Beskyttende virkning og mekanisme af ethanolekstrakt af rapspollen på isoproterenol-induceret myocardial cellehypertrofi
Hjertesvigt er et almindeligt kardiovaskulært syndrom og den sidste fase af forskellige hjertesygdomme med høj invaliditet og dødelighed. Hjertehypertrofi (CH) er en tidlig adaptiv reaktion i processen med hjertesvigt, men langvarig CH kan accelerere myokardiefibrose og systolisk dysfunktion og dermed fremskynde udviklingen af hjertesvigt. CH forårsager ikke kun kongestiv hjertesvigt, men er også en uafhængig risikofaktor for hypertension, hjerteklapsygdom, dilateret kardiomyopati, myokardieiskæmi, myokardieinfarkt, arytmi og pludselig død. Kontrol af CH kan forsinke udviklingen af kardiomyopati betydeligt. At forsinke eller undgå forekomsten af CH er et vigtigt terapeutisk mål.
Isoproterenol (ISO) hører til de adrenerge receptoragonister. Gentagen eller kontinuerlig injektion af ISO for at ophidse β 1-adrenerge receptorer kan forårsage toksisk skade på myokardiet, øge myokardial kontraktilitet og iltforbrug, hvilket fører til arytmi, øget efterbelastning og myokardial iskæmisk nekrose, hvilket resulterer i myokardial remodeling og inducerer kompenserende CH. Derfor bruges ISO ofte til at etablere CH-modeller. Forskning har vist, at ISO-induceret CH ledsages af en stigning i myokardiecellearealet, overdreven proteinsyntese og reaktivering af CH-markørgener som atrialt natriuretisk peptid (ANP), hjernens natriuretiske peptid (BNP) og β-myosin heavy chain (β-MHC).
Bipollen er en af de typiske repræsentanter blandt mange biprodukter, som indeholder rigelige ingredienser. Ifølge Thakur et al.s statistikker omfatter hovedkomponenterne i bipollen kulhydrater (54,22%), proteiner (21,30%), lipider (5,31%), fibre (8,75%), askeindhold (2,91%) osv. Det indeholder også phenolforbindelser, flavonoider, polyaminer, nukleosider, aminosyrer, fedtsyrer, vitaminer osv. Bipollen har forskellige farmakologiske aktiviteter som antioxidant, anti-myokardieinfarkt og lever- og nyrebeskyttelse og har en potentiel anvendelsesværdi. Forskerteamet gennemførte indledende undersøgelser af de beskyttende virkninger og mekanismer af ethanolekstrakt og dets hovedkomponenter fra Schisandra chinensis-bipollen på H9c2-myokardieceller beskadiget af H2O2, hvilket bekræftede, at bipollens antioxidantkapacitet har en beskyttende virkning på myokardiecelleskader. Rapsbiopollen er et af de mest solgte produkter på markedet for biprodukter. Zhang et al. sammenlignede forskellene i det samlede phenol- og flavonoidindhold og antioxidantkapaciteten blandt forskellige bipollen og fandt, at det samlede phenol- og flavonoidindhold i rapsbipollen er højere, og dets antioxidantkapacitet er også stærkere. Denne artikel tager den almindelige bipollen - rapspollenethanolekstrakt (RBPEE) som forskningsobjekt, identificerer dens vigtigste kemiske komponenter og undersøger dens interventionseffekt og mulige molekylære mekanisme på ISO-induceret myokardiecellehypertrofi, hvilket lægger grundlaget for den dybe udvikling og udnyttelse af bipollenressourcer.

Kendetegnene ved CH omfatter hovedsageligt øget myokardiecellevolumen, øget proteinsyntese, øget masse og fortykkelse af ventrikelvæggen. ANP, BNP og β-MHC, som er molekylære markører for CH, genudtrykkes under CH-processen, produceres og frigives autonomt af myokardieceller og deltager aktivt i kompensationsmekanismer og regulering af hjertefunktionen. I denne undersøgelse steg overfladearealet af kardiomyocytter markant, det samlede proteinindhold steg markant, og mRNA-ekspressionsniveauerne af tre hjertehypertrofimarkører steg markant, hvilket indikerer succesen med den ISO-inducerede hjertehypertrofimodel. Efter behandling med RBPEE blev celleoverfladearealet og det samlede proteinindhold reduceret betydeligt sammenlignet med modelgruppen, og ekspressionsniveauerne for tre hjertehypertrofimarkører mRNA blev også reduceret betydeligt, hvilket indikerer, at RBPEE har en god forebyggende effekt på ISO-induceret hjertehypertrofi.
