3.4. टामूत्र ऑक्सीडेटिव तनाव को कम करता हैवृद्ध चूहों की टीए मांसपेशियाँ

उम्र से संबंधित सरकोपेनिया अक्सर बढ़े हुए आरओएस उत्पादन से जुड़ा होता है [5]। ऑक्सीडेंट के ऊंचे स्तर के संपर्क में आने वाले ऊतकों में टॉरिन विशेष रूप से उच्च सांद्रता में पाया गया है, जो ऑक्सीडेटिव तनाव के क्षीणन में भूमिका का सुझाव देता है [40,60,61]। इस प्रकार, हमने मूल्यांकन किया कि क्या वृद्ध चूहों के कंकाल की मांसपेशी होमियोस्टैसिस में टॉरिन का प्रभाव ऑक्सीडेटिव तनाव के मॉड्यूलेशन से संबंधित था। इस उद्देश्य के लिए, हमने Gp91phox प्रोटीन के स्तर का विश्लेषण किया, जो एंजाइमेटिक कॉम्प्लेक्स निकोटिनमाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड फॉस्फेट (NADPH) ऑक्सीडेज 2 (NOX2) का उत्प्रेरक सबयूनिट है, जो आणविक ऑक्सीजन को सुपरऑक्साइड (O2 -) में बदलने के लिए जिम्मेदार है [62,63 ]. युवा चूहों की तुलना में बूढ़े चूहों की मांसपेशियों में Gp91phox प्रोटीन स्तर में उल्लेखनीय वृद्धि देखी गई (चित्र 4A, B), जो वृद्ध मांसपेशियों में उम्र से संबंधित सुपरऑक्साइड की पीढ़ी को उजागर करता है। हालाँकि, टॉरिन से उपचारित पुराने चूहों में, Gp91phox प्रोटीन की अभिव्यक्ति युवा समूह के तुलनीय स्तर पर लौट आई। प्रो- और एंटीऑक्सीडेंट गतिविधि दोनों के साथ एनएडीपीएच के सेलुलर स्तर के रखरखाव में शामिल एक अन्य अणु ग्लूकोज -6-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज (जी6पीडी) है, जिसके परिवर्तित स्तर को एनओ सिग्नलिंग डिसरेग्यूलेशन [64,65] के परिणाम के रूप में वर्णित किया गया है। हमने युवा समूह की तुलना में बूढ़े चूहों की टीए मांसपेशियों में जी6पीडी प्रोटीन में उल्लेखनीय वृद्धि देखी, जबकि टॉरिन के उच्च स्तर की उपस्थिति ने जी6पीडी को युवा समूह की तुलना में स्तर तक कम कर दिया (चित्र 4ए, सी)। इन आंकड़ों से पता चलता है कि टॉरिन रेडॉक्स-संबंधित सर्किट के डीरेग्यूलेशन का प्रतिकार कर सकता है, और परिणामस्वरूप NOX 2- पर निर्भर ROS उत्पादन कम हो जाता है।

