A kurkumin védő hatása a terhelés által kiváltott szívizomfibrózisra patkányokban
A szívizomfibrózis (MF) egy patológiai folyamat, amelyet az extracelluláris mátrix (ECM) túlzott lerakódása és kiegyensúlyozatlan kollagén-összetétel jellemez a szívizom sérülését követően. Szorosan összefügg a különböző szívbetegségekkel, például a szívinfarktussal, a krónikus szívelégtelenséggel és a pitvarfibrillációval. A kutatások kimutatták, hogy a túlzott fiziológiai stressz gyulladásos reakciókat válthat ki a szívizomszövetben, ami szívizomfibrózishoz és szívizomsérüléshez vezet. A P38 MAPK, a mitogén aktivált protein kinázok (MAPK-k) családjának tagja, patológiás vagy fiziológiás stressz hatására aktiválódhat a mitogén és stressz aktivált protein kináz 1 (MSK1) foszforilálásával, hogy aktiválja a nukleáris kappa-B faktort (NF - κ B). Az NF - κ B a gyulladásos válasz fő szabályozó tényezője, amely homológ és heterológ NF - κ B/Rel fehérje dimerekből áll. Aktiválódás után a sejtmagba jut, és indukálja a transzformáló növekedési faktor - β 1 (TGF - β 1) és a tumor nekrózis faktor - β 1 (TNF - β 1) működését. Az olyan pro-inflammatorikus faktorok, mint a tumor nekrózis faktor - α (TNF - α) és az interleukin-1 β (IL-1 β) expressziója, amelyek közül a TGF - β 1 az izomszöveti fibrózis fő indukálója a szervezetben. A kurkumin az évelő kurkuma növényből kivont bioaktív komponens, amely számos élettani és farmakológiai hatással rendelkezik, például antioxidáns, gyulladáscsökkentő, rákellenes és neuroprotektív hatással. A kutatócsoport korábbi kutatásai megerősítették, hogy az edzés közbeni kurkumin-intervenció késleltetheti és gátolhatja az oxidatív stresszt és a túlzott terhelés okozta edzés okozta szívizomkárosodást. Ugyanakkor hatékonyan elnyomhatja a túlzott edzésstressz által kiváltott gyulladásos választ, lecsökkentheti a pro-inflammatorikus faktorok, például a TGF - β 1 tartalmát, javíthatja az edzés okozta vesefibrózist, és védi a vesefunkciót/szerkezetet. Ez a vizsgálat a hosszú távú, nagy intenzitású terhelés által kiváltott terhelés okozta szervi sérülés állati modelljét hozta létre 6 hetes inkrementális terheléses futópados edzéssel. A cél annak a mechanizmusnak a vizsgálata volt, amellyel a kurkumin szabályozza a p38 MAPK/NF - κ B jelátviteli útvonalhoz kapcsolódó fehérjék aktiválódását és expresszióját, gátolja a gyulladásos faktorok szintézisét a szívizomszövetben, enyhíti a szívizom ECM túlzott lerakódását, amelyet a hosszú távú, nagy intenzitású edzés okoz, és javítja a szívizomfibrózist.

 

A hosszú távú és túlzott terhelés hatására a szív hosszú ideig magas szívteljesítményt tart fenn. A hosszan tartó túlzott kamratágulás szívizomfibrózishoz vezet, és fokozatosan krónikus szívizomkárosodássá alakul, jelentősen növelve a ritmuszavarok kockázatát. Breuckmann és munkatársai a mágneses rezonancia késleltetett gadolínium fokozású technológiájával megállapították, hogy a maratoni sportok szerelmeseinek magas a szívizomfibrózis előfordulási aránya, ami a hétköznapi embereknél hajlamos a szívizomkárosodásra. Rao megállapította, hogy a hosszú távú és nagy intenzitású testmozgás szívizomkárosodást idézett elő patkányokban, és a túlzott terheléses stressz megzavarta az ECM szintézise és degradációja közötti dinamikus egyensúlyt a szívizomszövetben. Az ECM lerakódása fokozódott, ami szívizomfibrózist indukált. Ezzel egyidejűleg megnőtt a cTnI koncentrációja, a szívizomkárosodás markere a vérközpontban, ami a szívműködés/szöveti morfológia/infrastruktúra rendellenességeihez vezetett. A testsúlyváltozás tükrözheti az edzésintenzitás szervezetre gyakorolt hatását. A vizsgálat eredményei azt mutatták, hogy a modellcsoportba tartozó patkányok nagy mennyiségű energiát és anyagot fogyasztottak az edzésintenzitás miatt, amely meghaladta a szervezet edzésterhelést elviselő képességét, ami a kontrollcsoporthoz képest jelentős testsúlycsökkenést eredményezett. Ezzel egyidejűleg a szívizom glikogén térfogatfrakciója megnőtt, és a szérum cTNI-tartalma jelentősen emelkedett. A szívizomszövet morfológiájában és ultrastruktúrájában patológiai változások is bekövetkeztek. Az ebben a vizsgálatban elfogadott 6 hetes futópadon végzett inkrementális terheléses edzésprogram a túlzott terheléses stressz miatt túlzott ECM-lerakódást és reaktív szívizomfibrózist eredményezett a patkányok szívizomszövetében, ami szívizomfunkció/szerkezeti károsodáshoz vezetett. A fenti eredmények összhangban vannak a korábbi kutatási eredményekkel.
