L'epigallocatechina-3-gallato ha migliorato l'accumulo di ferro e l'apoptosi e ha promosso la rigenerazione neuronale e la memoria/funzioni cognitive nell'ippocampo indotte dall'esposizione a un ambiente cronico di ipossia ad alta quota

Astratto

Il nostro obiettivo era esplorare gli effetti protettivi e il potenziale meccanismo di trattamento dell'epigallocatechina-3-gallato (EGCG) in un modello animale di esposizione cronica in un ambiente naturale di ipossia d'alta quota (HAH). Le alterazioni comportamentali sono state valutate con il Morris Water Maze Test. L'accumulo di ferro nell'ippocampo è stato rilevato utilizzando rispettivamente la colorazione Perl potenziata con DAB, la risonanza magnetica, la qPCR e la colorimetria. Lo stress ossidativo (malondialdeide, MDA), l'apoptosi (Caspasi-3) e la rigenerazione neurale (fattore neurotrofico derivato dal cervello, BDNF) sono stati rilevati utilizzando ELISA e western blotting. I cambiamenti ultrastrutturali neurali sono stati valutati mediante microscopia elettronica a trasmissione (TEM).

Il rapporto tra apoptosi e memoria è da sempre uno dei temi caldi dei neuroscienziati. L'apoptosi si riferisce al processo di morte cellulare ordinata attraverso una serie di meccanismi di regolazione interna. In circostanze normali, l’apoptosi cellulare non causa alcun danno al corpo umano, ma aiuta a mantenerlo in buona salute. Tuttavia, in determinate condizioni patologiche, l'apoptosi incontrollata può portare alla comparsa di varie malattie.

Allo stesso tempo, è stato dimostrato che la memoria è strettamente correlata all’apoptosi cellulare. Alcuni studi suggeriscono che un'adeguata apoptosi gioca un ruolo importante nella formazione e nel consolidamento della memoria. Questa relazione segue una regola semplice: alcuni neuroni non necessari o scaduti vengono eliminati attraverso l'apoptosi, creando più spazio e risorse per la formazione di nuovi neuroni e l'immagazzinamento della memoria. Inoltre, un'apoptosi appropriata può anche proteggere i neuroni dai danni eliminando le proteine ​​tossiche nei neuroni.

Tuttavia, se l’apoptosi è eccessiva o insufficiente, ciò influenzerà il normale funzionamento della memoria. Un'apoptosi eccessiva può portare a un'eccessiva perdita di neuroni, con conseguente perdita di memoria. D’altra parte, se non c’è abbastanza apoptosi per eliminare neuroni e cellule non necessari, queste cellule consumeranno spazio e risorse troppo limitati, il che può anche portare al declino della memoria. Pertanto, è necessario evitare un'apoptosi eccessiva o insufficiente mantenendo il normale grado di apoptosi.

L’apoptosi è un processo biologico complesso con molti fattori che influenzano. Sebbene la relazione con la memoria non sia completamente compresa, questo fenomeno ci consente di acquisire una comprensione più profonda del sistema nervoso e apre nuove strade per migliorare la memoria. In sintesi, padroneggiare l’apoptosi appropriata è fondamentale per la salute della memoria. Si può vedere che dobbiamo migliorare la nostra memoria. La Cistanche deserticola può migliorare significativamente la memoria perché la Cistanche deserticola è un materiale medicinale tradizionale cinese con molti effetti unici, uno dei quali è quello di migliorare la memoria. L'efficacia della carne macinata deriva dai vari principi attivi che contiene, tra cui acidi, polisaccaridi, flavonoidi, ecc. Questi ingredienti possono favorire la salute del cervello in vari modi.

Fare clic su modi per migliorare la funzione cerebrale

I risultati hanno mostrato che le prestazioni di apprendimento e memoria dei ratti diminuivano se esposti all’ambiente HAH. È stato seguito da accumulo di ferro, metabolismo del ferro disfunzionale, riduzione del BDNF e sovraregolazione di MDA e Caspasi-3. La TEM ha confermato i cambiamenti ultrastrutturali nei neuroni e nei mitocondri. L’EGCG ha ridotto il deterioramento cognitivo indotto dall’HAH, la deposizione di ferro, lo stress ossidativo e l’apoptosi e ha promosso la rigenerazione neuronale contro il danno neurale cronico mediato dall’HAH.

