La hipotermia inducida por oxcarbazepina después de una isquemia transitoria del prosencéfalo ejerce una neuroprotección terapéutica a través del potencial receptor transitorio vanilloide tipo 1 y 4 en jerbos, parte 2
Jul 26, 2024
2.5. Inmunoreactividad de TRPV1 y TRPV4
Los cambios en la inmunorreactividad de TRPV1 y TRPV4 en las regiones CA1 de todos los grupos se investigaron mediante inmunohistoquímica (Figuras 5 y 6).
Los tejidos inmunológicos son la principal defensa del cuerpo contra patógenos extraños y también desempeñan un papel importante: mejorar nuestra memoria.
Los estudios han demostrado que los tejidos inmunológicos pueden mejorar la memoria del cuerpo activando las células nerviosas y los neurotransmisores en el cerebro. Cuando se liberan factores inmunitarios en el cerebro, activan el hipocampo y la corteza prefrontal, dos áreas del cuerpo que controlan la memoria y las emociones. La estimulación de estas áreas nos permite recordar y procesar mejor la información.
Además, los tejidos inmunológicos también pueden tener un impacto positivo en la memoria al reducir la inflamación y reducir los efectos negativos del estrés crónico en el cerebro. Este efecto es particularmente evidente en las personas mayores, donde el deterioro del sistema inmunológico se ha convertido en un fenómeno común, por lo que niveles más altos del sistema inmunológico desempeñan un papel importante a este respecto.
Por ello, debemos intentar mantener nuestro sistema inmunológico sano, lo que repercutirá positivamente en nuestra salud y función cognitiva. Llevar una dieta equilibrada, hacer ejercicio moderado y mantenerse conectado socialmente son buenas formas de mantener la inmunidad. También debemos adoptar una actitud positiva y mantener un estado de ánimo optimista, lo que también ayuda a mejorar nuestra respuesta inmune.
En definitiva, existe una estrecha relación entre el tejido inmunológico y la memoria. Debemos hacer todo lo posible para proteger el sistema inmunológico para promover la salud personal y el desarrollo físico y mental. Se puede ver que necesitamos mejorar la memoria, y Cistanche puede mejorar significativamente la memoria porque tiene efectos antioxidantes, antiinflamatorios y antienvejecimiento, que pueden ayudar a reducir la oxidación y las reacciones inflamatorias en el cerebro, protegiendo así la salud del sistema nervioso. Además, Cistanche también puede promover el crecimiento y la reparación de las células nerviosas, mejorando así la conectividad y la función de las redes neuronales. Estos efectos pueden ayudar a mejorar la memoria, la capacidad de aprendizaje y la velocidad del pensamiento, y también pueden prevenir la aparición de disfunciones cognitivas y enfermedades neurodegenerativas.
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2.5.1. Inmunoreactividad de TRPV1
En todos los grupos simulados, la inmunorreactividad de TRPV1 se detectó fundamentalmente en la región CA1: la inmunorreactividad se mostró principalmente en el estrato piramidal (SP), que consiste en células piramidales (células principales) (Figura 5A (a1-c1)).
En el grupo de tFI + vehículo, la inmunorreactividad de TRPV1 no se alteró hasta dos días después de tFI en comparación con el grupo de vehículo simulado + (Figura 5A (a2-a5), B). Además, en el grupo tFI + HyT, la inmunorreactividad de TRPV1 no se alteró significativamente hasta dos días después de tFI (Figura 5A (b2-b5), B).
Sin embargo, en estos dos grupos, la inmunorreactividad de TRPV1 se redujo notablemente en el SP (57,4 % y 52,2 % frente al grupo simulado+vehículo, respectivamente) (Figura 5A (a6, b6), B).
En el grupo tFI + OXC, la inmunorreactividad de TRPV1 aumentó significativamente en el SP (168,9% frente al grupo simulado + vehículo) 30 minutos después de tFI (Figura 5A (c2), B), y el aumento de la inmunorreactividad de TRPV1 en el SP se mantuvo hasta cuatro días después de tFI (Figura 5A (c3 – c6), B).
Figura 5. (A) Imágenes representativas de la inmunohistoquímica de TRPV 1 en la región CA1 de todos los grupos a los 30 min, 12 h, 24 h, 48 h y 96 h después de tFI o operación simulada.
