Schützende Wirkung und Mechanismus des Ethanolextrakts aus Rapspollen auf die durch Isoproterenol induzierte Hypertrophie der Herzmuskelzellen
Herzinsuffizienz (HF) ist ein häufiges kardiovaskuläres Syndrom und das Endstadium verschiedener Herzkrankheiten, das mit hohen Behinderungs- und Sterblichkeitsraten einhergeht. Die Herzhypertrophie (CH) ist eine frühe adaptive Reaktion im Prozess der Herzinsuffizienz, aber eine anhaltende CH kann die Myokardfibrose und die systolische Dysfunktion beschleunigen und damit das Fortschreiten der HF beschleunigen. KHK verursacht nicht nur eine kongestive Herzinsuffizienz, sondern ist auch ein unabhängiger Risikofaktor für Bluthochdruck, Herzklappenerkrankungen, dilatative Kardiomyopathie, Myokardischämie, Myokardinfarkt, Herzrhythmusstörungen und plötzlichen Tod. Die Kontrolle der KHK kann das Fortschreiten der Kardiomyopathie erheblich verzögern. Die Verzögerung oder Vermeidung des Auftretens von KHK ist ein wichtiges therapeutisches Ziel.
Isoproterenol (ISO) gehört zu den adrenergen Rezeptor-Agonisten. Die wiederholte oder kontinuierliche Injektion von ISO zur Erregung von β-1-adrenergen Rezeptoren kann das Myokard toxisch schädigen, die Myokardkontraktilität und den Sauerstoffverbrauch erhöhen, was zu Arrhythmie, erhöhter Nachlast und ischämischer Nekrose des Myokards führt, was wiederum ein Remodeling des Myokards zur Folge hat und eine kompensatorische KHK induziert. Daher wird ISO häufig zur Herstellung von KHK-Modellen verwendet. Die Forschung hat gezeigt, dass die ISO-induzierte KHK mit einer Vergrößerung der Herzmuskelzellfläche, einer übermäßigen Proteinsynthese und einer Reaktivierung von KHK-Markergenen wie dem atrialen natriuretischen Peptid (ANP), dem natriuretischen Peptid des Gehirns (BNP) und der β-Myosin-schweren Kette (β-MHC) einhergeht.
Bienenpollen ist einer der typischen Vertreter unter den vielen Bienenprodukten, die eine Fülle von Inhaltsstoffen enthalten. Nach den Statistiken von Thakur et al. gehören zu den Hauptbestandteilen von Bienenpollen Kohlenhydrate (54.22%), Proteine (21.30%), Lipide (5.31%), Fasern (8.75%), Aschegehalt (2.91%), usw. Er enthält außerdem phenolische Verbindungen, Flavonoide, Polyamine, Nukleoside, Aminosäuren, Fettsäuren, Vitamine usw. Bienenpollen haben verschiedene pharmakologische Wirkungen, z. B. als Antioxidationsmittel, zur Vorbeugung von Herzinfarkten und zum Schutz von Leber und Nieren, und sind daher potenziell nützlich. Das Forschungsteam führte vorläufige Studien über die schützende Wirkung und die Mechanismen des Ethanolextrakts und seiner Hauptbestandteile aus Schisandra chinensis-Bienenpollen auf H9c2-Myokardzellen durch, die durch H2O2 geschädigt wurden, und bestätigte, dass die antioxidative Kapazität von Bienenpollen eine schützende Wirkung auf Myokardzellschäden hat. Raps-Bienenpollen ist eines der meistverkauften Produkte auf dem Markt für Bienenprodukte. Zhang et al. verglichen die Unterschiede im Gesamtphenol- und Flavonoidgehalt und in der antioxidativen Kapazität verschiedener Bienenpollen und stellten fest, dass der Gesamtphenol- und Flavonoidgehalt von Rapsbienenpollen höher und seine antioxidative Kapazität ebenfalls stärker ist. Dieser Artikel nimmt den gewöhnlichen Bienenpollen - Raps-Bienenpollen-Ethanolextrakt (RBPEE) - als Forschungsobjekt, identifiziert seine wichtigsten chemischen Komponenten und untersucht seinen Interventionseffekt und den möglichen molekularen Mechanismus auf die ISO-induzierte Myokardzellhypertrophie, wodurch die Grundlage für die tiefgreifende Entwicklung und Nutzung von Bienenpollenressourcen gelegt wird.