Parole chiave
Alta quota · Ipossia · Mappatura quantitativa della sensibilità · Accumulo di ferro · Intervento farmacologico.

introduzione
Le attività umane nelle aree di alta quota (più di 3000 m) sono recentemente aumentate in modo significativo [1]. Tra i 140 milioni di persone in tutto il mondo che vivono permanentemente in alta quota [2, 3] e altre per turismo o per difendere i confini, il 5-10% è a rischio di sviluppare il mal di montagna cronico, caratterizzato da eccessiva eritrocitosi e grave ipossiemia [4, 5] . Il cervello, essendo uno degli organi che consumano più ossigeno, è sensibile all’ipossia [6]. Inoltre, l’ipossia da alta quota (HAH) disturba gravemente l’integrità strutturale dei principali neuroni e la morfologia mitocondriale nell’ippocampo [7]. I sintomi indotti dall’esposizione cronica a un ambiente HAH comprendono mal di testa, vertigini, disturbi del sonno, affaticamento e mancanza di concentrazione mentale [5, 8, 9]. Inoltre, l’HAH può anche innescare disfunzioni neurocognitive come l’apprendimento spaziale, la memoria e l’umore [10]. Il trattamento del danno neurale indotto dall’HAH è quindi diventato al centro dell’attenzione nel campo della medicina d’alta quota [11, 12].

È di grande importanza trovare formulazioni adatte per la prevenzione delle lesioni cerebrali indotte da HAH. Le foglie di tè verde contengono (−)-epigallocatechina-3-gallato (EGCG) (50–60%), (−)-epigallocatechina (EGC) (15–20%), (−)-epicatechina-3- gallato (ECG) (10–15%) e (−)-epicatechina (EC) (5–10%) [13, 14]. L'EGCG, che secondo quanto riferito è più abbondante nelle foglie di tè verde (7,1 g per 100 g) che nel tè oolong (3,4 g per 100 g) e nelle foglie di tè nero (1,1 g per 100 g) [15], ha una potente proprietà antiossidante dovuta agli otto gruppi idrossilici e due gruppi trifenolici nella sua struttura di base [16, 17]. Inoltre, è stato dimostrato in studi sugli animali che è in grado di attraversare la barriera emato-encefalica e raggiungere il parenchima cerebrale [18, 19]. Sono stati riportati alcuni rapporti sui meccanismi neuroprotettivi dell’EGCG come le proprietà di chelazione dei metalli, la soppressione dello stress ossidativo, l’infiammazione, l’apoptosi e l’accelerazione della rigenerazione dei nervi [20–22]. Zhang et al. hanno esaminato l'effetto dell'EGCG su molte malattie e hanno sottolineato che l'EGCG proteggeva le cellule neuronali inducendo l'autofagia. Hanno anche riassunto che le proprietà antinfiammatorie e antiossidanti dell’EGCG erano vitali per il suo ruolo protettivo nelle malattie del sistema nervoso centrale [23].

Tuttavia, pochi studi hanno riportato l’effetto neuroprotettivo dell’EGCG contro il danno neurale cronico mediato da HAH. Per colmare questa lacuna, in questo studio, abbiamo stabilito un modello di ratto di esposizione cronica a un ambiente HAH naturale nel tentativo di verificare il potenziale meccanismo di trattamento dell’EGCG. Inoltre, abbiamo utilizzato la mappatura quantitativa della suscettibilità (QSM), mediante MRI gradient-echo a 7 T, che può superare l’effetto non locale del campo magnetico e fornire un meccanismo di contrasto per i tessuti in vivo, per quantificare il contenuto di ferro nel cervello [24].
Materiali e metodi

Animali

Un totale di 120 ratti maschi Sprague-Dawley del peso di 130-150 g sono stati ottenuti da Chengdu Dashuo Laboratory Animal Co., Ltd. Sono stati tenuti in un ricovero per animali a 18-22 gradi in un ciclo luce/buio di 12 ore con cibo e acqua forniti ad libitum. Tutte le procedure eseguite sugli animali sono state approvate dal Comitato per la cura e l'uso degli animali del West China Hospital.

