca TBI, diberi imunostain untuk NeuN (hijau) dan DAPI (biru) [bilah skala 50 µm ]; (B) penilaian kuantitatif imunostaining NeuN untuk semua bagian (bregma temporal cortex −1.06 nm dan dentate gyrus−1.34 nm) pada titik akhir setiap percobaan dikuantifikasi menggunakan One-way ANOVA (Cortex:PRE ( F (3, 16)=15.469, p=0.000 LSD Fisher post hoc, *** p < 0.0{{46 }}1, N=5); PSOT (F (3, 12) {{20}}.607,p=0.{{23} } LSD Fisher post hoc, * p < 0,05 ** p < 0,01, n=3–5)), (Ditjen: PRE (F (3, 14)=6.804, p {{34 }}.000LSD post hoc Fisher, ** p < 0,01, n=4–5); }.000 LSD Fisher posthoc, * p < 0,05, ** p < 0,01, *** p < 0,001, n=3–4)). NS=Tidak signifikan. Nilai disajikan sebagai rata-rata ± SEM.

2.4. Nano-PSO Mengembalikan Aktivitas COX IV1 setelah TB1

Telah ditunjukkan sebelumnya bahwa dalam model penyakit neurodegeneratif spontan/genetik, seperti AD dan CJD, ekspresi COX IV1, suatu enzim mitokondria penting untuk produksi energi dalam sel, dikurangi secara drastis dan digantikan oleh COX IV2, yang dapat berfungsi pada tingkat tinggi. ROS [24,30]. Namun, hal ini hanya bersifat sementara hingga tingkat ROS tersebut akhirnya mengakibatkan apoptosis dan kematian sel.

Pemberian nano-PSO mengurangi tingkat ROS dan mengembalikan ekspresi COX [30]. Oleh karena itu, dalam penelitian ini, kami menguji apakah hal ini juga terjadi pada TBI, yaitu cedera luar yang disebabkan oleh tikus normal.

Untuk mencapai efek ini, irisan otak yang diimunisasi seperti dijelaskan di atas dengan antibodi COX IV1. Gambar 6 menunjukkan bahwa, seperti halnya penyakit genetik, TBI juga menyebabkan penurunan kadar COX IV1 bahkan tiga minggu setelah kerusakan otak terjadi.

Dalam kasus ini, dan seperti yang ditunjukkan sebelumnya [30,31], pemberian Nano-PSO meningkatkan kadar COX IV1 baik pada tikus kontrol maupun pada tikus sebelum dan sesudah TBI. Karena peningkatan kadar COX IV1 mencerminkan status oksidatif sel, kami menyimpulkan bahwa Nano-PSO juga dapat mengurangi kadar ROS pada tikus kontrol dan tidak hanya pada tikus yang terkena TBI.

Gambar 6. Pengobatan nano-PSO memulihkan ekspresi COX IV1 mitokondria pada semua tikus: (A) Potongan koronal melalui korteks temporal otak dari kontrol yang diobati dan tidak diobati, serta dari TBI yang tidak diobati, diobati dengan Nano-PSO sebelum TBI dan diobati dengan Nano-PSO PSO pasca TBI diimunisasi untuk COX IV1 (merah) dan DAPI (biru) [batang skala 50 µm]; (B) Penilaian kuantitatif imunostaining COX IV1 untuk semua bagian (bregma temporal cortex −1.06 nm) pada titik akhir setiap percobaan diukur dengan ANOVA satu arah (F (4, 12)=45 .101, p=0.000 Posthoc LSD Fisher, ** p < 0,01, *** p < 0,001, n=3–4). NS=Tidak signifikan. Nilai disajikan sebagai mean ± SEM.

2.5. Nano-PSO Meningkatkan Tingkat SIRT1 dan SYP Pasca TBI

Immunoblot dari total level SIRT1, penanda deacetylasesirtuin-1 yang bergantung pada NAD di korteks, diperiksa untuk semua tikus tiga minggu pasca TBI (Gambar 7). Ditemukan penurunan level SIRT1.

Hasil ini sejalan dengan penelitian sebelumnya dengan model TBI ringan dari lab kami [32]. Namun, pengurangan ini dapat dicegah dengan Nano-PSO ketika diberikan segera selama beberapa minggu setelah kejadian.

Gambar 7B menunjukkan imunoblot tingkat total synaptophysin (SYP), penanda struktur sinaptik, dari homogenat otak tikus kontrol yang diobati atau tidak diobati dengan Nano-PSO serta dari tikus yang diobati dengan TBI atau pasca TBI.

Hasilnya menunjukkan bahwa, bersamaan dengan kematian neuron yang ditunjukkan pada Gambar 4A dan B, kerusakan sinaptik juga disebabkan oleh TBI. Namun, kerusakan ini dapat dicegah jika antioksidan kuat dan diarahkan ke otak seperti Nano-PSO diberikan segera selama beberapa minggu. setelah terjadinya kerusakan.

Telah ditunjukkan sebelumnya bahwa sebagian besar neuron yang terkena tidak mati segera setelah cedera tetapi beberapa hari setelahnya karena stres oksidatif ekstensif yang disebabkan oleh TBI [33]. Oleh karena itu, pengobatan antioksidan segera dapat cukup efisien untuk mencegah kerusakan ekstensif dalam jangka panjang. berlari.

Gambar 7. Dampak Nano-PSO pada ekspresi SIRT1/SYP di korteks tikus TBI: (A) Homogenasi otak dari korteks kanan kontrol yang diberi dan tidak diberi perlakuan, serta dari tikus pasca-TBI yang diberi TBI dan NanoPSO diberi imunoblot. dengan SIRT1 dan TUB terdeteksi masing-masing pada (110 KDa, 50 KDa). Analisis kuantitatif pita imunoreaktif SIRT1 dikuantifikasi dengan normalisasi Image Jand terhadap protein kontrol TUB.

Tingkat SIRT1 berkurang secara signifikan 30 hari setelah cedera pada korteks tikus TBI dibandingkan dengan kontrol. Perawatan nano-PSO mencegah penurunan ini ** p <0,01. ANOVA satu arah menunjukkan peningkatan signifikan pada ekspresi SIRT1 pada tikus yang menerima pengobatan pasca cedera. (F (3, 20)=1.084, p=0.002, N=5 LSD Fisher post hoc).

(B) Homogenat otak dari korteks kanan kontrol yang diobati dan tidak diobati, serta dari tikus pasca-TBI yang diobati dengan TBI dan Nano-PSO, diimunoblot dengan SYP dan TUB yang masing-masing terdeteksi pada (37 KDa, 50 KDa).

Analisis kuantitatif pita imunoreaktif SYP diukur dengan Gambar J dan dinormalisasi terhadap protein kontrol TUB.

ANOVA satu arah menunjukkan peningkatan yang signifikan pada ekspresi SYP pada tikus yang menerima pengobatan pasca TBI dibandingkan dengan kelompok TBI (F (3,20) ​​= 1.084, p {{6} }.379, LSD Fisher post hoc * p < 0,5, n=4–5). NS=Tidak signifikan. Nilai disajikan sebagai mean ± SEM.

Di bawah setiap grafik, disajikan gambar yang mewakili tingkat SIRT1/SYP dan protein tubulin rumah tangga (TUB) di korteks kanan di antara semua kelompok.

For more information:1950477648nn@gmail.com