सिस्टैंच का ग्लाइकोसाइड हृदय और यकृत के ऊतकों में एसओडी की गतिविधि को भी बढ़ा सकता है, और प्रत्येक ऊतक में लिपोफसिन और एमडीए की सामग्री को काफी कम कर सकता है, विभिन्न प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन रेडिकल्स (ओएच-, एच₂ओ₂, आदि) को प्रभावी ढंग से हटा सकता है और डीएनए क्षति से बचा सकता है। ओएच-रेडिकल्स द्वारा। सिस्टैंच फेनिलएथेनॉइड ग्लाइकोसाइड्स में मुक्त कणों की एक मजबूत सफाई क्षमता होती है, विटामिन सी की तुलना में उच्च कम करने की क्षमता होती है, शुक्राणु निलंबन में एसओडी की गतिविधि में सुधार होता है, एमडीए की सामग्री कम होती है, और शुक्राणु झिल्ली समारोह पर एक निश्चित सुरक्षात्मक प्रभाव पड़ता है। सिस्टैंच पॉलीसेकेराइड डी-गैलेक्टोज के कारण प्रयोगात्मक रूप से वृद्ध चूहों के एरिथ्रोसाइट्स और फेफड़ों के ऊतकों में एसओडी और जीएसएच-पीएक्स की गतिविधि को बढ़ा सकते हैं, साथ ही फेफड़ों और प्लाज्मा में एमडीए और कोलेजन की सामग्री को कम कर सकते हैं और इलास्टिन की सामग्री को बढ़ा सकते हैं। डीपीपीएच पर एक अच्छा सफाई प्रभाव, वृद्ध चूहों में हाइपोक्सिया का समय बढ़ाना, सीरम में एसओडी की गतिविधि में सुधार करना, और प्रयोगात्मक रूप से वृद्ध चूहों में फेफड़ों के शारीरिक अध: पतन में देरी करना, सेलुलर रूपात्मक अध: पतन के साथ, प्रयोगों से पता चला है कि सिस्टैंच में अच्छी एंटीऑक्सीडेंट क्षमता है और त्वचा की उम्र बढ़ने वाली बीमारियों को रोकने और उनका इलाज करने के लिए एक दवा बनने की क्षमता रखती है। साथ ही, सिस्टैंच में इचिनाकोसाइड में डीपीपीएच मुक्त कणों को साफ़ करने की एक महत्वपूर्ण क्षमता है और प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों को साफ़ करने और मुक्त कट्टरपंथी-प्रेरित कोलेजन गिरावट को रोकने की क्षमता है, और थाइमिन मुक्त कट्टरपंथी आयन क्षति पर भी अच्छा मरम्मत प्रभाव पड़ता है।

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एंटी-ऑक्सीडेंट अणु के रूप में टॉरिन की भूमिका की पुष्टि करने के लिए, वास्तविक समय पीसीआर विश्लेषण का उपयोग करते हुए, हमने एसओडी 1, सीएटी और जीपीएक्स 1 जैसे कई एंटीऑक्सीडेंट जीनों के अभिव्यक्ति स्तरों का विश्लेषण किया, जिन्हें आरओएस उत्पादन में वृद्धि के परिणामस्वरूप अपग्रेडेशन से गुजरना पड़ता है। उम्र बढ़ने के दौरान [66]। जैसा कि चित्र 4डी-एफ में दिखाया गया है, युवा समूह की तुलना में बूढ़े चूहों की मांसपेशियों में सभी अणु अभिव्यक्ति स्तर को अपग्रेड किया गया था, लेकिन जब चूहों को टॉरिन के साथ इलाज किया गया, तो एसओडी1, सीएटी और जीपीएक्स1 अभिव्यक्ति कम हो गई, पहुंच गई यह स्तर युवा चूहों से प्राप्त मांसपेशियों के अर्क में पाए गए स्तर के बराबर है। इसके अलावा, पश्चिमी धब्बा विश्लेषण का उपयोग करते हुए, हमने विभिन्न प्रयोगात्मक समूहों में एसओडी के स्तर का विश्लेषण किया (जैसा कि चित्र में दिखाया गया है), यह दर्शाता है कि पुराने चूहों की मांसपेशियों के अर्क में देखे गए एसओडी के बढ़े हुए स्तर टॉरिन की उपस्थिति में काफी कम हो गए थे। , आरटी-पीसीआर विश्लेषण के परिणामों की पुष्टि (चित्र 4जी, एच)। ये परिणाम वृद्ध मांसपेशियों की विशेषता वाले ऑक्सीडेटिव तनाव के ऊंचे स्तर के क्षीणन में टॉरिन द्वारा निभाई गई महत्वपूर्ण भूमिका को प्रदर्शित करते हैं। लगातार, टॉरिन ने पुराने चूहों की टीए मांसपेशियों में पाए गए आरओएस संचय को कम कर दिया (पूरक सामग्री) [67]। यह जांचने के लिए कि क्या पाई गई आरओएस की प्रचुरता प्रोटीन के ऑक्सीडेटिव संशोधन को प्रेरित कर सकती है, हमने मांसपेशियों की क्षति या परिवर्तन के मार्कर के रूप में 4-हाइड्रॉक्सी-2-नॉननल (4-एचएनई) का उपयोग करके एक इम्यूनोफ्लोरेसेंस विश्लेषण किया। ऑक्सीडेटिव तनाव के कारण प्रोटीन [68]। चित्र 4आई, जे में दिखाए गए हमारे परिणाम दर्शाते हैं कि पुराने चूहों की टीए मांसपेशियों में एचएनई अभिव्यक्ति अधिक थी, जहां धीमी एमएचसी को भी दृढ़ता से कम किया गया था; टॉरिन की उपस्थिति में, सहवर्ती धीमी-एमएचसी अपग्रेडेशन के साथ एचएनई अभिव्यक्ति में काफी कमी आई थी। ये परिणाम हमारे पिछले डेटा (चित्र 3सी, डी देखें) के अनुरूप हैं और उम्र बढ़ने के दौरान धीमी-फाइबर फेनोटाइप को संरक्षित करते हुए, आरओएस संचय के क्षीणन में टॉरिन की महत्वपूर्ण भूमिका का दृढ़ता से सुझाव देते हैं।

