L'ipotermia indotta dall'oxcarbazepina dopo un'ischemia transitoria del prosencefalo esercita una neuroprotezione terapeutica attraverso i potenziali vanilloidi di tipo 1 e 4 dei recettori transitori nei gerbilli Parte 1

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Nel presente studio, abbiamo studiato l'effetto neuroprotettivo del trattamento post-ischemico con oxcarbazepina (OXC; un composto anticonvulsivante) contro il danno ischemico indotto dall'ischemia transitoria del proencefalo e i suoi meccanismi nei gerbilli.

L'oxcarbazepina è un farmaco usato per trattare malattie mentali come depressione e ansia. Molte persone temono che l’assunzione di oxcarbazepina possa danneggiare la loro memoria. Tuttavia, questa preoccupazione è giustificata?

Innanzitutto dobbiamo capire che la formazione della memoria è un processo complesso nel cervello umano. I neuroni nel cervello comunicano informazioni tra sostanze chimiche per ottenere funzioni di pensiero e memoria. L'oxcarbazepina agisce riducendo l'influenza di una sostanza chimica nel cervello chiamata serotonina, migliorando così lo stato emotivo del paziente. Questo farmaco non è specificamente mirato alla funzione di memoria delle persone, quindi nella pratica clinica generalmente non provoca effetti avversi sulla memoria delle persone.

Alcuni studi hanno dimostrato che i pazienti che usano oxcarbazepina per trattare malattie mentali come depressione e ansia spesso hanno un miglioramento della funzione di memoria. Questo miglioramento può essere correlato al loro miglioramento emotivo, perché la stabilità emotiva può anche migliorare la loro capacità di memoria nel lavoro e nella vita.

Naturalmente, questo non significa che dovremmo usare l’oxcarbazepina a volontà per migliorare la nostra memoria. L'uso di tali farmaci sotto il consiglio di un medico e l'assunzione secondo il dosaggio e l'uso delle istruzioni del farmaco possono ridurre i loro effetti negativi sulla salute. Un modo migliore è migliorare la memoria e la salute generale attraverso metodi di crescita reali come esercitare il cervello e mantenere buone abitudini di vita.

In sintesi, l’oxcarbazepina non influisce negativamente sulla memoria delle persone normali. Nel trattamento clinico, può aiutare alcuni pazienti ad alleviare malattie mentali come depressione e ansia e può aiutare a migliorare la loro funzione di memoria. Tuttavia, dovremmo usarlo con saggezza e cautela, usarlo sotto il consiglio di un medico e usare altri metodi per migliorare la nostra memoria e salute. Si può vedere che dobbiamo migliorare la nostra memoria e Cistanche può migliorare significativamente la nostra memoria perché Cistanche è una medicina tradizionale cinese con molti effetti unici, uno dei quali è quello di migliorare la memoria. L'efficacia della Cistanche deriva dai suoi vari principi attivi, tra cui acido tannico, polisaccaridi, glicosidi flavonoidi, ecc., che possono promuovere la salute del cervello in molti modi.

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Un'ischemia transitoria è stata indotta nel prosencefalo mediante occlusione di entrambe le arterie carotidi comuni per 5 minuti in condizioni normotermiche (37 ± 0.2 ◦C). I gerbilli ischemici sono stati trattati con veicolo, ipotermia (raffreddamento dell'intero corpo; 33. 0 ± 0,2 ◦C), o 200 mg/kg OXC.

I trattamenti post-ischemici con veicolo e ipotermia non sono riusciti ad attenuare e migliorare, rispettivamente, l'iperattività e il deterioramento cognitivo indotti dall'ischemia (diminuzione della memoria spaziale e a breve termine). Tuttavia, il trattamento post-ischemico con OXC ha attenuato significativamente l'iperattività e il deterioramento cognitivo, dimostrando che il trattamento con OXC ha ridotto significativamente la temperatura corporea (a circa 33 ◦C).

Quando l'ippocampo è stato esaminato istopatologicamente, le cellule piramidali (neuroni principali) erano morte (perse) nel sottocampo Cornu Ammonis 1 (CA1) dei gerbilli trattati con veicolo e ipotermia il giorno 4 dopo l'ischemia, ma queste cellule sono state salvate nei gerbilli trattati con OXC. .

Nei gerbilli trattati con OXC dopo ischemia, l'espressione del potenziale vanilloide del recettore transitorio di tipo 1 (TRPV1; uno dei canali cationici del potenziale recettore transitorio) era significativamente aumentata nella regione CA1 rispetto a quella dei gerbilli trattati con veicolo e ipotermia.

