Studien
Studientracker
Fluoridexposition induziert oxidative Schäden in primären Astrozyten von SD-Ratten und Veränderungen in der Expression von α-Synuclein und dessen Wirkung auf den Nrf2-NQO1/HO-1-Signalweg.Abstract
Original-Abstract online unter
https://link.springer.com/article/10.1007/s10863-026-10128-8
Langfristig übermäßige Fluoridaufnahme führt zu einer Anreicherung im Hirngewebe, was neuronale Degeneration und Funktionsstörungen des Nervensystems verursacht. Dieser Mechanismus steht in engem Zusammenhang mit erhöhtem oxidativem Stress. α -Synuclein ( α -Syn) wird in präsynaptischen Nervenendigungen exprimiert. Unter dem Einfluss von Umweltgiften oder oxidativem Stress verändert sich seine Expression, und es faltet sich fehl zu Oligomeren und Aggregaten, die zytotoxisch wirken und oxidative Zellschäden verursachen. Der Nrf2-NAD(P)H:Chinon-Oxidoreduktase-1 (NQO1)/Hämoxygenase-1 (HO-1)-Signalweg ist ein wichtiges zelluläres System zur Regulation oxidativer Schäden, dessen Kernkinase hauptsächlich in Astrozyten des Gehirns exprimiert wird. Ziel dieser Studie ist es, die Auswirkungen von Fluorid auf den oxidativen Stress in Astrozyten und die Expression von α -Syn innerhalb des Nrf2-NQO1/HO-1-Signalwegs zu untersuchen. Primäre Astrozyten wurden mit extrazellulären α- Synuclein-Präfibrillen ( α- SP) in Kombination mit Fluorid behandelt . Die Ergebnisse zeigten, dass Fluorid die reaktive Aktivierung primärer Astrozyten induzierte, den Spiegel reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) erhöhte, die Aktivität von Superoxiddismutase (SOD) und Katalase (CAT) verringerte und die Proteinexpression im Nrf2-NQO1/HO-1-Signalweg hochregulierte. α -SP verursachte oxidativen Stress in primären Astrozyten und verstärkte die durch Fluorid induzierten oxidativen Schäden. Diese Befunde tragen wesentlich zum besseren Verständnis der Mechanismen bei, die der mit chronischer Fluorose verbundenen Hirnschädigung zugrunde liegen.
Dies ist eine Vorschau der Abonnementinhalte. Melden Sie sich über Ihre Institution an, um den Zugriff zu prüfen.
Datenverfügbarkeit
Daten werden auf Anfrage zur Verfügung gestellt.
Referenzen
-
Baxter PS, Hardingham GE (2016) Adaptive Regulation der antioxidativen Abwehrmechanismen des Gehirns durch Neuronen und Astrozyten. Free Radic Biol Med 100:147–152. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2016.06.027
-
Cheng M, Yuan C, Ju Y et al. (2024) Quercetin mildert oxidativen Stress und Apoptose im Hirngewebe von APP/PS1-doppeltransgenen AD-Mäusen durch Regulation des Keap1/Nrf2/HO-1-Signalwegs und verbessert so kognitive Beeinträchtigungen. Behav Neurol 2024:5698119. https://doi.org/10.1155/2024/5698119
-
Cuadrado A, Rojo AI, Wells G et al. (2019) Therapeutische Zielsetzung der NRF2- und KEAP1-Interaktion bei chronischen Erkrankungen. Nat Rev Drug Discov 18(4):295–317. https://doi.org/10.1038/s41573-018-0008-x
-
Dec K, Łukomska A, Maciejewska D et al. (2017) Der Einfluss von Fluor auf Störungen der Homöostase im Zentralnervensystem. Biol Trace Elem Res 177(2):224–234. https://doi.org/10.1007/s12011-016-0871-4
-
Dondossola ER, Pacheco SD, Visentin SC et al. (2022) Längere Fluoridexposition verändert die Neurotransmission und den oxidativen Stress im Zebrafischgehirn. Neurotoxicology 89:92–98. https://doi.org/10.1016/j.neuro.2022.01.008
-
Johnston NR, Strobel SA (2020) Grundlagen der Fluoridtoxizität und der zellulären Reaktion: eine Übersicht. Arch Toxicol 94(4):1051–1069. https://doi.org/10.1007/s00204-020-02687-5
-
Khandare AL, Gourineni SR, Validandi V (2017) Zahnfluorose, Ernährungsstatus, Nierenschädigung und Schilddrüsenfunktion sowie Knochenstoffwechselindikatoren bei Schulkindern in fluoridbelasteten Berggebieten des Distrikts Doda, Jammu und Kaschmir, Indien. Environ Monit Assess 189(11):579. https://doi.org/10.1007/s10661-017-6288-5
-
Kocak Y, Oto G, Huyut Z et al. (2023) Auswirkungen von Fluorid auf oxidative DNA-Schäden, den Stickoxidspiegel, die Lipidperoxidation und die Cholinesteraseaktivität in einem Rotenon-induzierten experimentellen Parkinson-Modell. Neurol Res 45(11):979–987. https://doi.org/10.1080/01616412.2023.2257452
-
Kumar S, Swamy RS, Bhushan R et al (2024) Molekulare und immunhistochemische Veränderungen bei fluoridinduzierten neurologischen Beeinträchtigungen adulter Ratten. J Trace Elem Med Biol 86:127511. https://doi.org/10.1016/j.jtemb.2024.127511
