Ginseng förbättrar minnet

Extrakt av amerikansk ginseng förbättrar minnet och rensning av cellulärt avfall hos åldrande råttor

Ett specifikt extrakt från roten av den amerikanska ginsengplantan skyddar hjärnans kopplingar och förbättrar minnet hos åldrande råttor. Forskare fann att detta botaniska tillskott stärker hjärnans naturliga cellulära avfallssystem, vilket hjälper neuroner att överleva åldrandets fysiska påfrestningar. Studien publicerades i tidskriften Alzheimer's & Dementia. 

När organismer blir äldre förlorar deras celler gradvis förmågan att rensa upp skadade eller felveckade proteiner. Denna biologiska nedgång är särskilt problematiskt i hjärnan, där celler måste leva en hel livstid. Neuroner är starkt beroende av ett mikroskopiskt avfallssystem för att bibehålla sin strukturella integritet och bearbeta information utan störningar. Det konsekventa avlägsnandet av äldre proteiner förhindrar cellulära blockeringar och gör att hjärnan kan ersätta slitna komponenter med fungerande delar.

I centrum för denna cellulära saneringsinsats finns organeller som kallas lysosomer. 

Dessa små, membranbundna strukturer fungerar som levande återvinningscentraler. De sväljer oönskat cellulärt skräp och använder en blandning av specialiserade sura enzymer för att bryta ner gamla proteiner till sina grundläggande byggstenar. 

När lysosomer inte fungerar korrekt när ett djur åldras, byggs avfallsmaterial upp inuti cellerna. Denna interna ansamling skadar så småningom de känsliga kopplingarna mellan hjärnceller, så kallade synapser. Synaptisk förlust är ett vanligt inslag i normalt biologiskt åldrande och en primär drivkraft för försämring av minnet vid neurodegenerativa tillstånd som Alzheimers sjukdom och Parkinsons sjukdom. 

Epidemiologisk forskning kopplar ofta växtbaserade dieter och specifika kosttillskott till bättre kognitivt åldrande. Baserat på dessa samband ville forskare vid University of North Carolina i Pembroke och University of North Carolina Wilmington testa om vissa botaniska extrakt direkt förändrar hjärnans interna avfallshantering.

Forskargruppen. ledd av biologen Michael F. Almeida tillsammans med neuroforskaren Ben A. Bahr, fokuserade på ett specifikt lysosomalt enzym som kallas katepsin B. Detta enzym fungerar som en molekylär strimlare som skär sönder skadliga proteiner innan de kan klumpa ihopa sig och orsaka synaptisk skada. Att öka aktiviteten hos detta enzym skulle teoretiskt sett kunna hålla hjärncellerna i optimal funktion även sent i livet. 

För att undersöka hur botaniska extrakt från kosten påverkar detta enzym skapade forskargruppen levande modeller av däggdjurshjärnor. De samlade in vävnad från hjärnan hos unga råttor, med särskilt fokus på hippocampus. Hippocampus är en region i hjärnan som är dedikerad till spatial navigering, inlärning och minne. Forskarna hängde upp vävnadssektioner i laboratorieskålar, vilket gjorde det möjligt för de neurala kretsarna att mogna och bilda stabila kopplingar liknande de som finns i en intakt hjärna. 

Forskarna exponerade sedan dessa hjärnkulturer för olika växtbaserade extrakt dagligen i tre dagar. De testade materialen inkluderade amerikansk ginseng, asiatisk ginseng, en indisk ört som heter bacopa, blåbärsextrakt och en förening som finns naturligt i ananas.

Efter behandlingarna mätte teamet de kemiska nivåerna av det aktiva katepsin B-enzymet inuti hjärnvävnaden. Ananasföreningen hade absolut ingen inverkan på nivån av det lysosomala enzymet, och både asiatisk ginseng och blåbärsextrakt ökade det proteolytiska enzymet med endast måttliga mängder.   

Amerikansk ginseng och bacopa ökade mängden aktivt katepsin B kraftigt med mer än två hundra procent. Forskarna undersökte sedan molekylära markörer för synaptisk hälsa. De fann en direkt korrelation mellan de förhöjda nivåerna av enzymet som hanterar avfallssystemet och ökade mängder strukturella proteiner som utgör både den sändande och mottagande änden av neuronala synapser. 

Amerikansk ginseng utmärkte sig som det mest effektiva botaniska tillskottet i dessa laboratorieexperiment. De biologiska data avslöjade ett starkt linjärt samband mellan de amerikanska ginsengproverna. Analysen visade att när nivåerna av katepsin B ökade, förbättrades de synaptiska markörerna i takt med det. 

Därefter testade teamet om amerikansk ginseng aktivt kunde skydda hjärnceller mot akuta kemiska påfrestningar och åldersrelaterade skador. De stressade avsiktligt hjärnskivorna i laboratoriet med hjälp av en kemikalie som kallas klorokin. Denna förening kommer in i cellerna och hämmar lysosomfunktionen, vilket direkt efterliknar den cellulära avfallsuppbyggnaden och synaptiska försämringen som ses vid avancerat åldrande. 

