Barwnik i droga podania
Indykaksantyna należy do betalain, barwników obecnych w owocach Opuntia ficus-indica. Allegra i współautorzy wyizolowali ją z miąższu żółtoowocowej odmiany i oczyścili chromatograficznie. W części farmakokinetycznej badania dorosłym samcom szczura Wistar podano jednorazowo 2 µmol związku na kilogram masy ciała. Następnie oznaczano pigment w homogenatach mózgu metodą HPLC. Przed pobraniem tkanki wykonywano perfuzję solą fizjologiczną, aby ograniczyć udział substancji pozostałej we krwi. [Allegra i wsp. 2015]
Pigment wykrywano po godzinie, najwyższy poziom uzyskano po 2,5 godziny, a po 4 godzinach przestawał być wykrywany w zastosowanym układzie. Te pomiary dokumentują obecność związku w tkance po podaniu doustnym i określają przebieg czasowy w tym modelu zwierzęcym. Publikacja opisuje osobno doświadczenie elektrofizjologiczne z inną drogą podania. [Allegra i wsp. 2015]
Odpowiedź pojedynczego neuronu
Aktywność neuronów hipokampa rejestrowano zewnątrzkomórkowo u znieczulonych szczurów. Wielokanałowa mikroelektroda pozwalała równocześnie podawać indykaksantynę w pobliżu rejestrowanej komórki metodą mikrojonoforezy. Dla trzech ilości związku analizowano po 10 neuronów. Autorzy oceniali częstość wyładowań, opóźnienie początku odpowiedzi oraz czas jej trwania. Kontrola z nośnikiem pozwalała ocenić wpływ samej procedury podawania. [Allegra i wsp. 2015]
Wraz ze zwiększaniem ilości podanego miejscowo związku rosło zahamowanie spontanicznych wyładowań w komórkach odpowiadających na zabieg. Przy najwyższej badanej ilości 0,34 ng na neuron istotny spadek częstości stwierdzono w 7 z 10 komórek. Powrót aktywności do poziomu wyjściowego stanowił warunek włączenia zapisu do analizy. Wynik dotyczy ostrej, miejscowej ekspozycji neuronów. [Allegra i wsp. 2015]
Glutaminian i hipoteza receptorowa
W kolejnym etapie glutaminian zwiększał częstość wyładowań, a równoczesna obecność indykaksantyny zmniejszała tę odpowiedź. Autorzy zestawili obserwację fizjologiczną z modelowaniem komputerowym oddziaływania barwnika z receptorem NMDA. Dokowanie wyznaczało możliwe miejsca i energetykę wiązania. Dostarczyło hipotezy molekularnej do dalszych doświadczeń receptorowych. [Allegra i wsp. 2015]
Wykrycie związku w mózgu po podaniu doustnym, zahamowanie wyładowań po mikrojonoforezie i wynik dokowania opisują trzy odrębne elementy pracy. Ich połączenie uzasadnia dalsze badanie mechanizmu. Ocena działania owoców w diecie człowieka wymagałaby bezpośrednich badań tej ekspozycji i odpowiednich punktów końcowych. Omawiana publikacja pozostaje badaniem przedklinicznym. [Allegra i wsp. 2015]
Opracowanie na podstawie publikacji naukowych. Zakres doświadczeń podano przy wynikach.
Indicaxanthin from Opuntia ficus-indica Crosses the Blood–Brain Barrier and Modulates Neuronal Bioelectric Activity in Rat Hippocampus at Dietary-Consistent Amounts
Allegra M., Carletti F., Gambino G., Tutone M., Attanzio A., Tesoriere L., Ferraro G., Sardo P., Almerico A. M., Livrea M. A., Indicaxanthin from Opuntia ficus-indica Crosses the Blood–Brain Barrier and Modulates Neuronal Bioelectric Activity in Rat Hippocampus at Dietary-Consistent Amounts, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2015, 63(33):7353-7360, doi: 10.1021/acs.jafc.5b02612
Badanie indykaksantyny u szczurów obejmujące oznaczenie barwnika w mózgu po podaniu doustnym, rejestrację neuronów hipokampa podczas miejscowej mikrojonoforezy oraz modelowanie oddziaływania z receptorem NMDA. Wyniki opisują farmakokinetykę i ostrą odpowiedź elektrofizjologiczną w modelu zwierzęcym.