Progettazione dello studio

I ratti sono stati randomizzati e divisi in quattro gruppi. I ratti del gruppo ipossia e del gruppo h-EGCG sono stati nutriti e alloggiati a Yushu, in Cina, ad un'altitudine di 4500 m. I ratti del gruppo di altitudine normale (gruppo n) e del gruppo n-EGCG sono stati alimentati a Chengdu, in Cina, ad un'altitudine di 500 m. A questi ratti è stata somministrata un'alimentazione normale per un mese, seguita da diversi trattamenti. (1) Gruppo ipossia: ai ratti è stata iniettata per via intraperitoneale ogni giorno soluzione fisiologica (0,9%) per un mese. (2) Gruppo h-EGCG: ai ratti sono stati iniettati per via intraperitoneale ogni giorno 50 mg/kg di EGCG (purezza, 98%; Cas, 989-51-5; Sigma-Aldrich; conservato a 4 gradi) per un mese. (3) Gruppo n: ai ratti è stata iniettata per via intraperitoneale ogni giorno soluzione fisiologica (0,9%) per un mese. (4) Gruppo n-EGCG: ai ratti sono stati iniettati per via intraperitoneale ogni giorno 50 mg/kg di EGCG per un mese.

L'EGCG (5 mg/mL) è stato sciolto in acqua in un rapporto di 1:1. Il volume iniettato nei ratti è stato determinato in base al peso dei ratti, che ha raggiunto una quantità di iniezione finale di 50 mg/kg. Dopo quel trattamento, alcuni ratti sono stati utilizzati rispettivamente per il Morris Water Maze Assay (n=10 per ciascun gruppo) e l'analisi MRI cerebrale (n=10 per ciascun gruppo). Alcuni altri ratti sono stati sacrificati e i tessuti cerebrali sono stati raccolti per la colorazione Perls potenziata con DAB (n=3 per ciascun gruppo), per Western blotting, valutazioni biochimiche e test qPCR (n=6 per ciascun gruppo) e analisi al microscopio elettronico a trasmissione (n=1 per ciascun gruppo).

Esperimento comportamentale

Il Morris Water Maze (MWM) è stato effettuato come precedentemente descritto per analizzare l'apprendimento e la memoria dei ratti [25], è stato eseguito nello stesso luogo in cui erano ospitati i ratti. Il MWM consisteva in una piscina rotonda in acciaio (160 cm di diametro, 60 cm di altezza e 31 cm di profondità) riempita d'acqua fino a un livello di 1 cm sopra la parte superiore di una piattaforma (10 cm di diametro e 30 cm di profondità). ). La temperatura dell'acqua è stata mantenuta a 22±2 gradi e opacizzata con inchiostro nero brillante. La piattaforma è stata fissata in uno dei quattro quadranti predisposti durante il corso di formazione per quattro giorni consecutivi. La prova si è conclusa una volta che i ratti hanno raggiunto la piattaforma. È stata registrata la latenza di fuga. Se i ratti non riuscivano a raggiungere la piattaforma entro 60 secondi, venivano guidati manualmente sulla piattaforma e lasciati rimanere su di essa per 15 secondi. Il quinto giorno, dopo che la piattaforma fu rimossa, i ratti entrarono nel quadrante opposto a quello della piattaforma originaria. Successivamente, entro 60 secondi, sono stati registrati il ​​numero di attraversamenti dei binari e i percorsi di movimento.

