Selvaraju Subash

1 Департамент по хранителни науки и хранене, Колеж по земеделски и морски науки, Мускат, Оман

плодове

2 Изследователска група за стареене и деменция, Университет Султан Кабус, Маскат, Оман

Мустафа Мохамед Еса

1 Департамент по хранителни науки и хранене, Колеж по селскостопански и морски науки, Мускат, Оман

2 Изследователска група за стареене и деменция, Университет Султан Кабус, Маскат, Оман

Нади Брайди

3 Център за здравословно стареене на мозъка, Факултет по психиатрия, Медицински факултет, Университет на Нов Южен Уелс, Сидни, NSW, Австралия

Катия Авлад-Тани

1 Департамент по хранителни науки и хранене, Колеж по селскостопански и морски науки, Мускат, Оман

2 Изследователска група за стареене и деменция, Университет Султан Кабус, Маскат, Оман

Рагини Вайшнав

2 Изследователска група за стареене и деменция, Университет Султан Кабус, Маскат, Оман

4 Поведенческа медицина, Колеж по медицина и здравни науки, Университет Султан Кабус, Маскат, Оман, Оман

Самир Ал-Адави

2 Изследователска група за стареене и деменция, Университет Султан Кабус, Маскат, Оман

4 Поведенческа медицина, Колеж по медицина и здравни науки, Университет Султан Кабус, Маскат, Оман, Оман

Абдула Ал-Асми

2 Изследователска група за стареене и деменция, Университет Султан Кабус, Маскат, Оман

5 Неврологично звено - Медицина, Колеж по медицина и здравни науки, Университет Macquarie, NSW, Австралия

Gilles J. Guillemin

6 Neuropharmacology Group, MND и Neurodegenerative Diseases Research Center, Macquarie University, NSW, Австралия

Резюме

Заден план:

Понастоящем наличните възможности за лечение за забавяне на началото или забавяне на прогресията на болестта на Алцхаймер (AD) не са ефективни. Последните проучвания предполагат, че диетата и факторите на начина на живот могат да представляват защитни стратегии за минимизиране на риска от развитие на АД. Плодовете на финиковата палма са добър източник на диетични фибри и са богати на общо феноли и естествени антиоксиданти, като антоцианини, ферулова киселина, протокатехуева киселина и кофеинова киселина. Доказано е, че тези полифенолни съединения са невропротективни в различни моделни системи.

Обективен:

Проучихме дали хранителните добавки с 2% и 4% плодове от финикова палма (отглеждани в Оман) могат да намалят когнитивните и поведенчески дефицити в трансгенен модел на мишка за AD (амилоиден предшественик протеин [APPsw]/Tg2576).

Материали и методи:

Експерименталните групи на APP-трансгенни мишки на възраст от 4 месеца са хранени с диети по специфичен начин (гранули), съдържащи 2% и 4% плодове с фурми. Оценихме пространствената памет и способността за учене, психомоторната координация и свързаното с тревожността поведение при всички животни на възраст от 4 месеца и след 14 месеца лечение, използвайки тест за воден лабиринт на Морис, тест с въртящи се пръчки, тест с повишен плюс лабиринт и тест на открито. Също така анализирахме нивата на амилоиден бета (Ар) протеин (1–40 и 1–42) в плазмата на контролни и експериментални животни.

Резултати:

Стандартните Tg мишки, хранени с диета, показват значителен дефицит на паметта, повишено поведение, свързано с тревожност, и тежко увреждане на способността за пространствено обучение, способност за учене на дискриминация на позицията и двигателна координация в сравнение с див тип на същата диета и Tg мишки, хранени с 2% и 4 % добавка на дата на възраст 18 месеца. Нивата на двата Ар белтъка са значително понижени в групите с добавка на плодове с финикови плодове, отколкото мишките Tg без диетичната добавка. Невропротективният ефект, предлаган от 4% диета с плодове на AD мишки, е по-висок от 2% диета с плодове с дата.

