สารสกัดจากสมุนไพร Herba Cistanche ช่วยเพิ่มสถานะและการหายใจของกลูตาไธโอนในไมโตคอนเดรียในหัวใจของหนู โดยอาจกระตุ้นให้เกิดการแตกตัวของโปรตีน

Ada Hoi-Ling Siu & Kam Ming Ko

เพื่ออ้างอิงบทความนี้: Ada Hoi-Ling Siu & Kam Ming Ko (2010) สารสกัด Herba Cistanche ช่วยเพิ่มสถานะของกลูตาไธโอนในไมโตคอนเดรียและการหายใจในหัวใจของหนูด้วยการกระตุ้นให้เกิดโปรตีนที่แยกออกได้ ชีววิทยาเภสัชกรรม 48:5, 512-517, ดอย: 10.3109/13880200903190985

ลิงค์บทความนี้: https://doi.org/10.3109/13880200903190985

ติดต่อ:joanna.jia@wecistanche.com

เชิงนามธรรม

เฮอร์บาCistancheสมุนไพรจีนที่ได้มาจากพืชทั้งต้นของCistancheทะเลทรายYC Ma (Orobanchaceae) ได้รับการแสดงเพื่อเพิ่มการสร้าง ATP ของไมโตคอนเดรียและเพื่อป้องกันการบาดเจ็บของกล้ามเนื้อหัวใจขาดเลือด / การกลับเป็นซ้ำ (I/R) จากร่างกายในหนูแรท เพื่อกำหนดบทบาทของไมโตคอนเดรียในการป้องกันโรคหัวใจของ Herba Cistanche เราได้ตรวจสอบผลของ HerbaCistancheการรักษาสถานะของกลูตาไธโอนในไมโตคอนเดรียและพารามิเตอร์การทำงานในหัวใจของหนู การบำบัดด้วยสารสกัดจากเมทานอลของ HerbaCistancheเพิ่มสถานะของ mitochondrial glutathione, ลด mitochondrial Ca2 plus content, และเพิ่มศักยภาพของ mitochondrial membrane นอกจากนี้ยังพบการเพิ่มขึ้นของการหายใจในสถานะ 4 ซึ่งบ่งชี้ถึงการหายใจแบบแยกอิสระในไมโตคอนเดรียที่แยกได้จากเฮอร์บาCistanche- รักษาหัวใจหนู การเพิ่มสถานะของกลูตาไธโอนในไมโตคอนเดรียและความสามารถในการทำงาน รวมถึงการเหนี่ยวนำโดยสมมุติฐานของโปรตีนที่แยกจากกัน อาจเกี่ยวข้องกับการป้องกันโรคหัวใจที่ Herba จ่ายให้Cistancheการรักษาป้องกันการบาดเจ็บของ I/R

Cistancheมีประโยชน์ต่อสุขภาพมากมาย

คำสำคัญ:เฮอร์บาCistanche; ไมโตคอนเดรีย; กลูตาไธโอน; แคลเซียม; ศักยภาพของเมมเบรน การหายใจของไมโตคอนเดรีย การถอดออก

บทนำ

การเกิดซ้ำของกล้ามเนื้อหัวใจขาดเลือดก่อนหน้านี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของไมโตคอนเดรีย ซึ่งรวมถึงการผลิตออกซิเจนที่มีปฏิกิริยาตอบสนอง (ROS) ที่เพิ่มขึ้น, Ca2 บวกกับภาวะน้ำหนักเกิน และการผลิตอะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต (ATP) ที่ลดลง ซึ่งทั้งหมดนี้สามารถนำไปสู่เนื้อร้ายและ/หรือการตายของเซลล์ การตายของเซลล์ที่เป็นสื่อกลาง (Redegeld et al., 1992; Lemasters et al., 1998) เนื่องจากไมโตคอนเดรียมีบทบาทสำคัญในการกำหนดชะตากรรมของคาร์ดิโอไมโอไซต์หลังความท้าทายขาดเลือด/การกลับเป็นเลือด (I/R) การป้องกันการบาดเจ็บของกล้ามเนื้อหัวใจตายด้วย I/R จึงควรมุ่งเป้าหมายไปที่การรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างและการทำงานของไมโตคอนเดรีย การรักษาเมแทบอลิซึมของพลังงานไมโตคอนเดรียหลังการทดสอบ I/R มีความสำคัญเป็นพิเศษ เนื่องจากการทำงานของการหดตัวของหัวใจขึ้นอยู่กับ ATP ที่สร้างโดยไมโตคอนเดรียเกือบทั้งหมด Cardiomyocytes ที่ยังมีชีวิตอยู่แต่ไม่หดตัวนั้นมีประโยชน์น้อยมาก

