تكشف بروتينات الميتوكوندريا عن الآلية التي تعمل بها التمارين البدنية على تحسين الذاكرة والتعلم والنشاط الحركي في نموذج الفئران لاعتلال الدماغ الإقفاري بنقص التأكسج الجزء 2

2.3. بروتينات الميتوكوندريا في نوى الحصين

مؤشرات موت الخلايا المبرمج في الميتوكوندريا في الجزء النووي، السيتوكروم ج، العامل المسبب لموت الخلايا المبرمج (AIF)، والكاسبيز المشقوق -3، وكذلك Smac/Diablo وOPA1، زادت بشكل ملحوظ في HIE، كما يتضح من القياس شبه الكمي لللطخة الغربية (الشكل 3).

السيتوكروم هو مادة كيميائية عصبية مهمة تسهل التواصل بين الخلايا العصبية وتساعد الناس على الحفاظ على ذاكرة جيدة. أظهرت العديد من الدراسات أن السيتوكرومات لها تأثير كبير على وظيفة الدماغ البشري ولا غنى عنها في التعلم والذاكرة والإدراك وغيرها من الجوانب.

بادئ ذي بدء، يمكن للسيتوكروم أن يحسن انتباه الناس وتركيزهم، وهو أحد العوامل المهمة في تحسين الذاكرة. يصبح دور السيتوكروم أكثر وضوحًا عندما نحتاج إلى تذكر معلومات معينة ونحتاج إلى التركيز عليها بتركيز كامل. ويمكنه تنسيق نشاط الخلايا العصبية وتعزيز نقل المعلومات بين المناطق المختلفة، مما يساعدنا على التعلم والتذكر بشكل أكثر فعالية.

ثانيًا، يمكن للسيتوكرومات أيضًا تعزيز الاتصال بين الخلايا العصبية في الدماغ وزيادة تعزيز كفاءة نقل المعلومات. وجود السيتوكروم ينظم انتقال التشابك العصبي ويقوي الاتصالات التشابكية. تعمل هذه العملية على تعزيز التفاعلات ونقل المعلومات بين الخلايا العصبية، مما يجعل الدماغ أكثر مرونة وكفاءة.

وأخيرًا، يمكن للسيتوكرومات أيضًا أن تساعد الأشخاص على معالجة معلومات الذاكرة وتخزينها بشكل أفضل. تظهر الأبحاث أن السيتوكرومات تلعب دورًا مهمًا جدًا في عملية تكوين الذاكرة والحفاظ عليها. يمكنه تقوية الروابط والتفاعلات بين الخلايا العصبية، مما يساعدنا على تخزين المعلومات واسترجاعها بشكل أفضل وتحسين فعالية ومتانة الذاكرة.

باختصار، السيتوكرومات لها تأثير مهم جدًا على وظائف المخ والذاكرة. يجب أن نركز على الحفاظ على إنتاج السيتوكروم وتعزيزه، والحفاظ على صحة الدماغ، وتحسين الذاكرة من خلال اتباع نظام غذائي صحي، وممارسة التمارين الرياضية المعتدلة، والنوم الجيد. يمكن أن نرى أننا بحاجة إلى تحسين الذاكرة، ويمكن أن تحسن Cistanche deserticola الذاكرة بشكل كبير، لأن Cistanche deserticola لها تأثيرات مضادة للأكسدة ومضادة للالتهابات ومضادة للشيخوخة، والتي يمكن أن تساعد في تقليل الأكسدة والتفاعلات الالتهابية في الدماغ، وبالتالي حماية البشرة. صحة الجهاز العصبي. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لـ Cistanche deserticola أيضًا تعزيز نمو وإصلاح الخلايا العصبية، وبالتالي تعزيز اتصال الشبكات العصبية ووظيفتها. يمكن أن تساعد هذه التأثيرات في تحسين الذاكرة والتعلم وسرعة التفكير، وقد تمنع أيضًا تطور الخلل المعرفي والأمراض التنكسية العصبية.