4। चर्चा

हमारे पिछले अध्ययनों में, हमने दिखाया कि टॉरिन कोशिका संस्कृतियों में मायोजेनिक भेदभाव और होमियोस्टैसिस पर सकारात्मक प्रभाव डालता है [33]। यहां, हमने इन विवो प्रायोगिक मॉडल में इसके प्रभावों की जांच की। इस प्रयोजन के लिए, हमने पुनर्जनन, सूजन और ऑक्सीडेटिव तनाव जैसी प्रक्रियाओं के मॉड्यूलेशन में टॉरिन के प्रभाव का आकलन करने के लिए वृद्ध चूहों का उपयोग किया, जिनमें टॉरिन को 5 सप्ताह तक हर दिन इंट्रापेरिटोनियल रूप से इंजेक्ट किया गया था, जिन्हें उम्र बढ़ने के दौरान अनियमित माना जाता है। हमने प्रदर्शित किया कि टॉरिन ने कंकाल की मांसपेशी ऊतक की वास्तुकला को संरक्षित करते हुए, सीटीएक्स-क्षतिग्रस्त टीए मांसपेशियों की पुनर्योजी प्रक्रिया को तेज कर दिया। दरअसल, क्षति शुरू होने के 7 दिन बाद, टॉरिन के उच्च स्तर की उपस्थिति में, हमने सूजन घुसपैठ और फाइब्रोसिस की कम मात्रा देखी, और पुनर्जीवित करने वाले फाइबर वाहन-उपचारित नियंत्रण मांसपेशियों की तुलना में बड़े दिखाई दिए। यह प्रभाव एनाबॉलिक मार्गों के टॉरिन-निर्भर उत्तेजना द्वारा मध्यस्थ प्रतीत होता है, जैसा कि कैटोबोलिक प्रक्रियाओं के मॉड्यूलेशन पर प्रभाव के बजाय फॉस्फोमटीओआर के बढ़े हुए स्तर द्वारा प्रदर्शित होता है; वास्तव में, हालांकि अन्य कैटोबोलिक मार्गों के सक्रियण को बाहर नहीं किया जा सकता है, यूबिकिटिन लिगेज एट्रोगिन -1 को टॉरिन द्वारा महत्वपूर्ण रूप से संशोधित नहीं किया गया है। सामान्य तौर पर, कंकाल की मांसपेशियों के पुनर्जनन की गारंटी उपग्रह कोशिकाओं की उपस्थिति से होती है, जिनकी संख्या और गतिविधि उम्र बढ़ने के दौरान काफी कम हो जाती है [69]। यह प्रदर्शित किया गया है कि उम्र बढ़ने के साथ प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया में परिवर्तन, जिसे इम्यूनोसेन्सेंस के रूप में जाना जाता है, कंकाल की मांसपेशियों की बाधित पुनर्योजी क्षमता से संबंधित मुख्य कारणों में से एक है [70]। वास्तव में, इम्यूनोसेन्सेंस एक पुरानी निम्न-श्रेणी की सूजन की स्थिति के विकास को बढ़ावा देता है, जो सैटेलाइट सेल प्रसार और/या गतिविधि को बदल सकता है, जिससे मरम्मत क्षमता की हानि में योगदान होता है [69]। इस प्रकार, हमने सत्यापित किया कि क्या कंकाल की मांसपेशी पुनर्जनन पर टॉरिन का सकारात्मक प्रभाव सूजन की स्थिति के मॉड्यूलेशन द्वारा मध्यस्थ था। यहां, हमने दिखाया कि पुरानी घायल मांसपेशियों में मौजूद मैक्रोफेज की उच्च संख्या टॉरिन की उपस्थिति में काफी कम हो गई थी। यह प्रभाव एनएफ-केबी सिग्नलिंग द्वारा मध्यस्थ प्रतीत होता है क्योंकि हमने दिखाया है कि टॉरिन-उपचारित वृद्ध चूहों में सीटीएक्स-घायल मांसपेशियों में इसका ऊंचा स्तर कम हो गया था। ये डेटा इन विट्रो प्रायोगिक मॉडल [33] में हमने पहले जो प्रदर्शित किया है, उसके अनुरूप हैं और