Herba Cistanche ซึ่งเป็นพืชแห้งทั้งหมดของ Cistanche deserticola YC Ma (Orobanchaceae) เป็นพืชกาฝากที่ปลูกในพื้นที่ทะเลทรายทางตอนเหนือและตะวันออกเฉียงเหนือของจีนเป็นหลัก Herba Cistanche จัดเป็นสมุนไพร "หยางที่ให้ความสดชื่น" ในการแพทย์แผนจีน กำหนดไว้สำหรับภาวะไตบกพร่อง ภาวะเป็นหมันในสตรี และอาการท้องผูกที่เกิดจากลำไส้แห้งในผู้ป่วยสูงอายุ (Chen, 1998) การศึกษาก่อนหน้านี้ในห้องปฏิบัติการของเราแสดงให้เห็นว่าสารสกัดจากเมทานอลของ Herba Cistanche ช่วยเพิ่มความสามารถในการสร้าง ATP ของกล้ามเนื้อหัวใจ (Leung & Ko, 2008) และป้องกันการบาดเจ็บของ I/R ของกล้ามเนื้อหัวใจในหนู (Leung, 2006) ในขณะที่การกระตุ้นความสามารถในการสร้าง ATP นั้นควบคู่ไปกับการเพิ่มประสิทธิภาพของการขนส่งอิเล็กตรอนในไมโตคอนเดรีย (Leung & Ko, 2008) การป้องกันหัวใจจากการบาดเจ็บของ I/R ที่ทำได้โดยการรักษาด้วย Herba Cistanche นั้นสัมพันธ์กับการลดลงของ ATP ของกล้ามเนื้อหัวใจตาย (Leung, 2006) ในการศึกษานี้ เพื่อกำหนดบทบาทของไมโตคอนเดรียในการป้องกันโรคหัวใจของ Herba Cistanche เราได้ตรวจสอบผลของการรักษา Herba Cistanche ต่อสถานะของกลูตาไธโอนในไมโตคอนเดรีย ปริมาณ Ca2 บวก ศักยภาพของเยื่อหุ้มเซลล์ และอัตราการหายใจ ในหัวใจของหนู

cistancheประโยชน์ของ Deserticola

วัสดุและวิธีการ

วัสดุสมุนไพร

Herba Cistanche ซื้อมาจากพ่อค้าสมุนไพรในท้องถิ่น (ในฮ่องกง) (Lee Hoong Kee) สมุนไพรได้รับการรับรองโดยซัพพลายเออร์และตัวอย่างใบสำคัญ (HKUST00301) ถูกฝากไว้ที่ภาควิชาชีวเคมีของมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งฮ่องกง (HKUST) การสกัดเมทานอลของสมุนไพรได้ดำเนินการ ตามการศึกษาก่อนหน้านี้ที่ระบุว่าสารสกัดดังกล่าวช่วยเพิ่มการสร้าง ATP ของไมโตคอนเดรียและป้องกันการบาดเจ็บของ I/R ในหัวใจของหนู (Leung, 2006; Leung & Ko, 2008) โดยสังเขป Herba Cistanche (400 ก.) ถูกตัดเป็นชิ้นเล็กๆ และสกัดโดยความร้อนภายใต้กรดไหลย้อนใน 300 มล. ของเมทานอลที่ 60 องศาเป็นเวลา 2 ชม. ตามที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ (Leung & Ko, 2008) ขั้นตอนซ้ำสองครั้ง สารสกัดรวมถูกทำให้แห้งโดยการระเหยตัวทำละลายภายใต้แรงดันที่ลดลง ผลผลิตคือ 42 เปอร์เซ็นต์ (น้ำหนัก/น้ำหนัก) เกี่ยวกับปริมาณสมุนไพรดิบ สารสกัดถูกเก็บไว้ที่ 4 องศาจนกระทั่งใช้ แม้ว่าสมุนไพรจีนจะสกัดด้วยน้ำเพื่อการบริโภคในช่องปาก ในการศึกษาก่อนหน้านี้ของเรา มีการใช้เมทานอลเพื่อความสะดวกในการประมวลผลและการจัดเก็บตัวอย่าง (Yim & Ko, 2002) และเราพบว่าการสกัดเมทานอลเป็นที่น่าพอใจทุกประการ

การดูแลสัตว์และการรักษาด้วยยา

หนู Sprague-Dawley เพศเมียที่โตเต็มวัย (8–10 สัปดาห์; 2{{10}}0–230 กรัม) ถูกเลี้ยงในห้องที่มีการควบคุมความชื้น โดยมีความมืด/แสง 12 ชม. หมุนเวียนอยู่ที่ประมาณ 22 องศา และอนุญาตให้อาหารและน้ำได้ตามต้องการ สุ่มสัตว์ไปยังกลุ่มต่างๆ โดยมีสัตว์ห้าตัวในแต่ละกลุ่ม หนูได้รับสารสกัดจากสมุนไพร Herba Cistanche (0.2 g/mL ในน้ำ) ที่ 0.5g/kg หรือ 1.0 g/kg เป็นเวลา 3 วันติดต่อกัน สัตว์ควบคุม (ไม่บำบัด) ได้รับน้ำเท่านั้น ยี่สิบสี่ชั่วโมงหลังจากการให้ยาครั้งสุดท้าย เนื้อเยื่อหัวใจห้องล่างได้มาจากสัตว์ที่ดมยาสลบเพื่อการวิเคราะห์ทางชีวเคมี โปรโตคอลการทดลองทั้งหมดได้รับการอนุมัติจากคณะกรรมการปฏิบัติการวิจัย HKUST

