Część 1|Formuła z chińskich ziół, Tonic The Kindney, poprawia atrofię mięśni poprzez regulację mitochondrialnego procesu kontroli jakości u 5/6 szczurów po nefrektomii

Kontakt: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-mail:audrey.hu@wecistanche.com

Dongtao Wang1,3, Jianping Chen2, Xinhui Liu1, Ping Zheng1, Gaofeng Song1, Tiegang Yi1,2 i Shunmin Li1

Zanik mięśni jest jednym z poważnych powikłań przewlekłej choroby nerek (PChN). Dysregulacja procesu kontroli jakości mitochondriów (MQC), w tym zmniejszona biogeneza mitochondriów, zaburza dynamikę mitochondriów i indukuje aktywację mitofagii, odgrywają ważną rolę w pośredniczeniu w zaniku mięśni. Niniejsze badanie miało na celu obserwowanie wpływu wywaru Jian-Pi-Yi-Shen (JPYS) na atrofię mięśni u szczurów z CKD i zbadanie jego możliwego mechanizmu na regulację procesów MQC. 5/6 szczurów z nefrektomią losowo podzielono na 2 grupy: grupę CKD i grupę JPYS. Poza tym szczury operowane pozornie były grupą fikcyjną. Wszystkie szczury leczono przez 6 tygodni. Wyniki wykazały, że podawanie wywaru z JPYS zapobiegało utracie masy ciała, utracie mięśni, zmniejszeniu wielkości włókien mięśniowych, degradacji białek mięśniowych i zwiększonej syntezie białek mięśniowych. Ponadto wywar z JPYS zwiększył zawartość mitochondriów i białka biogenezy oraz obniżył poziom białek autofagii i mitofagii. Ponadto wywar z JPYS zwiększył mitochondrialne białka fuzyjne, jednocześnie zmniejszając mitochondrialne białka rozszczepienia. Podsumowując, wywar z JPYS zwiększył zawartość mitochondriów i biogenezę, przywrócił równowagę między rozszczepieniem a fuzją oraz zahamował szlak autofagia-lizosom (mitofagia). Podsumowując, nasze dane wykazały, że wywar z JPYS jest korzystny dla atrofii mięśni w PChN, co może być związane z modulacją procesu MQC.

Cistanche tubulosa zapobiega chorobie nerek, kliknij tutaj, aby pobrać próbkę

Przewlekłą chorobę nerek(CKD) charakteryzuje się postępującą utratą czynności nerek w okresie miesięcy lub lat. W licznych badaniach wykazano, że jego mechanizm działania jest związany z nadmiernym nagromadzeniem macierzy zewnątrzkomórkowej oraz utratą i stanem zapalnym podocytów, a także dysfunkcjami metabolizmu lipidów i aminokwasów1–6. Kilka doniesień wskazuje, że PChN jest związana z atrofią mięśni, co bezpośrednio koreluje ze śmiertelnością i zachorowalnością7. Do potencjalnych bodźców atrofii mięśni w PChN należą: kwasica, wytwarzanie angiotensyny II, stan zapalny, zwiększenie aktywności układów ubikwityna-proteasom i autofagia-lizosom (UPS i ALS) oraz rozregulowanie procesów mitochondrialnej kontroli jakości (MQC)8, 9. Niestety interwencje profilaktyczne i terapeutyczne, które blokują atrofię mięśni, są wciąż na początkowym etapie rozwoju. Coraz więcej pacjentów akceptowało terapie uzupełniające lub alternatywne, takie jak tradycyjna medycyna chińska (TCM)10-14. Zbadaliśmy, czy atradycyjna chińska Medycyna, wywar z Jian-Pi-Yi-Shen (JPYS), zapobiega atrofii mięśni poprzez modulowanie procesu MQC.

