Puninezuur en zijn rol bij de preventie van neurologische aandoeningen: een overzicht deel 1

Abstract:

Miljoenen mensen over de hele wereld worden getroffen door neurodegeneratieve ziekten (ND's). ND's worden gekenmerkt door progressieve schade en dood van zenuwcellen, vergezeld van hoge niveaus van inflammatoire biomarkers en oxidatieve stressomstandigheden.

Neurodegeneratieve ziekten, zoals de ziekte van Alzheimer en dementie, zijn veel voorkomende ziekten waarmee we tegenwoordig worden geconfronteerd. Deze ziekten veroorzaken neuronendood en hersencelatrofie in de hersenen van de patiënt, waardoor cognitieve achteruitgang ontstaat. Het geheugen is een van de zwaarst getroffen gebieden.

Maar zelfs in het licht van deze ziektebedreigingen mogen we de investeringen in en het werken aan onze geestelijke gezondheid niet opgeven. Onderzoek toont aan dat een actieve levensstijl, geestelijke gezondheid en intellectuele oefening de progressie van neurodegeneratieve ziekten voor een groot deel kunnen vertragen en een goed geheugen kunnen behouden.

Aërobe oefeningen en hersentraining kunnen bijvoorbeeld de hersenstructuur en -functie verbeteren en de achteruitgang van de cognitieve functies vertragen. Een voedzaam, uitgebalanceerd dieet, voldoende slaap en sociale interactie zijn ook belangrijke factoren voor het behouden van een goede gezondheid en kunnen neurodegeneratieve ziekten helpen voorkomen en het geheugen behouden.

Andere wetenschappers zijn van mening dat zowel zelfeffectiviteit als emotioneel evenwicht ons kunnen helpen ons geheugen vast te houden. Als we onszelf bijvoorbeeld een probleem zien oplossen of een doel bereiken, voelen we ons zelfverzekerder en gelukkiger, en deze gevoelens kunnen ons helpen onze geestelijke gezondheid te behouden, wat op zijn beurt helpt een goed geheugen te behouden.

In het dagelijks leven kunnen we ook een aantal eenvoudige trainingen uitvoeren om het geheugen te helpen verbeteren. Bijvoorbeeld: het onthouden van telefoonnummers, verjaardagen, namen en andere informatie, het voorlezen van artikelen en het oproepen van de inhoud zijn allemaal zeer effectieve methoden.

Hoewel neurodegeneratieve ziekten een ernstige ziekte zijn, herinnert het ons er ook aan goede leefgewoonten en een positieve houding aan te houden om onze geestelijke gezondheid en ons geheugen te waarborgen en ons leven gezonder, bevredigender en beter te maken! Het is duidelijk dat we het geheugen moeten verbeteren, en Cistanche deserticola kan het geheugen aanzienlijk verbeteren, omdat Cistanche deserticola een traditioneel Chinees medicinaal materiaal is dat veel unieke effecten heeft, waaronder het verbeteren van het geheugen. De werkzaamheid van Cistanche deserticola komt voort uit de vele actieve ingrediënten die het bevat, waaronder looizuur, polysachariden, flavonoïde glycosiden, enz. Deze ingrediënten kunnen de gezondheid van de hersenen via verschillende routes bevorderen.

Klik op Weet hoe u uw kortetermijngeheugen kunt verbeteren

Puninezuur, het belangrijkste bioactieve bestanddeel van granaatappelzaadolie (Punica granatum), is een omega-5-isomeer van geconjugeerd linolzuur dat sterke antioxidatieve en ontstekingsremmende effecten heeft laten zien die bijdragen aan het positieve effect ervan tegen een breed scala aan ziekten. Puninezuur vermindert oxidatieve schade en ontstekingen door de expressie van peroxisoomproliferator-geactiveerde receptoren te verhogen.

Bovendien kan het de vorming van bèta-amyloïdeafzettingen en de hyperfosforylering van tau verminderen door de expressie van het GLUT4-eiwit en de remming van de hyperactivatie van calpaïne te verhogen. Micro-ingekapselde granaatappel, met een hoog gehalte aan puninezuur, verhoogt de antioxiderende PON1-activiteit in HDL. Op dezelfde manier hebben ingekapselde granaatappelformuleringen met een hoog gehalte aan puninezuur een toename van de antioxidant-PON1-activiteit in HDL laten zien.

Vanwege de beperkte hersenpermeabiliteit van puninezuur zijn er diverse toedieningsformuleringen ontwikkeld om de biologische activiteit van puniczuur in de hersenen te verbeteren, waardoor de symptomen van neurologische aandoeningen afnemen.