การเตรียมเศษส่วนยล

เนื้อเยื่อหัวใจห้องล่างสับละเอียด (~{{0}}.6g) ถูกทำให้เป็นเนื้อเดียวกันใน 10-เท่า (w/v) ส่วนเกินของบัฟเฟอร์ซูโครสเย็นด้วยน้ำแข็ง [0.32 โมลาร์ซูโครส, 1 มิลลิโมลาร์ของกรดเอทิลีนไดเอมีนเตตระอะซิติก (EDTA), 50mM ทริส/HCl; pH 7.4] โดยใช้ Teflon–glass homogenizer ที่ 4000 รอบต่อนาที ด้วยจังหวะ 25–30 เม็ดไมโตคอนเดรียถูกเตรียมจากการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันของเนื้อเยื่อโดยการหมุนเหวี่ยงที่ 800×g ที่ 4 องศาเป็นเวลา 30 นาที และกำหนดหาความบริสุทธิ์โดยการวัดฤทธิ์จำเพาะสัมพัทธ์ของซัคซิเนต ดีไฮโดรจีเนสและแลคเตทดีไฮโดรจีเนสในสารลอยเหนือตะกอนและเม็ด ตามลำดับ ดังที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ (อีแวนส์ พ.ศ. 2535) เม็ดไมโตคอนเดรียถูกแขวนลอยใน 1 มิลลิลิตรของบัฟเฟอร์ที่ทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน

การวัดระดับกลูตาไธโอนที่ลดลงของไมโตคอนเดรียและออกซิไดซ์กลูตาไธโอน

ระดับกลูตาไธโอนที่ลดลง (GSH) ของไมโตคอนเดรียถูกกำหนดหาด้วยเอนไซม์โดยใช้ 5,59-ไดไทโอบิส(2- กรดไนโตรเบนโซอิก) (DTNB) และกลูตาไธโอนรีดักเตส (GR) ในโปรโตคอลที่ดัดแปลงจากกริฟฟิธ (198{{17} }) ส่วนย่อย (210 µL) ของเศษส่วนของไมโตคอนเดรียถูกผสมกับ 90 µL ที่ 10 เปอร์เซ็นต์ (v/v) 5-กรดซัลโฟซาลิไซลิก (SSA) และ ของผสมถูกปั่นเหวี่ยงที่ 600×g เป็นเวลา 10 นาที ในการวัดระดับออกซิไดซ์กลูตาไธโอน (GSSG) ปริมาณ 100µL ของส่วนลอยเหนือตะกอน SSA ถูกผสมกับ 10 ไมโครลิตรที่ 20 เปอร์เซ็นต์ (w/v) 2-ไวนิล ไพริดีนและ 10 ไมโครลิตร 60 เปอร์เซ็นต์ (ปริมาตร/ปริมาตร) ไตรเอทาโนลามีนในหลอดไมโครฟิวจ์ แต่ละหลอดถูกปล่อยให้ยืนที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลาอย่างน้อย 1 ชั่วโมง ของผสมปฏิกิริยาที่ประกอบด้วย DTNB 0.63 มิลลิโมลาร์ และ NADPH 0.053 มิลลิโมลาร์ (นิโคตินาไมด์ อะดีนีน ไดนิวคลีโอไทด์ เดอะ ฟอสเฟตที่ลดลง) ในบัฟเฟอร์ฟอสเฟต (0.1 โมลาร์, ด้วย Na2 EDTA 5 มิลลิโมลาร์; pH7.5) ถูกบ่มล่วงหน้าที่ 30 องศาเป็นเวลา 2 นาที อะลิควอต (30 ไมโครลิตร) ของส่วนลอยเหนือตะกอนของตัวอย่าง SSA (กลูตาไธโอนทั้งหมด) หรือตัวอย่าง GSSG ถูกเติมลงในหลุมของไมโครไทเตอร์ 96-หลุม และ 180 ไมโครลิตรของของผสมปฏิกิริยาที่อุ่นไว้ล่วงหน้า ที่มี 0.525U /mL GR ถูกเพิ่มในครั้งถัดไป การเปลี่ยนแปลงการดูดกลืนแสงที่ 412 นาโนเมตรถูกเฝ้าติดตามด้วยสเปกโตรโฟโตเมตริกเป็นเวลา 5 นาที ความเข้มข้นของ GSH และ GSSG ประเมินจากกราฟการปรับเทียบโดยใช้ GSH และ GSSG [ละลายใน 3 เปอร์เซ็นต์ (w/v) SSA] เป็นมาตรฐานและแสดงเป็นโปรตีน nmol/mg ระดับ GSH ถูกประเมินโดยการลบสองเท่าของปริมาณ GSSG ออกจาก GSH ทั้งหมด