انقر فوق معرفة المكملات الغذائية لتعزيز الذاكرة

تم التعبير عن السيتوكروم c (الشكل 3B)، والكاسبيز المشقوق -3 (الشكل 3C)، وSmac/Diablo (الشكل 3D) بشكل مختلف في HIE مع وبدون تمرين ولكن لم يكن هناك فرق كبير إحصائيًا عند مقارنته بـ SHAM، NT . ومع ذلك، أظهر AIF andOPA1 النووي (الشكل 3A، E) دلالة إحصائية.

2.4. بروتينات الميتوكوندريا في السيتوبلازم في القشرة الدماغية

مؤشرات موت الخلايا المبرمج في الميتوكوندريا في الجزء السيتوبلازمي، وعامل تحفيز موت الخلايا المبرمج (AIF)، والسيتوكروم c، والكاسبيز المشقوق -3، وكذلك Smac/Diablo وOPA1، زادت بشكل ملحوظ في HIE، كما يتضح من شبه الكمي لطخة غربية (الشكل 4).

AIF (الشكل 4A)، السيتوكروم ج (الشكل 4B)، وSmac/Diablo (الشكل 4D) تم التعبير عنها جميعًا بشكل مختلف في HIE مع وبدون ممارسة الرياضة ولكن لم يكن هناك فرق ذو دلالة إحصائية عند مقارنتها بـ SHAM، NT. على الرغم من هذا، أظهر كاسباس المشقوق -3 (الشكل 4C) andOPA1 (الشكل 4E) تغييرات ذات دلالة إحصائية.

2.5. بروتينات الميتوكوندريا في نوى القشرة الدماغية

مؤشرات موت الخلايا المبرمج في الميتوكوندريا في الجزء النووي، السيتوكروم ج، العامل المسبب لموت الخلايا المبرمج (AIF)، والكاسبيز المشقوق -3، وكذلك Smac/Diablo وOPA1، زادت بشكل ملحوظ في HIE، كما يتضح من القياس شبه الكمي لللطخة الغربية (الشكل 5)، AIF (الشكل 5A)، السيتوكروم c (الشكل 5B)، كاسباس المشقوق -3 (الشكل 5C)، وOPA1 (الشكل 5E) تم التعبير عنها جميعًا بشكل مختلف في HIE والتمرين وكانت ذات دلالة إحصائية مقارنة بـ الشام، ن.ت.

من ناحية أخرى، لم تكن التغييرات في Smac/Diablo النووية (الشكل 5D)، ذات دلالة إحصائية.

مجتمعة، تدعم هذه النتائج الافتراض القائل بأن التمارين الرياضية تعمل على تحسين الوظيفة الحركية والتعلم واستعادة الذاكرة عن طريق قمع تعبير بروتين موت الخلايا المبرمج في الحصين والميتوكوندريا القشرية في أدمغة فئران HIE.

2.6. التحليل المناعي للبروتينات في القشرة الحركية

يوضح الشكل 6 صور التألق المناعي التمثيلي من القشرة الحركية لمنطقة القشرة الدماغية الملطخة بـ AlF وCytochrome C وCleaved caspase -3 وSmac وOPAl. كما تم تلخيص التحليل الكمي لمتوسط ​​شدة الفلورسنت (MFI) للبروتينات في الشكلين 6 و7. تسبب تمرين wimming في انخفاض كبير في التعبير عن البروتينات. الصور والرسوم البيانية لكثافة الفلورسنت المتوسطة (MFI).

الشكل 6. الصور المناعية ومتوسط ​​شدة الفلورسنت من البروتينات في القشرة الحركية. (أ) الصور المناعية التمثيلية ومؤسسة التمويل الأصغر لـ AIF في القشرة الحركية لكل مجموعة. جزيئات AIF خضراء. تم تحليل جزيئات AIF في القشرة الحركية.