En los grupos tFI+vehículo y tFI+HyT, la inmunorreactividad de TRPV1 no cambió significativamente en el estrato piramidal (SP) hasta 48 h después de tFI, pero se redujo notablemente (flechas) a las 96 h después de tFI.
Sin embargo, en el grupo tFI+OXC, la inmunorreactividad de TRPV1 aumentó significativamente en el SP a los 30 minutos y se mantuvo (asteriscos) hasta 96 h después de tFI. (B) Densidad óptica relativa (ROD) de la inmunorreactividad de TRPV1.
Las barras indican las medias ± SEM (n {{0}} para cada grupo; * p < 0.05 frente al grupo de vehículos + simulado, # p < 0,05 frente al tiempo correspondiente del vehículo tFI + grupo). SO, estrato oriens; SR, estrato radiado. Barras de escala=100 µm.
Figura 6. (A) Imágenes representativas de la inmunohistoquímica de TRPV4 en la región CA1 de todos los grupos a los 30 minutos, 12 h, 1 día, 2 días y 4 días después de tFI o operación simulada.
En los grupos tFI+vehículo y tFI+HyT, la inmunorreactividad de TRPV4 fue similar a la del grupo simulado+vehículo hasta 2 días después de tFI, pero se redujo drásticamente en el SP (flechas) cuatro días después de tFI.
Por el contrario, la inmunorreactividad de TRPV4 del grupo tFI+OXC aumentó significativamente (asteriscos) en el SP a las 12 h después de tFI y disminuyó ligeramente (punta de flecha) cuatro días después de tFI. (B) ROD de inmunorreactividad de TRPV4.
Las barras indican las medias ± SEM (n {{0}} para cada grupo; * p < 0.05 frente al grupo simulado+vehículo, # p < 0,05 frente al tiempo correspondiente del tFI +grupo de vehículos). SO, estrato oriens; SR, estrato radiado. Barras de escala=100 µm.
2.5.2. Inmunoreactividad de TRPV4
En todos los grupos simulados, la inmunorreactividad de TRPV4 se mostró fundamentalmente en la región CA1, y la inmunorreactividad se expresó principalmente en la periferia citoplasmática y las dendritas de las células piramidales ubicadas en el SP (Figura 6A (a1, b1, c1)).
En los grupos tFI+vehículo y tFI+HyT, la inmunorreactividad de TRPV4 observada hasta 48 horas después de tFI fue similar a la mostrada en los grupos simulados (Figura 6A (a2 – a5, b2 – b5), B).
En estos dos grupos, se detectó una inmunorreactividad de TRPV4 significativamente reducida en los somas y las dendritas de las células piramidales (55,6% y 48,5% frente al grupo simulado + vehículo, respectivamente) a las 96 h después de tFI (Figura 6A (a6, b6), B).
Por el contrario, la inmunorreactividad de TRPV4 del grupo tFI+OXC se fortaleció significativamente (168,9% frente al grupo simulado+vehículo) a las 12 h después de tFI (Figura 6A(c3), B), y se mantuvo hasta 48 h después de tFI (Figura 6A( c4,c5), B), y se volvió similar (104,9% vs. grupo simulado+vehículo) al del grupo simulado+vehículo a las 96 h después de tFI (Figura 6A(c6), B).
2.6. Neuroprotección
2.6.1. Hallazgos histoquímicos de Cresyl Violet (CV)
Examinamos los cambios en las células ubicadas en el hipocampo después de tFI o de una operación simulada y si la OXC se asoció con la supervivencia celular en el hipocampo isquémico mediante tinción histoquímica con CV (Figura 7).
En todos los grupos simulados, las células teñidas con CV (CV+) se identificaron fácilmente en el hipocampo y no se mostraron diferencias en la distribución celular entre los grupos simulados: en particular, las células CV+ en el SP, que se denominan células piramidales y neuronas principales, fueron relativamente grande y de forma piramidal (Figura 7A, C, E, a,c,e).
En el grupo de tFI+vehículo, la tinción de CV disminuyó en el SP de la región CA1, pero no en la región CA2/3, cuatro días después de tFI en comparación con el grupo de vehículo + simulado (Figura 7B): en este punto, CV+ piramidal las células estaban encogidas y tenían núcleos condensados de forma oscura (Figura 4B).
