抑制亚砷酸钠和刺槐蜂蜜对乙酰胆碱酯酶的影响的老鼠

文摘

本研究进行了探讨亚砷酸钠和刺槐蜂蜜对乙酰胆碱酯酶的影响(疼痛)在大脑活动和电解质和Wistar鼠的血清。威斯塔白化大鼠雄性四个五组大鼠采用蒸馏水,亚砷酸钠(5毫克/公斤体重),洋槐蜂蜜(20% v / v)和亚砷酸钠和刺槐蜂蜜,每天为一个星期。亚砷酸钠显著和刺槐蜂蜜减少疼痛在大脑活动更有效的综合治疗。此外,亚砷酸钠显著和刺槐蜂蜜降低血清中的疼痛活动。之间的强相关性观察钠离子和钙离子水平与大脑中乙酰胆碱酯酶活性和血清。洋槐蜂蜜的气相色谱质谱分析发现许多生物活性化合物的存在如酚醛塑料,糖衍生品和脂肪酸。这些发现表明,亚砷酸钠和/或刺槐蜂蜜调节乙酰胆碱酯酶活动可能在阿尔茨海默疾病的管理探索但这可能抵消了砷引起的肝毒性的效果。

1。介绍

砷化合物在本质上是无处不在的,被释放到环境中通过工业或农业过程以及一些医学应用(1]。消费的偏方,如亚砷酸钠通过受污染的水是普遍在世界的许多地区2]。亚砷酸钠是一种clastogen引起染色体断裂(3],它与其他物质,如金属加强它的影响(4]。其政府一直报道妥协的完整性老鼠的肝脏,老鼠,鱼,和山羊5- - - - - -7]。然而,政府亚砷酸钠诱发氧化应激与严重的髓鞘脱失和其他形态改变的周围神经轴突可能诱发动作电位的产生和分布的变化在周围神经,造成一个障碍在神经冲动的传导8]。据报道,砷可以作为comutagen因其结合能力和抑制硫醇含有酶的活动9),如DNA连接酶(10]DNA复制过程中造成的缺陷/修理,复合,加入单-和双链DNA断裂(11]。

阿尔茨海默病是一种进行性痴呆神经退行性疾病的老年人,这是病态的特征是老年斑和神经原纤维变化在影响人的大脑12]。高活动的乙酰胆碱酯酶(EC 3.1.1.7)(疼痛)在大脑中已经涉及疾病的发病机理及其抑制被认为是一种可行的治疗策略在疾病的管理13]。疼痛的主要生化作用的终止脉冲传输快速水解胆碱能突触的神经递质,乙酰胆碱(ACh) [13]。疼痛展品高特定活动类似于diffusion-controlled反应(14]。

数以百万计的世界各地的人们得到暴露于高水平的饮用水中砷化合物通常在很大程度上影响农村居民。考虑这些砷化合物的不利影响对神经系统和高的阿尔茨海默氏症患病率农村居民,值得探讨砷化合物对阿尔茨海默病的病理生理学。然而,不幸的是,这样一个重要的关系没有以前研究在人类或实验动物。

另一方面,大多数arsenics-exposed个人以及老年痴呆症患者经常暴露于功能食品。这类功能食品之一,是蜂蜜预防性和疗效。蜂蜜是糖的过饱和溶液,由蜜蜂通过返流机制的植物部分(15- - - - - -18)与最丰富的果糖和葡萄糖的糖存在于它。各种成分如酚酸、黄酮类化合物、酶、类胡萝卜素、有机酸、和蛋白质已报告在蜂蜜(19- - - - - -21]。除了上述成分外,其他生物活性的化合物,如维生素、抗氧化剂和过氧化氢也报道出现在蜂蜜22]。因此,蜂蜜是天然植物来源的抗氧化剂可能降低老年痴呆症的风险,因为氧化应激的至关重要的作用在疾病的发病机理23]。它也记载,蜂蜜展品几个药用价值包括抗肿瘤、antimetastatic,抗血管新生的影响24]。其他人在抗菌、抗炎、immune-stimulant抗溃疡的,伤口/烧伤治疗功效[25]。洋槐蜂蜜蜂蜜是一种由蜜蜂的槐树花,因此,这个名字。早些时候从我们的实验室报告表明,洋槐蜂蜜Wistar鼠的日常管理有一些生物效应的临床和生化参数(18]。我们还展示了其抗增殖效果对前列腺癌细胞系(16)和肺癌细胞系在体外(17]。此外,我们显然证明了分离的金合欢蜂蜜的抗氧化潜力,使其负面影响一个激进的生成代理与未分离样本。事实上,整个刺槐蜂蜜的抗氧化潜力相当α生育酚;一个著名的标准抗氧化剂(15]。