UPS jest uznawany za główny czynnik przyczyniający się do proteolizy mięśni, odpowiedzialny za 50% lub więcej całkowitej degradacji białka w mięśniach szkieletowych. UPS jest głównym szlakiem degradacji białek wewnątrzkomórkowych, który 1 Department of Nefrology, Shenzhen Traditional Chinese Medicine Hospital, Guangzhou University of Chinese Medicine, Shenzhen, 518033, Chiny. 2Shenzhen Kluczowe Laboratorium Przygotowania Szpitalnej Medycyny Chińskiej, Szpital Tradycyjnej Medycyny Chińskiej w Shenzhen, Uniwersytet Medycyny Chińskiej w Guangzhou, Shenzhen, 518033, Chiny. 3 Department of Nefrology, Ruikang Affiliated Hospital, Guangxi University of Chinese Medicine, Nanning, 530011, Chiny. Dongtan Wang i Jianping Chen w równym stopniu przyczynili się do tej pracy. Korespondencję i prośby o materiały należy kierować do DW mogących degradować białka miofibryli na ich składniki (aktynę, miozynę, troponinę i tropomiozynę)15. Białka te są celowane i degradowane przez dwie specyficzne dla mięśni ligazy ubikwityny (Ub) E3, atrofię mięśni F-Box (MAFbx/Atrogin-1) i specyficzne dla mięśni białko palca RING (MuRF1)16, 17. Równolegle do Uważa się, że ALS celuje i rozszczepia długowieczne białka, masę cytoplazmy i organelle przez maszynerię lizosomalną18. Aktywacja genów związanych z UPS i ALS jest zwykle blokowana przez Akt poprzez ujemną regulację czynników transkrypcyjnych Forkhead box O (FoxO), w tym FoxO1, FoxO3a i FoxO4. Translokacja i aktywność transkrypcyjna członków FoxO jest wystarczająca, aby zwiększyć ekspresję atroginy-1 i MuRF1 oraz spowodować atrofię mięśni.

Procesy MQC są ściśle regulowane przez kilka procesów, np. biogenezę, fuzję, rozszczepienie i mitofagię. Poinformowano, żechoroby przewlekłeaktywować odpowiedź mitochondrialną, która poprawia „jakość” komórek mitochondriów mięśni szkieletowych na różnych poziomach molekularnych: (i) biogeneza poprzez działanie koaktywatora receptora gamma aktywowanego przez proliferatory peroksysomów 1-alfa (PGC{{2) }} ), jądrowy czynnik oddechowy 1/2 (NRF-1/2), aktywowana kinaza białkowa 5′-monofosforanu adenozyny (AMP) (AMPK) i synteza ATP; (ii) dynamika przez mitochondrialne białka GTPazy przebudowujące, takie jak mitofusyna-2 (Mfn-2) i atrofia wzroku 1 (OPA-1) dla białka 1 związanego z fuzją i dynaminą (DRP{{ 16}}) i rozszczepienie 1 (Fis-1) dla rozszczepienia; (iii) obrót uszkodzonymi mitochondriami przez mitofagię przez przypuszczalną kinazę 1 (PINK1) indukowaną przez PTEN, Parkin i Bnip3/Nix (BNIP3L); oraz (iv) kontrolę jakości poprzez degradację nieprawidłowo sfałdowanych białek lub ponownie części uszkodzonych mitochondriów przez układ proteolityczny z białkami opiekuńczymi i proteazami20. Doniesiono, że biogeneza mitochondriów była zmniejszona w związku z atrofią mięśni, co było promowane przez PGC-1 i AMPK 21, 22. Jednak proces MQC obejmujący fuzję mitochondriów, rozszczepienie, biogenezę i mitofagię w atrofii mięśni CKD jest nadal niejasne.