Zu den Merkmalen der KHK gehören vor allem ein erhöhtes Myokardzellvolumen, eine erhöhte Proteinsynthese, eine erhöhte Masse und eine Verdickung der Kammerwand. ANP, BNP und β-MHC als molekulare Marker der KHK werden während des KHK-Prozesses erneut exprimiert, autonom produziert und von den Herzmuskelzellen freigesetzt, die aktiv an den Kompensationsmechanismen beteiligt sind und die Herzfunktion regulieren. In dieser Studie nahm die Oberfläche der Kardiomyozyten signifikant zu, der Gesamtproteingehalt stieg signifikant an, und die mRNA-Expressionsniveaus von drei kardialen Hypertrophiemarkern stiegen signifikant an, was auf den Erfolg des ISO-induzierten kardialen Hypertrophiemodells hinweist. Nach der Behandlung mit RBPEE waren die Zelloberfläche und der Gesamtproteingehalt im Vergleich zur Modellgruppe signifikant reduziert, und die mRNA-Expressionsniveaus der drei kardialen Hypertrophiemarker waren ebenfalls signifikant reduziert, was darauf hindeutet, dass RBPEE eine gute präventive Wirkung auf die ISO-induzierte kardiale Hypertrophie hat.
Unter normalen Umständen ist der Körper in der Lage, überschüssige freie Radikale, die durch den oxidativen Stoffwechsel des Gewebes entstehen, durch antioxidative Enzyme wie SOD sowie nicht enzymatische Antioxidantien wie GSH, Carotinoide und Vitamin C rechtzeitig zu beseitigen und so ein dynamisches Gleichgewicht der freien Radikale im Körper zu gewährleisten und die normale Funktion aufrechtzuerhalten. Der Hauptweg zur Schädigung durch oxidativen Stress führt über die Peroxidationsreaktion zwischen reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) und Biomolekülen wie Lipiden, Proteinen und Nukleinsäuren in den Zellen, die strukturelle Schäden und Stoffwechselstörungen verursachen und letztlich zu verschiedenen Krankheiten führen. Wenn die Zellmembran von ROS angegriffen wird, oxidieren ungesättigte Fettsäuren in Phospholipidmolekülen auf der Membran und bilden Lipidperoxide wie MDA. Daher spiegelt sich der Grad der oxidativen Schädigung von Körperzellen in Veränderungen der intrazellulären SOD-Aktivität, des GSH-Gehalts und des MDA-Gehalts wider. Der NF-KB-Signalweg gilt als pro-inflammatorischer Signalweg, und der durch oxidativen Stress aktivierte NF-KB kann vom Zytoplasma in den Zellkern transportiert werden, wodurch die Transkription von pro-inflammatorischen Mediatoren wie IL-6 und TNF-α in den Zellen gefördert wird. Daher kann durch den Nachweis der Expression von proinflammatorischen Zytokinen der Grad des Einflusses der Entzündungsreaktion auf Herzmuskelzellen bestimmt werden. Die von uns verwendete ISO-induzierte Kardiomyozytenhypertrophie führte zu einem signifikanten Rückgang der SOD-Aktivität und des GSH-Gehalts, einem signifikanten Anstieg des MDA-Gehalts und einem signifikanten Anstieg der mR-NA-Expressionswerte von IL-6, TNF-a und IL-2 in den Kardiomyozyten, was darauf hindeutet, dass die Kardiomyozytenhypertrophie von oxidativem Stress und einer Entzündungsreaktion begleitet wird. Nach der Behandlung mit RBPEE stiegen die SOD-Aktivität und der GSH-Gehalt signifikant an, der MDA-Gehalt sank signifikant und die Genexpressionswerte der drei Entzündungsreaktionsfaktoren gingen signifikant zurück, was darauf hindeutet, dass RBPEE durch die Hemmung von oxidativem Stress und Entzündungsreaktion ISO-Schäden an Herzmuskelzellen verhindern kann.
