Les proteïnes mitocondrials revelen el mecanisme pel qual l'exercici físic millora la memòria, l'aprenentatge i l'activitat motora en el model de rata d'encefalopatia isquèmica hipòxica Part 2

2.3. Proteïnes mitocondrials als nuclis de l'hipocamp

Els indicadors d'apoptosi mitocondrial a la porció nuclear, el citocrom c, el factor inductor de l'apoptosi (AIF) i la caspasa escindida-3, així com Smac/Diablo i OPA1, van augmentar significativament en HIE, tal com demostra la semiquantificació de Western blot (Figura 3).

El citocrom és un neuroquímic important que facilita la comunicació entre neurones i ajuda a les persones a mantenir una bona memòria. Molts estudis han demostrat que els citocroms tenen un gran impacte en la funció del cervell humà i són indispensables en l'aprenentatge, la memòria, la cognició i altres aspectes.

En primer lloc, els citocroms poden millorar l'atenció i la concentració de les persones, que és un dels factors importants per millorar la memòria. El paper dels citocroms es fa més evident quan necessitem recordar certa informació i ens hem de concentrar amb tota concentració. Pot coordinar l'activitat de les neurones i potenciar la transmissió d'informació entre diferents àrees, ajudant-nos així a aprendre i recordar amb més eficàcia.

En segon lloc, els citocroms també poden promoure la connectivitat entre les neurones cerebrals i millorar encara més l'eficiència de la transmissió d'informació. La presència de citocroms modula la transmissió sinàptica i reforça les connexions sinàptiques. Aquest procés afavoreix les interaccions i la transferència d'informació entre neurones, fent que el cervell sigui més flexible i eficient.

Finalment, els citocroms també poden ajudar les persones a processar i emmagatzemar millor la informació de la memòria. La investigació demostra que els citocroms tenen un paper molt important en el procés de formació i conservació de la memòria. Pot enfortir les connexions i les interaccions entre neurones, ajudant-nos així a emmagatzemar i recordar millor la informació i millorar l'eficàcia i la durabilitat de la memòria.

En resum, els citocroms tenen un impacte molt important en la funció cerebral i la memòria. Hem de centrar-nos en mantenir i promoure la producció de citocrom, mantenir la salut del cervell i millorar la memòria mitjançant una dieta saludable, exercici moderat i bon son. Es pot veure que hem de millorar la memòria, i Cistanche deserticola pot millorar significativament la memòria, perquè Cistanche deserticola té efectes antioxidants, antiinflamatoris i anti-envelliment, que poden ajudar a reduir l'oxidació i les reaccions inflamatòries al cervell, protegint així el salut del sistema nerviós. A més, Cistanche deserticola també pot promoure el creixement i la reparació de les cèl·lules nervioses, millorant així la connectivitat i la funció de les xarxes neuronals. Aquests efectes poden ajudar a millorar la memòria, l'aprenentatge i la velocitat de pensament, i també poden prevenir el desenvolupament de disfuncions cognitives i malalties neurodegeneratives.

Feu clic a Coneix suplements per augmentar la memòria

El citocrom c (figura 3B), la caspasa escindida -3 (figura 3C) i Smac/Diablo (figura 3D) es van expressar de manera diferent a HIE amb i sense exercici, però no hi va haver cap diferència estadísticament significativa en comparació amb SHAM, NT . No obstant això, AIF nuclear i OPA1 (figura 3A, E) van mostrar estadísticament significatius.

2.4. Proteïnes mitocondrials al citoplasma de l'escorça cerebral

Els indicadors d'apoptosi mitocondrial a la part citoplasmàtica, el factor inductor de l'apoptosi (AIF), el citocrom c, la caspasa escindida -3, així com Smac/Diablo i OPA1, van augmentar significativament a HIE, tal com demostra la semiquantificació de Western blot (figura). 4).

AIF (figura 4A), citocrom c (figura 4B) i Smac/Diablo (figura 4D) es van expressar de manera diferent a HIE amb i sense exercici, però no hi va haver cap diferència estadísticament significativa en comparació amb SHAM, NT. Malgrat això, la caspasa escindida -3 (figura 4C) i l'OPA1 (figura 4E) van mostrar canvis estadísticament significatius.

