Extractul cu apă fierbinte din grâu de grâu atenuează leziunile materiei albe într-un model de șobolan de demență vasculară
Abstract
INTRODUCERE
Demența vasculară este a doua formă cea mai frecventă de demență, după boala Alzheimer. Demența vasculară reprezintă aproximativ 30% din cazurile de demență în țările asiatice și 10% din cazurile de demență în țările occidentale (1,2). Demența vasculară este cauzată de leziuni vasculare și poate fi clasificată în trei tipuri majore: demență vasculară subcorticală, demență multi-infarct și demență strategică. Demența vasculară subcorticală este cel mai răspândit tip de demență, reprezentând aproximativ 50% din cazurile de demență vasculară (3). Trăsăturile patologice proeminente ale demenței vasculare subcorticale sunt leziuni confluente de substanță albă caracterizate printr-o pierdere a oligodendrocitelor care duce la demielinizare, vacuolizare, activare astrocitară (cunoscută și sub denumirea de astroglial) și activare microglială (4-6). Aceste caracteristici patologice sunt cauzate de infarctul incomplet al substanței albe datorat aportului redus de sânge în regiune, cum ar fi hipoperfuzia cronică (4). În timp ce s-au efectuat o varietate de studii clinice farmaceutice, niciun medicament pentru prevenirea sau tratarea demenței vasculare nu a fost aprobat de vreo agenție de reglementare (7). Astfel, este urgent să se dezvolte nutraceutice pentru a preveni demența vasculară.
Modelul de ocluzie a arterei carotide comune bilaterale de șobolan (BCCAO) a fost utilizat pe scară largă pentru a studia demența vasculară subcorticală, deoarece imită evenimentele patologice care apar în această boală (Fig. 1A) (8,9). Modelul BCCAO reflectă bine demența vasculară subcorticală umană prin faptul că induce leziuni ale substanței albe prin demielinizare, vacuolizare și activare astrocitică și microgliană (10,11).
Diagramele schematice ale modelului BCCAO și locațiile substanței albe. (A) Arterele carotide comune bilaterale (BCCA) au fost ocluse prin ligatură cu suturi de mătase 4-0. CCA, ICA și OA reprezintă artera carotidă comună, artera carotidă internă și respectiv artera occipitală. (B) Cele trei locații ale substanței albe care au fost examinate în acest studiu: corpul calos (cc), capsula internă (ic) și regiunile tractului optic (opt). Secțiunea prezentată este situată la -2,8 mm de bregma (23).
Un bob de grâu este alcătuit din endosperm, straturile de tărâțe și germeni (12). Fiecare parte a bobului este compusă dintr-o distribuție variabilă a amidonului, a proteinelor și a peretelui celular (13). Pereții celulari constau în principal din polizaharide fără amidon (NSP), cum ar fi arabinoxilan (AX) și β-glucan, cu cantități minore de arabinogalactan-peptidă și glucomanani (13,14). AX este alcătuit dintr-o coloană vertebrală liniară D-xiloză (xil) cu lanțuri laterale L-arabinoză (ara) (13,14). Procesul de măcinare produce făină de grâu din endospermul boabelor de grâu, lăsând restul boabelor [adică straturile de tărâțe de grâu (WB) cu cantități variabile de endosperm rămas] ca tărâțe de grâu (15). Boabele de grâu integral sunt aproximativ 65% amidon, 15% proteine și 10% NSP, în timp ce tărâțele de grâu au aproximativ 25% amidon, 20% proteine și 30% NSP (15). Deși boabele de grâu integral și tărâțele de grâu conțin niveluri foarte diferite de AX total (6% greutate/greutate față de 17% greutate/greutate), ele conțin niveluri comparabile de AX extractibil din apă (aproximativ 0,5% greutate/greutate).
Într-o încercare anterioară de a dezvolta un nutraceutic care să prevină demența vasculară, am constatat că supernatantul unui extract de apă fierbinte la scară de laborator din grâu integral măcinat (Triticum aestivum L.) (TALE) cu centrifuge tip batch a atenuat leziunile substanței albe și astrocitice activare într-un model BCCAO de șobolan, ducând la îmbunătățirea memoriei (17). Pentru a determina componentele active ale TALE, am folosit același model animal pentru a testa efectele mai multor componente TALE asupra leziunilor de substanță albă. Rezultatele acestor experimente au arătat că AX era un component activ (17). Rezultatele experimentului nostru anterior ne-au încurajat să dezvoltăm TALE ca nutraceutic care conține AX ca componentă activă. Cu toate acestea, atunci când am încercat să producem TALE la scară industrială cu centrifuge de tip continuu, am întâmpinat dificultăți cu îndepărtarea amidonului gelatinizat, care este necesar pentru a menține un nivel ridicat de AX în TALE.
MATERIALE ȘI METODE
Pregătirea WBE
Tărâțele de grâu, un produs secundar de măcinare al unui soi de grâu intern, au fost achiziționate de la un cultivator din Coreea. Următoarea procedură a fost utilizată pentru a produce WBE utilizat în studiul curent (Fig. 2): (1) Tărâțele de grâu au fost cernute pentru a îndepărta particulele mici, care erau în mare parte compuse din amidon; (2) Tărâțele de grâu au fost agitate cu 5 părți (gr/gr) apă rece într-un extractor de 500 L (Best Korea, Daejon, Coreea) pentru a îndepărta granulele de amidon din tărâțele de grâu; (3) Extractul rece a fost cernut și spălat cu 5 părți (greutate/greutate) apă rece a doua oară pentru a separa filtratul de tărâțele de grâu rămase, filtratul a fost denumit „filtrat rece”; (4) Filtratul rece a fost centrifugat cu o centrifugă cu decantor (PTM 300, TOMOE Engineering Co., Ltd., Tokyo, Japonia) pentru a obține un supernatant; (5) Supernatantul a fost amestecat cu tărâțele de grâu rămase și agitat într-un extractor la aproximativ 95 ° C; (6) Extractul fierbinte obținut a fost cernut pentru a da „filtrat fierbinte”; (7) Filtratul fierbinte a fost concentrat cu un uscător sub vid (HyoSung, Incheon, Coreea) și uscat cu un uscător cu pulverizare (YooJin Tech., Pyeongtaek, Coreea) pentru a se obține produsul final, care a fost desemnat „extract de tărâțe de grâu” (WBE ). WBE a fost furnizat cu amabilitate de către DongA One Corp. (Seul, Coreea).