Doniesiono, że TCM jest skuteczny w leczeniu atrofii mięśni23-26. W literaturze dostępne było jednak niewiele informacji na temat tego, czy chińskie ziołolecznictwo o działaniu przeciwzanikowym mięśni może wpływać na proces MQC w PChN. Odwar z JPYS jest od wielu lat szeroko stosowany w leczeniu niedożywienia z zespołem niedoboru qi śledziony i nerek w PChN. Jednak nadal potrzebne są dalsze badania nad szczegółowym mechanizmem przeciwdziałania niedożywieniu i odwracania atrofii mięśni. Tutaj chcieliśmy zbadać, w jaki sposób rozregulowanie procesu MQC wywołuje zanik mięśni i czy wywar z JPYS hamuje atrofię mięśni poprzez skuteczne modulowanie procesu MQC.

ekstrakt z cistanche tubulosa: leczenie przewlekłych chorób nerek

Wyniki

Zmiany w czynności nerek.

Pod koniec badania grupa z PChN wykazywała istotnie wyższy poziom kreatyniny w surowicy (Scr) i azotu mocznikowego we krwi (BUN) w porównaniu z grupą pozorowaną. Co ciekawe, stwierdzono, że wywar z JPYS zmniejsza poziomy Scr i BUN. Jednak poziom albuminy w surowicy (ALB) nie różnił się istotnie między wszystkimi grupami (tab. 1).

Odwar JPYS poprawia atrofię mięśni.

Masa ciała w grupie z CKD była znacznie niższa niż w grupie pozorowanej na początku leczenia; jednak nie było różnic w masie ciała między grupami CKD i JPYS. Co ciekawe, grupa z JPYS wykazała wyraźną poprawę masy ciała po leczeniu przez 5 i 6 tygodni w porównaniu z grupą CKD (ryc. 1a). Wzrost masy ciała po dodaniu JPYS obejmował wzrost masy mięśnia brzuchatego łydki (Gastroc) i mięśnia piszczelowego przedniego (TA) w grupie z CKD (ryc. 1b, c). Poprawa masy mięśniowej w grupie JPYS została potwierdzona wzrostem średniej powierzchni przekroju poprzecznego włókien mięśniowych w mięśniach TA w grupie CKD (ryc. 1d, e).

Odwar JPYS zwiększa syntezę białek i hamuje degradację białek.

Szybkość syntezy białek była niższa w grupie z CKD niż w grupie pozorowanej, a wywar z JPYS zwiększał szybkość syntezy białek (ryc. 2a). Z drugiej strony szybkość degradacji białka była wyższa w grupie z CKD niż w grupie pozorowanej, która została całkowicie zahamowana przez wywar z JPYS (ryc. 2b).

Odwar JPYS hamuje układ ubikwityna-proteasom i aktywację FoxO3a.

Markery białkowe w mięśniowym układzie ubikwityna-proteasom oraz FoxO3a przedstawiono na ryc. 3a. Grupa z CKD wykazała wzrost ekspresji Atrogin-1 i MuRF-1, a zmiany te zostały zniesione przez wywar z JPYS (ryc. 3b,c). Ponadto, aby potwierdzić znaczenie zmian w proteolizie mięśni obserwowanych u szczurów z CKD, zmierzyliśmy aktywność proteasomu 20S. Zarówno aktywność chymotrypsyno-, jak i trypsyno-podobna była wyższa w grupie z CKD niż w grupie pozorowanej, podczas gdy była osłabiona wywarem z JPYS (ryc. 3g, h). Dodatkowo stosunek fosforylowanych (p)-FoxO3a i p-FoxO3a/FoxO3a uległ obniżeniu w grupie z PChN, natomiast wywar z JPYS spowodował wzrost w porównaniu z grupą z PChN (ryc. 3d, f). Jak pokazano na ryc. 3e, zawartość podstawowego białka w FoxO3a była podwyższona w grupie z CKD, czemu również zapobiegał wywar z JPYS.

Odwar JPYS poprawia zawartość mitochondriów w mięśniach i nieprawidłowe cechy morfologiczne mięśni.