En el grupo tFI+HyT, el cambio en las células CV+ cuatro días después de tFI fue similar al del grupo tFI+vehículo (Figura 7D,d).
Sin embargo, en el grupo tFI+OXC, las células CV+ cuatro días después de tFI no se alteraron en comparación con las del grupo tFI+vehículo (Figura 7F,f). Este hallazgo significa que el tratamiento post-isquémico con OXC salvó a las células piramidales CA1 de una lesión isquémica.
Figura 7. Tinción CV en el hipocampo y su región CA1 del vehículo simulado+ (A, a), simulado+HyT(C,c), simulado+OXC (E,e), tFI+vehículo (B,b), Grupos tFI+HyT (D,d) y tFI+OXC (F,f).
En los grupos tFI+vehículo y tFI+HyT, la tinción CV se redujo en el SP (flechas) de la región CA1. Sin embargo, en el grupo tFI+OXC, la morfología de las células CV+ fue similar a la del grupo simulado+vehículo.
Las barras indican las medias ± SEM (n=7 para cada grupo). DG, giro dentado. Barras de escala=400 µm (A–F) y 100 µm (a–f).
Figura 8. (A – F y a – f) Inmunohistoquímica NeuN (A – F) y tinción FJ B (a – f) en la región CA1 del vehículo simulado+ (A, a), simulado+HyT (C,c) , grupos simulados + OXC (E, e), tFI + vehículo (B, b), tFI + HyT (D, d) y tFI + OXC (F, f) el día 4 después de tFI o operación simulada.
Se observaron pocas células NeuN+ y muchas células FJ B+ en el SP de los grupos tFI+vehículo y tFI+HyT.
Sin embargo, en el grupo tFI+OXC, se encontraron muchas células NeuN+ y pocas FJ B+ en el SP el día 4 después de tFI. (G,g) Número medio de células NeuN+(G) y FJ B+(g).
Las barras indican las medias ± SEM (n {{0}} para cada grupo; * p < 0.05 vs. grupo simulado+vehículo, # p < 0,05 vs. tiempo correspondiente del tFI+ grupo de vehículos). SO, estratumógenos; SR, estrato radiado. Barras de escala=100 µm.
3. Discusión
La isquemia cerebral transitoria induce selectivamente la muerte neuronal (DND) en estructuras vulnerables, como la neocorteza, el cuerpo estriado y el hipocampo [30,31]. Es bien sabido que el hipocampo es especialmente vulnerable a la isquemia transitoria [32,33].
Es decir, se produce una pérdida masiva de células piramidales (neuronas principales) ubicadas en la región CA1 del hipocampo en humanos y animales de experimentación varios días después de la isquemia transitoria [34,35].
En este sentido, un cronograma protector de muerte (pérdida) neuronal en regiones isquémicas ha dado esperanzas de intervenciones protectoras o terapéuticas para disminuir la lesión isquémica.
Sin embargo, los mecanismos subyacentes relacionados con la muerte selectivamente retardada de las neuronas aún no se han dilucidado por completo. Recientemente, informamos que el tratamiento previo y posterior con OXC protegía contra la lesión isquémica en jerbos [36]. Sin embargo, el mecanismo de neuroprotección aún no está claro.
Por lo tanto, este estudio examinó el efecto terapéutico del tratamiento con OXC después de tFI contra la lesión isquémica y su mecanismo en un modelo de jerbo de tFI.
En este estudio, el tratamiento post-isquémico con OXC redujo significativamente la temperatura corporal (a aproximadamente 33 ◦C) y atenuó significativamente la hiperactividad inducida por tFI, aunque la hipotermia terapéutica (enfriamiento de todo el cuerpo) no logró atenuar la hiperactividad inducida por tFI.
Los datos experimentales acumulados han informado que los jerbos, después de tFI, muestran hiperactividad en su actividad locomotora: la hiperactividad se aborda bien el día 1 después de tFI [37,38].
Algunos estudios han informado que la hiperactividad inducida por la isquemia se atenúa mediante tratamientos con materiales neuroprotectores.
