Studie \u00fcber die sch\u00fctzende Wirkung von Bambus- und Weidenpolysacchariden auf Sinneshaarzellen am Beispiel des Zebrafisches
\nAminoglykoside sind Antibiotika, die in ihrer chemischen Struktur Aminozuckermolek\u00fcle enthalten. Sie werden in der Regel zur Behandlung von Infektionen eingesetzt, die durch gramnegative Bakterien verursacht werden, und haben ein breites Anwendungsspektrum. Diese Medikamente haben jedoch eine starke Ototoxizit\u00e4t und Nephrotoxizit\u00e4t. Forschungen haben ergeben, dass ihre Nephrotoxizit\u00e4t durch eine Hydratationstherapie gemildert werden kann. Allerdings gibt es derzeit keine wirksame Behandlung f\u00fcr die Ototoxizit\u00e4t, und es ist von entscheidender Bedeutung, entsprechende pr\u00e4ventive und therapeutische Medikamente zu entwickeln. Die Pathogenese des durch Aminoglykoside verursachten H\u00f6rverlusts ist noch nicht vollst\u00e4ndig gekl\u00e4rt, aber die Forschung hat herausgefunden, dass die sensorischen Haarzellen im Innenohr dabei eine Schl\u00fcsselrolle spielen. Dabei handelt es sich um eine Art von endst\u00e4ndig differenzierten Zellen im Innenohr von S\u00e4ugetieren, die nach ihrem Verlust nicht mehr regeneriert werden k\u00f6nnen. Nachdem sie in die Haarzellen eingedrungen sind, k\u00f6nnen Aminoglykosid-Medikamente eine hohe Produktion reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) ausl\u00f6sen. Diese durch die Wirkung von Aminoglykosid-Arzneimitteln erzeugten ROS k\u00f6nnen die oxidative Sch\u00e4digung der Haarzellen f\u00f6rdern und ihre Apoptose ausl\u00f6sen. Daher ist die Verringerung der ROS-Produktion in den Sinneshaarzellen eine der Richtungen f\u00fcr die Entwicklung von Medikamenten zur Vorbeugung und Behandlung von aminoglykosidbedingtem H\u00f6rverlust. Der Zebrafisch ist ein international anerkannter neuer Wirbeltiermodellorganismus mit geringer Gr\u00f6\u00dfe, schnellem Wachstum, starker Fortpflanzungsf\u00e4higkeit, In-vitro-Befruchtung und -Entwicklung sowie transparenten Embryonen. Verglichen mit dem Menschen weisen Zebrafische einen extrem hohen Erhaltungsgrad der physiologischen Struktur, der Signalwege, der Proteinfunktionen und anderer Aspekte auf. Zebrafische haben Sinneshaarzellen im Innenohr und seitliche Haarzellen, die dem Menschen sehr \u00e4hnlich sind. Am 5. Entwicklungstag (dpf) sind die genannten Haarzellen bereits voll entwickelt. Aufgrund der Transparenz des Zebrafisches w\u00e4hrend der fr\u00fchen Entwicklung erm\u00f6glicht die In-vivo-Bildgebungstechnologie eine direkte Echtzeitbeobachtung der toxischen Auswirkungen der Testprobe auf die Haarzellen. Daher ist der Zebrafisch zu einem wichtigen Modellorganismus f\u00fcr die Untersuchung von Medikamenten zur Vorbeugung und Behandlung von medikamenteninduziertem H\u00f6rverlust geworden. In fr\u00fcheren Studien wurde festgestellt, dass Bambus und Weide ein Polysaccharid mit antioxidativen Eigenschaften enthalten, das aus 8,72% Xylose, 14,87% L (+) - Rhamnose, 3,22% D (-) - Glucurons\u00e4ure, 5,45% D-Galacturons\u00e4ure, 54,86% D-Arabinose und 13,05% Mannose besteht. Aufgrund der engen Beziehung zwischen Antioxidantien und dem Schutz der Sinneshaarzellen wurde in diesem Experiment der Zebrafisch als Versuchstier ausgew\u00e4hlt, und Kanamycin, ein repr\u00e4sentatives Aminoglykosid-Antibiotikum, wurde als Schadensmedikament verwendet. Die Schutzwirkung und der Mechanismus der Sinneshaarzellen von Bambus- und Weidenpolysacchariden, die unabh\u00e4ngig voneinander entdeckt wurden, wurden vorab untersucht, um eine theoretische Grundlage und experimentelle Daten f\u00fcr ein besseres Verst\u00e4ndnis der Pr\u00e4vention und Behandlung von medikamenteninduziertem H\u00f6rverlust zu schaffen.<\/p>\n