Protocollo MRI

Il QSM è stato valutato mediante MRI, come riportato in uno studio precedente [26]. La MRI è stata eseguita su uno scanner da 7 Tesla (BioSpec 70/30, Bruker, Germania). Per QSM è stata utilizzata una sequenza tridimensionale (3D) multi-eco gradient-recall echo (GRE). I parametri sperimentali sono stati impostati come segue: tempo di ripetizione (TR)=60 ms, angolo fip=15 gradi, spessore della fetta=23 mm, dimensione della matrice di acquisizione=256×256, campo campo visivo (FOV)=32 mm×32 mm, durata eco del primo eco (TE1)=5 ms, spaziatura eco (ΔTE)=5,77 ms, numero di echi{{19 }} e larghezza di banda=50 kHz. Sia le immagini di magnitudo che di fase sono state salvate per la ricostruzione QSM. C'erano tre passaggi negli algoritmi di mappatura QSM eseguiti con MATLAB R2014a (The Math Works, Natick, MA): scartare la fase avvolta, rimuovere il campo di fondo e generare mappe di suscettibilità dal campo dei tessuti.

Preparazione dei tessuti

Ai ratti di ciascun gruppo è stato somministrato per via intraperitoneale cloralio idrato al 10% per l'anestesia profonda (1,5 mg/kg) e quindi perfusi per via transcardiaca con soluzione salina ghiacciata (circa 30 minuti) mediante una pompa peristaltica (BT100-2 J, LongerPump, Shanghai, Cina). Per la colorazione Perls potenziata con DAB, i cervelli sono stati sezionati e post-fissati in paraformaldeide al 2,5% durante la notte a 4 gradi. Il giorno successivo, sono state prelevate sezioni coronali dall'ippocampo per la colorazione. Per altre determinazioni oltre all'immunoistochimica, l'ippocampo è stato rapidamente messo a nudo su ghiaccio e conservato a 80 gradi.

DAB Colorazione Perls migliorata

La colorazione Perls potenziata con DAB è stata utilizzata per rilevare l’accumulo di ferro cellulare [27]. Sezioni di tessuto cerebrale sono state immerse in acqua distillata per 3 minuti e poi incubate con una soluzione di Perls appena preparata (2% ferrocianuro di potassio/2% acido cloridrico) per 30 minuti, seguita da soluzione salina tamponata con fosfato (PBS) lava. L'attività della perossidasi endogena è stata bloccata con una soluzione di perossido di idrogeno allo 0,3% in metanolo per 15 minuti, seguita da 3 lavaggi in PBS. I segnali sono stati sviluppati mediante incubazione per 3 minuti in 3,3-diaminobenzidina (DAB) e per la controcolorazione è stata utilizzata l'ematossilina (Sigma-Aldrich).

Valutazioni biochimiche

L'ippocampo è stato isolato e agitato uniformemente per ottenere un omogeneizzato al 10% che è stato poi centrifugato a 30,000–40,000 RPM per 10 minuti per ottenere un surnatante per stimare il ferro dell'ippocampo mediante un kit colorimetrico (E-BCK139S, Elabscience, Wuhan, Cina) e malondialdeide (MDA) sono stati rilevati nel surnatante utilizzando un kit ELISA (Elabscience, Wuhan, Cina).

Western Blot

La concentrazione proteica è stata determinata utilizzando un kit per il dosaggio dell'acido bicinconinico (BCA, Biosharp, Pechino, Cina). Le proteine ​​sono state separate mediante SDS-PAGE al 12% e quindi trasferite su membrane di polivinilidene fluoruro (PVDF). Questi ultimi sono stati bloccati per 2 ore a temperatura ambiente in latte scremato in polvere al 5% diluito con tampone e poi incubati con anticorpi primari durante la notte a 4 gradi, inclusa la caspasi anti-scissione di coniglio-3 (1:1000 , Affinity Biosciences, Jiangsu, Cina), fattore neurotrofico anti-cervello-derivato di coniglio (BDNF) (1:1000, Affinity Biosciences, Jiangsu, Cina) e anti-actina di coniglio (1:5000, Affinity Biosciences, Jiangsu, Cina). Il giorno successivo, le membrane sono state lavate tre volte con TBST per 5 minuti ogni volta, quindi incubate con una soluzione di anticorpi secondari anti-coniglio di capra marcati con HRP (1:10.000, Servicebio, Wuhan, Cina) per 1 ora e lavate tre volte per 5 minuti.