يتم عرض النتائج على أنها متوسط ​​± SEM لثلاثة فئران من كل مجموعة. (** p < 0.001 و *** p <0.0001) مقارنة بمجموعة SHAM، NT؛ (## p <0.001 مقارنة بمجموعة HIE، NT؛ كل مجموعة، n=3). شريط النطاق، 100 ميكرومتر. (ب) الصور المناعية التمثيلية ومؤسسة التمويل الأصغر للسيتوكروم C في القشرة الحركية لكل مجموعة. تم تحليل جزيئات السيتوكروم C (الأخضر) في القشرة الحركية.

يتم تقديم البيانات على أنها متوسط ​​± SEM لثلاثة فئران من كل مجموعة. (** p < 0.001 و *** p <0.0001) مقارنة بمجموعة SHAM، NT؛ (## p <0.001 مقارنة بمجموعة HIE، NT)؛ كل مجموعة، ن=3. شريط المقياس، 100 ميكرومتر. (C) صور التألق المناعي التمثيلي وMFI لـ Cleaved caspase -3 في القشرة الحركية لكل مجموعة. تم تحليل جزيئات كاسباس -3 المشقوقة (باللون الأخضر) في القشرة الحركية.

يتم عرض النتائج على أنها متوسط ​​± SEM لثلاثة فئران من كل مجموعة. (* p < 0.05 و *** p < 0.0001) مقارنة بمجموعة SHAM، NT)؛ كل مجموعة، ن=3. شريط النطاق، 100 ميكرومتر. (د) صور الفلورة المناعية التمثيلية ومؤسسة التمويل الأصغر لـ SMAC في القشرة الحركية لكل مجموعة.

تم تحليل جزيئات SMAC (الأخضر) في القشرة الحركية. يتم عرض النتائج على أنها متوسط ​​± SEM لثلاثة فئران لكل مجموعة. (** p < 0.001 و *** p < 0.0001) مقارنة بمجموعة SHAM، NT)؛ كل مجموعة، ن=3. شريط النطاق، 100 ميكرومتر. (E) الصور المناعية التمثيلية وMFI لـ OPA1 في القشرة الحركية لكل مجموعة. تم تحليل جزيئات OPA1 (الأخضر) في القشرة الحركية.

يتم تقديم البيانات الفردية على أنها متوسط ​​± SEM من 3 فئران في كل مجموعة. (*** p < 0.0001) مقارنة بمجموعة SHAM-NT؛ (## p <0.001 مقارنة بمجموعة HIE، NT)؛ كل مجموعة، ن=3. شريط النطاق، 100 ميكرومتر.

3. المناقشة

نظرًا لأن الميتوكوندريا ضرورية لإنتاج الطاقة داخل الخلايا الدماغية [23،24]، فقد قمنا بدراسة تأثير تمرين السباحة على إشارات موت الخلايا المبرمج والديناميكية في الميتوكوندريا في HIE.

ولتحقيق ذلك، استخدمنا تمرينًا روتينيًا وقمنا بتقييم خمسة منظمات لوظائف الميتوكوندريا (AIF، وCytochrome c، وCleaved caspase-3، وSmac/Diablo، وOPA1). أظهرت نتائجنا أن التدريب على التمارين يؤثر على هذه البروتينات بغض النظر عن الحالة الصحية (أي في نماذج الفئران HIE أو المجموعات الوهمية).

خفضت تمارين السباحة التعبير عن البروتينات المرتبطة بموت الخلايا المبرمج في الميتوكوندريا. AIF، والسيتوكروم c، والكاسبيز المشقوق -3 في العصارة الخلوية ونواة الحصين والقشرة، وهو ما يتوافق مع البيان الذي أدلى به مور وآخرون. [25] أن النشاط البدني يؤثر على كل جانب من جوانب الميتوكوندريا.