एनएफ-केबी के निषेध के माध्यम से, कम से कम आंशिक रूप से अपना प्रभाव डालने वाले एक विरोधी भड़काऊ अणु के रूप में टॉरिन की भूमिका के अनुरूप हैं। सक्रियण [71]। विशेष रूप से, यह प्रदर्शित किया गया है कि टॉरिन सूजन से ऊतक क्षति की रक्षा कर सकता है क्योंकि इसका अमीनो समूह सूजन कोशिकाओं द्वारा उत्पन्न हाइपोक्लोरस एसिड को बेअसर कर सकता है, साइटोकिन्स के उत्पादन को कम कर सकता है, और अंत में, प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को कम कर सकता है [72,73]। वृद्ध मांसपेशियों की विशेषता वाली पुरानी निम्न-श्रेणी की सूजन की स्थिति कैटोबोलिक मार्गों और माइटोकॉन्ड्रियल डिसफंक्शन की उत्तेजना पर महत्वपूर्ण प्रभाव डाल सकती है, जो सार्कोपेनिया की शुरुआत में योगदान करती है [74]। इस संदर्भ में, ट्रांसक्रिप्शनल को-एक्टिवेटर पीजीसी-1 उम्र बढ़ने के दौरान कंकाल की मांसपेशियों की गिरावट में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता प्रतीत होता है। वास्तव में, यह बताया गया है कि पीजीसी -1 सूजन प्रतिक्रिया में एक सुरक्षात्मक भूमिका निभाता है, प्रिनफ्लेमेटरी साइटोकिन उत्पादन को कम करता है और अंतर्जात एंटीऑक्सीडेंट प्रोटीन की अभिव्यक्ति के लिए एक नियामक तंत्र लागू करता है; इसके अलावा, यह मांसपेशियों के कार्य, मायोफाइबर आकृति विज्ञान और अखंडता में सुधार कर सकता है, जो फाइबर की मरम्मत और पुनर्जनन में इसकी संभावित भूमिका का सुझाव देता है। इसके अतिरिक्त, MEF2C प्रतिलेखन कारक के सहयोग से, PGC -1 को कंकाल मांसपेशी फाइबर-प्रकार के भेदभाव को विनियमित करने के लिए दिखाया गया है, जो ग्लाइकोलाइटिक फाइबर से अधिक प्रतिरोधी ऑक्सीडेटिव फाइबर में स्विच को बढ़ावा देता है [56,57]। यहां, हमने दिखाया कि, क्षति की अनुपस्थिति में, युवा जानवरों की तुलना में बूढ़े चूहों के टीए मांसपेशी अर्क में पीजीसी -1 स्तरों में कोई बदलाव नहीं हुआ और एमईएफ2सी स्तरों में केवल मामूली कमी पाई गई; हालाँकि, टॉरिन की उपस्थिति में उनकी अभिव्यक्ति में काफी वृद्धि हुई थी, जो युवा समूह की टीए मांसपेशियों में पाए जाने वाले स्तर तक पहुंच गई थी। इसके अलावा, हमारे परिणामों से पता चला है कि टॉरिन कुल एमएचसी (एमएफ20) और धीमी-एमएचसी और तेज-एमएचसी आइसोफॉर्म के स्तर को बढ़ाता है, जो ऑक्सीडेटिव, अधिक प्रतिरोधी, फेनोटाइप की ओर वृद्ध कंकाल मांसपेशी फाइबर के चयापचय बदलाव में इसकी संभावित भूमिका का सुझाव देता है। 29]. इन आंकड़ों से पता चलता है कि वृद्ध चूहों के कंकाल की मांसपेशी होमियोस्टैसिस पर टॉरिन के सकारात्मक प्रभाव को पीजीसी 1- /MEF2C मार्ग की उत्तेजना द्वारा मध्यस्थ किया जा सकता है, जो ऑक्सीडेटिव फेनोटाइप की ओर मायोफाइबर के संभावित चयापचय बदलाव को बढ़ावा देता है और अधिक को संरक्षित करता है। अतिसंवेदनशील ग्लाइकोलाइटिक फाइबर।