PCR quantitativa in tempo reale

Animal Total RNA Isolation Kit (Foregene), 5×All-In-One MasterMix (con kit AccuRT Genomic DNA Removal) (abm) ed EvaGreen Express2×qPCR MasterMix-No Dye (abm) sono stati utilizzati secondo le istruzioni dei produttori. Le coppie specifiche di primer erano le seguenti: Fpn, forward primer, 5'-CACCACAGGATATGCTTACAC TCAGG-3'; primer inverso, 5'-GAGAACAGACCAGTC CGAACAAGG-3'; b-actina, primer diretto, 5'-TGTCAC CAACTGGGACGATA-3'; primer inverso: 5'-GGGGTG TTGAAGGTCTCAAA-3'. Il livello di mRNA Fpn di ciascun campione è stato normalizzato a quello dell'mRNA di b-actina.

Microscopia elettronica a trasmissione (TEM)

Gli ippocampi sono stati post-fissati in un liquido stazionario per microscopio elettronico con glutaraldeide al 2,5% e quindi disidratati in soluzioni di acetone a concentrazioni crescenti e incorporati con Epox 812. Quindi, le sezioni sono state colorate con acetato di uranile e citrato di piombo. Le immagini ultrastrutturali nel campo CA3 dell'ippocampo sono state quindi catturate con un microscopio elettronico a trasmissione (TEM) con un JEM-1400-FLASH (JEOL, Tokyo, Giappone).

Metodi statistici

I dati sono presentati come deviazione standard media (SD). Le variabili che soddisfacevano le condizioni del test parametrico sono state valutate utilizzando il test t di Welch, l'analisi della varianza con misurazioni ripetute a una o due vie (ANOVA), seguito dal test di confronto multiplo di Tukey. Le variabili che non soddisfacevano le condizioni del test parametrico sono state valutate utilizzando il test U di Mann-Whitney, il test Kruskal-Wallis o l'ANOVA di Welch e Brown-Forsythe. Un valore di P<0.05 was considered statistically significant. Statistical analysis and figures were obtained by GraphPad Prism Version 9.0 (GraphPad Software, CA, USA).

Risultati

Effetto dell'EGCG sull'apprendimento e sulla memoria nei ratti esposti all'HAH cronico

Per verificare se l'EGCG ha un effetto sull'apprendimento spaziale e sulle prestazioni della memoria dei ratti esposti a HAH cronico, è stato eseguito il test MWM. Come mostrato in Fig. 1A, il numero di attraversamenti di piattaforma da parte del gruppo ipossia è diminuito significativamente (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) o il gruppo HAH (gruppo ipossia vs gruppo h-EGCG, P > 0,05). Successivamente, la latenza di fuga è stata calcolata come il tempo impiegato dal ratto per raggiungere la piattaforma nascosta (Fig. 1B). I risultati hanno mostrato che dal secondo al quarto giorno di addestramento, la latenza di fuga dei ratti nel gruppo ipossia era aumentata significativamente (tutti i valori 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, Figura 1C). Quindi, abbiamo scoperto che la velocità di nuoto dei ratti nel gruppo ipossia si riduceva rispetto al gruppo n il secondo e il terzo giorno (tutti i valori 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).

DAB Colorazione Perls migliorata

Dopo 8 settimane di esposizione cronica all'HAH, il ferro è aumentato significativamente nelle aree CA1 e CA3 dell'ippocampo del cervello rispetto a quello del gruppo n (tutti i valori 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).

Cambiamenti di suscettibilità magnetica nelle regioni dell'ippocampo

I valori di sensibilità nell'ippocampo sono aumentati significativamente dopo l'esposizione a HAH rispetto a quelli del gruppo n (P<0.0001, Fig. 3A). After EGCG intervention, the values decreased compared to those of the hypoxia group (P<0. 0001, Fig. 3A).

Effetti dell'EGCG sullo stress ossidativo dell'ippocampo, sul ferro e sul Fpn
Rispetto a quello del gruppo n, il contenuto di MDA e di ferro del gruppo ipossia erano elevati (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).

