Neurologia funzionale: curcumina per l'infiammazione del cervello

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Quanto spesso ti senti agitato, facilmente turbato e nervoso tra i pasti? Quanto spesso fai affidamento sul caffè per farti andare avanti? Quanto spesso hai difficoltà a concentrarti prima di mangiare? L'infiammazione è una reazione essenziale del corpo umano. È attivato dal sistema immunitario per proteggerci da lesioni, infezioni e / o malattie. Tuttavia, cosa succede se c'è troppa infiammazione nel corpo umano? E cosa succede se c'è troppa infiammazione nel cervello?

La neuroinfiammazione può causare una varietà di problemi di salute, come ansia, stress, depressione, nebbia del cervello, affaticamento e persino letargia, tra gli altri sintomi ben noti. Fortunatamente, esiste un rimedio naturale che può aiutare a ridurre enormemente l'infiammazione e migliorare la funzione cerebrale. Secondo studi di ricerca, la curcumina può aiutare a combattere la neuroinfiammazione. Lo scopo dell'articolo qui sotto è quello di discutere gli effetti anti-infiammatori della curcumina nella microglia, nella salute del cervello e nel benessere.

Effetti antinfiammatori della curcumina nelle cellule microgliali

Astratto

L'acido lipoteicoico (LTA) induce molecole neuroinfiammatorie, contribuendo alla patogenesi delle malattie neurodegenerative. Pertanto, la soppressione delle molecole neuroinfiammatorie potrebbe essere sviluppata come metodo terapeutico. Sebbene i dati precedenti supportino un effetto immuno-modulante della curcumina, le vie di segnalazione sottostanti sono in gran parte non identificate. Qui, abbiamo studiato le proprietà anti-neuroinfiammatorie della curcumina nelle cellule microglial BV-2 stimolate da LTA. Il fattore di necrosi tumorale della citochina infiammatoria-α [TNF-α, la prostaglandina E2 (PGE2) e la secrezione di ossido nitrico (NO) nelle cellule microgliali indotte da LTA erano inibite dalla curcumina. La curcumina inibiva anche le sintasi di NO inducibile indotta da LTA (iNOS) e il ciclo -2 (COX-2) espressione. Successivamente, i nostri studi meccanicistici hanno rivelato che la curcumina ha inibito la fosforilazione indotta da LTA della protein chinasi attivata dal mitogeno (MAPK) tra cui ERK, p38, Akt e traslocazione di NF-κB. Inoltre, la curcumina ha indotto l'emmeossigenasi (HO) -1HO-1 e l'espressione del fattore 2 correlato all'eritroide 2 correlato al fattore 2 (Nrf-1) nelle cellule microgliali L'inibizione di HO-1 ha invertito l'effetto di inibizione di HO-XNUMX sui mediatori infiammatori rilasciati nelle cellule microgliali stimolate con LTA. Nel loro insieme, i nostri risultati suggeriscono che la curcumina potrebbe essere un potenziale agente terapeutico per il trattamento dei disturbi neurodegenerativi attraverso la soppressione delle risposte neuroinfiammatorie. parole chiave: curcumina, neuroinfiammazione, TLR2, HO-1, cellule microgliali

Introduzione

La neuroinfiammazione cronica svolge un ruolo importante in varie malattie neurodegenerative, tra cui AD, morbo di Parkinson (MdP), malattia di Huntington (MH), ictus, sclerosi laterale amiotrofica (SLA) e sclerosi multipla (SM) (Spangenberg e Green, 2017). La neuroinfiammazione è intercettata dall'attivazione della microglia, delle prime cellule effettrici e delle cellule immunitarie residenti del sistema nervoso centrale (Nakagawa e Chiba, 2015). Le cellule microgliali possono essere attivate in risposta a morte neuronale o danno neuronale indotto da risposte neuroinfiammatorie o da tossine extracellulari, come batteri e agenti patogeni (Larochelle et al., 2015). Nella neuroinfiammazione, la microglia attivata rilascia vari tipi di citochine, chemochine, specie reattive dell'ossigeno e specie reattive dell'azoto per lo sviluppo e il mantenimento delle risposte infiammatorie (Moss and Bates, 2001). L'eccessiva produzione di questi mediatori infiammatori potrebbe causare danni neuronali e morte. L'evidenza accumulata suggerisce che il controllo dell'attivazione microgliale potrebbe attenuare la gravità della malattia neurodegenerativa (Perry et al., 2010). Pertanto, lo sviluppo di agenti antineuro-infiammatori per l'inibizione dell'attivazione microgliale potrebbe essere utile per il trattamento delle malattie neurodegenerative.

