酸化的損傷と神経保護におけるニューロンとグリア細胞間のクロストーク パート 1
Mar 22, 2024
抽象的な：
酸化ストレスとそれに関連する脳疾患に対抗するために、抗酸化システムは活性酸素種を中和し、遺伝子制御を維持することによって神経細胞を酸化ストレスから救い出します。
抗酸化ストレスと記憶の関係は大きな関心事です。 現代生活では、私たちが直面しているストレスや環境汚染により、フリーラジカルや酸化ストレスの生成が悪化し、脳や記憶にダメージを与えるなど、私たちの体に悪影響を与える可能性があります。
ただし、これらの問題について心配する必要はありません。 科学者たちは、適切な抗酸化物質を提供することで、フリーラジカルの生成を効果的に減らし、酸化ストレスと戦うことができることを証明しました。 これは、記憶力を向上させるためのシンプルかつ効果的な方法を提供します。
さまざまな抗酸化物質が、酸化ストレスによって引き起こされる損傷から脳細胞を保護することが示されています。 これらの抗酸化物質には、ビタミン E、ビタミン C、カロテノイド、セレンなどが含まれます。 科学者たちは、私たちの体がこれらの抗酸化物質で満たされると、私たちの脳がフリーラジカルや酸化ストレスからの攻撃に対してより多く保護されると信じています。
さらに、適度な運動はフリーラジカルや酸化ストレスと戦うのにも役立ちます。 定期的な運動は酸素摂取量を改善し、血流を増加させ、抗酸化物質を生成する体の能力を高めます。 これらのプロセスは最終的に記憶力の向上に役立ち、集中力が高まり、物事をよりよく覚えられるようになります。
最後に、日常生活では、食事の組み合わせにも注意を払う必要があります。 フリーラジカルや酸化ストレスに対する抵抗力を高めるために、食事で適切な量のビタミン、ミネラル、食物繊維を摂取するようにする必要があります。 同時に、より有害な化合物の生成を避けるために、高脂肪食品や砂糖の過剰摂取を避ける必要があります。
つまり、抗酸化ストレスと記憶の関係は切り離せないのです。 適切な食事、運動、サプリメントによって記憶力を向上させることで、酸化ストレスによるダメージから脳を守り、より良い経験を生み出すことができます。 さあ、今から積極的に自分の体と記憶を守り、力と活力に満ちた人生を送りましょう！ 私たちは記憶力を向上させる必要があることが分かります。カンクサは多くのユニークな効果を持つ伝統的な漢方薬素材であり、そのうちの 1 つは記憶力の向上であるため、カンクサは記憶力を大幅に向上させることができます。 カンクサの効能は、タンニン酸、多糖類、フラボノイド配糖体などを含む多くの有効成分に由来します。これらの成分は、さまざまな経路を通じて脳の健康を促進します。
酸化ストレスと抗酸化メカニズムを理解するには、ニューロン、アストロサイト、ミクログリアなどの脳細胞間のコミュニケーションと相互作用を理解する必要があります。
ここでは、抗酸化防御機構と脳保護を維持するための、酸化損傷およびグリアニューロンクロストークに対するニューロンの保護におけるグリアの役割について概説します。
このレビューの最初の部分では、酸化ストレス下での脳の恒常性と抗酸化防御機構に必要な形態学的および生理学的変化におけるグリアの役割に焦点を当てます。 2 番目の部分では、酸化ストレスから保護するために脳内の酸化還元バランスを保つためのニューロンとグリアの間の重要なクロストークに焦点を当てます。
キーワード: ニューロンとグリアの相互作用。 星状細胞。 ミクログリア; 酸化損傷; 神経保護。
1. はじめに
脳は、その高い酸化代謝活動、活性酸素代謝物の激しい生成、弱い抗酸化能力、比較的高い脂質含量、高いエネルギー必要量、非複製神経細胞、および高い膜表面対細胞質比のため、酸化損傷に対して非常に敏感である。 。
その結果、酸化損傷は神経変性疾患を誘発します[1、2]。 具体的には、活性酸素種（ROS）は、フリーラジカルやその他の反応性分子の形成を誘導する、酸化促進剤と抗酸化剤の間の酸化還元不均衡を介して、脳細胞の損傷や機能低下に対する脆弱性を高めます。 酸化損傷後の神経保護とニューロンの救出に関する研究がいくつか行われています [3,4]。
新しい治療介入を開発し、酸化性脳損傷に起因する疾患を診断するには、脳細胞の生理学的機能と脳細胞間のクロストークを理解する必要があります。 アストロサイトは、ニューロンに栄養を供給し、血液脳関門の完全性を維持し、シナプス活動を調節し、細胞代謝産物を処理するため、脳の恒常性にとって重要です[5]。
ミクログリアは脳内でマクロファージとして機能し、脳内の障害に迅速に反応するため、重要です[6]。 アストロサイト、ミクログリア、その他の脳細胞間の相互作用を標的にすると、酸化損傷を停止または回復させることができ、その結果、神経保護が得られます。
