Метаболические эффекты 3-замещенных производных хромона в условиях экспериментальной хронической травматической энцефалопатии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Цель – оценить влияние пяти новых 3-замещенных производных хромона на изменение митохондриальной функции и развитие тау-патологии у животных в условиях хронической травматической энцефалопатии.

Материал и методы. Хроническую травматическую энцефалопатию моделировали у крыс линии Wistar путем повторяющегося воздействия ударной волны сжатого воздуха (2 атм.) на голову животного на протяжение семи дней. Изучаемые соединения (Х3А1 – Х3А5) и препарат сравнения цитиколин вводили через 60 минут после нанесения травмы в дозах 40 мг/кг и 150 мг/кг перорально. На восьмые сутки эксперимента у животных оценивали изменение массового коэффициента головного мозга, концентрации фосфорилированного тау-белка в мозговой ткани, активности цитохром-с-оксидазы и сукцинатдегирогеназы.

Результаты. Применение соединений Х3А4 и Х3А5 в равной степени с цитиколином уменьшало развитие тау-патологии, повышению активности митохондриальных ферментов: цитохром-с-оксидазы – на 14,5% (p<0,05), 41,9% (p<0,05) и 22,6% (p<0,05) соответственно; сукцинатдегидрогеназы – на 28,6% (p<0,05); 33,2% (p<0,05) и 22,8% (p<0,05) соответственно. В итоге на фоне введения животным указанных соединений и референта отмечено повышение массового коэффициента головного мозга по отношению к животным, не получавшим фармакологическую поддержку.

Заключение. Введение производных хромона Х3А4 и Х3А5 животным с экспериментальной хронической травматической энцефалопатией препятствует развитию тау-патологии и атрофии мозговой ткани, вероятно, за счет метаболического действия, выражающегося в восстановлении митохондриальной функции.

Об авторах

Дмитрий Игоревич Поздняков

Пятигорский медико-фармацевтический институт – филиал ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный медицинский университет» Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: pozdniackow.dmitry@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5595-8182