A krónikus gyulladásos válasz kumulatív hatása szívizomfibrózist válthat ki. A MAPK-család fő tagja, a p38 MAPK szabályozhatja a kapcsolódó gének expresszióját vagy a fehérjeszintézist transzkripciós vagy transzlációs szinten, és fontos szerepet játszik a stresszválaszokban, például a gyulladásban és a sejt apoptózisban. Aschar Sobi és munkatársai megállapították, hogy egereknél 6 hetes nagy intenzitású edzés után a p38 MAPK expressziója megnőtt, makrofág infiltráció jelent meg az egerek pitvarában, a TNF - α és az IL-1 β gyulladásos faktorok expressziója megnőtt, és szívizomfibrózis lépett fel. Ugyanakkor a p38 MAPK-gátlókkal történő beavatkozás után a testmozgás által kiváltott pitvarfibrilláció és a fibrózis gátolt volt. Az NF - κ B, mint gyorsan indukálható transzkripciós faktor, fontos szerepet játszik a szervezet gyulladásos válaszában, szabályozva az olyan gyulladásos faktorok expresszióját, mint a TGF - β 1 és a TNF - α. Stambe és munkatársai megállapították, hogy a p38 MAPK aktivációjának blokkolása hatékonyan gátolja a gyulladásos károsodást a veseszövetben. A TGF - β 1 a szívizomfibrózis fő induktora, és túltermelése megbonthatja az ECM szintézis és lebontás közötti egyensúlyt a szívizomszövetben. Először is, indukálja a smad-komplexek képződését a humán sejtmagban, szabályozza a célgének aktiválódását a fibroblasztokban, nagy mennyiségű ECM-komponenst, például kollagént szintetizál, és túlzott ECM-lerakódáshoz vezet A TIMP-1 expressziójának fokozásával és az MMP aktivitásának gátlásával csökken az ECM lebontása. A kurkuma sokféle hatással rendelkezik, és gyakran használják fűszerként, élelmiszer-adalékanyagként és gyógynövényként. A kurkumin, mint a kurkuma bioaktív polifenol-kivonata, elsősorban a gyulladás gátlásában és az antioxidációban fejti ki egészségügyi előnyeit. A vizsgálat eredményei azt mutatták, hogy a kontrollcsoporthoz képest a p38 MAPK és a p-p38 MAPK/p38 MAPK a modellcsoportba tartozó patkányok szívizomszövetében nem mutatott szignifikáns változást, de emelkedő tendenciát mutatott. Azonban a p-p38 MAPK és az NF - κ B p65 fehérjeexpressziója jelentősen megnőtt, és a szívizomfibrózis faktor TGF - β 1 és a kapcsolódó gyulladásos faktorok tartalma nőtt, ami a szívizom ECM túlzott lerakódásához vezetett; A kurkuminnal történő beavatkozás után a képzési folyamat során, a modellcsoporttal összehasonlítva, nem volt jelentős változás a p38 MAPK és a p-p38 MAPK/p38 MAPK patkányok szívizomzatában, de csökkenő tendenciát mutattak. A p-p38 MAPK és az NF - κ B p65 fehérjeexpressziója jelentősen lecsökkent, és a TGF - β 1 és a kapcsolódó gyulladásos faktorok tartalma ennek megfelelően csökkent. A szívizom ECM lerakódása enyhült; Ugyanakkor a szívműködés, a szöveti morfológia és az ultrastruktúra mind hatékonyan javult. Topcu Tarladacalisir és munkatársai megállapították, hogy a kurkuminnal történő beavatkozás után a fekélyes vastagbélgyulladás modell patkányoknál a p38 MAPK foszforilációs szintje csökkent, a MAPK-k immunválasz jellemzői helyreálltak, és a gyulladás és a lipidperoxidáció enyhült. Korábbi kutatásaink megerősítették, hogy a kurkumin hatékonyan gátolja a patkányok túlzott terheléses stressz okozta vese gyulladásos válaszát, lecsökkenti a pro-gyulladásos faktorok, például a TGF - β 1 szintjét, és helyreállítja az ECM szintézis és lebontás közötti egyensúlyt. Összefoglalva, a kurkumin pótlása a hosszú távú nagy intenzitású edzés során hatékonyan gátolhatja a terhelés okozta szívizomfibrózis kialakulását és fejlődését. Lehetséges mechanizmusa az, hogy a kurkumin gátolja a p38 MAPK túlzott aktiválódását a szívizomszövetben, lecsökkenti az NF - κ B p65 fehérje expresszióját, csökkenti a gyulladásos faktorok, különösen a TGF - β 1 szintézisét és szekrécióját, ami szívizomfibrózist indukál, javítja az ECM szintézis és degradáció közötti egyensúlyt, és enyhíti a szívizomfibrózist.
Ebből látható, hogy a kurkumin hatékonyan gátolja a hosszú távú és nagy intenzitású testmozgást végző patkányok szívizomgyulladásának gyulladásos válaszát a p38 MAPK / NF - κ B jelátviteli útvonal szabályozásával, enyhíti a szívizomfibrózist és védi a szív szerkezetét / funkcióját.