2.5. Proteïnes mitocondrials als nuclis de l'escorça cerebral

Els indicadors d'apoptosi mitocondrial a la porció nuclear, el citocrom c, el factor inductor de l'apoptosi (AIF) i la caspasa escindida-3, així com Smac/Diablo i OPA1, van augmentar significativament en HIE, tal com demostra la semiquantificació de Western blot (Figura 5), ​​AIF (Figura 5A), Citocrom c (Figura 5B), caspasa escindida -3 (Figura 5C) i OPA1 (Figura 5E) es van expressar de manera diferent en HIE i exercici i van ser estadísticament significatius en comparació amb SHAM, NT.

Els canvis en Smac/Diablo nuclears (figura 5D), en canvi, no van ser estadísticament significatius.

En conjunt, aquestes troballes donen suport a la proposta que l'exercici millora la funció motora, l'aprenentatge i la recuperació de la memòria suprimint l'expressió de proteïnes apoptòtiques de l'hipocamp i corticalmitocondrial al cervell de les rates HIE.

2.6. Anàlisi d'immunofluorescència de proteïnes a l'escorça motora

La figura 6 mostra imatges representatives d'immunofluorescència de l'escorça motora de la regió de l'escorça cerebral tenyida per AlF, citocrom C, caspasa clivada -3, Smac i OPAl. També es resumeix l'anàlisi quantitativa de la intensitat fluorescent mitjana (MFI) de les proteïnes. a les figures 6 i 7. L'exercici de $natació va provocar una reducció important de l'expressió de les proteïnes. imatges i els gràfics d'intensitat fluorescent mitjana (MFI).

Figura 6. Imatges d'immunofluorescència i intensitats fluorescents mitjanes de les proteïnes del còrtex motor. ( A ) Imatges representatives d'immunofluorescència i MFI d'AIF a l'escorça motora de cada grup. Les molècules AIF són verdes. Les molècules d'AIF es van analitzar a l'escorça motora.

Els resultats es presenten com a mitjana ± SEM de 3 rates de cada grup. (** p < 0.001 i *** p < 0,0001) en comparació amb el grup SHAM, NT; (## p <0,001 en comparació amb el grup HIE, NT; cada grup, n=3). Barra d'escala, 100 µm. (B) Imatges representatives d'immunofluorescència i MFI del citocrom C a l'escorça motora de cada grup. Les molècules del citocrom C (verd) es van analitzar a l'escorça motora.

Les dades es presenten com a mitjana ± SEM de 3 rates de cada grup. (** p < 0.001 i *** p < 0,0001) en comparació amb el grup SHAM, NT; (## p <0,001 en comparació amb el grup HIE, NT); cada grup, n=3. Barra d'escala, 100 µm. ( C ) Imatges representatives d'immunofluorescència i MFI de la caspasa clivada -3 a l'escorça motora de cada grup. Les molècules de caspasa-3 escindides (verdes) es van analitzar a l'escorça motora.

Els resultats es presenten com a mitjana ± SEM de 3 rates de cada grup. (* p < 0.05 i *** p < 0,0001) en comparació amb el grup SHAM, NT); cada grup, n=3. Barra d'escala, 100 µm. (D) Imatges d'immunofluorescència representatives i MFI de SMAC a l'escorça motora de cada grup.

Les molècules SMAC (verdes) es van analitzar a l'escorça motora. Els resultats es presenten com a mitjana ± SEM de 3 rates de cada grup. (** p < 0.001 i *** p < 0,0001) en comparació amb el grup SHAM, NT); cada grup, n=3.Barra d'escala, 100 µm. (E) Imatges representatives d'immunofluorescència i MFI d'OPA1 a l'escorça motora de cada grup. Les molècules OPA1 (verdes) es van analitzar a l'escorça motora.

Les dades individuals es presenten com a mitjana ± SEM de 3 rates de cada grup. (*** p < 0.0001) en comparació amb el grup SHAM-NT; (## p <0,001 en comparació amb el grup HIE, NT); cada grup, n=3. Barra d'escala, 100 µm.