然而,蜂蜜对阿尔茨海默病的影响尚未完全研究尤其是对重金属的可能调制(砷)中毒性疾病有关。因此,本研究调查的可能影响进行砷化合物(亚砷酸钠)阿尔茨海默病的病理以及刺槐蜂蜜的调节作用的重金属(砷)中毒性疾病有关。

2。结果

在在体外研究中,刺槐蜂蜜和亚砷酸钠证明有效的抑制疼痛的浓度模式(数据1和2),一个出色的0.26% (v / v)和0.0885毫米,分别。有趣的是,亚砷酸钠也显著()抑制大脑中疼痛的实验动物但刺槐蜂蜜比亚砷酸钠能显著抑制大脑的疼痛(表1)。然而,在所有的治疗,联合政府的洋槐蜂蜜和亚砷酸钠证明最有效的抑制大脑的疼痛(表1)。没有显著差异()的血清水平的疼痛治疗组(表1)。


集团	治疗	疼痛活动(摩尔/分钟/ g的组织/×10毫克的蛋白质⁻²)	%抑制疼痛的活动	疼痛活动(摩尔/分钟/×10毫克的蛋白质²)	%抑制疼痛的活动
集团	治疗	脑(大脑和小脑)		血清

1	蒸馏水	533.67±7.71^{b, c, d}	0.00	1.88±0.32^{a, b, c}	0.00

2	20%蜂蜜	302.45±5.65^a、c、d	43.33	1.74±0.43^一个	7.45

3	亚砷酸钠5毫克/公斤	471.55±11.58^{a, b, d}	11.64	1.72±0.19^一个	8.51

4	蜂蜜+ 5毫克/公斤亚砷酸钠20%	243.76±4.23^{a, b, c}	54.33	1.73±0.54^一个	7.98

值作为平均数±标准差;答:统计显著(< 0.05),与第1组相比,b:统计学意义(< 0.05),2组相比,c:统计学意义(与集团3 < 0.05)相比,d:统计学意义(< 0.05),与集团4所示。

一个重要的()降低大脑的Ca^{2 +}和钠⁺水平观察亚砷酸钠和刺槐蜂蜜治疗组和减少大脑中的这些电解质水平更重要(coadministered组(表)2)。没有明显()不同大脑中所有组K⁺的水平。所有治疗显著()降低大脑的Cl水平⁻但是没有显著()之间的差异治疗组相比,控制(表2)。没有明显()区别各个组在血清电解质水平除了与控制(相比)(表3)。


集团	治疗	Ca^{2 +}(毫克/分升10⁻²)	Na⁺(毫米)	K⁺(毫米)	Cl⁻(毫米)

1	蒸馏水	9.20±0.50^{b, c, d}	132.00±2.00^{b, c, d}	31.08±4.95	134.60±3.78^{b, c, d}
2	20%蜂蜜	4.00±0.30^a、c、d	120.00±7.98^a、c、d	32.77±5.36	122.40±8.11^一个
3	亚砷酸钠5毫克/公斤	6.66±1.10^{a, b, d}	127.60±8.01^{a, b, d}	29.38±3.74	124.40±8.11^一个
4	蜂蜜+ 5毫克/公斤亚砷酸钠20%	3.00±0.20^{a, b, c}	102.00±8.00^{a, b, c}	29.39±4.94	123.00±9.58^一个