Заключения:

Нашите резултати показват, че диетичните добавки с плодове с фурми могат да имат благоприятни ефекти при намаляване на риска, забавяне на началото или забавяне на прогресията на AD.

ВЪВЕДЕНИЕ

Болестта на Алцхаймер (AD) се характеризира с прогресивна загуба на когнитивна функция, протичаща успоредно на грануловакуоларна дегенерация, отлагане на β-амилоид амилоид бета (Aβ) в извънклетъчните плаки и в мозъчно-съдовата система и образуване на вътреклетъчни неврофибриларни заплитания, съдържащи хиперфосфорилиран тау протеин в невроните. AD е третата водеща причина за смърт след сърдечно-съдови заболявания и рак и засяга повече от 25 милиона индивиди в целия свят. Понастоящем броят на пациентите, страдащи от АД, непрекъснато нараства в световен мащаб и представлява едно от най-големите предизвикателства за повечето общества по света. [1] Въпреки че етиологията на AD остава неясна, се съобщава, че повишеният оксидативен стрес е важна основна причина за невродегенерацията при AD. [2] Мозъчните структури, поддържащи паметта, са уникално чувствителни към оксидативен стрес поради голямото им търсене на кислород. [3,4] Хроничният оксидативен стрес се увеличава с възрастта и стареенето е един от основните рискови фактори за АД.

Многобройни проучвания предполагат, че диета, богата на плодове и зеленчуци, може да представлява важен алтернативен терапевтичен вариант чрез подобряване на свързаното с възрастта намаляване на паметта и когнитивната дисфункция, наблюдавана при AD. антиоксидантна способност. Антиоксидантите като витамин Е могат да намалят индуцираната от β-амилоид невротоксичност в култивирани хипокампални неврони. [7] И може значително да забави прогресията на AD [8]. По същия начин екстрактът от гинко билоба подобрява когнитивната функция при пациенти с AD. [9] Съобщава се, че екстрактите от орех предлагат ползи за индуцираната от Ар цитотоксичност в PC12 клетките [10], а нарът може да подобри паметта при AD трансгенни мишки. [11]

Плодовете на финиковата палма (Phoenix dactylifera L. Arecaceae) обикновено се консумират в няколко части на света и представляват жизненоважен компонент на диетата и основна храна в повечето арабски страни. Плодовете на датата са изброени в народните лекарства за лечение на различни заболявания, включително рак [12] и е доказано, че показват имуномодулираща активност. [13] Освен това, проучванията също така показват антибактериалната активност [14] антихиперлипидемична активност, [15] хепатопротективна активност, [16] нефропротективна активност, [17] противоракова активност, [18] противогъбични [19,20] свойства и антимутагенна активност [21] плодове от финикова палма.

МАТЕРИАЛИ И МЕТОДИ

Събиране и приготвяне на диета

Растението е идентифицирано от хората от отдела по науките за културите от университета Султан Кабус, Оман, а сортовете калас от пресни фурми са събрани от фермите Al-Jabal Al-Akdhar, Оман. Месото се изолира ръчно и се изплаква с вода и се суши в продължение на 18 часа в сушилен шкаф при 40 ° С. Сушените плодове се натрошават и екстрахират с ацетон (съотношение 1: 1, тегло към обем) при разбъркване при стайна температура. След 48 часа екстрактът се филтрува и филтратът се изпарява до сухо в сушилня при 40 ° С. След това пробите се смилат на фин прах с помощта на кафемелачка.