I microglia esprimono recettori di riconoscimento di pattern (PRR) che possono legarsi a pattern molecolari associati a pattern (PAMP) e pattern molecolari associati al danno (DAMP) come lipopolisaccaride (LPS) e acido lipoteicoico (LTA), rispettivamente (Jack et al., 2005 ). I TLR, una delle principali classi di PRR, svolgono un ruolo cruciale nella difesa dell'ospite inducendo risposte immunitarie innate. Sempre più studi hanno indicato che l'agonista LTA TLR2 è coinvolto nella patogenesi delle malattie infettive del SNC e può indurre danni neuronali (Neher et al., 2011). L'inibizione dell'attivazione di TLR2 attenua l'attivazione delle cellule microgliali e l'accumulo di β amiloide nel cervello (McDonald et al., 2016; Hossain et al., 2017). La trasduzione del segnale tramite TLR2 è mediata da diverse proteine ​​adattatrici, tra cui MyD88, che promuove la segnalazione a valle tramite MAPK e l'attivazione di NF-κB che porta all'espressione di mediatori infiammatori (Larochelle et al., 2015).

Le molecole infiammatorie e ossidative sono attivatori molto potenti di Keap-Nrf2 (fattore 2 correlato a NF-E2), che induce l'espressione degli enzimi di disintossicazione di Fase II per adattarsi alla condizione di stress ossidativo (Rojo et al., 2010). Di solito, Nrf2 agisce in una forma inattiva. Al momento della stimolazione, Nrf2 si separa da Keap1 e si trasloca nel nucleo, dove si lega all'elemento di risposta antiossidante (ARE) per attivare la trascrizione dei geni antiossidanti per la citoprotezione (Ma, 2013; Cho et al., 2015). Uno dei geni regolati da Nrf2 è l'eme ossigenasi-1 (HO-1), che ha una sequenza ARE nella sua regione di promotore. Recentemente, HO-1 è stato segnalato per essere un fattore predominante nel controllo dello stress ossidativo e delle risposte infiammatorie nelle malattie neurodegenerative (Schipper et al., 2009). HO-1 è il primo enzima inducibile che limita la velocità nella degradazione dell'eme in sottoprodotti. HO-1 può fornire neuroprotezione o effetto neurotossico a causa dell'equilibrio tra gli effetti benefici e tossici dei prodotti eme e eme (Mancuso et al., 2010). È stato dimostrato che un sottoprodotto di HO-1, la bilirubina, protegge i neuroni dallo stress ossidativo in vivo e in vitro. La bilirubina può essere ossidata in biliverdina eliminando i radicali perossilici (Chen, 2014). È stato suggerito che HO-1, biliverdina e CO hanno proprietà antinfiammatorie (Jazwa e Cuadrado, 2010). Un altro studio ha suggerito che i topi privi di HO-1 erano vulnerabili agli stimoli pro-infiammatori e hanno sviluppato un'infiammazione cronica a causa della riduzione dei livelli di ferro (Chora et al., 2007). Inoltre, uno studio recente ha suggerito che l'up-regolazione delle vie Nrf2 e HO-1 ha inibito significativamente la reazione infiammatoria nelle microglia attivate (Kim et al., 2016). Nrf2 ha inibito l'iperattivazione microgliale sopprimendo p38 MAPK e la via di segnalazione NF-κB (Kim BW et al., 2013). Il knockdown di Nrf2 nei topi ha mostrato di essere ipersensibile alla neuroinfiammazione, come indicato da un aumento dei marker infiammatori iNOS, IL-6 e TNF-α (Rojo et al., 2010). Di conseguenza, Nrf2 e HO-1 sono stati considerati importanti bersagli terapeutici per le malattie neurodegenerative (Koh et al., 2011; Zhang et al., 2014).

La curcumina, il principale curcuminoide isolato dalla Curcuma longa L. (curcuma) è stata usata per secoli nel sud-est asiatico sia come rimedio medicinale che come alimento (Kunnumakkara et al., 2017). Curcumina, demetossicurcumina, bisdemetossicurcumina, ar-turmerone, α-turmerone e β-turmerone sono i principali composti bioattivi presenti in C. longa. Nei moderni studi farmacologici, i costituenti di C. longa, in particolare la curcumina, hanno mostrato promettenti attività farmacologiche a causa dei suoi effetti anti-neuroinfiammatori, neuroprotettivi, chemiopreventivi, immunomodulatori e potenzialmente chemioterapici (Garcia-Alloza et al., 2007; Zhou et al., Zhou et al. 2017). Uno studio precedente ha dimostrato che la curcumina ha inibito le risposte infiammatorie indotte da LPS nei macrofagi RAW264.7, suggerendo un potenziale ruolo della curcumina nelle infezioni batteriche anti-Gram-negative (Zhou et al., 2017) e sia la ricerca in vivo che in vitro hanno dimostrato che la curcumina esibisce effetti anti-infiammatori (Garcia-Alloza et al., 2007; Prakobwong et al., 2011; Parada et al., 2015; Li et al., 2016). Inoltre, è stato riportato che la curcumina promuove lo sviluppo del fenotipo microgliale M2 in modo dipendente da HO-1 e riduce l'induzione di iNOS, proteggendo le cellule microgliali dallo stress ossidativo (Parada et al., 2015). Nel presente studio, abbiamo studiato se la curcumina potrebbe influenzare l'attivazione microgliale indotta da LTA. Il ligando TLR2 LTA è un costituente principale della parete cellulare dei batteri Gram-positivi. Mostriamo che la curcumina presenta effetti anti-infiammatori e antiossidanti nella microglia BV2 stimolata da LTA attraverso l'attivazione di meccanismi citoprotettivi HO-1 / Nrf2 / ARE.