Puninezuur is een belangrijke nutraceutische verbinding bij de preventie en behandeling van neurodegeneratieve ziekten zoals de ziekte van Alzheimer, Parkinson en de ziekte van Huntington.

Trefwoorden: antioxidant; geconjugeerd linolzuur; bloed-hersenbarrière; Ziekte van Alzheimer; Ziekte van Parkinson; De ziekte van Huntington; neurodegeneratie.

1. Inleiding

Enkele van de meest voorkomende ziekten die verlies van onafhankelijkheid bij oudere bevolkingsgroepen kunnen veroorzaken, zijn neurodegeneratieve ziekten (ND's), die steeds vaker voorkomen. Het neurodegeneratieve proces is het progressieve verlies van functie of de dood van cellen van het centrale zenuwstelsel, waardoor een toename van motorische en cognitieve vaardigheden ontstaat. beperkingen in de loop van de tijd [1].

Tot de meest voorkomende ND's behoren de ziekte van Alzheimer (AD) en frontotemporale dementie, de ziekte van Parkinson (PD), de ziekte van Huntington (HD), amyotrofische laterale sclerose (ALS) en meervoudige spinocerebellaire ataxie. De incidentie van AD in de bevolking van 85 jaar en ouder bedraagt ​​ongeveer 30%, terwijl de ziekte van Parkinson ongeveer 2% bedraagt ​​bij mensen ouder dan 65 jaar, en ALS jaarlijks 1 à 2 gevallen per 100000 mensen rapporteert, en de incidentie zal naar verwachting stijgen als de bevolkingsgroepen [2].

Daarom is er behoefte aan de implementatie van nieuwe preventieve maatregelen en de ontwikkeling van nieuwe behandelingen voor de vroege stadia van neurodegeneratie. De Wereldgezondheidsorganisatie schat dat de mondiale sociale kosten van dementie 818 miljard dollar bedragen, wat overeenkomt met 1,1% van het bruto binnenlands product van de wereld. De prevalentie van AD in Latijns-Amerika bedraagt ​​maar liefst 8,5%.

Bovendien wordt verwacht dat in 2030 ongeveer 65,7 miljoen mensen met dementie zullen leven en in 2050 ongeveer 115,4 miljoen [3]. De sterfte en de invaliditeit van mensen als gevolg van deze neurologische aandoeningen zijn toegenomen, waardoor ze als een mondiaal probleem voor de volksgezondheid worden beschouwd. Omdat de incidentie naar verwachting zal stijgen naarmate de bevolking ouder wordt, is het vinden van nieuwe oplossingen en strategieën voor de behandeling van neurodegeneratieve ziekten een steeds urgenter doel. Omdat oxidatieve schade en ontsteking belangrijke routes zijn in de ontwikkeling van neurodegeneratie, worden fytochemicaliën met verhoogde antioxidatieve en ontstekingsremmende eigenschappen onderzocht om te helpen bij het voorkomen van neurodegeneratie en het stoppen van de ziekteprogressie.

De granaatappel (Punica granatum) is een oude en aanpasbare vrucht, oorspronkelijk afkomstig uit West-Azië, die behoort tot de familie Punicaceae. Het wordt over de hele wereld verbouwd, inclusief in het Midden-Oosten, Azië, Europese en Amerikaanse landen, voornamelijk in subtropische en tropische gebieden onder wisselende klimatologische omstandigheden [4,5]. Ongeveer 50% van het totale gewicht van de vrucht komt overeen met de schil, die een belangrijke bron is van fenolverbindingen, mineralen en complexe polysachariden. Ondertussen bestaat het eetbare deel van de granaatappelfruit uit zaadjes (40%) die rijk zijn aan water, suikers, pectine en zaden (10%) [6].

Granaatappelpitten bevatten veel componenten, zoals polyfenolen en vetzuren, die bijdragen aan hun gunstige effecten. Granaatappelzaadolie (PSO) vertegenwoordigt ongeveer 12% en 20% van het totale zaadgewicht [7]. PSO bevat 14 vetzuren, waarvan puninezuur het meest voorkomt50–8{{20}}% [7–9], gevolgd door linolzuur (13–20%), palmitinezuur zuur (6–9%), stearinezuur (2–3%), oliezuur (8–9%), linoleenzuur (0,06–0,08%) en arachidezuur (0,68–0,90%) [9].