Kanamycin, einer der Vertreter der Aminoglykosid-Antibiotika, hat einen niedrigen Preis, ein breites antibakterielles Spektrum, stabile Eigenschaften und eine breite Palette von Anwendungen. Es hat jedoch eine starke Ototoxizit\u00e4t. Der Wirkungsmechanismus der durch Kanamycin ausgel\u00f6sten Taubheit ist relativ komplex, und die \u00fcberm\u00e4\u00dfige Ansammlung von ROS in den sensorischen Haarzellen des Innenohrs spielt eine wichtige Rolle. Antioxidantien k\u00f6nnen in gewissem Ma\u00dfe die durch Kanamycin verursachte Sch\u00e4digung der Sinneshaarzellen verhindern und behandeln. Ausgehend davon werden in diesem Projekt die unabh\u00e4ngig voneinander entdeckten Bambus- und Weidenpolysaccharide mit antioxidativer Wirkung als Forschungsobjekt verwendet und das Zebrafischmodell zur Durchf\u00fchrung einer Vorstudie \u00fcber ihre sch\u00fctzende Wirkung auf die Sinneshaarzellen eingesetzt.
\nUntersuchungen haben ergeben, dass bei der alleinigen Verabreichung von Bambus- und Weidenpolysacchariden in Konzentrationen von 30, 40 oder 50 \u03bc g\/ml an Zebrab\u00e4rblinge die kumulative Schlupfrate der Zebrab\u00e4rblinge h\u00f6her als 98%, die kumulative Sterblichkeitsrate niedriger als 15% und die Herzfrequenz zwischen 198-200 Schl\u00e4gen pro Minute ist. Obwohl die kumulative Sterblichkeitsrate der Zebrab\u00e4rblinge in der Behandlungsgruppe mit 40 \u03bc g\/ml etwas h\u00f6her war, zeigten die statistischen Tests, dass es keine statistisch signifikanten Unterschiede bei der kumulativen Schlupfrate, der Sterblichkeitsrate und der Herzfrequenz der drei Zebrab\u00e4rblingsgruppen (30, 40 und 50 \u03bc g\/ml) im Vergleich zur Kontrollgruppe gab. Dieses Ergebnis deutet darauf hin, dass Bambus- und Weidenpolysaccharide keine signifikanten toxischen oder teratogenen Auswirkungen auf Zebrafische haben. Weitere Untersuchungen ergaben, dass die Kombination von Polysacchariden aus Bambus und Weide mit Kanamycin keine signifikante Toxizit\u00e4t oder teratogene Wirkung auf Zebrafische hat. In dieser Konzentration hat das Polysaccharid jedoch eine signifikante Schutzwirkung gegen Kanamycin-induzierte Sch\u00e4den an den Sinneshaarzellen und kann die Anh\u00e4ufung von Kanamycin-induzierten ROS in den Haarzellen wirksam reduzieren und das Auftreten von Haarzell-Apoptose verhindern. ROS, ein Reduktionsprodukt von Sauerstoff im K\u00f6rper, entsteht, wenn Elektronen aus der Atmungskette austreten und etwa 2% Sauerstoff verbrauchen. ROS im K\u00f6rper sind nicht immer sch\u00e4dlich. Moderate ROS k\u00f6nnen Reparatur, Immunit\u00e4t, Wachstum und \u00dcberleben f\u00f6rdern. Unter pathologischen Bedingungen kann jedoch das dynamische Gleichgewicht zwischen ROS-Produktion und -Abbau gest\u00f6rt sein. Eine anhaltende \u00fcberm\u00e4\u00dfige Anh\u00e4ufung von ROS f\u00fchrt h\u00e4ufig zu einer Sch\u00e4digung von Biomolek\u00fclen wie Proteinen, Nukleins\u00e4uren, Polysacchariden und Lipiden, wodurch die Zellen in einen oxidativen Stresszustand geraten und Apoptose ausgel\u00f6st wird. In dieser Studie wurde festgestellt, dass Polysaccharide aus Bambus und Weide, die in vitro antioxidativ wirken, ihre antioxidative Wirkung auch in Sinneshaarzellen entfalten k\u00f6nnen. Dieses Polysaccharid kann oxidative Sch\u00e4den in Sinneshaarzellen lindern, indem es den ROS-Gehalt reduziert und letztlich die durch Kanamycin induzierte Apoptose hemmt, was eine sch\u00fctzende Wirkung auf die Haarzellen hat. Da das Polysaccharid keine signifikanten toxischen oder teratogenen Wirkungen hat, deuten die obigen Ergebnisse darauf hin, dass Polysaccharide aus Bambus und Weide ein gewisses Anwendungspotenzial im Bereich des Geh\u00f6rschutzes haben.