Zawartość mitochondriów oceniano za pomocą barwienia SDH mięśni żołądka (ryc. 4a). Aktywność SDH, która reprezentuje ilość mitochondriów, była znacznie zmniejszona w grupie z CKD, a wywar z JPYS antagonizował tę odpowiedź (ryc. 4b). Z drugiej strony barwienie SDH wykazało, że włókna mięśniowe typu I (wolno utleniające) i I (szybko utleniające glikolityczne), które są włóknami bogatymi w mitochondria, uległy znacznemu zmniejszeniu, a włókna typu IIb (szybko glikolityczne) uległy zwiększeniu w grupie z PChN . Co ciekawe, wywar z JPYS wykazał zmianę typu włókien mięśniowych w grupie CKD, charakteryzującą się redukcją włókien typu IIb i znacznym wzrostem włókien mięśniowych typu I i IIa (ryc. 4c). Zgodnie ze spadkiem aktywności SDH, morfologia TEM ujawniła również poważne zmiany na poziomie sarkomerii, z nieprawidłowościami zgodnymi z mniejszą liczbą i mniejszymi mitochondriami (czarne strzałki; ryc. 4e, f) i znacznie cieńszymi liniami Z (białe strzałki; ryc. 4d) w grupie CKD. Podobnie pasmo I, składające się głównie z cienkich włókien aktynowych, okazało się cieńsze lub całkowicie nieobecne w grupie CKD (nawiasy; ryc. 4d). Co ważne, zmianom tym zapobiegła obróbka wywaru JPYS.

zapobiegać chorobom nerek: cistanche tubulosawyciąg

Odwar JPYS zwiększa biogenezę mitochondriów.

Markery białkowe w biogenezie mitochondriów mięśni przedstawiono na ryc. 5a. Białko Te Cox IV może być skutecznie stosowane jako kontrola obciążenia mitochondriów i reprezentuje zawartość mitochondrialną, co było zgodne z wynikami aktywności SDH (ryc. 5b). Ponadto białka biogenezy mitochondriów NRF-1 i PGC-1 również uległy zmniejszeniu w grupie z CKD, a zmiany te zostały odwrócone za pomocą wywaru z JPYS (ryc. 5c–e). Jednak poziomy białka dla racji ATP5B i p-AMPK / AMPK pozostały niezmienione we wszystkich grupach (ryc. 5d–f).

Odwar JPYS hamuje szlak autofagii i mitofagii.

Białka związane z autofagią i mitofagią wykryto metodą Western blot (ryc. 6a). Poziom białka Beclin-1 i racji LC3II/LC3I był podwyższony w grupie z CKD, co zostało opóźnione przez wywar z JPYS (ryc. 6b,c). Stwierdzono, że udział adaptera autofagii p62 jest zbędny dla mitofagii, która została zwiększona w grupie z PChN i osłabiona przez wywar z JPYS (ryc. 6d). Co ciekawe, poziomy białek PINK1 i Parkin znacznie wzrosły w grupie z CKD, a zmianom tym zapobiegał wywar z JPYS (ryc. 6f,g). Jednak nie było różnic w ekspresji BNIP3L między wszystkimi grupami (ryc. 6e).

Odwar z JPYS zmniejsza rozszczepienie mitochondriów i zwiększa fuzję mitochondrialną.

Białka związane z fuzją mitochondriów i rozszczepieniem wykryto metodą Western blot (ryc. 7a). Kluczowe poziomy białek rozszczepienia Fis-1 i Drop-1 były znacznie wyższe w grupie z CKD, podczas gdy zmiany te były hamowane przez leczenie JPYS (ryc. 7b, c). Jednak poziomy kluczowych białek fuzyjnych OPA-1 i Mfn-2 były obniżone w grupie z CKD, a temu zmniejszeniu zapobiegało leczenie JPYS (ryc. 7d, e).

zapobieganie niewydolności nerek ekstrakt z Cistanche tubulosa