ऑक्सीडेंट के ऊंचे स्तर [40,75,76] के संपर्क में आने वाले ऊतकों में टॉरिन विशेष रूप से उच्च सांद्रता में पाया गया है, और इसने हमें यह मूल्यांकन करने के लिए प्रेरित किया कि क्या वृद्ध कंकाल की मांसपेशी होमियोस्टैसिस पर टॉरिन का देखा गया सकारात्मक प्रभाव ऑक्सीडेटिव तनाव के मॉड्यूलेशन से संबंधित था। . कंकाल की मांसपेशी ऊतक में आरओएस उत्पादन का एक महत्वपूर्ण मध्यस्थ जीपी91फॉक्स प्रोटीन है, जो एनओएक्स2 कॉम्प्लेक्स के उत्प्रेरक सबयूनिट का प्रतिनिधित्व करता है और इसे डिस्ट्रोफिक स्थितियों में अतिरंजित होने के लिए भी जाना जाता है [62,63,77-79]। इस प्रकार, हमने अपने प्रयोगात्मक मॉडल में Gp91phox प्रोटीन का विश्लेषण किया, जिससे पता चला कि इसका स्तर, जबकि युवा चूहों की तुलना में बूढ़े चूहों में दृढ़ता से अपग्रेड किया गया था, टॉरिन की उपस्थिति में काफी कम हो गया है। NOX2-निर्भर O2 − उत्पादन का NADPH की उपलब्धता के साथ गहरा संबंध है, हालांकि यह सब्सट्रेट ROS को निष्क्रिय करने में योगदान देने वाले एंटीऑक्सीडेंट सिस्टम का भी हिस्सा है। इस संदर्भ में, NADPH के सेलुलर स्तर के रखरखाव में शामिल महत्वपूर्ण एंजाइमों में से एक G6PD है, जिसमें कंकाल की मांसपेशी में प्रो- या एंटीऑक्सीडेंट गतिविधि होती है [65]। यहां, हमने बताया कि बूढ़े चूहों में देखा गया G6PD का बढ़ा हुआ स्तर टॉरिन की उपस्थिति में काफी कम हो गया है, जो वृद्ध कंकाल की मांसपेशियों में NOX पर निर्भर ROS उत्पादन के एक शक्तिशाली न्यूनाधिक के रूप में टॉरिन की भूमिका का समर्थन करता है। इस परिकल्पना की पुष्टि के रूप में, हमने दिखाया कि टॉरिन की उच्च खुराक के साथ उपचार से पुरानी मांसपेशियों में आरओएस का संचय (पूरक सामग्री देखें) काफी कम हो गया था। इस प्रभाव के साथ एचएनई प्रोटीन एडिक्ट्स का गठन भी कम हो गया, जिन्हें लिपिड पेरोक्सीडेशन और परिवर्तित सेलुलर रेडॉक्स होमियोस्टेसिस का मार्कर माना जाता है। हमने यह भी दिखाया कि वृद्ध कंकाल की मांसपेशियों में अंतर्जात एंटीऑक्सीडेंट प्रतिक्रिया टॉरिन की उपस्थिति में नियंत्रित होती है, जैसा कि एसओडी1, जीपीएक्स1 और सीएटी जैसे महत्वपूर्ण एंटी-ऑक्सीडेंट प्रभावकों के विश्लेषण से पता चला है। दरअसल, पुराने चूहों की टीए मांसपेशी के अर्क में पाए जाने वाले इन अणुओं का उच्च स्तर टॉरिन प्रशासन के बाद कम हो गया था।