3. Discussió

Com que els mitocondris són essencials per a la producció d'energia dins de les cèl·lules cerebrals [23, 24], vam investigar l'efecte de l'exercici de natació sobre els senyals apoptòtics i dinàmics mitocondrials a HIE.

Per aconseguir-ho, vam utilitzar una rutina d'exercicis i vam avaluar cinc reguladors de la funció mitocondrial (AIF, citocrom c, caspasa clivada-3, Smac/Diablo i OPA1). Els nostres resultats van demostrar que l'entrenament amb exercici afecta aquestes proteïnes independentment de l'estat de salut (és a dir, en models de rates HIE o grups simulats).

L'exercici de natació va reduir l'expressió de proteïnes relacionades amb l'apoptosi mitocondrial; AIF, citocrom c i caspasa escindida-3 al citosol i als nuclis de l'hipocamp i al còrtex, que és coherent amb l'afirmació de Moore et al. [25] que l'activitat física afecta tots els aspectes del mitocondri.

A més, les quatre setmanes d'exercici van reduir els nivells d'expressió del marcador de fissió Smac/Diablo i la proteïna de remodelació de cristae OPA1, que va ser concomitant amb un millor rendiment motor, aprenentatge i retenció de memòria.

A l'hipocamp i l'escorça cerebral de les rates HIE i sedentàries, els nivells d'indicadors apoptòtics mitocondrials; el citocrom c, l'AIF i la caspasa escindida-3 van augmentar significativament. En comparació amb les rates SHAM, NT, quan les rates HIE i normals es van sotmetre a exercici de natació, els nivells d'AIF, citocrom c i caspasa escindida-3 van disminuir significativament, una observació conjuntament amb [24,26] troballes que l'exercici restaura. Funció dels mitocondris en els trastorns neurodegeneratius.

Amb l'AIF assenyalat com un contribuent important a la pèrdua de neurones al cervell immadur després de la hipòxia-isquèmia i una mutació hipomorfa que causa una disminució de l'expressió d'AIF que protegeix contra la hipoxicisquèmia neonatal [27], observem aquí que l'exercici de natació té el mateix efecte al cervell HIErat per suprimint la translocació citosòlica i nuclear de la proteïna.

L'impacte antiapoptòtic de l'entrenament amb exercici correspon a millores en la funció motora, l'aprenentatge i la memòria, la qual cosa implica que l'entrenament amb exercici evita el mal funcionament mitocondrial i l'apoptosi.

Això explica els mecanismes de protecció neuronal reportats després de l'entrenament amb exercici que promouen la neurogènesi i la reparació de la mielina a la penombra després d'un ictus [28], ja que es tracta de processos que requereixen alta energia que necessiten mitocondris funcionals estables.

Atesa la capacitat de l'exercici per modular l'estabilització de proteïnes mitocondrials i millorar la funció motora, l'aprenentatge i la memòria, seria notable determinar si el metabòlit relacionat amb l'exercici, el lactat, que travessa la barrera hematoencefàlica [29] contribueix significativament als efectes beneficiosos de l'exercici de suprimir l'apoptosi. i promoure la funció motora, l'aprenentatge i la memòria a l'HIE.

L'exercici de natació va millorar significativament l'activitat motora, la memòria i l'aprenentatge en rates amb HIE reduint l'apoptosi mitocondrial mitjançant les vies de senyalització Cyto.C/Cleaved Caspase-3i AIF.

A part d'això, s'ha demostrat que la intervenció de l'exercici de natació estabilitza les crestas mitocondrials i el potencial de membrana en rates HIE, com ho demostra la reversió Smac/Diablo i OPA1 en aquests animals, que és coherent amb [30,31] troballes que emfatitzen la importància d'OPA1 a les cristes mitocondrials. estabilització.

Amb els mecanismes neurobiològics subjacents de la neuroplasticitat induïda per l'exercici encara són en gran mesura elusius [8], els nostres resultats proporcionen una plataforma intrigant i plausible per a futures investigacions sobre la identificació de vies moleculars addicionals que es podrien modular per gestionar eficaçment l'HIE i les deficiències resultants.

For more information:1950477648nn@gmail.com