Влияние селена на поведение, окислительный стресс, воспаление и экспрессию генов.

Эта статья основана на исследованиях, то есть имеет научные доказательства. Цифры в скобках (1, 2, 3) это активные ссылки на публикации рецензируемых исследований.

Ранее проведенные исследования показали, что содержание селена в волосах и сыворотке крови детей с РАС значительно ниже, чем у обычно развивающихся детей, а его уровень значительно коррелирует с повторяющимся стереотипным поведением. Новое исследование, проведенное в Харбинском медицинском университете в Дацине, Хэйлунцзян, Китай, опубликованное в мае 2022 года в научном журнале “The Journal of Nutritional Biochemistry“, показало, что добавки с селеном эффективно повышают уровень селенопротеина Р, значительно улучшают социальное поведение, повторяющееся стереотипное поведение и когнитивную функцию, изменяют уровни нейротрансмиттеров и снижают окислительный стресс и воспаление на мышиной модели аутизма (BTBR).

Мыши BTBR являются инбредными мышами со стабильным генотипом. Мыши BTBR не только стабильно демонстрируют поведение, подобное аутизму, такое как расстройство социальной коммуникации и повторяющееся стереотипное поведение, но также имеют аномальное развитие мозга и аномальные иммунные биохимические показатели, как у пациентов с РАС. Поэтому, мыши BTBR — идеальная животная модель для изучения аутизма. 

Гиппокамп тесно связан с патогенезом РАС. Проведенные ранее исследования подтвердили морфологические, структурные и биохимические аномалии в ткани гиппокампа у пациентов с аутизмом. Поэтому ткань гиппокампа мышей BTBR использовалась в качестве отправной точки этого исследования.

Мыши BTBR были случайным образом разделены на четыре группы (по 18 мышей в группе):

  1. Экспериментальная группа (группа BTBR),
  2. Модельная группа, получавшая добавку селена (группа BTBR+Se),
  3. Нормальная контрольная группа (группа B6),
  4. Нормальная группа, получавшая добавку селена (группа B6+Se). 

Две группы, получавшие селен, получали раствор селенита натрия (1 мг/кг/день) один раз в день через желудочный зонд, начиная с 28-го дня после рождения (P28). Группе BTBR и группе B6 вводили одинаковое количество 0,9% физиологического раствора один раз в день через желудочный зонд.

Вмешательство проводилось ежедневно в течение 4 недель, после чего каждая группа мышей проходила тесты социальных функций и когнитивного поведения.

Селенопротеин P является ключевой молекулой, участвующей в транспорте, хранении и метаболизме селена, он является единственным донором селена для тканей головного мозга. Селенопротеин P содержит незаменимый микроэлемент селен в форме селеноцистеина, который является аналогом цистеина, но содержит селен вместо серы. Концентрация селенопротеина Р влияет на экспрессию других селенопротеинов. 

Селенопротеин Р точно отражает уровень селена в организме.

В организме селен в основном существует в виде селенопротеинов. Около 25 селенопротеинов были обнаружены в гиппокампе, обонятельной луковице и коре головного мозга.

Снижение уровня экспрессии селенопротеинов вызывает необратимое окислительное стрессовое повреждение нейронов. 

Ткань гиппокампа является одной из областей с наибольшим содержанием селенопротеинов. Поскольку высокая скорость потребления кислорода мозгом неизбежно приводит к большому количеству активных форм кислороды (АФК), селенопротеины, как поглотители АФК, особенно важны для поддержания окислительно-восстановительного гомеостаза. 

Уровень селена в ткани гиппокампа мышей BTBR был значительно ниже, чем в ткани гиппокампа нормальных контрольных мышей, что согласуется со снижением уровня селена в сыворотке крови у детей с РАС.

После четырех недель добавок селена уровень селенопротеина P значительно вырос, что указывает на то, что вмешательство эффективно повысило уровень селена на мышиной модели BTBR.

Это исследование показало, что добавка селена увеличивает экспрессию селенопротеинов, что приводит к повышению антиоксидантной способности, снижению выработки активных форм кислорода и уменьшению окислительного стресса в тканях.
Влияние добавки селена на уровни экспрессии белка SelP в гиппокампе. 

Это исследование показало, что добавка селена увеличивает экспрессию селенопротеинов, что приводит к повышению антиоксидантной способности, снижению выработки активных форм кислорода и уменьшению окислительного стресса в тканях.

