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HBOT inibisce la disfunzione mitocondriale e l'autofagia e protegge le cellule del miocardio


Gli studi hanno dimostrato che l'ossigenoterapia iperbarica (HBOT) migliora la funzione cardiaca principalmente riducendo lo stress da ossigeno, regolando il metabolismo energetico e inibendo l'apoptosi cellulare.

1. Valutazione degli effetti cardioprotettivi dell'HBOT

Gli effetti cardioprotettivi dell'HBOT sono valutati principalmente da ELISA, sonde fluorescenti, microscopia elettronica a trasmissione e PCR quantitativa a trascrizione inversa (RT-qPCR).

Come osservato con il microscopio elettronico a trasmissione, l'utilizzo di una camera iperbarica da 0,25 MPa per l'HBOT per 14 giorni (una volta al giorno) ha migliorato la morfologia mitocondriale e ridotto il numero di vescicole autofagiche.

HBOT ha aumentato significativamente i livelli di apertura di ATP, ADP, carica energetica e pori di transizione di permeabilità mitocondriale, ma ha ridotto i livelli di AMP, citocromo c e specie reattive dell'ossigeno, che è stato determinato utilizzando RT qPCR o immunoistochimica. Inoltre, l'HBOT ha aumentato significativamente i livelli di espressione del gene o della proteina di eIF4E proteina di legame 1, bersaglio dei mammiferi di rapamicina (mTOR), DNA mitocondriale, subunità 1 della NADH deidrogenasi, mitofusina 1 e mitofusina 2, mentre riduceva i livelli di espressione del gene o della proteina di 5 correlato all'autofagia (Atg5), citocromo c, proteina 1 correlata alla motilità, E p53.

2. I dati mostrano gli aspetti benefici dell'HBOT per il trattamento del MIRI

I dati sono espressi come media ± SD (n = 5). * P <0,05; ** P <0,01; *** P <0,001.

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1. L'effetto di HBOT sui livelli di espressione di ATP, ADP, AMP e citocromo c ed EC nel tessuto di infarto del miocardio.

(ABD) ATP, ADP, EC sono determinati nel gruppo Sham, nel gruppo IR e nel gruppo HBO.

(CE) Usa il kit ELISA per rilevare nel gruppo Sham, nel gruppo IR e nel gruppo HBO

HBO, ossigeno iperbarico; CE, carica di energia; IR, ischemia/riperfusione.

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2. l'effetto di HBOT sul livello di apertura di ROS e mPTP nelle cellule del tessuto miocardico.

HBO, ossigeno iperbarico; ROS, specie reattive dell'ossigeno; mPTP, poro di transizione della permeabilità mitocondriale; IR, ischemia/riperfusione; DHE, diidroetidio.


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3. l'effetto di HBOT sull'ultrastruttura del miocardio.


(A) Fotomicrografie rappresentative del tessuto miocardico nel gruppo Sham, nel gruppo IR e nel gruppo HBO. I mitocondri nel gruppo Sham erano normali e non sono state osservate vescicole autofagiche. Rispetto al gruppo Sham, nel gruppo IR sono stati osservati danni significativi ai mitocondri e un aumento del numero di vacuoli autofagici. Rispetto al gruppo IR, nel gruppo HBO sono stati osservati solo danni minori ai mitocondri e una diminuzione del numero di vescicole autofagiche (cambiamenti del cerchio concentrico). Le frecce gialle indicano vescicole autofagiche.

(B) Semiquantificazione del numero di vescicole autofagiche nel gruppo Sham, nel gruppo IR e nel gruppo HBO (n = 5).

IR, ischemia/riperfusione; HBO,ossigeno iperbarico.

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4. L'effetto dell'HBOT sui livelli di espressione di 4E-BP1, Atg5 e mTOR nel tessuto miocardico.

(A) Colatura immunoistochimica delle sezioni miocardiche per rilevare i livelli di espressione di 4E-BP1, Atg5 e mTOR nel gruppo Sham, nel gruppo IR e nel gruppo HBO. Il nucleo era macchiato di blu e la proteina bersaglio era macchiata di marrone.

Semiquantificazione dei livelli di espressione (B) 4E-BP1, (C) Atg5 e (D) mTOR nel gruppo Sham, nel gruppo IR e nel gruppo HBO. I dati sono normalizzati al gruppo Sham ed espressi come percentuali.

IR, ischemia/riperfusione; HBO, ossigeno iperbarico; Atg5, 5 correlato all'autofagia; 4E-BP1, proteina di legame del fattore di inizio eucariotico 4E 1; mTOR, bersaglio dei mammiferi della rapamicina.

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5. l'effetto di HBOT sul numero di copia di mtDNA.

I dati sono normalizzati al gruppo Sham ed espressi come percentuali. MtDNA, DNA mitocondriale.

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6. Analisi statistica dei risultati quantitativi della PCR di trascrizione inversa.

(AE) L'effetto del pretrattamento HBO sui livelli di espressione dell'mRNA dei geni correlati alla dinamica mitocondriale: (A) ND1, (B) citocromo c, (C) Drp1, (D) mfn1 e (E) Mfn2 nel gruppo Sham e nel gruppo IR E nel gruppo HBO.

L'effetto di HBOT sul livello di espressione dei geni correlati all'autofagia: (F) mTOR e (G) p53 erano nel gruppo Sham, IR e gruppo HBO.

HBO, ossigeno iperbarico; IR, ischemia/riperfusione; ND1, subunità NADH deidrogenasi 1; Drp1, proteina correlata alla dyneina 1; Mfn1, mitofusina 1; Mfn2, mitofusina 2.

In sintesi, è stato osservato che il trattamento HBOT protegge i cardiomiociti durante il danno da riperfusione dell'ischemia miocardica (MIRI) prevenendo la disfunzione mitocondriale e inibendo l'autofagia.

Pertanto, questi risultati forniscono nuove prove a sostegno dell'uso dell'HBOT come potenziale metodo di mitigazione del MIRI.

Cr: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32901878/



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