Общите феноли на фурмите са измерени чрез модифицирания анализ на Folin-Ciocalteu, както е описано по-горе. [31] Накратко, 250μL реактив Folin-Ciocalteu се смесва с 10μL екстракт от сок от фурма. След кратка инкубация от 5 минути се добавят 750 μL натриев карбонат (1,9 М) и се инкубират за 2/h при 25 ° С. Измерва се абсорбцията при 765 nm и се сравнява с тази от стандартите на GA. Концентрацията на феноли в екстракти от сок от фурми се изразява като еквиваленти на галова киселина (GAE). Установено е, че общото съдържание на феноли е 231,2 ± 0,50 (mg GAE/100 g). Извлечението от датата е изпратено до Research Diet Inc. (Ню Джърси, САЩ) за приготвяне на датата 2% и 4% със стандартна чау.

Животни

Трансгенни мишки, експресиращи форма на APP, която води до ранно начало на фамилна AD (APPsw/Tg2576) са закупени от Taconic form, NY, USA. За това проучване бяха необходими двадесет и четири женски мишки, 18 мишки бяха трансгенни, а 6 мишки бяха диви (нетрансгенни) контролни съпутници на APPsw. Тези животни са били свободни от патогени и вируси. Женски APPsw/Tg2576 и мишки от див тип бяха настанени в отделни клетки в рамките на 12:12 h цикъл светлина-тъмнина (7 часа светлина) с либитум достъп до стандартна чау (Harlan Teklad Laboratory Diets, Уисконсин, САЩ) и Диета с дата 2% и 4% (D04112303 Research Diets Inc., Ню Джърси, САЩ) и чешмяна вода. Изследването е одобрено от Комитета за грижи и употреба на животните към университета „Султан Кабус“, Оман (SQU/AEC/2010–11/3).

Поведенчески анализ

За да разберем ефекта от датите, ние избрахме две различни дози (2% и 4%) за това проучване. Експерименталният период започва от 4-месечна възраст. Животните бяха разделени на четири групи: Група 1: Див тип (нетрансгенен) контрол на APPsw мишките, хранени със стандартна диета с чау, Група 2: APPsw/Tg2576 мишки, хранени също със стандартна чау диета, Група 3: APPsw/Tg2576 мишки, хранени с 2% диета с плодове с фурми и група 4: APPsw/Tg2576 мишки, хранени с 4% диета с плодове с фурми. Когнитивната и поведенческа функция бяха оценени при тези експериментални и контролни мишки на възраст от 4 месеца, а след 14 месеца хранителни добавки с помощта на теста за воден лабиринт на Morris (за пространствена памет и способност за учене), T-лабиринт (за разпознаване на позицията) способност за учене), ротационен тест (за психомоторна координация), тест с повишен плюс лабиринт (EPM) (за поведение, свързано с тревожност) и тест на открито, за да се определи потенциалният ефект на диета, богата на фурми, върху паметта, тревожността и умения за учене.

Тест на открито

Локомоторната активност се измерва в открито поле на бяла камера от плексиглас (45 cm × 45 cm × 40 cm). Осветеността в камерата беше регулирана на 70 лукса. Мишките бяха поставени в същата среда като тази на камерата 30 минути преди излагане на открито поле. Всяка мишка беше поставена поотделно в центъра на откритото поле и движението беше записано за 60 минути. Хоризонталната локомоторна активност се оценява според разстоянието, което животното е преместило. Вътрешните 30% от откритото поле бяха определени като център в настоящото проучване.

Тест с рота-пръчка

Моторната координация и двигателното обучение се измерват с помощта на ротационни тестове. Ротационният прът се състои от въртящ се цилиндър (диаметър 4,5 см, Ugo Basil, Италия) с регулатор на скоростта. Мишките бяха поставени върху цилиндъра с грубата повърхност за здраво захващане. Ротационният прът се ускорява от 5 до 20 об/мин и се поддържа при посочената скорост в продължение на 5 минути и след това мишките се подлагат на тестове при последователно по-високи скорости. Използвано е време за прекъсване от 5 минути и интервал между пробите от 60 минути. Записано е времето, прекарано на пръта, без да пада.