In breve, i nostri risultati hanno mostrato che l'ipotermia indotta da OXC dopo ischemia transitoria del proencefalo proteggeva efficacemente dal danno da ischemia-riperfusione attraverso un aumento dell'espressione di TRPV1 nella regione CA1 dell'ippocampo del gerbillo, indicando che TRPV1 è coinvolto nell'ipotermia indotta da OXC.

Parole chiave: farmaco antiepilettico; cognizione; ippocampo; ischemia-riperfusione; cellule piramidali; canali cationici potenziali transitori dei recettori

1. Introduzione

La temperatura corporea può influenzare i risultati dell’ischemia cerebrale [1–3]. L’ipotermia è una delle terapie disponibili per l’ictus, secondo i criteri della Stroke Therapy Academic Industry Roundtable [4].

Gli effetti neuroprotettivi dell'ipotermia sono stati stabiliti in modelli sperimentali [5,6]. Sebbene l’esatto meccanismo attraverso il quale l’ipotermia protegge dalla morte delle cellule neuronali sia sconosciuto, è probabile che l’ipotermia agisca su molteplici percorsi per prevenire in definitiva la morte delle cellule neuronali [7,8]. Nella maggior parte degli studi clinici, l’ipotermia è causata dal raffreddamento della superficie corporea.

Sfortunatamente, questo metodo di raffreddamento forzato è lento e macchinoso. Sono necessarie diverse ore per raggiungere la temperatura corporea interna target e dovrebbe essere attentamente monitorata per garantire che venga raggiunta [9].

Recentemente, sono stati suggeriti metodi che utilizzano agenti per la terapia dell’ictus come un modo per ridurre la temperatura corporea interna in modo più efficiente e rapido rispetto al raffreddamento superficiale [10–12].

Pertanto, l'uso dell'ipotermia indotta da agenti può aiutare a superare gli ostacoli sopra menzionati. Molti studi hanno dimostrato che i farmaci antiepilettici hanno effetti benefici nel contrastare il danno neuronale derivante da danni cerebrali indotti sperimentalmente, come ictus ischemico, emorragia intracerebrale e lesioni cerebrali traumatiche [13 –15].

OXC è un composto anticonvulsivante comunemente usato nel trattamento dell'epilessia [16]. Si dice che il grande meccanismo di OXC inibisca i canali del sodio voltaggio-dipendenti [17].

Inoltre, OXC esercita effetti benefici prevenendo il rilascio di glutammato extracellulare e modificando la depolarizzazione ricorrente [18]. Inoltre, OXC riduce l'afflusso di Ca2+ attraverso il blocco dei canali sinaptici del Ca2+ in fettine di ippocampo di ratto [19].

In particolare, abbiamo recentemente segnalato che il trattamento OXC dopo ischemia transitoria del prosencefalo nei gerbilli ha conferito neuroprotezione contro il danno ischemico attivando la via di difesa Nrf2 [20].

Tuttavia, il meccanismo dell'effetto neuroprotettivo di OXC contro il danno ischemico rimane poco chiaro. È stato riportato che i canali cationici del recettore potenziale transitorio (canali TRP) sono fondamentali nella regolazione della temperatura [21,22].

Tra i membri dei canali TRP, il recettore vanilloide potenziale transitorio di tipo 1 (TRPV1), chiamato anche recettore capsaicina-vanilloide-1, è ampiamente espresso nel sistema nervoso centrale (SNC) [23,24] e svolge un ruolo significativo ruolo nella termoregolazione [25–27].

Inoltre, TRPV4, come canale cationico non selettivo, risponde a stimoli meccanici, termici e chimici [28,29].

Nonostante le prove suggeriscano che i TRPV abbiano diversi ruoli fisiologici nel sistema nervoso centrale, si sa poco sui loro ruoli fisiopatologici nei disturbi neurologici, specialmente nelle lesioni ischemiche cerebrali.

Sulla base delle funzioni dei TRPV, quindi, l'obiettivo di questo studio era di indagare gli effetti terapeutici dell'OXC contro il danno ischemico e i suoi meccanismi nell'ippocampo, che è molto vulnerabile al danno da ischemia-riperfusione, dopo ischemia transitoria del proencefalo (tFI) nei gerbilli.

Inoltre, gli effetti terapeutici dell’OXC contro il danno ischemico sono stati confrontati con quelli del raffreddamento del corpo intero (ipotermia).

2. Risultati

2.1. Temperatura corporea

Come mostrato nella Figura 1, la temperatura corporea dei gerbilli trattati con veicolo (soluzione salina) dopo un'operazione fittizia (gruppo finto+veicolo) non è stata alterata dopo l'operazione.