Por ejemplo, en un modelo de tFI en jerbo, el tratamiento previo con fucoidan (un polisacárido sulfatado procedente de algas pardas) atenúa la hiperactividad inducida por tFI, lo que demuestra que las células piramidales de la región CA1 del hipocampo se salvan de una lesión isquémica [39].
Además, se ha informado que el tratamiento previo con rufinamida (bloqueador de los canales de sodio dependiente de voltaje) mejora la hiperactividad inducida por tFI en jerbos, lo que demuestra que las neuronas piramidales CA1 no se dañan después de tFI [40].
Es bien sabido que el papel del hipocampo en la función cerebral está estrechamente relacionado con la función de aprendizaje y memoria [41,42].
La disfunción cognitiva, incluida una disminución de la memoria a corto plazo y de la memoria espacial, puede detectarse mediante pruebas conductuales sencillas, como la RAMT (para la memoria espacial) y la PAT (para la memoria a corto plazo) [43,44].
En nuestro estudio actual, el tratamiento post-isquémico con OXC mejoró significativamente el deterioro cognitivo (disminución de la memoria espacial y a corto plazo) mediante RAMT y PAT, respectivamente, aunque el enfriamiento de todo el cuerpo no logró mejorar el deterioro cognitivo inducido por tFI. Estudios anteriores demostraron que el déficit cognitivo inducido por tFI mejora con los neuroprotectores.
Por ejemplo, la administración de Pycnogenol® (un extracto estandarizado de corteza de pino marítimo francés) antes de las agresiones isquémicas mejora la disminución de la memoria a corto plazo y la memoria espacial en un modelo de jerbo del [43]. Además, el tratamiento con ácido clorogénico (un éster del ácido cafeico y del ácido quínico) modera significativamente la disfunción cognitiva inducida por tFI en los jerbos [44].
Estos artículos muestran que dicha disfunción cognitiva va acompañada de una muerte neuronal retrasada en el hipocampo.
Con base en los hallazgos mencionados anteriormente, evaluamos si el tratamiento con OXC después de tFI protegió terapéuticamente las neuronas en el hipocampo después de tFI usando histoquímica CV, inmunohistoquímica NeuN y tinción con FJ B, y encontramos que el tratamiento posterior con OXC protegió efectivamente a las neuronas piramidales CA1 de la lesión isquémica inducida por tFI.
Se ha informado que la hipotermia es una de las estrategias neuroprotectoras más poderosas contra las lesiones isquémicas [45-47]. Moyer et al. (1992) informaron que, en un modelo de rata de isquemia cerebral focal transitoria de 60-min, la hipotermia intraisquémica (aproximadamente 32 ◦C inducida inmediatamente después de la isquemia) disminuyó el volumen del infarto, mientras que retrasar el enfriamiento no mostró un efecto significativo [48] .
Además, Yamamoto et al. (1999) informaron que, en un modelo de rata de lesión cerebral traumática junto con hipoxia e hipotensión, la hipotermia (alrededor de 30 ◦ C) redujo el daño neuronal subcortical supraventricular [47].
Sin embargo, los informes muestran que la hipotermia terapéutica no muestra un efecto neuroprotector considerable contra las lesiones isquémicas cerebrales. Friedman et al. (2001) informaron que la hipotermia postisquémica no logró salvar las neuronas piramidales del hipocampo en un modelo de rata de isquemia cerebral global transitoria de 10-min [49].
En nuestro experimento actual, la hipotermia post-isquémica no protegió contra la muerte de las neuronas piramidales CA1 inducida por tFI en jerbos. En general, se sabe que la hipotermia se protege mejor cuando la hipotermia (32 a 35 ◦C) se induce lo antes posible después del inicio de la isquemia y dura al menos una o dos horas [50].
La hipotermia terapéutica en seres humanos se obtiene actualmente de diversas formas, combinando el enfriamiento físico de la superficie corporal o del flujo sanguíneo con anestesia y relajación para suprimir los escalofríos; sin embargo, estos métodos son engorrosos y revelan efectos secundarios [9,51].
En este sentido, recientemente se han sugerido métodos que utilizan agentes farmacológicos como una forma de reducir la temperatura central del cuerpo de manera más eficiente y rápida que el enfriamiento superficial [10]. En nuestro estudio actual, el tratamiento inmediato con OXC después de la hipotermia inducida por FI dentro de una hora después de la reperfusión, y el enfriamiento de todo el cuerpo similar a la hipotermia inducida por OXC se controló durante seis horas después de la reperfusión.