Исследования на мышах показали, что по мере снижения уровня селена в головном мозге снижаются способности к пространственному обучению и памяти и возникают нарушения синаптической передачи. Антиоксиданты могут ингибировать гибель нейронов гиппокампа, тем самым улучшая обучение и память. 

Влияние добавок Se на повторяющееся стереотипное поведение у мышей BTBR.
Влияние добавок селена на повторяющееся стереотипное поведение у мышей BTBR.

Добавка селена уменьшала когнитивные нарушения, повторяющееся стереотипное поведение и частично восстанавливала социальные функции мышей BTBR, что согласуется с результатами интервенционного исследования добавки селена с участием детей с РАС.

Влияние добавок Se на повторяющееся стереотипное поведение у мышей BTBR.

Предыдущие исследования обнаружили доказательства повышенного уровня окислительного стресса у пациентов с РАС. Исследования показали, что повышенный окислительный стресс является одним из важных патологических механизмов РАС, приводящим к повреждению нервных клеток в головном мозге, и что повышение маркеров окислительного повреждения тесно связано с тяжестью РАС. У мышей BTBR фолиевая кислота снижала окислительный стресс в головном мозге, что улучшило когнитивные и социальные функции. 

Селен может также эффективно ингибировать активацию пути передачи сигнала NF-KB через путь TrxR и значительно ингибировать чрезмерную активацию глиальных клеток для облегчения нейровоспаления, которое является одним из важных патогенетических механизмов РАС. Нейровоспаление было обнаружено в гиппокампе и префронтальных долях пациентов с РАС, что проявляется чрезмерной активацией микроглии и астроцитов и значительным повышением уровня провоспалительных цитокинов, таких как IL-1β. 

Это исследование показало, что добавка селена ингибирует возникновение нейровоспаления и снижает уровень провоспалительных цитокинов.

Ранее проведенные исследования показали, что селен ингибирует активацию сигнального пути NF-KB в зависимости от концентрации, тем самым снижая выработку провоспалительных цитокинов, таких как индуцируемая синтаза оксида азота (iNOS) и TNF-α. 

Улучшение поведения у мышей BTBR после приема селена может быть также связано с тем, что селен изменяет уровни нейротрансмиттеров моноаминов в ткани головного мозга, снижает окислительный стресс и нейровоспаление в ткани гиппокампа, а также уменьшает повреждение нервных клеток. Глутамат является возбуждающим нейротрансмиттером в центральной нервной системе, который может активировать рецепторы N-метил-D-аспартата в ткани гиппокампа. Несмотря на то, что глутамат играет важную роль во многих физиологических процессах, его высокий уровень вызывает эксайтотоксические реакции и накопление АФК, что приводит к окислительному стрессу и митохондриальной дисфункции.

Исследование случай-контроль с участием детей с РАС показало, что уровни глутамата в сыворотке крови у детей с РАС были значительно выше, чем у детей без РАС. Было показано, что селенит натрия ингибирует нейротоксичность, вызванную глутаматом, путем снижения продукции АФК. 

Это исследование показало, что уровни глутамата в ткани гиппокампа у мышей BTBR были значительно выше, чем в ткани гиппокампа у нормальных контрольных мышей, и что добавление селена снижало уровни глутамата. 

Ранее проведенные исследования показали, что пищевой селен может влиять на уровень нейротрансмиттеров у мышей. Питание с низким содержанием селена у мышей вызывало снижение уровня серотонина и повышение уровня дофамина, эти мыши проявляли гиперактивность, нервозность, возбуждение и повышенную спонтанную активность. Это исследование получило аналогичные результаты. После приема селена у мышей BTBR были повышены уровни серотонина, снижены уровни дофамина и глутамата и снижена спонтанная активность.

Выводы

  1. Селен играет защитную роль в гиппокампе мышей BTBR, регулируя уровни нейротрансмиттеров, уменьшая окислительный стресс, уменьшая нейровоспаление и спасая повреждение нервных клеток.
  1. Добавка селена эффективно улучшала уровни селенопротеина Р, значительно улучшала социальное поведение, повторяющееся стереотипное поведение и когнитивные функции, а также изменяла уровни нейротрансмиттеров у мышей BTBR. 

https://doi.org/10.1016/j.jnutbio.2022.109034

close

Подпишись на еженедельные новости

Редакция Proautism.info
Редакция Proautism.infohttp://proautism.info/
При полном или частичном копировании материала поставьте пожалуйста активную ссылку на наш сайт: https://proautism.info/ , ведь это труд целой команды PROАУТИЗМ >>

ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ

Топ 5 статей раздела

Узнавай в Telegram

Смотри на Youtube

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