Materiali e Metodi

Materiali

La curcumina e altri reagenti sono stati acquistati da Sigma (C7727,> 80%, St. Louis, MO, Stati Uniti). Protoporfirina IX (SnPP) e anticorpi diretti contro HO-1 (sc-390991) - Nrf2 (sc-722), proteina legante TATA (TBP; sc-74595), α-tubulina (sc-134237) e β-actina (sc-130065) - sono stati acquistati da Santa Cruz Biotechnology, Inc., (Dallas, TX, Stati Uniti). Anticorpi diretti contro iNOS (13120) - fosforilati (p) -MAPK (9910s), MAPK (9926), protein chinasi B (Akt; 4685), p-Akt (13038) e un kit di vie NF-κB (9936) - sono stati acquistati da Cell Signaling Technology, Inc., (Danvers, MA, Stati Uniti). LTA è stata ottenuta da InvivoGen (tlrl-pslta, Tolosa, Francia). Inoltre, l'inibitore JNK (inibitore JNK II; 420119), l'inibitore Akt (wortmannin; 12-338), l'inibitore ERK (PD98059, 513000) e l'inibitore p38 (SB230580, 559395) sono stati acquistati da EMD Millipore (Billerica, MA, Stati Uniti ). Il mezzo di coltura cellulare, DMEM e siero bovino fetale (FBS) sono stati acquistati da Gibco BRL (ora Invitrogen Corporation, Carlsbad, California, Stati Uniti).

Coltura cellulare

Le cellule microglial del mouse BV-2 sono state acquistate da ATCC. Le cellule sono state coltivate in DMEM integrato con 10% inattivato a caldo FBS e 0.1% penicillina-streptomicina (BioSource International, Camarillo, CA, Stati Uniti) a 37 ° C in un'atmosfera umidificata di 5% CO2 e 95% di aria.

Test di vitalità cellulare

La citotossicità della curcumina è stata valutata utilizzando un test colorimetrico basato su microcoltura [3- (4,5-Dimethylthiazol-2-yl) -2,5-difeniltetrazolio] (MTT). Le cellule sono state incubate in piastre per pozzetti 24 ad una densità di cellule 5 × 105 per pozzetto. La soluzione MTT (5 ml di 5 mg / ml) è stata aggiunta a ciascun pozzetto (concentrazione finale 62.5 mg / ml). Dopo l'incubazione per 3 h a 37 ° C in 5% CO2, il surnatante è stato rimosso e i cristalli di formazano prodotti in cellule vitali sono stati solubilizzati con ml 150 di dimetilsolfossido (DMSO). L'assorbanza di ciascun pozzetto è stata quindi letta a 570 nm utilizzando un lettore di micropiastre (Wallac 1420; PerkinElmer, Inc., Boston, MA, Stati Uniti).

Misura della concentrazione di nitrito

Nessuna sintesi nelle colture cellulari è stata misurata con il metodo Griess con micropiastra. Per misurare il nitrito, le aliquote 100-μl sono state rimosse dal mezzo condizionato e incubate con un volume uguale del reagente Griess [1% sulfanilamide / 0.1% N- (1-naftil) -etilendiamminediidrocloruro / 2.5% H3PO4] a temperatura ambiente min. La concentrazione di nitriti è stata determinata misurando l'assorbanza a 10 nm con uno spettrofotometro per micropiastre Vmax 540 (Molecular Devices, Menlo Park, CA, Stati Uniti). Il nitrito di sodio è stato usato come standard.

Misura della concentrazione di TNF-α e PGE2

Le cellule sono state incubate prima con varie concentrazioni di curcumina per 1 h e poi con LTA per 16 h. In seguito all'incubazione di 24 h, i livelli di TNF-α e PGE2 sono stati quantificati nei terreni di coltura utilizzando un kit di test di immunoassorbimento enzimatico (ELISA) (R&D Systems, Minneapolis, MN, Stati Uniti) secondo le istruzioni del produttore.