การวัดปริมาณ Ca2 ของไมโตคอนเดรียบวก

วัดเนื้อหา Mitochondrial Ca2 plus โดยใช้หัววัดการเรืองแสงที่ไวต่อแสง Ca2 plus Fluo-5N AM ester (Molecular Probes, Eugene, OR) โดยใช้ Victor2 Multi-Label Counter (รุ่น 1420; PerkinElmer, ตุรกุ ประเทศฟินแลนด์) ตามที่อธิบายไว้ใน Menze et al (2005). ค่าคงที่การแยกตัวของ Ca2 บวก (ค่า Kd) ถูกกำหนดหาโดยใช้ชุดสอบเทียบ Ca2 บวกที่ถูกต้องในช่วงความเข้มข้น 1–1000 µM; ค่า Kd โดยประมาณคือ 90-100 µM โดยมีความน่าเชื่อถือสูงตามข้อมูลของผู้ผลิตชุดอุปกรณ์ ส่วนย่อย (25µL) ของเศษส่วนของไมโตคอนเดรีย (ความเข้มข้นสุดท้าย 0.5 มก. โปรตีน/มล.) ถูกผสมกับบัฟเฟอร์การฟักไข่ 25 ไมโครลิตร {100mM KCl และ 30mM MOPS [3-(N-มอร์โฟลิโน)กรดโพรเพนซัลโฟนิก]; pH7.2} ในแผ่นไมโครไทเทอร์สีดำ 96-หลุม ของผสมถูกบ่มที่ 25 องศาเป็นเวลา 15 นาที; จากนั้นเติม ดิโตนิน 25 ไมโครลิตร (50 ไมโครกรัม/มิลลิลิตร) และฟลูออโร 25 ไมโครลิตร-5N AM เอสเทอร์ (1 ไมโครโมลาร์ใน 0.005 เปอร์เซ็นต์ (น้ำหนัก/ปริมาตร) พลูโรนิก F-127)) โดยการอำนวยความสะดวกในการซึมผ่านของเมมเบรน ดิจิโทนินเป็นสื่อกลางในการเข้าสู่ไมโทคอนเดรียของสีย้อมเรืองแสง เราพบว่าระดับ Fluo-5N ในการเตรียมไมโตคอนเดรียหัวใจของหนูเพิ่มขึ้น 20-เท่าเมื่อมีดิจิโทนิน ของผสมของปฏิกิริยาถูกบ่มที่ 25 องศาเป็นเวลา 30 นาที และการอ่านค่าการเรืองแสงถูกวัดที่ความยาวคลื่นกระตุ้นที่ 488 นาโนเมตร และความยาวคลื่นการแผ่รังสี 532 นาโนเมตร ปริมาณ Ca2 บวกในไมโตคอนเดรียถูกประเมินโดยใช้กราฟการปรับเทียบและแสดงเป็นโปรตีน µmol/mg

การวัดศักยภาพของเยื่อหุ้มไมโตคอนเดรีย

ศักยภาพของเมมเบรน (ΔΨm) ได้รับการประเมินโดยวิธีการดัดแปลงจาก Bonavita et al (2003) โดยใช้สีย้อมเรืองแสง, โพรบคาไอออนไลโปฟิลิก 5,596,69- เตตระคลอโร-1,193,39-เตตระเอทิล เบนซิมิดาโซลิลคาร์โบไซยานีน ไอโอไดด์ที่เรียกโดยทั่วไปว่า JC-1 อะลิควอต (50 ไมโครลิตร) ของเศษส่วนของไมโตคอนเดรีย (ที่ปรับเป็น 1 มก. โปรตีน/มล.) ถูกบ่มที่ 37 องศาด้วย 50 ไมโครลิตรของสารละลายซับสเตรต (ประกอบด้วย 6 มิลลิโมลาร์ ไพรูเวต และ 6 มิลลิโมลาร์ มาเลต), 25 ไมโครลิตรของสารละลายอะดีโนซีน ไดฟอสเฟต (ADP) ที่บำบัดแล้ว (ADP) (30 มิลลิโมลาร์) และ 25 µL ของ 3 µM JC-1 ในที่มืด ค่า ΔΨm ได้มาจากการวัดการเรืองแสงที่ 535nm (FL1) เทียบกับ 580nm (FL2) โดยใช้ Victor2 Multi-Label Counter JC-1 ก่อรูปการรวมกลุ่มในไมโทคอนเดรีย ทำให้เกิดค่าการเรืองแสง FL2 สูงและบ่งชี้ศักยภาพของไมโตคอนเดรียปกติ การสูญเสีย ΔΨm นำไปสู่การลดลงในการเรืองแสง FL2 (JC-1 การรวมตัวในระดับที่น้อยกว่า) และการเรืองแสง FL1 ที่เพิ่มขึ้นพร้อมกัน (จากโมโนเมอร์ JC-1) ข้อมูลถูกแสดงเป็นอัตราส่วนของค่าการเรืองแสง FL1/FL2 ใช้คาร์บอนิลไซยาไนด์ m-คลอโรฟีนิลไฮดราโซน (CCCP) ซึ่งเป็นสารยุบตัว ΔΨm เพื่อตรวจสอบความถูกต้องของการสอบวิเคราะห์