バイオマーカーまたは神経画像を使用してグリア細胞シグナル伝達経路を検出する特定のグリア細胞に基づく診断アプローチは、神経機能不全のリスクにさらされている個人をより早期かつより正確に特定する可能性があり、これらのバイオマーカーにより、酸化性疾患の進行および/または回復のモニタリングが可能になる可能性があります。
この総説は、酸化ストレスに応答したアストロ サイトとミクログリアの生理学的役割と機能、ニューロンとの相互作用、およびそれらの神経保護能力についての現在の知識を要約しています。
2. 酸化ストレスに対する脳の脆弱性
酸化ストレスはさまざまなメカニズムによって誘発される可能性があり、神経細胞死や脳機能障害において重要な役割を果たし、アルツハイマー病 (AD)、パーキンソン病 (PD)、老化、その他の神経変性疾患などの神経変性疾患を誘発します [7-9]。
脳はニューロン活動を維持するために大量のアデノシン三リン酸 (ATP) を必要とし、循環グルコースの 25% 以上と総基礎酸素 (O2) の 20% 以上を消費します [10,11]。 しかし、グルコース消費は、高度な糖化最終産物の形成を通じてタンパク質を不活化することによって酸化ストレスを誘発する可能性があり、酸素利用により細胞呼吸中に内因性機構を介してROSおよび反応性窒素種（RNS）が生成される可能性がある[12、13]。
ROS/RNS の生成は主に酸化的リン酸化中に起こり、フリーラジカル生成の増加はニューロン死に重要な役割を果たします。 ROS/RNS の産生が抗酸化反応系の除去能力を超えると、広範なタンパク質分解、脂質酸化、DNA 変性が起こり、その後過剰な病理学的ニューロン損失を引き起こします [14,15]。
酸化的細胞死の主なメカニズムは、ROS の形成とミトコンドリアの機能不全です。
単一電子反応は、呼吸の望ましくない副産物として、または過剰な防御機構の結果として、反応性分子を生成します。 ROS/RNS には、一重項酸素、スーパーオキシドアニオン ラジカル、ヒドロキシル ラジカル、過酸化水素、窒素酸化物、およびペルオキシ亜硝酸アニオンが含まれます [16]。
これらの不安定な分子は細胞の脂質とタンパク質を破壊し、その結果、ニコチンアミドアデニン ジヌクレオチド リン酸 (NADPH) と電子伝達鎖を介して細胞内 ROS 産生を活性化します。 細胞膜を介して、NADPH は電子伝達のための電子供与体として使用され、最終的に酸素分子は ROS に還元されます [17]。
ミトコンドリアは、細胞内 ROS 産生の主要な部位であり、ROS 誘発性損傷の標的です。 呼吸鎖中の電子伝達が遅いと、ROS の生成が増加し、抗酸化システムに重大な損傷を与えます [18]。 ROS 産生による細胞死の二次的なメカニズムは、興奮毒性、鉄代謝、サイトカイン、ピロトーシス、ネクロトーシスです。
グルタミン酸の過剰な放出と Ca2+ の流入は、ニューロンにカルシウム過負荷と細胞内 Ca2+ 恒常性の障害を引き起こし、ROS 産生を引き起こして興奮毒性を強化する可能性があります [19]。鉄依存性の酸化ストレスも脳の機能低下を引き起こします。 鉄の過剰負荷により細胞の解毒システムが圧倒されると、鉄含有量（特に Fe2+）が増加し、フェントン反応を通じて H2O2 から OH への変換が促進され、それによって酸化ストレスが増幅されます [20]。
炎症細胞、免疫因子、ケモカインは、酸化ストレスを悪化させ、ニューロンに障害を与える有害な化合物やサイトカインを放出することがあります。酸化還元の安定性に重要なミクログリアは、NADPH オキシダーゼ (NOX) および一酸化窒素シンターゼ (NOS) 酵素を活性化し、一酸化窒素の産生の増加につながります。 ROS と RNS [21,22]。 アストロサイトはミクログリアの活性化と増殖を刺激し、脳内で多くの炎症性メディエーターを生成します。 パイロトーシスは、別のタイプの炎症性プログラム細胞死です。
細胞の熱分解を誘導するロイシンリッチリピート (NLR) ピリンドメイン含有 3 (NLRP3) インフラマソームシグナル伝達経路は、脳損傷時の ROS 生成によって引き起こされます [23]。 アストロサイトおよびミクログリアにおけるNLRP3インフラマソームの活性化は、炎症反応とニューロン死を誘発します[24]。 細胞内 ROS の蓄積により、タンパク質、グルコース、脂質、核酸が変化し、細胞の機能不全や死を引き起こす可能性があります。
腫瘍壊死因子 (TNF) 誘発性壊死症 (プログラム壊死) も ROS 生成を引き起こす可能性があります [25]。 酸化ストレスによる細胞死の病態生理学的メカニズムを図 1 に示します。
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