Preparazione dell'estratto nucleare

Le cellule microglial BV-2 sono state lavate tre volte con PBS freddo e raccolte in 3000 μl PBS usando la centrifugazione a 800 × g per 5 min (4 ° C). I pellet cellulari sono stati sospesi nel buffer A [10 mM HEPES-KOH (pH 7.9); 1.5 mM MgCl2; 10 mM KCl; 0.5 mM dithiothreitol (DTT); 0.2 mM inibitore della proteasi (PI)] e incubato per 5 min su ghiaccio. Buffer B [10 mM HEPES-KOH (pH 7.9); 1.5 mM MgCl2; 420 mM NaCl; 0.2 mM EDTA; glicerolo 25% v / v; 0.1 mM DTT; 0.2 mM PI] è stato aggiunto all'estratto cellulare ed è stato incubato su ghiaccio per 5 min prima della centrifugazione a 11,000 × g per 1 min a 4 ° C. Le proteine ​​nucleari sono state estratte con l'aggiunta del tampone di lisi completo B [10 mM HEPES-KOH (pH 7.9); 1.5 mM MgCl2; 10 mM KCl; 0.5 mM DTT; 0.2 mM PI; Glicerina 25% (p / v); 420 mM NaCl; 0.2 mM EDTA] per 30 min a 4 ° C con vortice occasionale. Dopo la centrifugazione a 11,000 × g per 5 min a 4 ° C, i surnatanti sono stati raccolti e conservati a -70 ° C.

Analisi Western Blot

Le cellule BV-2 sono state raccolte in un tampone di lisi ghiacciato (1% Triton X-100; 1% desossicolato; 0.1% sodio dodecil solfato). Il contenuto proteico dei lisati cellulari è stato successivamente determinato utilizzando il reagente Bradford (kit di analisi delle proteine ​​Bio-Rad I5000001; Bio-Rad Laboratories, Inc., Hercules, California, Stati Uniti). Le proteine ​​totali in ciascun campione (50 μg) sono state separate da 7.5% SDS-PAGE e trasferite su membrane di difluoruro di polivinilidene. A seguito del blocco dei siti di legame non specifici con latte non grasso 5% a temperatura ambiente per 30 min, le membrane sono state incubate con anticorpi primari diretti contro iNOS (1: 500), p-Akt (1: 1,000), p- MAPK (1: 1,000), MAPK (1: 1,000), p-p65, p65 (1: 500), p-IκBα, IκBα (1: 1,000), HO-1 (1: 1,000 (Nr. XNUM), ), TBP (2: 1), α (1,000: 1), HO-3,000 (1: 1,000) e actina (1: 1) per 1.0 ha 1 ° C. A ciò è seguita l'incubazione con anticorpi secondari coniugati con perossidasi di rafano (sc-3,000; 16: 4) o anti-topo (sc-2768; 1: 5,000) (Santa Cruz Biotechnology, Inc.) a temperatura ambiente per 2371 h. La tubulina è stata utilizzata come controllo di caricamento per ogni corsia. Le proteine ​​sono state visualizzate utilizzando un kit di rilevamento della chemiluminescenza potenziato (GE Healthcare, Chicago, IL, Stati Uniti). Dopo il lavaggio con PBS con Tween-1, le bande proteiche sono state visualizzate usando Gel Docsed come controllo di caricamento per ogni corsia. Le proteine ​​sono state visualizzate utilizzando un analizzatore Quant 5,000 (GE Healthcare).

RT-PCR in tempo reale

L'RNA totale è stato isolato dalle cellule usando un kit di isolamento miniRNA di spin RNA (GE Healthcare, Uppsala, Svezia) secondo le istruzioni del produttore. Il cDNA è stato sintetizzato da 1 μg di RNA totale usando Maxime RT PreMix (Takara, Gyeonggi-do, Giappone) e primer oligo-dT15 ancorati. La PCR in tempo reale è stata eseguita utilizzando uno strumento Chromo4TM (Bio-Rad) e SYBR Green Master Mix (Applied Biosystems, Foster City, CA, Stati Uniti). Le quantità relative di mRNA target sono state determinate usando il metodo della soglia comparativa (Ct) normalizzando i valori target di mRNA Ct con quelli per la β-actina (Ct). Le sequenze prime utilizzate nello studio sono state mostrate nella Tabella 1.