Tuttavia, nei gerbilli trattati con veicolo dopo tFI (gruppo tFI+veicolo), la temperatura corporea è stata improvvisamente aumentata (fino a circa 39 ◦C) una e due ore dopo tFI e successivamente è gradualmente diminuita (normotermia a sei ore dopo tFI).

Nei gerbilli trattati con OXC dopo tFI (gruppo tFI+OXC), la temperatura corporea era significativamente diminuita (fino a circa 33 ◦C) una e due ore dopo tFI e successivamente aumentata gradualmente (fino a circa 35 ◦C a sei ore dopo tFI): il l'effetto è stato statisticamente significativo (p < 0,05) se confrontato con il gruppo tFI+veicolo (Figura 1).

Nelle ingerbille trattate con ipotermia (HyT, raffreddamento del corpo intero) (gruppo tFI+HyT), la variazione della temperatura corporea era simile a quella mostrata nel gruppo tFI+OXC.

Figura 1. Variazioni della temperatura corporea per sei ore dopo l'operazione tFI o simulata. La temperatura corporea era significativamente bassa nei gruppi tFI+HyT e tFI+OXC rispetto a quella del gruppo tFI+veicolo.

La freccia bianca indica il tempo di induzione dell'ipotermia e trattamento OXC. Le barre indicano le medie ± SEM (n {{0}} per ciascun gruppo; * p < 0,05 rispetto al gruppo fittizio+veicolo, # p < 0,05 rispetto al tempo corrispondente di tFI+veicolo gruppo). BL, linea di base; OP, operazione (finta o per indurli).
2.2. Iperattività

Per esaminare il cambiamento nell'iperattività, è stato eseguito il test dell'attività motoria spontanea (SMA) in tutti i gruppi (Figura 2).

Nel gruppo finto+veicolo, la distanza percorsa è stata in media di 208,4 m. Le distanze medie percorse (211,0 me 207,9 m, rispettivamente) nei gruppi sham+HyT e sham+OXC erano simili a quelle mostrate nel gruppo sham+veicolo.

Tuttavia, nei gruppi tFI+veicolo e tFI+HyT, le distanze medie percorse (rispettivamente 600,1 me 588,4 m) erano significativamente aumentate rispetto a quelle mostrate nel gruppo finto+veicolo. Al contrario, i gerbilli del gruppo tFI+OXC hanno percorso una distanza significativamente più breve (239,1) rispetto a quelli del gruppo tFI+veicolo.

Figura 2. Test SMA a 24 ore dopo la simulazione o l'operazione. Nei gruppi tFI+veicolo e tFI+HyT, le distanze medie percorse erano significativamente più lunghe di quelle valutate nel gruppo finto+veicolo.

Al contrario, nel gruppo tFI+OXC, la distanza media percorsa era simile a quella mostrata nel gruppo finto+veicolo. Le barre indicano le medie ± SEM (n=7 per ciascun gruppo; * p < 0.05 rispetto al gruppo finto+veicolo e # p < 0,05 rispetto al tempo corrispondente del tFI+gruppo veicoli).

2.3. Funzioni cognitive

2.3.1. Memoria spaziale

Per esaminare il cambiamento nella memoria spaziale, in tutti i gruppi è stato eseguito il test del labirinto del braccio radiale (RAMT) (Figura 3A). Uno, due e tre giorni prima dell'operazione tFI o sham, i cambiamenti nel numero di errori non erano significativamente diversi tra tutti i gruppi: questo risultato indica che tutti gli animali erano stati sottoposti allo stesso pre-addestramento per RAMT.

Nei gruppi all-sham, non è stata riscontrata una differenza significativa nel numero di errori ogni volta (un giorno, due giorni, tre giorni e quattro giorni) dopo l'operazione fittizia.

D'altra parte, il numero di errori nel gruppo tFI+veicolo era significativamente più alto di quello mostrato nel gruppo finto+veicolo nei giorni 1, 2, 3 e 4 dopo l'operazione tFI. Inoltre, i numeri valutati nel gruppo tFI+HyT erano simili a quelli del gruppo tFI+veicolo.

Tuttavia, nel gruppo tFI+OXC, il numero di errori era significativamente inferiore a quello mostrato nel gruppo tFI+veicolo.

Figura 3. (A) Il numero medio di errori nel RAMT in tutti e sei i gruppi a 72, 48 e 24 h prima dell'operazione tFI/sham e 24, 48, 72 e 96 h dopo l'operazione tFI/sham.

Il numero di errori nel gruppo tFI+OXC era significativamente diminuito a partire da 48 ore dopo tFI rispetto a quello intFI+veicolo. (B) Tempo di latenza (secondi) nel PAT in tutti i gruppi 24 ore prima dell'operazione tFI/sham e 96 ore dopo l'operazione tFI/sham.