Puninezuur, de belangrijkste bioactieve component van PSO, bleek een krachtig anti-oxidatief effect te bereiken dat bijdraagt ​​aan het positieve effect ervan tegen een breed scala aan ziekten zoals osteoporose, anti-obesitas eigenschappen heeft, de expressie van genen die verband houden met het antioxidant- en lipidenmetabolisme verhoogt, en wijzigt de samenstelling en functie van lipoproteïne met hoge dichtheid (HDL) [10–13].

Puninezuur is een omega-5-isomeer van geconjugeerd linoleenzuur (CLnA) en vertoont structurele overeenkomsten met geconjugeerd linolzuur (CLA) [12]. Op zichzelf bezit puninezuur een breed spectrum aan biologische effecten, zoals ontstekingsremmende, anti-diabetische, anti-obesitas, anti-proliferatieve en anti-carcinogene eigenschappen [14,15]. Het belangrijkste biologische mechanisme dat voor puninezuur wordt beschreven, omvat de modulatie van de differentiële expressie van peroxisoomproliferator-geactiveerde receptoren (PPAR's), die de expressie controleren van genen die betrokken zijn bij celdifferentiatie en proliferatie, enzymen reguleren die betrokken zijn bij lipidenmetabolisme en glucosehomeostase.

Bovendien zijn PPAR’s nauw verwant aan de activering en productie van pro-inflammatoire biomarkers [16–19]. Hoewel de antioxiderende en ontstekingsremmende eigenschappen van puninezuur gunstige effecten kunnen hebben op de behandeling van NDs, kan de manier waarop het interageert in verschillende routes die verband houden met de progressie van NDs het voordelen geven ten opzichte van andere antioxidatieve nutraceuticals.

Deze review heeft tot doel een overzicht te geven van de huidige kennis over de potentiële voordelen van punicinezuur bij neurologische aandoeningen en het moleculaire mechanisme dat betrokken is bij de effecten ervan.

2. Belangrijkste trajecten die betrokken zijn bij neurologische aandoeningen

Hoewel alle ND's een verschillende pathologie en symptomatologie hebben, hebben hun trajecten enkele gemeenschappelijke kenmerken. Er werd een conceptueel model ontwikkeld dat de verschillende routes die betrokken zijn bij neurodegeneratie classificeert, rekening houdend met vier belangrijke werkingsmodellen [20](Figuur 1).

Over het algemeen omvatten de routes die bijdragen aan de overleving en degeneratie van neuronen: (1) intracellulaire mechanismen zoals apoptose [21], autofagie [22], mitochondriale functie, oxidatieve schade en reparatie [23], ubiquitine/proteasoom [24], (2 ) lokale weefselomgeving zoals celadhesie [25], endocytose, neurotransmissie [26], prionen/overdraagbare factor [27], (3) systemische omgeving zoals ontsteking/immuunrespons [28], lipiden-/endocriene metabolisme [29], hersenen vasculatuur [30], (4) en mechanismen die verband houden met veroudering [31], bijvoorbeeld epigenetica [32], neurotrofe factoren [33] en telomeren [34]. Al deze componenten zijn sterk verwant en interageren met elkaar om het neurodegeneratieve proces te moduleren (Figuur 2).

2.1. Intracellulair mechanisme

Van de intracellulaire mechanismen die verband houden met de overleving en degeneratie van neuronen, zijn DNA-schade en gebrekkig herstel de meest voorkomende kenmerken die veel ND's met kenmerken van progressieve bewegingsstoornissen gemeen hebben.

Een hoge concentratie reactieve zuurstofsoorten (ROS) kan accumulatie van oxidatieve DNA-schade in de sequentie en epigenetische modificaties veroorzaken [24]. Veranderde genexpressie kan verlies van de normale neurale functie veroorzaken en progressief geprogrammeerde celdood en neuronaal verlies teweegbrengen [22]. Mitochondria zijn de belangrijkste bron van cellulaire ROS-productie, en er werd ontdekt dat oxidatieve schade de aggregatie van synucleïne kan bevorderen en amyloïde (A) en andere eiwitten kan beïnvloeden die verband houden met veroudering en ND [22,35]. In langlevende, niet-mitotische cellen zoals als neuronen veroorzaakt de overvloed aan ROS oxidatieve stress en aantasting van de antioxidantafweer, resulterend in disfunctie van de mitochondriën en het initiëren van celdoodcascade [36].