Obehandlde hjärnskivor som exponerats för klorokin förutsägbart ungefär hälften av sina synaptiska proteiner under testperioden. Omvänt behöll hjärnvävnader som förbehandlats med amerikansk ginseng innan de fick den kemiska stressfaktorn sin övergripande strukturella integritet. Det botaniska extraktet förhindrade helt förlusten av synaptiska markörer, vilket visar en skyddande egenskap mot strukturell hjärnnedgång.

Forskarna teoretiserar att åldrande begränsar hjärnans förmåga att upprätthålla ett balanserat kemiskt tillstånd, vilket gör att felveckade proteiner klumpar ihop sig. De resulterande klumparna blockerar fysiskt nervcellernas interna transportbanor och utsätter slutligen synapser för nödvändigt material. Genom att öka lysosomal matsmältning innan dessa blockeringar allvarligt skadar cellen, kunde botaniska föreningar stoppa nedgången innan hjärncellerna börjar dö. 

Forskarna ville se om dessa observerbara cellulära förändringar ledde till faktiska förbättringar av inlärning och minne. För att göra detta organiserade de en liten studie med levande, beteende djur. De delade in honråttor av Fisher i tre distinkta åldersgrupper: unga - tre månader gamla, medelålders - tolv månader gamla och gamla och äldre  - tjugo månader gamla. Att ha uppnått tjugomånader representerar en betydligt högre ålder för denna art, ungefär detsamma som äldre medborgare av människor. 

Hälften av råttorna i varje åldersgrupp åt en specialiserade pellets som innehöll amerikansk ginseng-extrakt i sex veckor. Den andra hälften fick standard måltider.

Därefter genomförde råttorna en passivt undvikande uppgift, ett standardiserat beteendetest utformat för att mäta lärande och minnesretention baserat på rädsla. 

I detta test utforskar gnagare ett hölje med en starkt upplyst kammare och en mörk kammare. När de går in i den mörka kammaren får de en mild fotchock. Nästa dag mäter forskarna hur lång tid det tar för råttorna att komma in i den mörka kammaren igen. 

Råttor med friska minnen minns lätt chocken och väljer att stanna kvar i det starkt upplysta rummet, trots deras naturliga preferens för mörker. Råttor som har avancerade kognitiva brister glömmer den tidigare negativa upplevelsen eller misslyckas med att associera platsen med hotet på rätt sätt, vilket får dem att vandra tillbaka in i det mörka rummet relativt snabbt. 

Unga råttor mindes lätt chocken och undvek helt det mörka rummet. De äldre råttorna på standarddieter uppvisade anmärkningsvärda brister i minnet och återvände till den mörka kammaren mycket tidigare än sina yngre motsvarigheter. 

De äldre råttorna som fick amerikansk ginseng-extrakt presterade dubbelt så bra på minnestestet jämfört med den äldre kontrollgruppen. Medan resultaten i de yngre grupperna inte var statistiskt signifikant på grund av deras höga prestanda vid baslinjen, upplevde de äldsta djuren en uttalad kognitiv fördel. 

Forskarna analyserade hjärnvävnaden från dessa djur för att förstå de underliggande molekylära förändringarna. De kartlade proteinerna som fanns i djurens hippocampus och identifierade förändringar i specifika biologiska vägar. De äldre råttorna som åt ginseng-dieten visade förbättrade proteinprofiler relaterade till autofagi-lysosomala systemet och cellulära stressreaktioner. 

Även om dessa resultat tyder på en biologisk mekanism för hur växtbaserade näringsämnen bidrar till hjärnhälsan, har den experimentella tidslinjen och urvalsstorlekarna begränsningar. Experimentet med levande djur var en liten studie som endast omfattade tre råttor per experimentgrupp. Denna begränsade urvalsstorlek innebär att beteenderesultaten representerar ett initialt bevis på konceptet snarare än en definitiv behandlingsmodell. 

Resultaten är också helt begränsade till djurmodeller och vävnadskulturer i ett laboratorium.

Extrakt och fysiologiska reaktioner hos gnagare representerar inte direkt hur mänskliga kroppar metaboliserar och använder exakt samma föreningar. 

Framtida kemiska undersökningar kommer att vara nödvändiga för att identifiera de exakta aktiva molekylerna i den amerikanska ginsengroten som ansvarar för att öka lysosomala enzymer.  Att fastställa de exakta bioaktiva komponenterna kan så småningom göra det möjligt för forskare att utveckla riktade behandlingar eller förfinade kostrekommendationer för att hjälpa mänskliga patienter att bibehålla kognitiv hälsa när de åldras. 

https://www.psypost.org/american-ginseng-extract-improves-memory-and-clearing-of-cellular-waste-in-aging/?utm_source=dlvr.it&utm_medium=linkedin