Risultati del Western Blotting

Abbiamo valutato gli effetti dell'EGCG sui livelli di Caspase{{0}} e BDNF. L'analisi Western blotting (WB) ha mostrato una maggiore espressione di Caspase-3 e una minore espressione di BDNF nell'ippocampo del gruppo ipossia rispetto a quello del gruppo n (tutti i valori P <0,0001, Fig. 4). Inoltre, il trattamento con EGCG ha diminuito i livelli di Caspase-3 e ha aumentato i livelli di BDNF (tutti i valori P<0.0001, Fig. 4).

Cambiamenti neurali ultrastrutturali

Dopo 2 mesi di esposizione cronica all'HAH, i mitocondri nell'ippocampo CA3 del gruppo ipossia si sono gonfiati a causa della riduzione o della rottura della cresta. Inoltre, i ratti del gruppo ipossia hanno mostrato cromatina nucleare condensata, restringimento nucleare, un alto grado di rigonfiamento del reticolo endoplasmatico, aumento dei lisosomi e aumento della densità elettronica. Dopo il trattamento con EGCG, il gonfiore mitocondriale, la dissoluzione dei cristalli mitocondriali e la densità elettronica erano marcatamente diminuiti rispetto a quelli del gruppo ipossia (Fig. 5).

Discussione

Nel presente studio, abbiamo scoperto che il trattamento con EGCG ha sostanzialmente migliorato le capacità di apprendimento, memoria ed esplorazione spaziale dei ratti del gruppo ipossia e ha mitigato il danno neurale dell'ippocampo indotto dall'esposizione cronica all'ambiente HAH. Inoltre, abbiamo anche scoperto che, nonostante miglioramenti significativi in ​​tutti gli indicatori dopo il trattamento con EGCG, questi indicatori raramente tornavano ai normali livelli di ipossia.

Studi precedenti hanno scoperto che l’EGCG ha alcuni effetti su vari tipi di modelli di apprendimento e di deterioramento della memoria [28, 29]. Safar et al. hanno scoperto che l’EGCG può migliorare la memoria dei ratti trattati con morfina [30]. Coerentemente con i loro risultati, nel nostro studio, dopo l’intervento quotidiano con 50 mg/kg di EGCG in ratti cronicamente esposti a HAH, le capacità di apprendimento, memoria e esplorazione spaziale dei soggetti sono migliorate, suggerendo che l’EGCG potrebbe migliorare i disturbi di apprendimento e memoria a altitudini elevate.

Molti studi hanno dimostrato che la sovrapproduzione di ferro nel cervello ha un effetto neurotossico poiché contribuisce al danno ossidativo [31]. In questo studio, l'accumulo di ferro è stato rilevato mediante risonanza magnetica, colorazione immunoistochimica e valutazioni biochimiche. Inoltre, la FPN, l'unica proteina nota di esportazione del ferro multitransmembrana nelle cellule di mammifero, è stata valutata mediante PCR. I valori di suscettibilità, le cellule positive del DAB hanno migliorato la colorazione di Perls e il contenuto di ferro nell'ippocampo è aumentato nel gruppo ipossia e è diminuito nel gruppo h-EGCG mentre l'espressione FPN ha mostrato la tendenza opposta. Pertanto, abbiamo concluso che l'accumulo di ferro indotto da HAH può verificarsi attraverso l'inibizione dell'efflusso di ferro attraverso una riduzione dell'espressione di FPN.