Meerdere onderzoeken hebben betrekking op de effecten van nitricoxide en ROS met ND's, waaronder nitrering van Lewis-lichaampjes bij Lewis-lichaamsdementie en de ziekte van Alzheimer (AD), nitrering van -synucleïnes bij patiënten met meervoudige systeematrofie, wijdverspreide nitraten-tau-eiwitten bij AD, en frontotemporale dementie bij Parkinsonisme. Verlaagde niveaus van stikstofmonoxide dragen bij aan de opregulatie van A in het cerebrovasculaire systeem, en remming van stikstofmonoxide vertraagt ​​de progressie van de pathologie van de ziekte van Parkinson [37].

Op dezelfde manier is Tumor Necrosis Factor-alfa (TNF-) een apro-inflammatoir cytokine dat verband houdt met de pathogenese van ND via systemische ontsteking [38]. Anti-TNF-therapieën werden door verschillende onderzoeken voorgesteld om AD-pathologie te verminderen, de afzetting van amyloïden te verminderen en neuronale beschadigingen te verminderen [39]. Bovendien werd insulineresistentie in de hersenen beschreven als een factor die cognitieve stoornissen en neurodegeneratie veroorzaakt.

De insulinespiegels in de hersenen worden verlaagd tijdens het ouder worden en bij Alzheimer, wat resulteert in de remming van verschillende fosfatasen die betrokken zijn bij de defosforylering van Tau, wat resulteert in de afzetting en accumulatie van extracellulaire amyloïde-(A)-plaques [40,41].

Figuur 2. Schematische weergave van gedeelde fysiopathologische kenmerken bij neurodegeneratieve ziekten (ND's): (1) Mitochondriale disfunctie als gevolg van oxidatieve stress, veroudering of vanwege schade door genetische of omgevingsfactoren, resulterend in de overmatige productie van ROS, die p53 en de Bax kan activeren ( apoptotische regulator) translocatie die de afgifte van cytochroom C (Cyt C) mogelijk maakt Figuur 2.

Schematische weergave van gedeelde fysiopathologische kenmerken bij neurodegeneratieve ziekten (ND's): (1) Mitochondriale disfunctie als gevolg van oxidatieve stress, veroudering of vanwege schade door genetische of omgevingsfactoren, resulterend in de overmatige productie van ROS, die p53 en de Bax (apoptotische regulator) kan activeren translocatie die de afgifte van cytochroom C (Cyt C) mogelijk maakt, wat leidt tot de (Cas 9) en caspase 3 (Cas3) activering, resulterend in DNA-schade en celdood of (2) apoptose.

Op dezelfde manier leidt overmatige ROS-productie ook tot oxidatieve stress en (3) lipidenperoxidatie, wat kan leiden tot eiwitaggregaten zoals -synucleïne en verkeerd gevouwen amyloïde peptide, waarbij de laatste een amyloïde (A) plaque wordt die de neuronsignalering beïnvloedt, geïnduceerd door (4) Cholinergische insufficiëntie. Op zijn beurt induceert de accumulatie van A-plaque (5) Microglia-activering met de gelijktijdige afgifte van (6) inflammatoire cytokines en veroorzaakt neuro-inflammatie.

Aan de andere kant zou (7) ontregeling van Ca2+ vanwege depolarisatie van het neuronale membraan synaptische tekorten kunnen veroorzaken en de accumulatie van A-plaques kunnen bevorderen, en (8) neurofibrillaire klitten door activatie van de calpijn. Bovendien resulteert een aanhoudende calciuminstroom in overactivering van neuronale stikstofoxidesynthase (nNOS), waarbij de toename van de stikstofoxidesynthese leidt tot oxidatieve stress/nitrosatieve stress en gegeneraliseerde hersenontsteking. Bovendien induceert ROS-accumulatie(9) kinase-activatie (glycogeensynthasekinase-3, GSK-3) en induceert tau-hyperfosforylering, waardoor de accumulatie van A-plaques wordt bevorderd.

Ophoping van A-oligomeren veroorzaakt de verwijdering van insulinereceptoren (IRS) van het celoppervlak, waardoor een (10) neuronale insulineresistentie wordt geïnduceerd en de activering van glucosetransporter type 4 (GLUT 4) wordt geremd. Disfunctionele insulinesignalering brengt het zoogdierdoelwit van de rapamycine (mTOR) route naar beneden en resulteert in het onvermogen van autofagie om plaques te accumuleren.