Zu den wichtigsten Wegen der Zellapoptose gehören der exogene Weg (Todesrezeptorweg), der endogene mitochondriale Weg und der Stressweg des endoplasmatischen Retikulums. Im Todesrezeptor-Weg leitet Caspase-8 eine Signalkaskade ein, nachdem sie durch den todauslösenden Signalkomplex (DISC) aktiviert wurde, was zur automatischen Aktivierung von Endeffektoren wie Caspase-3 oder Caspase-7 führt, die schließlich die Apoptose-Signale der Zelle auslösen. Wenn Mitochondrien durch externe Faktoren stimuliert werden, reguliert der apoptosefördernde Faktor Bax aus der Bcl2-Familie die Permeabilität der Außenmembran von Mitochondrien, wodurch die Permeabilität der Außenmembran gefördert wird und Cytochrom C in der mitochondrialen Membranhöhle einen apoptotischen Polymerkomplex mit Desoxyadenosintriphosphat (dATP) und dem Apoptose-Protease-Aktivierungsfaktor (APAF1) bildet, Dieser wird in das Zytoplasma freigesetzt und rekrutiert den Vorläufer der Cysteinprotease 9 (pro-Caspase-9), der Caspase-9 aktiviert und eine Signalkaskade in Gang setzt, um die nachgeschaltete Caspase-3 zu aktivieren und so die Apoptose der Zellen einzuleiten. Bcl-2 ist ein anti-apoptotisches Mitglied der Bcl-2-Familie, und das Verhältnis von Bcl-2 zu Bax ist ein wirksamer Indikator für die Bewertung der Apoptose von Herzmuskelzellen. In diesem Experiment wurden die Genexpressionswerte von Bcl-2, Bax, Caspase-8, Caspase-9 und Caspase-3 in jeder Behandlungsgruppe gemessen, um das Ausmaß der Herzmuskelzellapoptose zu bestimmen. Die experimentellen Ergebnisse zeigten, dass die ISO-induzierte Myokardzellhypertrophie von einem Prozess der Zellapoptose begleitet wurde. Die RBPEE-Vorbehandlung hat eine signifikante hemmende Wirkung auf die Genexpressionswerte von Caspase-8, Caspase-9, Caspase-3 und Bax. Die Genexpression von Bcl-2 und das Bcl-2/Bax-Verhältnis sind im Vergleich zur Modellgruppe signifikant erhöht, was darauf hindeutet, dass RBPEE eine präventive Wirkung auf die ISO-induzierte Kardiomyozytenapoptose hat.
In diesem Experiment wurde UOLC-QTFF MS verwendet, um die chemische Zusammensetzung von RBPEE qualitativ zu analysieren, und es wurden vorläufig sieben Hauptbestandteile in RBPEE identifiziert, darunter ein Kohlenhydrat (Gluconsäure), zwei Nukleoside (Uridin und Guanosin), ein Polyamin (N ′, N ′ - bis (p-Cumaroyl) Spermidin) und drei Flavonoid-Disaccharid-Verbindungen (Quercetin-3-O - (2 ′ - O-Glucopyranosyl) - Glucopyranosid, Quercetin-3-O - (2 ′ - O-Glucopyranosyl)-Rhamnosid und Kaempferol-3-O - (2 ′ - O-Glucopyranosyl)-Rhamnosid. - O - (2 ′ - O-Glucopyranosyl) - Glucopyranosid. Die Forschung hat gezeigt, dass sowohl Uridin als auch Guanosin antioxidative, entzündungshemmende und apoptotische Wirkungen haben; N1- und N5-bis-(p-Cumaroyl)-Spermidin haben gute antioxidative Eigenschaften, die die gesamte antioxidative Kapazität in den Zellen erhöhen, die enzymatische Aktivität der antioxidativen Enzyme SOD, CAT und GPx steigern und den Grad der Lipidoxidation verringern können; Flavonoidglykoside wie Quercetin und Kaempferol haben pharmakologische Wirkungen wie antioxidative, entzündungshemmende und anti-apoptotische Eigenschaften. Daher können Nukleoside, Polyamine und Flavonoide wirksame Bestandteile von RBPEE sein, die antioxidative, entzündungshemmende und antiapoptotische Wirkungen ausüben.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass RBPEE eine gewisse präventive Wirkung auf die ISO-induzierte Myokardzellhypertrophie hat, und dass sein Wirkungsmechanismus möglicherweise eng mit der Verringerung des oxidativen Stresses, der Hemmung von Entzündungsreaktionen und der antiapoptotischen Wirkung zusammenhängt.