值作为平均数±标准差;统计学意义(< 0.05),与第1组相比,b:统计学意义(< 0.05),2组相比,c:统计学意义(与集团3 < 0.05)相比,d:统计学意义(< 0.05),与集团4所示。


集团	治疗	Ca^{2 +}(mg / dL)	Na⁺(毫米)	K⁺(毫米)	Cl⁻(毫米)

1	蒸馏水	10.86±0.43	144.00±1.52	5.92±1.93	100.33±0.57
2	20%蜂蜜	11.95±0.84	143.00±1.41	5.20±1.70	101.25±0.95
3	亚砷酸钠5毫克/公斤	10.77±0.75	142.66±2.51	6.06±1.40	102.00±0.00
4	蜂蜜+ 5毫克/公斤亚砷酸钠20%	11.61±0.60	140.00±0.00	5.45±0.91	101.20±1.09

值作为平均数±标准差;统计学意义(< 0.05),与第1组相比,b:统计学意义(< 0.05),2组相比,c:统计学意义(< 0.05)与集团3 d:统计学意义(< 0.05),与集团4所示。

牢记离子释放乙酰胆碱的作用,反之亦然、疼痛之间的关系活动和大脑和血清电解质水平计算Ca之间有很强的相关性^{2 +}和钠⁺水平和大脑中疼痛活动(和0.838)没有相关的K⁺和Cl⁻的水平。但是,没有很强的相关性之间的观察疼痛活动和血清电解质水平。

气相色谱的刺槐蜂蜜呈现在图3并提出提出了生物活性成分在表的列表4。图4显示了刺槐蜂蜜与维生素A的维生素含量最高的内容之后,维生素c,一些重要的矿物元素(图4)的生理重要性如钙、铁、镁、钾和锌。这些元素的浓度在刺槐蜂蜜的顺序是:铁> >钾> >钙镁锌。


S / N	提出的化合物	莱恩(峰值)	相似性指数(%)	比例(%)

1	2,4-Dihydroxy-5-methylpyrimidine	1	77年	3.09
2	Pyrazol-3-one	2	76年	6.07
3	5-Hydroxymethylfurfural	3	92年	37.96
4	D-Allose	4	94年	11.56
5	1,6-Anhydro-beta-D-glucofuranose	5	92年	3.88
6	棕榈酸	6	92年	2.72
7	Hydrofol酸	7	94年	9.44
8	9-Octadecanoic acid-2-hydroxy-1 -(羟甲基)乙酯	8	81年	3.21
9	p-Hydroxybenzoic酸	9	84年	1.58
10	肉桂酸	10	82年	1.08
11	白杨素	11	82年	1.99

3所示。讨论

乙酰胆碱(ACh)是一种神经递质,函数在石穴突触传递神经冲动在中枢神经系统(CNS) [26]。后一个脉冲的传播在突触释放乙酰胆碱,疼痛是释放到突触间隙27]。这种酶水解乙酰胆碱和乙酸,终止和神经冲动传输(28]。在这项研究中,我们报告的亚砷酸钠和刺槐蜂蜜对乙酰胆碱酯酶活性的影响以及与电解质水平的关系。

砷化合物是已知的绑定和灭活巯基共同发挥毒性的蛋白质(9),这一现象可以解释观察到的在体外亚砷酸钠抑制的疼痛。有趣的是,亚砷酸钠还能抑制大脑中疼痛可能表明这种化合物具有穿过血脑屏障的能力和调节酶的功能通过绑定的硫醇组织蛋白质。也观察到抑制亚砷酸钠对大脑的影响疼痛会使刺槐蜂蜜,这可能与蜂蜜中的活性成分可能是亲脂性的性质,因此,可能会增加的有效浓度亚砷酸钠进入大脑。也有可能亚砷酸钠抑制活性的增强作用是由于发现酚类化合物如羟基苯甲酸、肉桂酸和白杨素在洋槐蜂蜜也可以抑制疼痛。的确,酚醛树脂,如anacardic酸、cardols cardanols, methylcardols抑制疼痛[已报告29日]。总体而言,上述观察结果表明,亚砷酸钠和/或刺槐蜂蜜可以有利于阿尔茨海默病在这方面的管理。抑制疼痛意味着更多的课时在流通,已绑定到血管紧张素ⅱ,从而防止血管紧张素ⅱ诱导氧化应激(30.]。