La hipotermia inducida por OXC protegió a las células piramidales CA1 contra la muerte por lesión isquémica inducida por tFI, pero el enfriamiento de todo el cuerpo no logró salvar a las neuronas de la lesión inducida por tFI.
Estos hallazgos sugieren que existe una interacción crítica entre la temperatura corporal y la OXC que parece permitir la neuroprotección después de agresiones isquémicas, como se describe a continuación. El control de la temperatura corporal es un proceso biológico complejo controlado no solo por el hipotálamo sino también por termosensores periféricos [21].
Se ha demostrado que los fármacos que inducen la hipotermia promueven eficazmente la hipotermia en múltiples especies, incluidos los humanos [52-54]. Los canales iónicos de la familia de receptores potenciales transitorios son fundamentales en la regulación de la temperatura corporal y participan en los mecanismos periféricos que detectan temperaturas altas y bajas [22].
Un miembro central de la familia de receptores potenciales transitorios es TRPV1, anteriormente conocido como receptor de capsaicina-vanilloide-1 [55]. El receptor TRPV1 se expresa en cerebros adultos, incluso en el hipocampo, la corteza y el rombencéfalo [23,24], y puede detectar variaciones en la temperatura corporal [56].
Se sabe que la activación del receptor TRPV1 está implicada en el precondicionamiento hipóxico en corazones de rata [55] y en el poscondicionamiento isquémico remoto en corazones de rata aislados [56], protegiendo los corazones contra la lesión por isquemia-reperfusión.
Además, Cao et al. [57] demostraron que la activación farmacológica del canal TRPV1 induce hipotermia y produce efectos neuroprotectores contra la lesión inducida por isquemia/reperfusión en ratones conscientes C57BL/6 WT y knockout para TRPV1, mostrando que el tratamiento con el agonista de TRPV1 (dihidrocapsaicina) al inicio de la reperfusión induce hipotermia ( 33 ◦C), reduce el infarto y mejora la función neurológica en ratones afectados por isquemia, pero no se mostraron efectos hipotérmicos ni neuroprotectores en ratones knockout para TRPV1-[57].
Además, la capsaicina (un agonista clásico del canal TRPV1) produce hipotermia mediante la activación de neuronas que contienen TRPV1-ubicadas centralmente [21]. En nuestro estudio actual, el tratamiento con OXC (200 mg/kg) después de tFI mejoró la expresión de TRPV1 en células piramidales ubicadas en la región CA1 del hipocampo 30 minutos después del inicio de la reperfusión, y el aumento de la expresión se mantuvo hasta cuatro días después de la isquemia.
Según nuestros resultados anteriores, OXC produce hipotermia para proteger contra la muerte neuronal a través de TRPV1. TRPV4, un canal catiónico no selectivo, también se expresa en el cerebro [58,59] y actúa como un sensor osmótico que media los cambios en la presión osmótica en respuesta a reacciones celulares [60 ]. Además, se ha sugerido que la activación de TRPV4 media las respuestas neuronales y gliales a la inflamación de la retina [61].
Sin embargo, aún no está claro si TRPV4 se activa mediante mecanismos dependientes de la temperatura en el proceso de isquemia cerebral. Aquí, examinamos la posible participación de la activación de TRPV4 en el hipocampo después del tratamiento con OXC después de tFI utilizando Western blot e inmunohistoquímica para TRPV4, y encontramos que el postratamiento con OXC no aumentó significativamente la expresión de TRPV4 en el hipocampo de gerbo después de tFI.
En conclusión, los resultados de nuestro presente estudio muestran que OXC indujo hipotermia mediante la activación de TRPV1 y proporcionó neuroprotección contra la lesión isquémica inducida por tFI en jerbos.
Este estudio proporciona evidencia que muestra que la focalización en termorreceptores puede ser una estrategia eficaz para el tratamiento de la isquemia en sujetos conscientes, aunque el tratamiento se realiza inmediatamente después de la reperfusión. Por lo tanto, se puede introducir OXC para reducir la temperatura corporal rápidamente y se puede aplicar a pacientes para terapia hipotérmica.
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