蓝莓花青素提取物对极低频电磁场引起的海马神经元损伤的保护作用_杏鑫代理1980

杏鑫代理 www.etaoshi.com 1个月前 (10-30) 25次浏览

责任编辑:食品科学

Introduction

极低频电磁场(ELF-EMF)频率为0~100 kHz,在日常生活中无处不在。以往的研究表明,ELF-EMF参与了各种疾病,包括免疫疾病和癌症。暴露于ELF-EMF可以延长活细胞的寿命或增加自由基的浓度。活性氧物种(ROS)在自由基链式反应中产生,导致组织中的氧化应激,伴随着一氧化氮(NO)和丙二醛(MDA)含量的增加。此外,有研究指出,长期暴露于ELF-EMF类似于生理应激,会引起脑脂质谱的变化。暴露于ELF-EMF 7 d可能对大鼠产生致焦虑作用。暴露于ELF-EMF会导致工作记忆(WM)下降,这种影响与海马功能有关

蓝莓具有多种生物活性,包括抗衰老和抗氧化活性,是世界公认的有价值水果。花青素在蓝莓中含量丰富,是蓝莓的主要生物活性化合物。蓝莓被证明可以保护海马细胞免受多巴胺(DA)、淀粉样β肽或脂多糖引起的损伤。

然而,蓝莓花青素对ELF-EMF诱导损伤的影响尚未被评估。沈阳农业大学的Xiyun Sun、Ning Liu等在本研究建立了认知功能和海马神经元损伤的大鼠模型,以检验蓝莓花青素提取物对ELF-EMF诱导的海马损伤的保护机制,从而深入了解蓝莓花青素对海马细胞功能的影响。

Results and Discussion


蓝莓花青素提取物对大鼠记忆功能的影响

莫里斯水迷宫试验是评价大鼠记忆功能的经典方法。如表1所示,在本研究中,与对照组相比,ELF-EMF暴露显著逆转了大鼠不同阶段的记忆功能,表现为较长的逃跑潜伏期。蓝莓花青素处理可防止ELF-EMF诱导的记忆损伤。在ELF-EMF暴露30 d后的第20天,补充蓝莓花青素提取物(200 mg/kg·d)的大鼠的逃跑潜伏期明显短于未处理的大鼠。结果表明,蓝莓花青素提取物能显著恢复暴露于ELF-EMF的大鼠的记忆功能,与先前的研究报道一致。类似的报道表明,姜黄提取物能提高大鼠在莫里斯水迷宫中的表现,D-樟脑-山楂浆果提取物组合能提高50~80岁参与者的认知能力。

表1 大鼠在不同阶段的逃跑潜伏期


蓝莓花青素提取液对海马神经元损伤的影响

分散尼氏物质或包含胞质内空泡后,神经元出现染色过度或苍白萎缩。为了评价蓝莓花青素提取物对ELF-EMF诱导的海马神经元损伤的保护作用,测定了尼氏物质含量和细胞膜完整性。如图1所示,与对照组相比,未补充蓝莓花青素提取物的ELF-EMF暴露大鼠的尼氏物质含量明显降低。然而,蓝莓花青素处理抑制了尼氏物质含量的下降,特别是在100 mg/kg·d和200 mg/kg·d的剂量下。对照组和高剂量组(200 mg/kg·d)的尼氏物质含量没有显著差异,说明蓝莓花青素提取物以剂量依赖的方式抑制了ELF-EMF暴露引起的尼氏物质含量下降。

细胞膜完整性是评价细胞损伤的关键指标。细胞膜完整性的结果如图1所示。ELF-EMF暴露大鼠海马神经元的细胞膜完整性为91.6%,明显低于对照组。用蓝莓花青素提取物处理可抑制降低。200 mg/kg·d蓝莓花青素提取物处理的大鼠海马神经元的细胞膜完整性明显高于ELF-EMF模型组的大鼠。这些结果表明,蓝莓花青素提取物通过维持细胞膜的完整性,可能通过抑制氧化应激来抑制ELF-EMF诱导的海马神经元损伤。