การวัดการหายใจของไมโตคอนเดรีย

วัดอัตราการหายใจของไมโตคอนเดรียที่ 37 องศาโดยใช้เครื่องมือ Hansatech Oxygraph-Plus ที่ติดตั้งอิเล็กโทรดออกซิเจนประเภทคลาร์ก (Sarasota, FL, USA) เศษส่วนของไมโตคอนเดรีย (0.6 มก. โปรตีน/มล.) ถูกแขวนลอยในบัฟเฟอร์การหายใจที่มี 125 มิลลิโมลาร์ KCl, 20มิลลิโมลาร์ MOPS, 10 มิลลิโมลาร์ ทริส, 0.5 มิลลิโมลาร์ เอทิลีน ไกลคอล เตตระอะซิติก แอซิด (EGTA) และ 2 มิลลิโมลาร์ KH2 PO4 ; pH 7.2. หลังจากการบ่มที่ 37 องศาเป็นเวลา 2 นาที แต่ละตัวอย่างได้รับสารละลายซับสเตรต 50 ไมโครลิตร (ไพรูเวต 5 มิลลิโมลาร์และมาลาเต 5 มิลลิโมลาร์) อัตราการหายใจถูกวัดต่อหน้า (สถานะ 3) ของ 1mM ADP และหลังจากฟอสโฟรีเลชันของ ADP ทั้งหมดไปยัง ATP (สถานะ 4) อัตราส่วนของรัฐ 3: อัตราการหายใจ 4 อัตราคือดัชนีควบคุมระบบทางเดินหายใจ ซึ่งบ่งบอกถึงความหนาแน่นของการมีเพศสัมพันธ์ระหว่างการหายใจและฟอสโฟรีเลชัน (Javadov et al., 2005; Kuwabara et al., 1997) ก่อนเติมสารละลายซับสเตรต อัตราการหายใจในสถานะ 1 ถูกวัดจนกระทั่งเริ่มการหายใจในสภาวะที่ 2 และประเมินอัตราการหายใจในสถานะ 2 ก่อนการเพิ่ม ADP

การวิเคราะห์ทางสถิติ

ข้อมูลถูกวิเคราะห์โดยการวิเคราะห์ทางเดียวของความแปรปรวน (ANOVA) สำหรับการเปรียบเทียบหลายกลุ่ม ค่าความแตกต่างที่มีนัยสำคัญน้อยที่สุด (LSD) ถูกใช้เพื่อระบุความแตกต่างที่มีนัยสำคัญระหว่างสองกลุ่มเมื่อค่า p เท่ากับ <>

Cistancheมียาค่า

ผลลัพธ์

ดังที่แสดงไว้ในรูปที่ 1 และ 2 การบำบัดด้วยสารสกัดเมทานอลของ Herba Cistanche (0.5 หรือ 1.0g/kg/day×3) ช่วยเพิ่มสถานะ mitochondrial glutathione ในหัวใจของหนูได้อย่างมีนัยสำคัญ เช่น หลักฐานจากการเพิ่มขึ้นของระดับ GSH ขึ้นอยู่กับขนาดยา (11–30 เปอร์เซ็นต์) และระดับ GSSG ที่ลดลง (31 เปอร์เซ็นต์)

การรักษาด้วยยา Herba Cistanche ช่วยลดระดับ mitochondrial Ca2 บวกในหัวใจหนูเมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม การปราบปรามคือ 41 เปอร์เซ็นต์ที่ขนาดยา 1.0 ก./กก. (รูปที่ 3)

การรักษาด้วย Herba Cistanche ช่วยเพิ่มไมโตคอนเดรีย ΔΨm ซึ่งเห็นได้จากการลดลงของอัตราส่วน FL1/FL2 (14-16 เปอร์เซ็นต์) CCCP (100 µM) ทำให้เกิดการยุบ ΔΨm ตามที่ระบุโดยการเพิ่มอัตราส่วน FL1/FL2 (รูปที่ 4)

การรักษาด้วย Herba Cistanche ช่วยเพิ่มการหายใจของไมโตคอนเดรีย โดยเห็นได้จากอัตราการหายใจแบบ State 3 ที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ (84 เปอร์เซ็นต์) ในสัตว์ทดลองเมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม (ตารางที่ 1) ระดับการหายใจของรัฐที่ 2 และสถานะที่ 4 เพิ่มขึ้น 47 และ 80 เปอร์เซ็นต์ตามลำดับ แต่การกระตุ้นการหายใจของสถานะ 4 ถูกระงับอย่างสมบูรณ์โดยกัวโนซีน 1 มิลลิโมลาร์-5'-ไดฟอสเฟตซึ่งเป็นตัวยับยั้งโปรตีนที่แยกออก 2/3 การรักษาด้วย Herba Cistanche ไม่ส่งผลต่อดัชนีการควบคุมการหายใจ ตามอัตราส่วนของอัตราการหายใจของรัฐ 3/สถานะ 4