Analisi statistica

I dati sono espressi come media (deviazione standard, SD). Ogni esperimento è stato ripetuto almeno tre volte. L'analisi statistica è stata eseguita utilizzando il pacchetto statistico per il software Prisma GraphPad (versione 16.0) per determinare differenze significative. Abbiamo utilizzato il test t di Student o l'analisi della varianza unidirezionale (ANOVA) seguita dai test post hoc di Dunn per le analisi. Valori P <0.05 sono stati considerati statisticamente significativi.

risultati

La curcumina non ha influenzato la vitalità cellulare

Sono stati condotti esperimenti di vitalità cellulare per determinare se le concentrazioni di curcumina utilizzate in questo studio hanno influenzato la vitalità della microglia BV2. La Figura 1 mostra che la curcumina nell'intervallo di concentrazione di 5 – 20 μM, insieme con o senza 5 μg / ml LTA, non ha prodotto citotossicità nella microglia BV2. Pertanto, abbiamo usato queste concentrazioni di curcumina per ulteriori studi.

La curcumina ha impedito la produzione di molecole neuroinfiammatorie nella microglia BV2 attivata da LTA

Per studiare gli effetti della curcumina sulla secrezione di citochine infiammatorie, le cellule BV2 sono state trattate con LTA in presenza e assenza di curcumina per 24 h. La curcumina non è stata rimossa prima dell'aggiunta di LTA. Il rilascio di NO, PGE2 e TNF-α è stato ridotto in modo significativo e dose-dipendente dalla curcumina (Figure 2A – C). Inoltre, LTA ha aumentato l'espressione di mRNA di iNOS e COX-2. L'incubazione con curcumina ha soppresso l'espressione di mRNA di COX-2 e iNOS nelle cellule microgliali BV2 stimolate dall'LTA in modo dipendente dalla concentrazione (Figure 2D, E).

Attivazione indotta da LTA indotta da curcumina di NF-κB in cellule microglial BV-2

I geni che codificano l'espressione delle proteine ​​infiammatorie in risposta all'attivazione microgliale erano sotto il controllo della trascrizione di NF-κB. Pertanto, abbiamo esaminato l'effetto della curcumina sull'attivazione di NF-κB nelle cellule microgliali stimolate dall'LTA. I risultati hanno mostrato che LTA ha indotto un aumento caratteristico della fosforilazione di IκBα. Dopo il pretrattamento con curcumina, i livelli di p-IκBα sono stati significativamente ridotti in modo dipendente dalla concentrazione (Figura 3 e Figura supplementare S1). Coerentemente, anche la traslocazione nucleare della subunità p65 NF-κB indotta da LTA è stata attenuata dal pretrattamento con curcumina. Nel loro insieme, la curcumina probabilmente attenua l'espressione delle molecole neuroinfiammatorie sopprimendo la traslocazione nucleare e l'attivazione di NF-κB. La quantificazione con analisi statistica è stata fornita come dati di supporto.

Attivazione indotta da LTA indotta da curcumina di p38 e ERK MAPK in cellule microglial BV-2

Oltre a NF-κB, i MAPK sono anche modulatori a monte di molecole neuroinfiammatorie nelle cellule microgliali. Precedenti studi hanno dimostrato che la curcumina ha antagonizzato la fosforilazione di MAPKs indotta da LPS nei microfagi (Yang et al., 2008; Kunnumakkara et al., 2017). Per studiare se la curcumina inibisce la neuroinfiammazione attraverso la regolazione di MAPK, abbiamo esaminato i suoi effetti sulla fosforilazione di MAPK indotta da LTA. Le cellule microglial BV-2 sono state pretrattate con diverse concentrazioni di curcumina per 3 h e sono state quindi stimolate con LTA per 1 h. Come mostrato nella Figura 4A e nella Figura Supplementare S2, la curcumina ha inibito la ERK indotta da LTA, la p38 e la fosforilazione di Akt. Tuttavia, la curcumina fino a 20 μM non ha influenzato la fosforilazione di JNK indotta da LTA. È stato segnalato che il percorso MAPKs media la produzione di citochine, chemochine e altre molecole neuroinfiammatorie. Pertanto, abbiamo successivamente studiato il ruolo di ERK, p38, JNK e Akt nella produzione di molecole neuroinfiammatorie delle cellule BV2 utilizzando gli inibitori ERK, p38, JNK e Akt. Tuttavia, solo l'inibitore p38 SB203580 ha ridotto significativamente il rilascio indotto da LTA dei livelli di espressione di NO e mRNA di iNOS (Figure 4B, C). Sebbene la fosforilazione di JNK non sia stata inibita dalla curcumina, l'inibitore JNK II ha inibito significativamente il rilascio di NO indotto da LTA (Figura 4B). I risultati suggeriscono che le vie di segnalazione dei MAPK sono coinvolte negli effetti anti-neuroinfiammatori della curcumina nel microglial stimolato da LTA. La quantificazione con analisi statistica viene fornita come dati di supporto.