L'MDA è il prodotto finale della perossidazione lipidica [32, 33] e può essere utilizzato come indicatore di perossidazione. Studi precedenti hanno dimostrato che lo stress ossidativo può aumentare con l’aumentare dell’altitudine [34]. Il nostro studio ha anche rivelato che le concentrazioni di MDA aumentavano significativamente ad alta quota. Inoltre, abbiamo analizzato l'espressione di Caspase-3 e BDNF. La caspasi-3 è il più importante iniziatore ed esecutore degli enzimi di scissione terminale e dell'apoptosi [35], mentre il BDNF, come neurotrofina, che può regolare la sopravvivenza e la differenziazione dei neuroni nonché migliorare la trasmissione sinaptica [36], promuove la rigenerazione. Lin et al. hanno riferito che l'ipossia può aumentare i livelli di Caspase-3 e indurre l'apoptosi nei neuroni dell'ippocampo [37]. Lee et al. hanno riferito che dopo 3 minuti di ischemia globale nel gerbillo, l’EGCG ha prevenuto la morte delle cellule ippocampali indotta dall’ischemia [38]. Nel nostro studio, abbiamo anche scoperto che l'EGCG ha ridotto i livelli della proteina proapoptotica, Caspase-3, e ha aumentato l'espressione di BDNF.

Il danno strutturale e la disfunzione mitocondriale sono importanti caratteristiche patologiche nel cervello in ipossia [39]. Nel nostro studio, l'osservazione ultrastrutturale ha rilevato la presenza di colorazione profonda, gonfiore mitocondriale e scomparsa della cresta nei neuroni dell'ippocampo sottoposti a HAH, mentre i neuroni dell'ippocampo dopo il trattamento con EGCG erano significativamente protetti da queste lesioni come la cariopicnosi. Iwona Zwolak ha riassunto che l’EGCG può proteggere dalla tossicità dei metalli pesanti preservando il potenziale della membrana mitocondriale e migliorando le funzioni respiratorie e antiossidanti mitocondriali [40]. Sospettiamo che questi meccanismi possano essere presenti anche nel ruolo protettivo dell'EGCG sull'esposizione del cervello all'ambiente HAH. In conclusione, l’EGCG può ridurre l’accumulo di ferro, abbassare i livelli di stress ossidativo e l’apoptosi e promuovere la rigenerazione neuronale, migliorando così il danno cerebrale del ratto indotto dall’esposizione cronica all’ipossia ad alta quota. Pertanto, ha il potenziale per fungere da nuovo farmaco per trattare e prevenire il mal di montagna cronico.

Ringraziamenti

Vorremmo esprimere la nostra sincera gratitudine alle strutture principali del West China Hospital, Università del Sichuan, Chengdu, Cina, per averci fornito le strutture e l'assistenza come il test in campo aperto e il test del labirinto acquatico Morris utilizzati in questo studio.

Contributi dell'autore

CC e HC hanno concepito, progettato ed eseguito questo studio; CC ha elaborato i dati e ha redatto il manoscritto; JC ha modificato il manoscritto; BL, BH, YW, DZ e YQ hanno assistito nell'esecuzione degli esperimenti e FG era responsabile di tutti i processi.

Finanziamento

Questo studio è stato sostenuto dalla National Natural Science Foundation of China (nn. 81930046, 81771800 e 81829003).

Disponibilità dei dati

I set di dati generati e/o analizzati durante lo studio in corso sono disponibili presso l'autore corrispondente su ragionevole richiesta.

Dichiarazioni

Conflitto d'interesse

Gli autori non hanno interessi finanziari o non finanziari rilevanti da rivelare.

Approvazione Etica

Questo studio è stato condotto in linea con i principi della Dichiarazione di Helsinki. L'approvazione è stata concessa dal Comitato etico animale sperimentale del West China Hospital, Università del Sichuan, Chengdu, Cina.

Accesso libero

Questo articolo è concesso in licenza ai sensi della licenza internazionale Creative Commons Attribuzione 4.0, che consente l'uso, la condivisione, l'adattamento, la distribuzione e la riproduzione in qualsiasi mezzo o formato, a condizione che si dia il giusto credito agli autori originali ) e la fonte, fornire un collegamento alla licenza Creative Commons e indicare se sono state apportate modifiche. Le immagini o altro materiale di terze parti in questo articolo sono inclusi nella licenza Creative Commons dell'articolo se non diversamente indicato in una linea di credito al materiale. Se il materiale non è incluso nella licenza Creative Commons dell'articolo e l'uso previsto non è consentito dalle norme di legge o supera l'uso consentito, dovrai ottenere l'autorizzazione direttamente dal detentore del copyright.

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