\nPolysaccharide, die aus Naturprodukten gewonnen werden, sind eine Klasse strukturell komplexer Polymerverbindungen. Zahlreiche Studien haben best\u00e4tigt, dass Polysaccharide in der Regel eine antioxidative Aktivit\u00e4t besitzen, die eng mit dem Gehalt an Mannose, Galaktose und Urons\u00e4ure in Polysacchariden zusammenh\u00e4ngt. Mannose, Galaktose und Glucurons\u00e4ure k\u00f6nnen beispielsweise mit ROS interagieren, was zur Spaltung der glykosidischen Bindung oder zur Oxidation der Glucurons\u00e4ure f\u00fchrt. Die in dieser Studie verwendeten Polysaccharide aus Bambus und Weide enthalten etwa 130,5% Mannose, 3,22% Glucurons\u00e4ure und 5,45% D-Galacturons\u00e4ure. Es wird vermutet, dass die sch\u00fctzende Wirkung von Bambus- und Weidenpolysacchariden auf die Sinneshaarzellen durch ihre Monosaccharidzusammensetzung bestimmt wird. Sowohl Mannose als auch Urons\u00e4ure in Bambus- und Weidenpolysacchariden tragen zu ihrer raschen Verringerung des ROS-Gehalts in Sinneshaarzellen bei und entfalten dadurch eine sch\u00fctzende Wirkung auf Sinneshaarzellen.
\nBambus und Weiden wachsen schnell, sind sehr widerstandsf\u00e4hig gegen Stress, haben einen hohen wirtschaftlichen Nutzen und sind sehr anpassungsf\u00e4hig. In den letzten Jahren hat sich ihre Anbaufl\u00e4che in China rasch ausgeweitet. Gegenw\u00e4rtig konzentriert sich die Forschung \u00fcber Bambus und Weide haupts\u00e4chlich auf Trockenheitsresistenz, Salz-Alkali-Toleranz, Krankheits- und Sch\u00e4dlingsbek\u00e4mpfung, und es gibt nur wenige Berichte \u00fcber die Wirksamkeit ihrer Extrakte. In dieser Studie wurde durch In-vivo-Experimente best\u00e4tigt, dass Bambus- und Weidenpolysaccharide eine gewisse Schutzwirkung gegen die durch Aminoglykosid-Antibiotika hervorgerufene Sch\u00e4digung der Sinneshaarzellen haben, und es wurde festgestellt, dass diese Schutzwirkung eng mit der antioxidativen Wirkung von Bambus- und Weidenpolysacchariden zusammenh\u00e4ngt. Die aus dieser Studie gewonnenen Daten k\u00f6nnen neue experimentelle Daten f\u00fcr die Vorbeugung und Behandlung von arzneimittelinduziertem H\u00f6rverlust liefern und dazu beitragen, die Anwendungsbereiche von Bambus und Weide zu erweitern und ihre hochwertigen Anwendungen zu f\u00f6rdern.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Study on the protective activity of bamboo and willow polysaccharides on sensory hair cells based on zebrafish model Aminoglycoside drugs are antibiotics containing amino sugar molecules in their chemical structure, commonly used to treat infections caused by Gram negative bacteria and have a wide range of applications. However, these drugs have strong ototoxicity and nephrotoxicity. […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[20],"tags":[],"yoast_head":"\n