血清胆碱酯酶可能起源于肝细胞但其他器官也导致的这些酶在等离子体31日]。活动的血清疼痛可能是肝功能指数和低活动在很多肝脏酶的报道(交往)功能障碍,例如黄疸和肝硬化(3,32]。我们的研究结果表明,亚砷酸钠和/或刺槐蜂蜜可以降低血清水平的疼痛,虽然无关紧要的,这似乎表明肝毒性。等确定组件的刺槐蜂蜜pyrazol-3-one和9-octadecanoic acid-2-hydroxy-1 -(羟甲基)乙酯以及亚砷酸钠已报告是肝毒素的(33,34]。然而,它似乎是合理的建议亚砷酸钠和/或刺槐蜂蜜对肝细胞有一些有益的影响,但抑制亚砷酸钠的影响以及确定组件的蜂蜜在硫醇包含蛋白质导致血清酶的活性下降。总的来说,信息来源于血清倾向于认为,这些药物有某种程度的肝毒性。

平衡的水平^{2 +}和钠⁺在大脑和血液是神经传递的先决条件。我们的研究结果显示,疼痛的活动积极与这些离子的水平。钙的作用^{2 +}和钠⁺在调节释放神经递质和神经传递在神经系统疾病的发病机制研究[35]。当突触前细胞释放短暂脉冲的哦,两个站点简要占领突触后细胞受体和通道打开,允许通过Ca^{2 +}或Na⁺。这些等离子体离子去偏光膜的内通量,启动后续事件,随组织的类型(36]。高浓度的钙^{2 +}和低钠的浓度⁺疼痛释放但所需一致减少疼痛活动在这项研究意味着比疼痛更疼现在促进突触神经传递。有趣的是,钠离子通道发挥核心作用在动作电位产生和独特准备影响发射器释放的效果(37]。

氧化过程的发病和发展涉及退化性疾病和食物富含多酚(38)、维生素和矿物质(39)可能有营养和健康有利影响基于我们的研究结果。

4所示。结论

数据从这个研究表明暴露于亚砷酸钠可能是有益的阿尔茨海默病的管理;然而,似乎有毒的肝组织。此外,洋槐蜂蜜可以加强亚砷酸钠的作用在这两种情况下,因此可以探索在阿尔茨海默病的管理。

5。材料和方法

5.1。化学药品和试剂

亚砷酸钠(5毫克/公斤体重)相当于口服LD的十分之二₅₀(40)是在所有实验中使用。洋槐蜂蜜溶解在蒸馏水准备20% (v / v)蜂蜜的解决方案和5毫升/公斤体重(合著)使用18]。所有其他使用均为分析纯试剂和化学物质。

5.2。样品收集

生产的蜂蜜的蜜蜂收集西北边境的巴基斯坦在2012年春季的金合欢modesta花、确定和维持在4°C到分析,工业分析中心的国际化学和生物科学中心大学卡拉奇,巴基斯坦卡拉奇。

5.3。的决心在体外乙酰胆碱酯酶抑制活性的亚砷酸钠和金合欢蜂蜜

疼痛的活动(Sigma-Aldrich)决心spectrophotometrically Ellman的修改方法的et al。41)使用碘化acetylthiocholine作为衬底,盘中′- dithiobis (2-nitrobenzoic)酸[DTNB]作为发色体。不同浓度的亚砷酸钠(0.2,0.1,0.05,0.025,0.0125,和0.00625毫米)和蜂蜜(0.125,0.25,0.5,1.0,2.0,4.0%,v / v)被用于抑制研究,分别。DTNB反应与thiocholine酶法水解释放的碘化acetylthiocholine监控波长412 nm。抑制百分比计算对未经处理的酶和集成电路₅₀确定。

