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.

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.

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.

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.

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.

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.

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/