علاوة على ذلك، أدت الأسابيع الأربعة من التمرين إلى خفض مستويات التعبير عن علامة الانشطار Smac/Diablo وبروتين إعادة تشكيل cristae OPA1، والذي كان مصاحبًا للأداء الحركي المحسن والتعلم والاحتفاظ بالذاكرة.

في الحصين والقشرة الدماغية لـ HIE والفئران المستقرة، مستويات مؤشرات موت الخلايا المبرمج في الميتوكوندريا؛ زاد السيتوكروم c، وAIF، والكاسبيز المشقوق -3 بشكل ملحوظ. بالمقارنة مع SHAM، وفئران NT، عندما تم إخضاع HIE والفئران العادية لتمرين السباحة، انخفضت مستويات AIF، والسيتوكروم c، والكاسبيز المشقوق -3 بشكل ملحوظ، وهي ملاحظة جنبًا إلى جنب مع [24,26] النتائج التي تفيد بأن التمرين يستعيد نشاطه. وظيفة الميتوكوندريا في الاضطرابات العصبية.

مع الإشارة إلى AIF باعتباره مساهمًا رئيسيًا في فقدان الخلايا العصبية في الدماغ غير الناضج بعد نقص تروية الدم ونقص التأكسج الذي يسبب انخفاض تعبير AIF المُبلغ عنه للحماية من نقص تأكسج الدم عند الأطفال حديثي الولادة [27]، نلاحظ هنا أن تمرين السباحة له نفس التأثير في دماغ HIErat عن طريق قمع إزاحة البروتين الخلوي والنووي.

يتوافق التأثير المضاد للخلايا في التدريب على التمارين مع التحسينات في الوظيفة الحركية والتعلم والذاكرة، مما يعني أن التدريب على التمارين يتجنب خلل الميتوكوندريا وموت الخلايا المبرمج.

وهذا ما يفسر آليات الحماية العصبية التي تم الإبلاغ عنها بعد التمرين والتي تعزز تكوين الخلايا العصبية وإصلاح المايلين في شبه الظل بعد السكتة الدماغية [28]، حيث أن هذه العمليات تتطلب طاقة عالية وتتطلب ميتوكوندريا وظيفية مستقرة.

نظرًا لقدرة التمرين على تعديل تثبيت بروتين الميتوكوندريا، وتعزيز الوظيفة الحركية، والتعلم، والذاكرة، سيكون من الرائع تحديد ما إذا كان المستقلب المرتبط بالتمرين، اللاكتات، الذي يعبر حاجز الدم في الدماغ [29] يساهم بشكل كبير في التأثيرات المفيدة للتمرين في قمع موت الخلايا المبرمج. وتعزيز الوظائف الحركية والتعلم والذاكرة في HIE.

أدت تمارين السباحة إلى تحسين النشاط الحركي والذاكرة والتعلم بشكل ملحوظ باستخدام HIE عن طريق تقليل موت الخلايا المبرمج في الميتوكوندريا من خلال مسارات إشارات Cyto.C/Cleaved Caspase-3 وAIF.

بصرف النظر عن ذلك، فقد ثبت أن التدخل في تمارين السباحة يعمل على تثبيت أعراف الميتوكوندريا وإمكانات الغشاء في فئران HIE، كما يتضح من انعكاس Smac/Diablo وOPA1 في هذه الحيوانات، وهو ما يتوافق مع [30،31] النتائج التي تؤكد أهمية OPA1 في أعراف الميتوكوندريا الاستقرار.

نظرًا لأن الآليات البيولوجية العصبية الأساسية للمرونة العصبية الناجمة عن التمارين لا تزال بعيدة المنال في الغالب [8]، فإن النتائج التي توصلنا إليها توفر منصة مثيرة للاهتمام ومعقولة للأبحاث المستقبلية حول تحديد المسارات الجزيئية الإضافية التي يمكن تعديلها لإدارة HIE بشكل فعال والإعاقات الناتجة.

For more information:1950477648nn@gmail.com