Inibizione della segnalazione HO-1 abolita dell'effetto inibitorio della curcumina sulle risposte neuroinfiammatorie

HO-1 agisce come un modulatore antinfiammatorio e antiossidante nella microglia (Schipper et al., 2009). Le analisi Western blot e RT-PCR hanno mostrato che la curcumina ha sovraregolato l'espressione HO-1 ai livelli di proteina e mRNA, come mostrato nelle Figure 5A – D e nella Figura supplementare S3. L'espressione dell'mRNA e della proteina HO-1 è stata aumentata al massimo nelle cellule microglial BV-2 trattate con curcumina 20μM rispettivamente per 4 he 8 h. Inoltre, la curcumina ha aumentato la traslocazione nucleare di Nrf2 entro 1 h e ha prolungato il suo stato di traslocazione nucleare a 2 h (Figure 5E, F e Figura supplementare S3). Successivamente, abbiamo studiato se HO-1 indotto dalla curcumina mediava una risposta anti-neuroinfiammatoria nelle cellule microglial BV-2 stimolate da LTA. Abbiamo trattato le cellule con l'inibitore HO-1 SnPP. Abbiamo quindi valutato l'effetto della curcumina sul rilascio di NO e TNF-α indotto da LTA. Il trattamento con SnPP ha significativamente soppresso l'inibizione mediata dalla curcumina di rilascio di NO e TNF-a (Figure 5G, H). Nel loro insieme, questi risultati rivelano che l'attivazione del segnale HO-1 e Nrf-2 dipendente dalla curcumina svolge un ruolo cruciale nella downregulation delle risposte neuroinfiammatorie. La quantificazione con analisi statistica viene fornita come dati di supporto.

Discussione

È stato segnalato che la microglia, i principali macrofagi residenti nel SNC, sono le principali cellule effettrici nel mediare la neuroinfiammazione e la morte neuronale selettiva (Perry et al., 2010). Le cellule microgliali aumentano la produzione di molecole neuroinfiammatorie dopo l'esposizione ad attivatori come LPS e LTA attraverso i loro recettori di superficie, rispettivamente TLR4 e TLR2 (Perry e Holmes, 2014; Hossain et al., 2017). Una maggiore espressione e attivazione di TLR2 è associata alla progressione di malattie neurodegenerative, come PD e demenza (Dzamko et al., 2017). Ad esempio, l'attivazione di TLR2 potrebbe sovraregolare la α-sinucleina nei cervelli di PD e svolgere ruoli importanti nella patogenesi dei cervelli di PD (Roodveldt et al., 2013). Inoltre, Kim C. et al. (2013) ha anche mostrato che la neurodegenerazione è stata attenuata dal knockout o dal knockdown di TLR2 nei modelli di roditori PD. Pertanto, il controllo dell'attivazione e della neurotossicità della microglia mediata da TLR2 è stato suggerito come un importante approccio terapeutico nel trattamento delle malattie neurodegenerative. Un potenziale agente in questo processo potrebbe essere la curcumina, che ha dimostrato di esercitare effetti neuro-protettivi e antinfiammatori in vari modelli di esperimento (Parada et al., 2015; Li et al., 2016). La curcumina è un composto naturale altamente lipofilo. Uno studio precedente ha ben dimostrato che la curcumina è in grado di attraversare la barriera emato-encefalica e che è principalmente concentrata nell'ippocampo nel cervello (Tsai et al., 2011). Alcuni studi hanno riferito che la curcumina ha inibito il danno neuronale indotto dall'HIV-1 gp120 e ha fornito effetti anti-neuroinfiammatori nelle microglia indotte da LPS (Gong et al., 2012). Questo effetto protettivo della curcumina sembra dipendere dalle sue azioni antinfiammatorie. La curcumina potrebbe proteggere i neuroni dalla neurotossicità mediata dalla microglia mentre diventa inefficiente in condizioni di deplezione della microglia (Park et al., 2001; Yang et al., 2008; Parada et al., 2015). Studi simili nelle cellule periferiche hanno anche mostrato gli effetti antinfiammatori della curcumina. Utilizzando macrofagi murini RAW 264.7, gli studi hanno dimostrato che la curcumina ha inibito il rilascio di PGE2, NO e TNF-α in seguito alla stimolazione di LPS (Pae et al., 2008). Tuttavia, gli effetti della curcumina sulla neuroinfiammazione indotta da TLR2 nelle cellule della microglia non sono completamente compresi.