Under normale omstændigheder kan kroppen rettidigt eliminere overskydende frie radikaler produceret af vævets oxidative metabolisme gennem antioxidantenzymer som SOD samt ikke-enzymatiske antioxidanter som GSH, carotenoider og C-vitamin, hvilket sikrer en dynamisk balance af frie radikaler i kroppen og opretholder normal funktion. Den vigtigste vej til skader som følge af oxidativ stress er peroxidationsreaktionen mellem reaktive oxygenarter (ROS) og biomolekyler som lipider, proteiner og nukleinsyrer i celler, hvilket forårsager strukturelle skader og metaboliske forstyrrelser og i sidste ende fører til forskellige sygdomme. Når cellemembranen angribes af ROS, oxiderer umættede fedtsyrer i fosfolipidmolekyler på membranen og producerer lipidperoxider som MDA. Derfor afspejles graden af oxidativ skade på kroppens celler af ændringer i intracellulær SOD-aktivitet, GSH-indhold og MDA-indhold. NF kB-vejen betragtes som en pro-inflammatorisk signalvej, og NF kB aktiveret af oxidativ stress kan transporteres fra cytoplasmaet til kernen og derved fremme transkriptionen af pro-inflammatoriske mediatorer som IL-6 og TNF - α i celler. Derfor kan påvisning af ekspressionsniveauet af proinflammatoriske cytokiner bestemme graden af indflydelse af inflammatorisk respons på myokardieceller. Vores brug af ISO-induceret kardiomyocyt-hypertrofi resulterede i et signifikant fald i SOD-aktivitet og GSH-indhold, en signifikant stigning i MDA-indhold og en signifikant stigning i mR-NA-ekspressionsniveauer af IL-6, TNF-a og IL-2 i kardiomyocytter, hvilket indikerer, at kardiomyocyt-hypertrofi ledsages af oxidativ stress og inflammatorisk respons. Efter behandling med RBPEE steg SOD-aktiviteten og GSH-indholdet signifikant, MDA-indholdet faldt signifikant, og genekspressionsniveauerne for tre inflammatoriske responsfaktorer faldt signifikant, hvilket indikerer, at RBPEE kan forhindre ISO-skader på myokardieceller ved at hæmme oxidativ stress og inflammatorisk respons.
De vigtigste veje til celleapoptose omfatter eksogen vej (dødsreceptorvej), endogen mitokondriel vej og endoplasmatisk retikulums stressvej. I dødsreceptorvejen starter Caspase-8 en signalkaskade efter at være blevet aktiveret af det dødsinducerende signalkompleks (DISC), hvilket fører til automatisk aktivering af endeffektorer som Caspase-3 eller Caspase-7, som i sidste ende inducerer celleapoptosesignaler. Når mitokondrierne stimuleres af eksterne faktorer, regulerer den apoptosefremmende faktor Bax i Bcl2-familien mitokondriernes ydre membranpermeabilitet, hvilket fremmer den ydre membranpermeabilitet og får cytokrom C i mitokondriernes membranhulrum til at danne et apoptotisk polymerkompleks med deoxyadenosintrifosfat (dATP) og apoptoseproteaseaktiverende faktor (APAF1), som frigives i cytoplasmaet og rekrutterer forstadiet til cysteinprotease 9 (pro-Caspase-9), aktiverer Caspase-9 og starter en signalkaskade-reaktion for at aktivere downstream Caspase-3, hvilket inducerer celleapoptose. Bcl-2 er et antiapoptotisk medlem af Bcl-2-familien, og forholdet mellem Bcl-2 og Bax er en effektiv indikator for evaluering af myokardiecelleapoptose. I dette eksperiment blev genekspressionsniveauerne af Bcl-2, Bax, Caspase-8, Caspase-9 og Caspase-3 målt i hver behandlingsgruppe for at bestemme omfanget af myokardiecelleapoptose. De eksperimentelle resultater viste, at ISO-induceret myokardiecellehypertrofi-skade blev ledsaget af en proces med celleapoptose. RBPEE-forbehandling har en signifikant hæmmende effekt på genekspressionsniveauerne af Caspase-8, Caspase-9, Caspase-3 og Bax. Genekspressionsniveauet for Bcl-2 og Bcl-2/Bax-forholdet er signifikant øget sammenlignet med modelgruppen, hvilket indikerer, at RBPEE har en forebyggende virkning på ISO-induceret kardiomyocytapoptose.
Dette eksperiment brugte UOLC-QTFF MS til kvalitativt at analysere den kemiske sammensætning af RBPEE og identificerede foreløbigt syv hovedkomponenter i RBPEE, herunder et kulhydrat (gluconsyre), to nukleosider (uridin og guanosin), en polyamin (N ′, N ′ - bis (p-coumaroyl) spermidin) og tre flavonoide disaccharidforbindelser (Quercetin-3-O - (2 ′ - O-glucopyranosyl) - glucopyranosid, Quercetin-3-O - (2 ′ - O-glucopyranosyl) - rhamnosid og kaempferol-3-O - (2 ′ - O-glucopyranosyl) - rhamnosid. - O - (2 ′ - O-glucopyranosyl) - glucopyranosid. Forskning har vist, at både uridin og guanosin har antioxidante, antiinflammatoriske og anti-apoptotiske virkninger; N1 og N5 bis (p-coumaroyl) spermidin har gode antioxidantegenskaber, som kan øge den samlede antioxidantkapacitet i celler, øge den enzymatiske aktivitet af antioxidantenzymerne SOD, CAT og GPx og reducere lipidoxidationsniveauerne; Flavonoidglykosider som quercetin og kaempferol har farmakologiske virkninger som antioxidanter, antiinflammatoriske og anti-apoptotiske egenskaber. Derfor kan nukleosider, polyaminer og flavonoider være effektive komponenter i RBPEE til at udøve antioxidante, antiinflammatoriske og anti-apoptotiske virkninger.
Sammenfattende har RBPEE en vis forebyggende effekt på ISO-induceret myocardial cellehypertrofi, og dens virkningsmekanisme kan være tæt forbundet med reduktion af oxidative stressniveauer, hæmning af inflammatoriske reaktioner og antiapoptotiske virkninger.