Cistancheมีสารป้องกันประสาทคุณสมบัติ

การอภิปราย

Mitochondria ที่แยกได้จากหัวใจของหนูที่ได้รับการรักษาด้วย Herba Cistanche แสดงสถานะของกลูตาไธโอนที่เพิ่มขึ้นตามที่ระบุโดยระดับ GSH ที่เพิ่มขึ้นและระดับ GSSG ที่ลดลง การรักษาระดับกลูตาไธโอนรีดอกซ์ของไมโตคอนเดรียเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการป้องกันโรคหัวใจจากการบาดเจ็บของหลอดเลือดหัวใจ (Chiu & Ko, 2003) เนื้อหา Cytosolic Ca2 plus เพิ่มขึ้นระหว่างกล้ามเนื้อหัวใจขาดเลือดโดยการดูดซึมโดยเยื่อหุ้มชั้นใน Ca2 plus uniporter (Ataka et al., 1992; Grover et al., 1990) ที่นำไปสู่การสะสม Ca2 ของไมโตคอนเดรียบวก ผลลัพธ์ของเราระบุว่าการรักษาด้วยสารสกัด Herba Cistanche ช่วยเพิ่มสถานะรีดอกซ์ของไมโตคอนเดรียและระดับ Ca2 ของไมโตคอนเดรียที่ลดลง ซึ่งอาจช่วยป้องกันการบาดเจ็บของกล้ามเนื้อหัวใจตายด้วย I/R (Leung, 2006) การไร้ความสามารถของการรักษาด้วย Herba Cistanche ในขนาดที่สูงขึ้น 1.0 กรัม/กก. เพื่อลดระดับ GSSG และ Ca2 plus เพิ่มเติม อาจเกี่ยวข้องกับการมีอยู่ของกลไกการกำกับดูแลที่จำกัดตัวเองซึ่งส่งผลต่อศักยภาพของกลูตาไธโอนรีดอกซ์และสถานะแคลเซียมในไมโตคอนเดรีย

ไมโตคอนเดรียสร้างการไล่ระดับโปรตอนด้วยไฟฟ้าเคมีผ่านเยื่อหุ้มชั้นใน โดยการขนส่งอิเล็กตรอน การไล่ระดับสีนี้ถูกใช้โดย ATP synthase เพื่อ phosphorylate ADP ถึง ATP ศักยภาพของเยื่อหุ้มไมโทคอนเดรียที่ลดลง เช่น ภาวะขาดออกซิเจน/ออกซิเจนหลังจากได้รับบาดเจ็บจากเซลล์คาร์ดิโอไมโอไซต์ที่เพาะเลี้ยง (Chiu et al., 2008) ส่งผลให้การสร้าง ATP ลดลง การรักษาด้วย Herba Cistanche ซึ่งอาจเพิ่มศักยภาพของเยื่อไมโทคอนเดรียของกล้ามเนื้อหัวใจ อาจช่วยเพิ่มการสร้าง ATP โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงหลังขาดเลือดกลับคืนสู่สภาพเดิม อีกครั้ง การมีอยู่ของกลไกการกำกับดูแลที่จำกัดตัวเองอาจอธิบายได้ว่าทำไมการรักษาด้วย Herba Cistanche ส่งผลต่อศักยภาพของเยื่อหุ้มไมโตคอนเดรียจึงไม่ขึ้นกับขนาดยา

การรักษาด้วย Herba Cistanche ช่วยเพิ่มอัตราการหายใจของรัฐ 3 ในไมโตคอนเดรียหัวใจของหนู ซึ่งประเมินโดยการใช้ออกซิเจน การค้นพบนี้สอดคล้องกับผลลัพธ์ที่ได้จากการวัดในหลอดทดลองและในแหล่งกำเนิดของความสามารถในการสร้าง ATP ของไมโตคอนเดรีย (Leung & Ko, 2008) ที่น่าสนใจคือ แม้ว่าการรักษาด้วย Herba Cistanche จะช่วยลดระดับ ATP ของกล้ามเนื้อหัวใจตายในสภาวะคงตัว (ไม่แสดงข้อมูล) การรักษายังช่วยเพิ่มการสร้าง ATP ของ mitochondrial การมีส่วนร่วมของการหายใจแบบแยกส่วนอาจอธิบายข้อสังเกตที่ไม่ตรงกันเหล่านี้ การเกิดออกซิเดชันฟอสโฟรีเลชันแบบแยกอิสระเกิดขึ้นเมื่อโปรตอนถูกเคลื่อนผ่านเยื่อหุ้มชั้นในของไมโตคอนเดรียกลับเข้าไปในเมทริกซ์ของไมโตคอนเดรีย ซึ่งจะทำให้ศักยภาพของเมมเบรนที่เกิดจากห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนกระจายไป ซึ่งส่งผลให้แรงกระตุ้นโปรตอนที่ขับเคลื่อนการก่อตัวของ ATP ลดลง (Garvey, 2003) ด้วยเหตุนี้ ความเข้มข้นของ Ca2 บวกและการผลิต ROS ในไมโตคอนเดรียจึงลดลงอย่างมาก (Teshima et al., 2003) ข้อเสนอแนะนี้สอดคล้องกับผลการศึกษาในปัจจุบัน ซึ่งแสดงให้เห็นการลดลงของระดับ mitochondrial Ca2 plus ในหัวใจที่ได้รับการรักษาด้วย Herba Cistanche เกี่ยวกับการหายใจแบบไม่ผูกมัด การสังเคราะห์โปรตีนที่ไม่มีเพศสัมพันธ์ (UCPs) อาจเกิดจากการรักษาด้วย Herba Cistanche UCPs เป็นที่รู้จักกันในการแยกออกซิเดชันฟอสโฟรีเลชัน และการแสดงออกของ UCP1 ในหัวใจของหนูที่ดัดแปรพันธุกรรมได้รับการปกป้องจากความเสียหายของกล้ามเนื้อหัวใจที่เกิดจาก I/R (Hoerter et al., 2004) ผลการแยกตัวของ UCP ถูกยับยั้งโดย purine nucleotide diphosphates และ triphosphates (เช่น ADP, ATP, guanosine diphosphate (GDP) และ GTP) (Echtay et al., 2002) ในการศึกษานี้ วัดค่าพารามิเตอร์ของไมโตคอนเดรีย เช่น ศักย์ของเยื่อหุ้มเซลล์และอัตราการหายใจเมื่อมี ADP (เป็นซับสเตรต) ผลของการแยกตัวของ UCP จึงถูกยับยั้ง อย่างไรก็ตาม เมื่อวัดอัตราการหายใจของไมโตคอนเดรียสเตต 4 ในกรณีที่ไม่มี ADP อัตรานี้จะสูงกว่าในไมโตคอนเดรียที่เตรียมจากหัวใจที่บำบัดด้วยเฮอร์บา ซิสแทนเช มากกว่าในหัวใจของกลุ่มควบคุมที่ไม่ได้รับการรักษา อัตราการหายใจของรัฐที่ 4 สะท้อนการใช้ออกซิเจนโดยไมโตคอนเดรียเมื่อโปรตอนรั่วกลับเข้าไปในเมทริกซ์ยลผ่านกลไกที่ไม่เกี่ยวข้องกับ F1F0 -ATPase (Garvey, 2003) การมีส่วนร่วมที่เป็นไปได้ของ UCP ในการเพิ่มขึ้นที่เกิดจาก Herba Cistanche ในการหายใจระดับ 4 ได้รับการสนับสนุนโดยการค้นพบว่าการเพิ่มประสิทธิภาพนี้ถูกระงับโดย GDP (Bento et al., 2007)