Il tempo di latenza mostrato nel gruppo tFI+OXC era significativamente aumentato rispetto a quello del gruppo tFI+veicolo. Le barre indicano le medie ± SEM(n=7 per ciascun gruppo; * p < 0.05 rispetto al gruppo fittizio+veicolo; # p < 0,05 rispetto al tempo corrispondente del tFI +gruppo di veicoli).

2.3.2. Memoria a breve termine

Il test di evitamento passivo (PAT) è stato eseguito per esaminare i cambiamenti nella memoria a breve termine in tutti i gruppi (Figura 3B). Un giorno prima dell'operazione tFI o fittizia, non sono state rilevate differenze significative nel tempo di latenza in tutti i gruppi: questa scoperta implica che tutti i gerbilli erano stati sottoposti allo stesso pre-addestramento.

In tutti i gruppi fittizi, il tempo di latenza è stato valutato il giorno 4 dopo il tFI ed era simile a quello riscontrato un giorno prima del tFI. Tuttavia, nel gruppo tFI+veicolo, è stato ottenuto un tempo di latenza significativamente ridotto il giorno 1 dopo il tFI.

Inoltre, il tempo di latenza nel gruppo tFI+HyT era simile a quello del gruppo tFI+veicolo. Al contrario, il tempo di latenza valutato nel gruppo tFI+OXC è stato significativamente allungato rispetto a quello mostrato nel gruppo tFI+veicolo.

2.4. Livelli di TRPV1 e TRPV4

I cambiamenti nei livelli di espressione di TRPV1 e TRPV4 nelle regioni CA1 di tutti i gruppi sono stati esaminati utilizzando la tecnica Western blot (Figura 4).

In tutti i gruppi fittizi, il livello di TRPV1 è stato sostanzialmente rilevato e non è stata riscontrata alcuna differenza significativa nel livello di TRPV1 tra i gruppi fittizi (Figura 4A, B).

Nel gruppo tFI+veicolo, il livello di TRPV1 è stato mantenuto fino a due giorni dopo tFI (Figura 4A, B). Inoltre, nel gruppo tFI+HyT, il livello di TRPV1 non è stato alterato in modo significativo fino a due giorni dopo tFI (Figura 4A, B).

In questi due gruppi, quattro giorni dopo il tFI, è stata osservata una diminuzione significativa del livello di TRPV1 (rispettivamente 37,1% e 39,8% rispetto al gruppo sham+veicolo) (Figura 4A, B).

Tuttavia, nel gruppo tFI+OXC, il livello di TRPV1 è stato significativamente aumentato (154,8% rispetto al gruppo sham+veicolo) a 30 minuti dopo tFI e il livello aumentato di TRPV1 è stato mantenuto fino a quattro giorni dopo tFI (Figura 4A, B).

Figura 4. (A) Immunoblot rappresentativi di TRPV 1 in tutti i gruppi a 30 minuti, 12, 24, 48 e 96 ore dopo l'operazione tFI o fittizia.

Nei gruppi tFI+veicolo e tFI+HyT, i livelli di TRPV1 e TRPV4 non erano significativamente alterati fino a 48 ore dopo tFI, ma erano considerevolmente abbassati a 96 ore dopo tFI rispetto al corrispondente gruppo sham+veicolo.

Nel gruppo tFI+OXC, i livelli di TRPV1 e TRPV4 erano significativamente aumentati rispettivamente a 30 minuti e 12 ore dopo tFI e i livelli aumentati venivano mantenuti fino a 96 ore dopo tFI. (B, C) Livelli proteici normalizzati in -actina di TRPV1 (B) e TRPV4 (C).

Le barre indicano le medie ± SEM (n {{0}} per ciascun gruppo; * p < 0.05 rispetto a sham+gruppoveicolo, # p < 0,05 rispetto al tempo corrispondente del tFI+ gruppo di veicoli).

Il livello di TRPV4 è stato riscontrato fondamentalmente in tutti i gruppi fittizi e non è stata riscontrata alcuna differenza significativa nel livello tra i gruppi fittizi (Figura 4A, C). Nei gruppi tFI+veicolo etFI+HyT, il livello di TRPV4 non è stato modificato fino a due giorni dopo tFI (Figura 4A, C).

In questi gruppi, il livello di TRPV4 era significativamente ridotto (rispettivamente 39,8% e 43,6% rispetto al gruppo sham+veicolo) quattro giorni dopo il tFI (Figura 4A, C).

Nel gruppo tFI+OXC, tuttavia, il livello di TRPV4 era significativamente aumentato (132,1% rispetto al gruppo sham+veicolo) a 12 ore dopo il tFI e il livello potenziato è stato mantenuto fino a quattro giorni dopo il tFI (Figura 4A, C).

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