Ten slotte bindt het gesynthetiseerde cholesterol apolipoproteïne E (APOE) om APOE-cholesterol (APOE-CH) deeltjes te vormen. APOE-CH-deeltjes worden geïnternaliseerd in neuronen en het vrije cholesterol wordt gemetaboliseerd tot 24-hydroxycholesterol (24-OHC), dat vervolgens door de bloed-hersenbarrière (BBB) ​​gaat en in het plasma terechtkomt, terwijl plasma (12 ) 27 hydroxylcholesterol (27-OHC) stroomt de hersenen binnen, verhoogt het niveau van -synucleïne en vormt uiteindelijk Lewy bodies (LB's). De achterste lijnen geven stimulatie aan, terwijl de rode lijnen remming aangeven.

2.2. Lokale weefselomgeving

De progressieve aggregatie van verkeerd gevouwen eiwitten die de lokale weefselomgeving ernstig aantasten en schade veroorzaken, is een pathologisch kenmerk dat neurodegeneratieve ziekten kenmerkt [42]. Deze verkeerd gevouwen eiwitten worden onderworpen aan eiwitafbraak, zoals proteasoom-gemedieerd. Remming van eiwitafbraakroutes leidt tot de vorming van protease-resistente, waardoor de voortplanting van geaggregeerde eiwitten die het verkeerd vouwen van celeiwitten bevorderen wordt verminderd [43].

Op dezelfde manier is autofagie het belangrijkste mechanisme dat verantwoordelijk is voor het verwijderen van eiwitaggregaten, disfunctionele cellulaire organellen en pathogenen om de cellulaire homeostase in stand te houden. Accumulatie van onrijpe autofagische vacuolen (AV's) als gevolg van een verstoord autofagieproces is een veel voorkomend kenmerk dat wordt waargenomen in de hersenen van Alzheimerpatiënten.

Er werd aangetoond dat het zoogdierdoelwit van rapamycine (mTOR)-signalering wordt geremd in de cortex en hippocampus van volwassen AD-modelmuizen. Herseninsulineresistentie induceert veranderingen in de insuline/insuline-achtige groeifactor (IGF-1)-PI3K(fosfoinositide 3-kinase klasse I)-Akt-route, resulterend in de afwijkende activering van mTOR-signalering, die autofagie negatief reguleert inductie [44–46].

2.3. Systemische omgeving

Veranderingen in de systemische omgeving, zoals ontstekingen, komen vaak voor bij neurodegeneratieve ziekten zoals AD en de ziekte van Parkinson (PD) en kunnen, samen met oxidatieve stress, verstoringen in de proteoomsamenstelling van High-Density Lipoproteïne (HDL) veroorzaken [47]. Circulerend HDL biedt veerkracht tegen cerebrovasculaire disfunctie bij AD, wat een belangrijke rol speelt in het hersenmetabolisme en de homeostase, waardoor de klaring van A en tau wordt gedempt en zo leidt tot de vorming van neuritische plaques en neurofibrillaire kluwens [48].

2.4. Verouderingsmechanisme

De samenstelling van vetzuren en de vloeibaarheid van hersenmembranen veranderen met de leeftijd. Meervoudig onverzadigde vetzuren (PUFA's) zoals docosahexaeenzuur (DHA, 22:6 n-3) enarachidonzuur (AA, 20:4 n{{5} }) zijn de meest voorkomende en belangrijkste PUFA's in de hersenen en spelen een cruciale rol bij veroudering en neurodegeneratie. Bij ouderen nemen DHA en AA af in de membranen van de orbitofrontale cortex. Een specifiek DHA-tekort zou veroorzaakt kunnen worden door een leeftijdsgebonden afname van de enzymactiviteit die betrokken is bij de regulatie van de DHA-synthese, opname en assemblage in hersenfosfolipiden (Zhang et al., 2018).

Ondertussen is de hoge consumptie van omega-3 en omega-6 PUFA's via de voeding gunstig voor het geheugen van gezonde oudere mensen. Dit proces wordt gemedieerd door de integriteit en het behoud van de microstructuur van de witte stof van de fornix in de hersenen (Zamroziewicz et al., 2017). Verschillende PUFA’s zoals DHA en AA worden bestudeerd voor de ontwikkeling van nieuwe behandelingen tegen ND’s en neurodegeneratie [49, 50].

Puninezuur (18:3, ∆9cis, 11trans,13cis, n-5) is een veelbelovende kandidaat waarvan het werkingsmechanisme nog niet volledig begrepen is. In de volgende sectie wordt verwezen naar de karakteristieken en mechanismen van belang voor puninezuur en hun potentiële relatie met de preventie van NDs.

For more information:1950477648nn@gmail.com