โดยสรุป การรักษาด้วย Herba Cistanche อาจช่วยเพิ่มสถานะ mitochondrial glutathione ลดระดับ mitochondrial Ca2 plus และเพิ่มศักยภาพของ mitochondrial membrane และอัตราการหายใจในหัวใจของหนู การเพิ่มสถานะของกลูตาไธโอนในไมโตคอนเดรียและความสามารถในการทำงาน และการเหนี่ยวนำโดยสมมุติฐานของ UCP อาจเกี่ยวข้องกับการป้องกันหัวใจด้วยการรักษา Herba Cistanche หลังจากได้รับบาดเจ็บที่ I/R

Cistancheเพิ่มขึ้นได้ไมโตคอนเดรียการหายใจ ประเมินค่า

ประกาศดอกเบี้ย

ผู้เขียนรายงานว่าไม่มีความขัดแย้งทางผลประโยชน์ ผู้เขียนมีหน้าที่รับผิดชอบเนื้อหาและการเขียนบทความ

อ้างอิง

Ataka K, Chen D, Levitsky S, Jimenez E, Feinberg H (1992): ผลของความชราที่มีต่อ Ca2 plus ภายในเซลล์ , pHi และการหดตัวระหว่างการขาดเลือดและการกลับเป็นซ้ำ การไหลเวียน 86 II371–II376

Bento LM, Fagian MM, Vercesi AE, Gontijo JA (2007): ผลของกรดในระบบเมตาบอลิซึมที่เกิดจาก NH4 Cl ต่อการมีเพศสัมพันธ์ของไมโตคอนเดรียในไตและการขนส่งแคลเซียมในหนูแรท

การปลูกถ่าย Nephrol Dial 22: 2817–2823 Bonavita F, Stefanelli C, Giordano E, Columbaro M, Facchini A, Bonafe F, Caldarera CM, Guarnieri C (2003): H9c2 myoblasts หัวใจได้รับการตายของเซลล์ในรูปแบบของการขาดเลือดซึ่งประกอบด้วยการกีดกันในซีรัมและการขาดออกซิเจน: การยับยั้งโดย PMA FEBS เล็ตต์ 536: 85–91

Chen P (1998): สมุนไพรโทนิค. ซีรีส์ TCM ขั้นสูง ปักกิ่ง, Science Press, หน้า 233–320.

Chiu PY, Ko KM (2003): การเพิ่มประสิทธิภาพของ mitochondrial glutathione และความสามารถในการสร้าง ATP โดยขึ้นอยู่กับเวลาโดยการรักษาด้วย schismdrin B ลดความอ่อนแอของหัวใจหนูต่อการบาดเจ็บของการขาดเลือดขาดเลือด

ไบโอแฟคเตอร์ 19: 43–51 Chiu PY, Luk KF, Leung HY, Ng KM, Ko KM (2008): สเตอริโอไอโซเมอร์ของ Schisandrin B ช่วยป้องกันการตายของเซลล์จากการขาดออกซิเจน/ออกซิเจนและยับยั้งการเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องในการเปลี่ยนแปลงการซึมผ่านของไมโตคอนเดรียที่เกิดจาก Ca2 บวก และศักยภาพของเยื่อหุ้มเซลล์ไมโตคอนเดรียใน H9c2 cardiomyocytes วิทย์ชีวิต 82: 1092–1101

Echtay KS, Roussel D, St Pierre J, Jekabsons MB, Cadenas S, Stuart JA, Harper JA, Roebuck SJ, Morrison A, Pickering S, Clapham JC, Brand MD (2002): Superoxide เปิดใช้งานโปรตีน uncoupling mitochondrial ธรรมชาติ 415: 96–99.