5.4。实验动物和设计

二十四(24)雄性Wistar鼠(150 - 195 g)被用于本研究。他们被允许适应一周在标准实验室条件下12小时光暗周期开始之前所有的实验。动物屋的老鼠保持化学和生物科学的国际中心,巴基斯坦,卡拉奇大学研究协议批准的机构审查委员会动物权利。在适应环境过程中,老鼠被允许自由进入NIH-07球状的饮食和水。此外,所有的老鼠都满足按照国家卫生研究所(NIH)指导实验室动物保健和使用的。他们被随机分为四(4)六(6)组大鼠。动物治疗七天每天所示的实验设计如下:组1:蒸馏水;组2:5毫克/公斤b.w.亚砷酸钠相当于口服LD的20%₅₀(40];3:20% v / v刺槐蜂蜜+ 5毫克/公斤b.w.亚砷酸钠;4:20% v / v刺槐蜂蜜在5毫升/公斤合著。

5.5。组织和血液样本的集合

最后治疗后二十四(24)小时,老鼠人道牺牲与硫喷妥钠(60毫克/公斤合著)后一夜快。凝结的血液样本离心机在3500×克−4°C 10分钟获得的血清保存在−80°C,直到进一步的分析。脑(大脑和小脑)和血清也收集和大脑是均质1:5的磷酸盐缓冲剂(pH值7.4),离心机在4°C 3500×g 10分钟,并保持在−80°C,直到进一步的分析。每次上层清液/血清在冰箱,这是保存在冰包。使用自动分析仪日立罗氏7020(902年,日本Inc .)的总蛋白质含量测定血清和组织使用标准的制造商的协议。

5.6。乙酰胆碱酯酶活性测定在活的有机体内

疼痛在血清和大脑的活动确定spectrophotometrically Ellman的方法等。41]修改Srikumar et al。42)使用碘化acetylthiocholine作为适当的衬底和盘中′- dithiobis (2-nitrobenzoic)酸[DTNB]作为发色体。DTNB反应与thiocholine酶法水解释放的碘化acetylthiocholine监控在412海里。疼痛的具体活动表示为μ摩尔/克/分钟/毫克蛋白对大脑和组织μ摩尔/分钟/毫克蛋白血清。

5.7。测定电解质

电解质水平量化在血清和脑组织通过使用自动分析仪日立罗氏7020(902)根据制造商的协议对于钙离子,而水平的钾、钠和氯离子测定电解质分析仪(离子选择电极法、中国)根据制造商的协议。

5.8。定性识别提出了活跃的洋槐蜂蜜的原则

气相色谱/质谱(gc - ms)是由日本岛津公司GCMS-QP2010 +日本根据制造商的协议。

5.9。测定矿物元素刺槐蜂蜜

矿物元素:钙、铁、钾、镁、锌,用原子吸收光谱法测定(AAS)的机器根据制造商的协议。

5.10。测定维生素在刺槐蜂蜜

维生素A, C, E测定采用的方法后的蜂蜜资助和Grzegorczyk43)和Dahot et al。44]。

5.11。统计分析

解决的生物多样性和稳定性样品,每个实验至少重复三次,结果被表示为平均值±标准偏差。差异分析的组单向方差分析(方差分析)借助社会科学统计软件包(SPSS)软件SPSS Inc .)、芝加哥、标准的20.0版本。值< 0.05被认为是显著的差异意味着使用最小显著性差(LSD)。

的缩写列表

(疼痛):	乙酰胆碱酯酶
(ACh):	乙酰胆碱
(DTNB):	盘中′-Dithiobis 2-nitrobenzoic酸
(AAS):	原子吸收光谱法
(气相):	气相色谱质量分光光度法
(中枢神经系统):	中枢神经系统
(方差分析):	方差分析
(LSD):	最小显著性差
(SPSS):	社会科学统计软件包。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突方面的出版。

承认

作者感谢给予的资助和提供设施管理国际化学和生物科学中心,75270年卡拉奇,巴基斯坦,卡拉奇大学走向成功完成这项工作(P20穆罕默德阿利尤古萨乌,348)。

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国际老年痴呆症杂志》上

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