प्र. 5। निष्कर्ष

सामूहिक रूप से, हमारे परिणाम बताते हैं कि, वृद्ध मांसपेशियों में, टॉरिन प्रशासन कंकाल की मांसपेशियों के पुनर्जनन में उम्र बढ़ने की बाधा का प्रतिकार करता है, पुरानी सूजन के निम्न स्तर को कम करता है, और ऑक्सीडेटिव तनाव के उच्च स्तर को कम करता है। हालाँकि इन प्रभावों के अंतर्निहित आणविक तंत्र को पूरी तरह से स्पष्ट नहीं किया गया है, हमारा डेटा दर्शाता है कि टॉरिन प्रशासन सूक्ष्म वातावरण में सुधार करता है जो कंकाल की मांसपेशी होमियोस्टैसिस के रखरखाव की अनुमति देता है और उम्र बढ़ने की प्रक्रिया का प्रतिकार करता है।

पूरक सामग्री:टीए क्रॉस-सेक्शन के प्रतिनिधि माइक्रोग्राफ, सीएम-एच2डीसीएफडीए और (बी) प्रतिदीप्ति तीव्रता की मात्रा का उपयोग करके आरओएस स्तर दिखाते हैं। सांख्यिकीय विश्लेषण एक-तरफ़ा एनोवा एकाधिक तुलनाओं, *** पी < 0.001, एन=3 चूहों प्रति समूह का उपयोग करके किया गया था।

लेखक का योगदान:संकल्पना, बीएमएस; कार्यप्रणाली, एबी, एसएस, ईएल, और बीएमएस; डेटा विश्लेषण, एबी, ईएल, और डीएफ; सत्यापन, बीएमएस, जीडी, और जीएस; लेखन-मूल मसौदा तैयार करना, बीएमएस; पांडुलिपि, डीएफ, जीएस, एलटी और जीडी की आलोचनात्मक समीक्षा; फंडिंग अधिग्रहण, बीएमएस सभी लेखकों ने पांडुलिपि के प्रकाशित संस्करण को पढ़ लिया है और उससे सहमत हैं।

अनुदान: इस काम को बीएमएस को प्रोगेटो डि रिसेर्का डि इंटरेसे डि एटेनियो-लिनिया डी.3.2, एनो 2015, यूनिवर्सिटा कैटोलिका डेल सैक्रो कुओर द्वारा समर्थित किया गया था। यूनिवर्सिटा कैटोलिका डेल सैक्रो कुओर ने इस शोध परियोजना और इसके प्रकाशन के वित्तपोषण में योगदान दिया।

संस्थागत समीक्षा बोर्ड वक्तव्य:पशु अध्ययन प्रोटोकॉल को इतालवी स्वास्थ्य मंत्रालय (मिनिस्टेरो डेला सैल्यूट) (एन. 150/2017-पीआर दिनांक 13 दिसंबर 2017 को) द्वारा अनुमोदित किया गया था।

स्वीकृतियाँ: लेखक मारिया टेरेसा विस्कोमी को एचएनई एंटीबॉडी प्रदान करने के लिए और फिलिपो बियामोंटे, गैब्रिएला प्रोएटी और फ्रांसेस्का फोर्ट को उनके तकनीकी समर्थन के लिए धन्यवाद देते हैं।

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