канд. фарм. наук, доцент кафедры фармакологии с курсом клинической фармакологии

Россия, Пятигорск

Список литературы

  1. Smith DH, Johnson VE, Trojanowski JQ, Stewart W. Chronic traumatic encephalopathy – confusion and controversies. Nat Rev Neurol. 2019;15(3):179-183. doi: 10.1038/s41582-018-0114-8
  2. McKee AC, Stern RA, Nowinski CJ, et al. The spectrum of disease in chronic traumatic encephalopathy. Brain. 2013;136(Pt 1):43-64. doi: 10.1093/brain/aws307
  3. Pourhadi N, Ringkøbing SP, Waldemar G, Frederiksen KS. Chronic traumatic encephalopathy. Ugeskr Laeger. 2021;183(23):V12200919
  4. Mez J, Daneshvar DH, Kiernan PT, et al. Clinicopathological Evaluation of Chronic Traumatic Encephalopathy in Players of American Football. JAMA. 2017;318(4):360-370. doi: 10.1001/jama.2017.8334
  5. Kulbe JR, Hall ED. Chronic traumatic encephalopathy-integration of canonical traumatic brain injury secondary injury mechanisms with tau pathology. Prog Neurobiol. 2017;158:15-44. doi: 10.1016/j.pneurobio.2017.08.003
  6. Höglinger GU, Lannuzel A, Khondiker ME, et al. The mitochondrial complex I inhibitor rotenone triggers a cerebral tauopathy. J Neurochem. 2005;95(4):930-9. doi: 10.1111/j.1471-4159.2005.03493.x
  7. Kokjohn TA, Maarouf CL, Daugs ID, et al. Neurochemical profile of dementia pugilistica. J Neurotrauma. 2013;30:981-997.
  8. Rukovitsyna VM, Pozdnyakov DI, Cheryapkin AS, Oganesyan ET. Derivatives of 3-formylchromone as modulators of mitochondrial complex III activity. Bulletin of the Voronezh State University. Series: Chemistry. Biology. Pharmacy. 2020;4:114-121. (In Russ.). [Руковицина В.М., Поздняков Д.И., Чиряпкин А.С., Оганесян Э.Т. Производные 3-формилхромона как модуляторы активности митохондриального комплекса III. Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2020;4:114-121].
  9. Toklu HZ, Yang Z, Ersahin M, Wang KKW. Neurological Exam in Rats Following Stroke and Traumatic Brain Injury. Methods Mol Biol. 2019;2011:371-381. doi: 10.1007/978-1-4939-9554-7_21
  10. Abdolmaleki A, Moghimi A, Ghayour MB, Rassouli MB. Evaluation of neuroprotective, anticonvulsant, sedative and anxiolytic activity of citicoline in rats. Eur J Pharmacol. 2016;789:275-279. doi: 10.1016/j.ejphar.2016.07.048
  11. Li Y, D'Aurelio M, Deng JH. An assembled complex IV maintains the stability and activity of complex I in mammalian mitochondria. J Biol Chem. 2007; 24:17557-17562.
  12. Wang H, Huwaimel B, Verma K. Synthesis and Antineoplastic Evaluation of Mitochondrial Complex II (Succinate Dehydrogenase) Inhibitors Derived from Atpenin A5. Chem Med Chem. 2017;12(13):1033-1044.
  13. Jadhav S, Avila J, Schöll M, et al. A walk through tau therapeutic strategies. Acta Neuropathol Commun. 2019;7(1):22. doi: 10.1186/s40478-019-0664-z
  14. Gu H, Dodel R, Farlow MR, Du Y. Advances in the development of antibody-based immunotherapy against prion disease. Antibody Technology Journal. 2014;4:45-55 doi: 10.2147/ANTI.S53336
  15. Kabadi SV, Stoica BA, Byrnes KR, et al. Selective CDK inhibitor limits neuroinflammation and progressive neurodegeneration after brain trauma. J Cereb Blood Flow Metab. 2012;32(1):137-149. doi: 10.1038/jcbfm.2011.117
  16. Ng SY, Lee AYW. Traumatic Brain Injuries: Pathophysiology and Potential Therapeutic Targets. Front Cell Neurosci. 2019;13:528. doi: 10.3389/fncel.2019.00528
  17. Lohr KM, Frost B, Scherzer C, Feany MB. Biotin rescues mitochondrial dysfunction and neurotoxicity in a tauopathy model. Proc Natl Acad Sci USA. 2020;117(52):33608-33618. doi: 10.1073/pnas.1922392117
  18. Goldstein LE, Fisher AM, Tagge CA, et al. Chronic traumatic encephalopathy in blast-exposed military veterans and a blast neurotrauma mouse model. Sci Transl Med. 2012;4(134):134ra60. doi: 10.1126/scitranslmed.3003716
  19. Rak M, Bénit P, Chrétien D, et al. Mitochondrial cytochrome c oxidase deficiency. Clin Sci (Lond). 2016;130(6):393-407. doi: 10.1042/CS20150707
  20. Schumacker PT. Mitochondrial Succinate Dehydrogenase in Chronic Obstructive Pulmonary Disease: Is Complex II Too Complex? Am J Respir Cell Mol Biol. 2021;65(3):231-232. doi: 10.1165/rcmb.2021-0200ED
  21. Umemoto Y, Patel A, Huynh T, Chitravanshi VC. Wogonin attenuates the deleterious effects of traumatic brain injury in anesthetized Wistar rats. Eur J Pharmacol. 2019;848:121-130. doi: 10.1016/j.ejphar.2019.01.035
  22. Wang JW, Wang HD, Cong ZX, Zhou XM, Xu JG, Jia Y, Ding Y. Puerarin ameliorates oxidative stress in a rodent model of traumatic brain injury. J Surg Res. 2014;186(1):328-37. doi: 10.1016/j.jss.2013.08.027
  23. Segovia-Oropeza M, Santiago-Castañeda C, Orozco-Suárez SA, Concha L, Rocha L. Sodium Cromoglycate Decreases Sensorimotor Impairment and Hippocampal Alterations Induced by Severe Traumatic Brain Injury in Rats. J Neurotrauma. 2020;37(23):2595-2603. doi: 10.1089/neu.2019.6975

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рисунок 1. Изменение массового коэффициента головного мозга у крыс на фоне введения цитиколина и исследуемых соединений в условиях экспериментальной ХТЭ.

Скачать (387KB)
Метаданные
3. Рисунок 2. Изменение концентрации тау-белка в ткани головного мозга у крыс на фоне введения цитиколина и исследуемых соединений в условиях экспериментальной ХТЭ.

Скачать (339KB)
Метаданные
4. Рисунок 3. Изменение активности сукцинатдегидрогеназы и цитохром-с-оксидазы в митохондриальной фракции головного мозга у крыс на фоне введения цитиколина и исследуемых соединений в условиях экспериментальной ХТЭ.

Скачать (372KB)
Метаданные

© Поздняков Д.И., 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).