La regolazione delle vie di segnalazione nelle microglia attivate è importante nel mantenimento dell'omeostasi del sistema nervoso centrale poiché le risposte neuroinfiammatorie deregolamentate possono provocare la morte di neuroni adiacenti attraverso il rilascio di molecole infiammatorie, come citochine, chemochine, NO e ROS (Perry e Holmes, 2014; Spangenberg e Green, 2017). Ad esempio, un'eccessiva sintesi di NO sotto endotossine provoca la formazione di specie reattive di azoto e la morte delle cellule neuronali (Perry et al., 2010). PGE2 ha anche dimostrato di contribuire alla morte neuronale attraverso l'attivazione della via MAPK / ERK nella microglia (Xia et al., 2015). In questo studio, abbiamo dimostrato che la curcumina ha inibito la secrezione dei mediatori infiammatori TNF-α, NO e PGE2 e l'espressione di iNOS e COX-2 nella microglia BV2 stimolata con LTA. Abbiamo inoltre dimostrato che la curcumina ha attenuato questi effetti dell'LTA senza alterare la sopravvivenza cellulare, suggerendo che la curcumina è sicura e potrebbe essere considerata come un potenziale agente terapeutico nella neuroinfiammazione.

NF-κB è il principale fattore di trascrizione che svolge ruoli critici nella regolazione dell'omeostasi redox. NF-κB è considerato il regolatore principale delle risposte infiammatorie microgliali al danno neuronale (Acharyya et al., 2007). Studi recenti hanno dimostrato che l'attivazione di NF-κB controllava l'espressione di molecole infiammatorie, come NO, PGE2 e TNF-α e la produzione di IL-1b (Acharyya et al., 2007). Pertanto, la modulazione dell'attivazione di NF-κB è considerata un modo critico per controllare l'attivazione microgliale. L'attivazione della via di segnalazione NF-κB è mediata dalla proteina IκB. La fosforilazione di IκB provoca la dissociazione NF-κB, che porta all'induzione dei mediatori infiammatori. In questo studio, è stato dimostrato che la curcumina ha prodotto una doppia inibizione della fosforilazione e della degradazione di IκBα, nonché la traslocazione nucleare di p65, suggerendo che questo agente potrebbe stabilizzare NF-κB nel citoplasma microgliale a seguito della stimolazione con LTA nelle cellule microglial BV-2 .

Nelle cellule di mammifero, i percorsi di segnalazione MAPK, inclusi ERK, JNK e p38, contribuiscono alla produzione di una vasta gamma di mediatori neuroinfiammatori (Chantong et al., 2014). In questo studio, il pretrattamento con curcumina ha ridotto la fosforilazione di p38 ed ERK. Inoltre, l'inibitore di p38 SB203580 ha ridotto significativamente la secrezione di NO e l'espressione di mRNA del gene pro-infiammatorio chiave, iNOS. Questi risultati hanno suggerito che la curcumina ha iniziato gli effetti anti-neuroinfiammatori nelle cellule microglial BV-2 stimolate dall'LTA, parzialmente attraverso l'inibizione dell'attivazione di MAPX p38. La via di segnalazione dipendente da PI3K / Akt promuove le risposte infiammatorie nella microglia. Il coinvolgimento della via Akt è stato dimostrato nell'espressione dei mediatori infiammatori nella microglia attraverso l'attivazione di NF-κB nella microglia (Lo et al., 2015). La curcumina ha soppresso Akt fosforilato, l'obiettivo a valle di PI3K. Tuttavia, l'inibitore di PI3K Wortmannin non ha mostrato alcun effetto inibitorio sulla secrezione di NO o sull'espressione di mRNA di iNOS. Nel loro insieme, questi dati suggeriscono che l'effetto anti-neuroinfiammatorio della curcumina si verifica principalmente attraverso l'inibizione della segnalazione di NF-κB e MAPK.

Abbiamo anche identificato il percorso intracellulare che regola negativamente l'espressione della molecola infiammatoria nelle cellule della microglia. Nrf2 è un fattore di trascrizione sensibile al redox che regola le risposte infiammatorie microgliali alle infezioni cerebrali. L'effetto di Nrf2 è stato descritto in diversi modelli in vivo in cui il knockdown di Nrf2 nei topi ha aumentato la vulnerabilità all'asma o all'enfisema (Ma, 2013). Inoltre, l'agonista TLR2 / TLR4 ha promosso le risposte infiammatorie nei topi Nrf2 KO rispetto ai topi WT (Kong et al., 2011). Nel presente studio, abbiamo dimostrato che la curcumina ha aumentato l'espressione di Nrf2 e della sua proteina a valle HO-1. HO-1 è una molecola di segnalazione chiave implicata nella regolazione delle risposte infiammatorie e ossidative. Il gene HO-1 ha una sequenza ARE nella sua regione del promotore, che è un sito di legame per il fattore di trascrizione Nrf2. Diversi studi hanno suggerito che NF-κB interrompe il percorso di segnalazione di Nrf-2-ARE perché molti composti che hanno indotto la segnalazione di HO-1 e Nrf2 hanno represso accidentalmente l'attivazione di NF-κB (Li et al., 2016). L'espressione di HO-1 era essenziale per l'effetto citoprotettivo specifico della microglia (Parada et al., 2015). Diversi studi hanno anche mostrato una correlazione inversa tra HO-1 e secrezione infiammatoria del mediatore (Chora et al., 2007; Parada et al., 2015). In accordo, abbiamo osservato che la sola curcumina induceva l'espressione di HO-1 nelle cellule della microglia. Inoltre, l'inibitore HO-1 ha abrogato l'effetto anti-infiammatorio della curcumina nelle cellule microgliali BV-2.