Evans WH (1992): การแยกตัวและการกำหนดลักษณะเฉพาะของเยื่อหุ้มเซลล์และออร์แกเนลล์ของเซลล์ ใน: Rickwood D, ed., Preparative Centrifugation. แนวทางปฏิบัติ New York, Oxford University Press, หน้า 233–270.

Garvey WT (2003): บทบาทของการคลายโปรตีน 3 ในสรีรวิทยาของมนุษย์ J Clin ลงทุน 111: 438–441 Griffith OW (1980): การหาปริมาณกลูตาไธโอนและกลูตาไธโอนไดซัลไฟด์โดยใช้กลูตาไธโอนรีดักเตสและ 2-ไวนิลไพริดีน

ชีวเคมีทางทวารหนัก 106: 207–212. Grover GJ, Dzwonczyk S, Sleph PG (1990): Ruthenium red ปรับปรุงการทำงานของ postischemic contractile ในหัวใจของหนูที่แยกได้ J Cardiovasc Pharmacol 16: 783–789.

Hoerter J, Gonzalez-Barroso MD, Couplan E, Mateo P, Gelly C, Cassard-Doulcier AM, Diolez P, Bouillaud F (2004): Mitochondrial uncoupling protein 1 แสดงออกในหัวใจของหนูดัดแปรพันธุกรรมช่วยป้องกันความเสียหายจากการขาดเลือดขาดเลือด การไหลเวียน 110: 528–533

Javadov S, Huang C, Kirshenbaum L, Karmazyn M (2005): การยับยั้ง NHE-1 ช่วยเพิ่มการเปลี่ยนแปลงการซึมผ่านของไมโตคอนเดรียที่บกพร่องและการทำงานของระบบทางเดินหายใจในระหว่างการเปลี่ยนแปลงรูปแบบหลังการตายในหนู เจ โมล เซลล์ คาร์ดิโอล 38: 135–143.

Kuwabara M, Takenaka H, ​​Maruyama H, Onitsuka T, Hamada M (1997): ผลของภาวะขาดเลือดขาดเลือดในอุณหภูมิต่ำเป็นเวลานานและการกลับเป็นซ้ำต่อการใช้ออกซิเจนและพลังงานกลทั้งหมดในกล้ามเนื้อหัวใจของหนู: การมีส่วนร่วมของไมโตคอนเดรียออกซิเดชันฟอสโฟรีเลชั่น การปลูกถ่าย 64: 577–583

Lemasters JJ, Nieminen AL, Qian T, Trost LC, Elmore SP, Nishimura Y, Crowe RA, Cascio WE, Bradham CA, Brenner DA, Herman B (1998): การเปลี่ยนแปลงการซึมผ่านของยลในการตายของเซลล์: กลไกทั่วไปในเนื้อร้าย อะพอพโทซิสและ autophagy Biochim Biophys Acta 1366: 177–196.

Leung HY (2006): ผลของ Herba Cistanche ต่อการสร้าง mitochondrial ATP: พื้นฐานทางเภสัชวิทยาของ "Yang-invigoration" MPhil Thesis, Hong Kong University of Science and Technology, pp. 67–69.

Leung HY, Ko KM (2008): สารสกัดจาก Herba Cistanche ช่วยเพิ่มการสร้าง ATP ของไมโตคอนเดรียในหัวใจของหนูและเซลล์ H9C2 Pharma Biol 46: 418–424.

Menze MA, Hutchinson K, Laborde SM, Hand SC (2005): การเปลี่ยนแปลงการซึมผ่านของไมโตคอนเดรียในกุ้งกุลาดำ Artemia franciscana: ไม่มีรูขุมขนที่ควบคุมด้วยแคลเซียมเมื่อเผชิญกับการจัดเก็บแคลเซียมที่ลึกซึ้ง Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 289: R68–R76

Redegeld FA, Moison RM, Koster AS, Noordhoek J (1992): การพร่องของ ATP แต่ไม่มี GSH ส่งผลกระทบต่อความมีชีวิตของเซลล์ตับของหนู Eur J Pharmacol 228: 229–236

Teshima Y, Akao M, Jones SP, Marban E (2003): Uncoupling protein-2 การแสดงออกที่มากเกินไปยับยั้งเส้นทางการตายของไมโตคอนเดรียใน cardiomyocytes Circ Res 93: 192–200

Yim TK, Ko KM (2002): ความสัมพันธ์ของสารต้านอนุมูลอิสระและภูมิคุ้มกันของสมุนไพรจีนปรับสภาพ Pharm Biol 40: 329–335.