Estudio preliminar sobre el mecanismo protector de los polisacáridos neutros del nabo frente al daño oxidativo en células PC12
El nabo (Brassica rapa L.), también conocido como Chagu o Manjing, pertenece a la familia Brassicaceae y al género Brassica. Se utiliza como hierba medicinal con sus raíces y es rico en nutrientes. Puede consumirse durante mucho tiempo y se la conoce como la "fruta de la longevidad". Tiene efectos aperitivos y digestivos, favorece la circulación del qi, alivia la tos y el asma, favorece la diuresis y la desintoxicación. La investigación farmacológica moderna ha descubierto que los nabos tienen actividades farmacológicas como la reducción del azúcar en sangre, antioxidante, antienvejecimiento, antitumoral, reguladora de la inmunidad y antiinflamatoria. En la investigación preliminar, el equipo de investigadores midió que el contenido de polisacáridos del nabo era de unos 11,53%. Tras la purificación desgrasante y decolorante, se obtuvo el polisacárido de nabo BRP soluble en agua. Además, se aisló y purificó para obtener polisacáridos neutros de Brassica rapa L. (BRNP) y polisacáridos ácidos de Brassica rapa L. (BRAP), y se han identificado sus estructuras. Los experimentos preliminares han demostrado que los polisacáridos del nabo tienen una buena actividad antioxidante, lo que sienta las bases experimentales para la aplicación de los polisacáridos del nabo en la investigación antioxidante y antienvejecimiento. Por lo tanto, este estudio estableció un modelo de envejecimiento prematuro de las células PC12 inducido por H2O2 para investigar los niveles de expresión de las proteínas Bax, Bcl-2 y Caspasa-3 en las células PC12 después de la lesión inducida por H2O2 por BRNP, y dilucidar aún más el mecanismo anti-envejecimiento de BRNP.

El H2O2 es una molécula de especies reactivas del oxígeno que puede aumentar el contenido de especies reactivas del oxígeno intracelular y causar daños en las células. Se utiliza ampliamente para obtener modelos de envejecimiento celular en un corto periodo de tiempo. La actividad de proliferación celular es un indicador importante para determinar si las células cultivadas pueden proliferar normalmente en condiciones específicas. Los resultados del experimento CCK-8 mostraron que la tasa de supervivencia de las células PC12 disminuyó significativamente con el aumento de la concentración de H2O2, y exhibió un efecto dependiente de la dosis. Cuando se trataron con 300 μ mol/L de H2O2 durante 4 horas, la tasa de supervivencia celular fue de 60,64%. En este momento, las células PC12 fueron dañados en cierta medida, pero aún no había alcanzado un estado irreversible. Por lo tanto, 300 μ mol / L fue seleccionado como la concentración óptima y el tiempo para el daño oxidativo en células PC12 durante 4 horas en los experimentos posteriores.

Para verificar si BRNP tiene efectos citotóxicos sobre las células PC12, BRNP se utilizó solo para tratar las células PC12 sin daño H2O2. Los resultados experimentales mostraron que no hubo cambios significativos en la tasa de supervivencia de las células PC12 después del tratamiento con diferentes concentraciones (7,8-2000 μ g/mL) de BRNP (P>0,05), lo que indica que BRNP no tenía citotoxicidad significativa sobre la viabilidad de las células PC12. Al estudiar el efecto de BRNP en el daño inducido por H2O2 en células PC12, los resultados mostraron que en comparación con el grupo Modelo, la tasa de supervivencia celular aumentó gradualmente con el aumento de la concentración de BRNP (P <0,05), y la tasa de supervivencia celular aumentó significativamente cuando la concentración de BRNP alcanzó 250 μ g / ml. En base a los resultados experimentales, BRNP tiene un cierto efecto protector sobre el daño inducido por H2O2 en células PC12.
La lactato deshidrogenasa (LDH) existe en el interior de las células y puede catalizar la producción de lactato a partir del piruvato. Cuando las células resultan dañadas, la LDH se libera en grandes cantidades, lo que provoca un aumento significativo de los niveles extracelulares de LDH. La cantidad de LDH liberada es proporcional al grado de daño, por lo que la tasa de fuga de LDH puede reflejar el grado de daño celular. Los resultados de este experimento sugieren que la BRNP puede prevenir o ralentizar el grado de daño de la membrana celular y evitar la fuga de LDH intracelular.
La distribución de protones a ambos lados de la membrana interna de las mitocondrias dentro de la célula no es uniforme, formando un gradiente electroquímico conocido como potencial de membrana mitocondrial. Numerosos estudios han demostrado que cuando cualquier factor inductor de apoptosis estimula la apoptosis celular, se produce una disminución del potencial de membrana mitocondrial, y esta disminución del potencial de membrana se produce antes que los cambios en la morfología celular. La disminución significativa del potencial de membrana mitocondrial conducirá a la apoptosis irreversible de las células, por lo que la disminución del potencial de membrana mitocondrial puede considerarse un fenómeno clásico en la fase inicial de la apoptosis celular. En la actualidad, la investigación ha confirmado una estrecha relación entre la disfunción mitocondrial y el proceso de envejecimiento. Por ejemplo, un suministro insuficiente de energía mitocondrial (MMP y ATP) puede reducir la capacidad metabólica del organismo y provocar una serie de cambios en el envejecimiento. Entre ellos, la disminución del potencial de membrana mitocondrial es uno de los marcadores específicos de la apoptosis celular. Los resultados de la investigación mostraron que el potencial de membrana mitocondrial de las células PC12 se reducía significativamente tras el tratamiento con H2O2, y el pretratamiento con BRNP podía prevenir la reducción del potencial de membrana causada por el H2O2.
La apoptosis es un proceso de muerte celular programada que incluye vías exógenas de receptores de muerte mediadas por Fas/FasL, así como vías endógenas mitocondriales y del retículo endoplásmico. Entre ellas, la vía de la apoptosis endógena mediada por las mitocondrias es la principal vía de muerte celular programada en células de mamíferos. Bax, representada por proteínas proapoptóticas, y Bcl-2, representada por proteínas antiapoptóticas, son las principales proteínas que regulan la liberación de factores de apoptosis mitocondrial. La proteasa Caspasa es un efector clave de la apoptosis en mamíferos, entre los cuales la Caspasa-3 es una proteasa clave de la familia de las Caspasas que activa varios factores estimulantes de la apoptosis y es conocida como un importante ejecutor de la apoptosis celular. La BRNP reduce en cierta medida la expresión de la Caspasa-3 en las células PC12 dañadas por la oxidación con H2O2. Se puede especular que la BRNP puede disminuir la expresión de la Caspasa-3, reducir la apoptosis celular y retrasar así el envejecimiento del organismo. Tras la intervención con BRNP, el nivel de expresión de Bcl-2 aumentó en las células PC12 con daño oxidativo, mientras que los niveles de expresión de Bax y BRNP disminuyeron en diversos grados. Los resultados de estas investigaciones pueden indicar que la BRNP ayuda a las células a resistir los daños causados por el estrés oxidativo en las mitocondrias y el ADN, reduce el daño oxidativo celular y mejora la capacidad del organismo para regular el estrés antioxidante.