Conclusione

Questo studio ha dimostrato che la curcumina aveva attività antinfiammatoria nelle cellule microgliali stimolate dall'LTA che possono inibire l'attivazione di NF-κB e p38 MAPK e può indurre l'espressione di Nrf2 e HO-1 (Figura 6). Inoltre, la curcumina non ha effetti citotossici nelle cellule microgliali BV-2 alla sua dose antinfiammatoria. La curcumina può avere un potenziale terapeutico per alcuni disturbi associati alla neuroinfiammazione causati da batteri Gram-positivi.

La curcumina, o curcuma, è un potente antinfiammatorio che ha dimostrato di avere molti benefici per la salute. Considerato come un antiossidante con proprietà anti-cancro, antidepressive e anti-invecchiamento, la curcumina può fare molto di più che curare le ferite e migliorare la memoria. Secondo studi di ricerca, la curcumina o la curcuma possono aiutare a ridurre la neuroinfiammazione o l'infiammazione del cervello. Questo potente antinfiammatorio può bloccare la produzione di citochine proinfiammatorie e promuovere il benessere generale. - Dr. Alex Jimenez DC, CCST Insight


Modulo di valutazione neurotrasmettitore

Il seguente modulo di valutazione dei neurotrasmettitori può essere compilato e presentato al Dr. Alex Jimenez. I sintomi elencati in questo modulo non sono intesi per essere utilizzati come diagnosi di alcun tipo di malattia, condizione o altro tipo di problema di salute.


In onore del proclama del Governatore Abbott, ottobre è il mese della salute chiropratica. Impara di più riguardo la proposta.

Quanto spesso ti senti agitato, facilmente turbato e nervoso tra i pasti? Quanto spesso fai affidamento sul caffè per farti andare avanti? Quanto spesso hai difficoltà a concentrarti prima di mangiare? L'infiammazione è una risposta importante del corpo umano. È attivato dal sistema immunitario per proteggerci da lesioni, infezioni e / o malattie. Tuttavia, cosa succede se c'è troppa infiammazione nel corpo umano? E cosa succede se c'è troppa infiammazione nel cervello?

L'infiammazione cerebrale può causare una varietà di problemi di salute, come ansia, stress, depressione, nebbia del cervello, affaticamento e persino letargia, tra gli altri sintomi comuni. Fortunatamente, esiste un rimedio naturale che può aiutare a ridurre notevolmente la neuroinfiammazione e migliorare la funzione cerebrale. Secondo studi di ricerca, la curcumina può combattere l'infiammazione cerebrale. Lo scopo dell'articolo sopra era discutere gli effetti antinfiammatori della curcumina nella microglia e nel benessere del cervello

Il seguente articolo è stato referenziato dal Centro nazionale per le informazioni biotecnologiche (NCBI). Lo scopo delle nostre informazioni è limitato a problemi di chiropratica, salute muscoloscheletrica e nervosa o articoli, argomenti e discussioni di medicina funzionale. Utilizziamo protocolli sanitari funzionali per il trattamento di lesioni o disturbi del sistema muscoloscheletrico. Per discutere ulteriormente l'argomento di cui sopra, non esitate a chiedere al Dr. Alex Jimenez o contattarci al numero 915-850-0900 .

A cura di Dr. Alex Jimenez

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Discussione argomento aggiuntiva: dolore cronico

Il dolore improvviso è una risposta naturale del sistema nervoso che aiuta a dimostrare possibili lesioni. Ad esempio, i segnali del dolore viaggiano da una regione lesa attraverso i nervi e il midollo spinale al cervello. Il dolore è generalmente meno grave poiché la lesione guarisce, tuttavia, il dolore cronico è diverso dal tipo medio di dolore. Con dolore cronico, il corpo umano continuerà a inviare segnali di dolore al cervello, indipendentemente dal fatto che la lesione sia guarita. Il dolore cronico può durare da alcune settimane a persino diversi anni. Il dolore cronico può influenzare enormemente la mobilità di un paziente e può ridurre la flessibilità, la forza e la resistenza.


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