Тест за воден лабиринт на Морис

Тест с повишен плюс лабиринт

EPM е направен от черен плексиглас. Апаратът се състоеше от четири рамена (30 см × 7 см), издигнати на 50 см от пода и поставени под прав ъгъл един към друг. Две от рамената са били с височина 20 cm (затворени рамена), докато две са без стени (отворени рамена). Осветеността в центъра беше настроена на 40 лукса. За теста мишката първоначално беше поставена в центъра на платформата и оставена да изследва ръцете за 5 минути. Броят на влизанията в затворени оръжия и времето, прекарано в отворени ръце, се записва. Влизането в ръката се оценява като събитие, ако животното постави и четирите лапи в ръката.

Лево-дясно обучение за дискриминация

Т-лабиринтът (дължина на стъблото 64 см, дължина на рамената 30 см, ширина 12 см и височина на стените 16 см) е направен от прозрачен плексиглас и е пълен с вода (23 ± 1 ° C) на височина 12 см. . Платформа (11 cm × 11 cm) беше потопена на 1 cm отдолу в края на целевото рамо. По време на първите две изпитания бяха поставени платформи на двете рамена, за да се проверят предпочитанията за завиване. След това беше подсилена само най-малко избраната ръка, ако има такава, с приблизително същия брой мишки, подсилени от двете страни. APPsw и контролни мишки бяха поставени в стъблото на Т-лабиринта и плуваха наляво или надясно, докато открият потопената платформа до максимум 60 s. Животните бяха внимателно насочени към платформата, ако не успееха да я намерят. След като достигнаха платформата, мишките останаха върху нея в продължение на 20 s и след това се поставиха обратно в лабиринта за максимум 48 изпитания, с изключение на 10-минутен период на почивка след всеки 10-пробен блок. Смята се, че една мишка е постигнала критерия след 5 последователни опита без грешки. След това фазата на обратното обучение се проведе 2 дни по-късно, като протоколът се повтори, с изключение на това, че мишките бяха обучени да намират евакуационната платформа от противоположната страна. Записани са закъснения и грешки при бягство.

Вземане на проби

В деня след приключване на поведенческите тестове се вземат кръвни проби, взети от орбиталния синус в 2 ml епруветки Eppendorf. Взетите кръвни проби се центрофугират при 4000 об/мин за 15 минути при 4 ° С и плазмата се събира и съхранява при -80 ° С до измерване.

Определяне на плазмения амилоид бета (1–40) и амилоид бета (1–42)

По време на умъртвяването се събират 200-500 μL кръв и се центрофугират при 5000 об/мин за 15 минути при 40 ° C, за да се отдели плазмата. Плазмени проби, съхранявани при 80 ° С с разтвор на консервант, се анализират в два екземпляра. Човешки Aβ1-40 и Aβ1-42 плазмени нива се определят чрез два специфични комплекта за сандвич ELISA, AB тест 40 и AB тест 42 (Araclon Biotech Ltd., Сарагоса, Испания), следвайки инструкциите на доставчика. Нивата на Aβ1-40 и Aβ1-42 бяха изчислени от стандартна крива, разработена с оптична плътност при 450 nm спрямо серийни разреждания с известна концентрация.

Статистически анализ

Анализът на данните беше извършен с помощта на софтуера Graph Pad Prism. Всички стойности са средно ± стандартно отклонение, еднопосочен дисперсионен анализ и са използвани многократни сравнителни тестове на Tukey за определяне на статистическа значимост между лечебните групи. Разликите между лечебните групи се считат за значими, ако P [Фигура 1а 1а и andb]. б]. По същия начин двигателната координация на APPsw/Tg2576 мишките на ротационната пръчка е значително по-ниска в сравнение с контролите от див тип на 18-месечна възраст [Фигура 1]. Допълването с 2% и 4% дати на APPsw/Tg2576 мишки възстановява своята локомоторна активност както в открито поле, така и при тест с ротационна пръчка след 14-месечно добавяне [Фигура [Фигура1c 1c и andd d].