Екстракт гарячої води з пшеничних висівок послаблює травму білої речовини в моделі судинної деменції щурів

Анотація

ВСТУП

Судинна деменція - друга за поширеністю форма деменції після хвороби Альцгеймера. Судинна деменція становить приблизно 30% випадків деменції в країнах Азії та 10% випадків деменції у західних країнах (1,2). Судинна деменція спричинена судинними ураженнями і може бути класифікована на три основні типи: підкіркова судинна деменція, багатоінфарктна деменція та стратегічна деменція. Субкортикальна судинна деменція є найбільш поширеним видом деменції, що становить приблизно 50% випадків судинної деменції (3). Визначними патологічними особливостями підкіркової судинної деменції є злиття уражень білої речовини, що характеризуються втратою олігодендроцитів, що призводить до демієлінізації, вакуолізації, астроцитарної активації (також відомої як астрогліальна) та мікрогліальної активації (4–6). Ці патологічні особливості спричинені неповним інфарктом білої речовини через зменшення кровопостачання регіону, наприклад, хронічна гіпоперфузія (4). Хоча було проведено різноманітні фармацевтичні клінічні дослідження, жоден лікарський засіб для профілактики або лікування судинної деменції не був схвалений жодним регулюючим органом (7). Таким чином, існує нагальна потреба у розробці нутрицевтиків для профілактики судинної деменції.

Модель двосторонньої загальної оклюзії сонної артерії щурів (BCCAO) широко застосовується для вивчення підкіркової судинної деменції, оскільки вона імітує патологічні події, що відбуваються при цьому захворюванні (рис. 1А) (8,9). Модель BCCAO добре відображає підкіркову судинну деменцію людини тим, що вона викликає пошкодження білої речовини демієлінізацією, вакуолізацією та астроцитарною та мікрогліальною активацією (10,11).

гарячої

Принципові схеми моделі BCCAO та розташування білої речовини. (А) Двосторонні загальні сонні артерії (ВССА) закупорювали шляхом перев’язки шовковими швами 4-0. CCA, ICA та OA представляють загальну сонну артерію, внутрішню сонну артерію та потиличну артерію відповідно. (B) Три місця білої речовини, які були досліджені в цьому дослідженні: мозолисте тіло (cc), внутрішня капсула (ic) та зони зорового тракту (opt). Показаний переріз знаходиться на відстані -2,8 мм від брегми (23).

Зерно пшениці складається з ендосперму, шарів висівок та зародків (12). Кожна частина зерна складається з різного розподілу крохмалю, білка та клітинної стінки (13). Клітинні стінки складаються переважно з некрохмалевих полісахаридів (NSP), таких як арабіноксилан (AX) та β-глюкан, з незначною кількістю арабіногалактан-пептиду та глюкоманнанів (13,14). AX складається з лінійної основи ланцюга D-ксилози (ксилової) з бічними ланцюгами L-арабінози (ара) (13,14). У процесі подрібнення з ендосперму зерна пшениці виробляється пшеничне борошно, а решта зерна [тобто шари пшеничних висівок (ЗБ) із змінною кількістю решти ендосперму] залишаються пшеничними висівками (15). Зерна цільної пшениці складають приблизно 65% крохмалю, 15% білка та 10% NSP, тоді як пшеничні висівки становлять приблизно 25% крохмалю, 20% білка та 30% NSP (15). Незважаючи на те, що зерна цільної пшениці та пшеничні висівки містять дуже різні рівні загального AX (6% мас./Мас. Проти 17% мас./Мас.), Вони містять порівнянні рівні витяжної води AX (приблизно 0,5% мас./Мас.) (16).

У попередній спробі розробити нутрицевтик, який запобігає судинну деменцію, ми виявили, що супернатант лабораторного екстракту гарячої води меленої цільної пшениці (Triticum aestivum L.) (TALE) із періодичними центрифугами ослаблює пошкодження білої речовини та астроцитичність. активація в моделі BCCAO на щурах, що призводить до поліпшення пам’яті (17). Для визначення активних компонентів TALE ми використовували одну і ту ж модель на тваринах для тестування впливу декількох компонентів TALE на ураження білої речовини. Результати цих експериментів показали, що AX був активним компонентом (17). Результати попереднього експерименту спонукали нас розробити TALE як нутрицевтик, що містить АХ як активний компонент. Однак, коли ми намагалися виробляти TALE в промислових масштабах за допомогою центрифуг безперервного типу, ми зіткнулися з труднощами з видаленням желатинизованого крохмалю, який необхідний для підтримки високого рівня AX у TALE.

МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ

Підготовка WBE

Пшеничні висівки, побічний продукт подрібнення домашнього сорту пшениці, були придбані у культиватора в Кореї. Для отримання WBE, використовуваного в поточному дослідженні, використовували наступну процедуру (рис. 2): (1) пшеничні висівки просівали для видалення дрібних частинок, які в основному складалися з крохмалю; (2) Пшеничні висівки перемішували з 5 частинами (мас./Мас.) Холодної води в екстракторі об’ємом 500 л (BestKorea, Теджон, Корея) для видалення гранул крохмалю з пшеничних висівок; (3) Холодний екстракт просівали і промивали 5-частинним (мас./Мас.) Холодною водою вдруге, щоб відокремити фільтрат від залишків пшеничних висівок, фільтрат позначили як "холодний фільтрат"; (4) Холодний фільтрат центрифугували за допомогою декантерної центрифуги (PTM 300, TOMOE Engineering Co., Ltd., Токіо, Японія) для отримання супернатанту; (5) Супернатант змішували із залишками пшеничних висівок і перемішували в екстракторі приблизно при 95 ° C; (6) Отриманий гарячий екстракт просівали з отриманням «гарячого фільтрату»; (7) Гарячий фільтрат концентрували за допомогою вакуумної сушарки (HyoSung, Інчхон, Корея) і сушили розпилювальною сушаркою (YooJin Tech., Пхентаек, Корея) з отриманням кінцевого продукту, який отримав назву “екстракт пшеничних висівок” (WBE ). WBE люб'язно надала компанія DongA One Corp. (Сеул, Корея).