图1 蓝莓花色苷对尼氏物质和细胞膜完整性的影响

对照组的组织学分析显示组织结构正常,组织层清晰、排列整齐、形状完整(图2)。暴露于ELF-EMF而不含蓝莓花青素提取物处理后,可观察到组织层明显减少。200 mg/kg·d蓝莓花青素提取物处理后显著减少了ELF-EMF诱导的损伤。

图2 海马神经元的组织学变化

在中枢神经系统中,海马体是学习和记忆的关键大脑区域。通过对莫里斯水迷宫试验和尼氏物质的分析,结果表明ELF-EMF暴露可引起海马神经元损伤,影响大鼠的学习和记忆能力。海马神经元的损伤主要体现在尼氏物质含量减少,细胞膜完整性下降,组织结构减少。蓝莓花青素提取物对这种损伤机制有一定的保护作用,对大鼠的记忆损伤有恢复作用。


蓝莓花色苷提取物对线粒体膜电位的影响
线粒体膜电位对维持线粒体的完整性非常重要。如图3所示,ELF-EMF暴露会显著降低线粒体膜电位。这种降低被蓝莓花青素提取物所抑制,特别是在200 mg/kg·d的剂量下。此外,200 mg/kg·d蓝莓花青素提取物处理的大鼠海马神经元的线粒体膜电位与未处理的ELF-EMF暴露大鼠相比有显著差异。这些结果表明,蓝莓花青素提取物通过防止线粒体膜电位的降低来保护海马神经元免受ELF-EMF损伤。

图3 蓝莓花色苷对线粒体膜电位的影响


蓝莓花色苷提取物对氧化应激的影响


NO、MDA、SOD和GSH是衡量氧化应激的重要指标。通过测定NO、MDA、SOD和GSH水平,评估蓝莓花青素提取物对ELF-EMF引起的氧化应激的影响。NO的生成是一种高活性的氧化剂,参与脂质过氧化产物MDA的形成。为了研究蓝莓花青素提取物对海马神经元保护作用的机制,测定了NO和MDA的水平(图4)。与对照组相比,暴露于ELF-EMF的大鼠NO水平显著升高;蓝莓花青素提取物抑制了这一效应。同样,蓝莓花青素提取物处理减轻了ELF-EMF诱导的MDA含量增加。此外,与未处理的大鼠相比,200 mg/kg·d蓝莓花青素提取物处理的ELF-EMF暴露大鼠的MDA含量显著降低。这些结果表明,蓝莓花青素提取物处理可通过减弱NO和MDA的产生抑制ELF-EMF引起的海马神经元氧化应激,与之前报道的黑莓汁可减少铝和氟化物引起的NO和MDA增加的结果一致。

图4 蓝莓花色苷对NO,MDA,SOD和GSH水平的影响


SOD和GSH能防止脂质过氧化,是重要的生理性抗氧化剂。如图4所示,ELF-EMF暴露后,SOD和GSH活性显著降低。蓝莓花青素提取物补充剂减弱了这一效应,在200 mg/kg·d时效果最佳。这些结果表明,蓝莓花青素提取物能抑制ELF-EMF暴露引起的SOD和GSH活性的降低,这与之前的研究结果一致,后者提出胍丁胺通过增加SOD和GSH的活性来维持小鼠海马的抗氧化平衡。

在正常情况下,体内ROS的产生和清除处于一种动态平衡状态。结果显示,ELF-EMF的暴露会破坏这种平衡,导致氧化应激。蓝莓花青素提取物治疗可以抑制氧化应激,保护海马神经元。



Conclusion


本研究结果首次表明,蓝莓花青素提取物可以保护海马大鼠神经元免受ELF-EMF引起的损伤。与模型组相比,尼氏物质水平较高,细胞膜完整性改善,线粒体膜电位增加,也证实了这一发现。可能涉及的机制是抑制氧化应激,通过降低NO、MDA和Ca
2+水平和增加SOD和GSH活性来表示。此外,莫里斯水迷宫试验显示,蓝莓花青素提取物增强了暴露于ELF-EMF的大鼠的认知能力。这些研究结果为蓝莓花青素用于抑制ELF-EMF暴露引起的海马损伤提供了依据

该文章《Protective effects of blueberry anthocyaninextracts on hippocampal neuron damage induced by extremely low-frequencyelectromagnetic field》于2020年4月25日在线发表于Food Science and Human Wellness

喜欢 (0)