-
Kustrimovic N, Marino F, Cosentino M (2019) Periphere Immunität, Immunaging und Neuroinflammation bei Morbus Parkinson. Curr Med Chem 26(20):3719–3753. https://doi.org/10.2174/0929867325666181009161048
-
Lai C, Chen Q, Ding Y et al. (2020) Emodin schützt SH-SY5Y-Zellen vor durch Fluorid induzierten synaptischen Schäden und oxidativem Stress durch Modulation des ERK1/2/Nrf2/HO-1-Signalwegs. Environ Toxicol 35(9):922–929. https://doi.org/10.1002/tox.22928
-
Lee HJ, Suk JE, Patrick C et al. (2010) Direkter Transfer von α-Synuclein von Neuronen zu Astroglia verursacht Entzündungsreaktionen bei Synucleinopathien. J Biol Chem 285(12):9262–9272. https://doi.org/10.1074/jbc.M109.081125
-
Loria F, Vargas JY, Bousset L et al (2017) β-Synuclein-Transfer zwischen Neuronen und Astrozyten deutet darauf hin, dass Astrozyten eher am Abbau als an der Ausbreitung beteiligt sind. Acta Neuropathol 134(5):789–808. https://doi.org/10.1007/s00401-017-1746-2
-
Lou DD, Guan ZZ, Liu YJ et al. (2013) Der Einfluss chronischer Fluorose auf die mitochondriale Dynamik, Morphologie und Verteilung in kortikalen Neuronen des Rattenhirns. Arch Toxicol 87(3):449–457. https://doi.org/10.1007/s00204-012-0942-z
-
Meade RM, Fairlie DP, Mason JM (2019) Alpha-Synuclein-Struktur und Morbus Parkinson – Erkenntnisse und neue Prinzipien. Mol Neurodegener 14(1):29. Veröffentlicht am 22. Juli 2019. https://doi.org/10.1186/s13024-019-0329-1
-
Mondal P, Shaw P, Dey Bhowmik A et al. (2021) Kombinierte Wirkung von Arsen und Fluorid in umweltrelevanten Konzentrationen auf das Gehirn von Zebrafischen ( Danio rerio ): Veränderungen der Stressmarker- und Apoptose-Genexpression. Chemosphere 269:128678. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.128678
-
Fang L, Xia C, Li S, Xiao L, Jin H (2021) Osteosklerose und Osteoporose – unterschiedliche Knochenschädigungen aufgrund des erhöhten Knochenumsatzes bei Skelettfluorose: eine Fallstudie am Femurkopf. Pathology. Online veröffentlicht am 3. April. https://doi.org/10.1016/j.pathol.2020.11.014
-
Oyagbemi AA, Adebiyi OE, Adigun KO et al. (2020) Clofibrat, ein PPAR-β-Agonist, hebt die durch Natriumfluorid induzierte Neuroinflammation, den oxidativen Stress und die motorische Inkoordination durch Modulation der GFAP/Iba-1/Anti-Calbindin-Signalwege auf. Environ Toxicol 35(2):242–253. https://doi.org/10.1002/tox.22861
-
Panneerselvam L, Raghunath A, Sundarraj K, Perumal E (2019) Akute Fluoridexposition verändert myokardiale Redox- und Entzündungsmarker bei Ratten. Mol Biol Rep 46(6):6155–6164. https://doi.org/10.1007/s11033-019-05050-9
-
Raj A, Kaushal A, Datta I (2022) Einfluss von monomerem und aggregiertem Wildtyp- und A30P/A53T-Doppelmutanten-β-Synuclein auf antioxidative Mechanismen und das Glutamat-Stoffwechselprofil kultivierter Astrozyten. J Neurosci Res 100(2):681–706. https://doi.org/10.1002/jnr.24994
-
Ran LY, Xiang J, Zeng XX et al. (2021) Eine integrierte Transkriptom- und Proteomanalyse deutet darauf hin, dass die Neurotoxizität bei Ratten mit chronischer Fluorose mit einem veränderten cholinergen Signalweg und oxidativem Stress zusammenhängen könnte. J Trace Elem Med Biol 64:126688. https://doi.org/10.1016/j.jtemb.2020.126688
-
Reddy YP, Tiwari S, Tomar LK et al. (2021) Fluorid-induzierte Expression neuroinflammatorischer Marker und neurophysiologische Regulation im Gehirn des Wistar-Rattenmodells. Biol Trace Elem Res 199(7):2621–2626. https://doi.org/10.1007/s12011-020-02362-x
-
Sharma C, Suhalka P, Bhatnagar M (2018) Curcumin und Resveratrol schützen das kortiko-hippocampale System vor chronischer fluoridinduzierter Neurodegeneration und verbessern den Abruf von Erinnerungen. Int J Neurosci 128(11):1007–1021. https://doi.org/10.1080/00207454.2018.1458727
-
Song C, Heping H, Shen Y et al (2020) AMPK/p38/Nrf2-Aktivierung als schützender Feedback-Mechanismus zur Hemmung von oxidativem Stress und Entzündungen in mit Natriumfluorid stimulierten Mikroglia. Chemosphere 244:125495. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.125495
-
Soto C, Pritzkow S (2018) Proteinfehlfaltung, Aggregation und Konformationsspannungen bei neurodegenerativen Erkrankungen. Nat Neurosci 21(10):1332–1340. https://doi.org/10.1038/s41593-018-0235-9
-
Tang Z, Lai CC, Luo J et al. (2021) Mangiferin verhindert die durch überschüssiges Fluorid in SH-SY5Y-Zellen verursachte Beeinträchtigung der mitochondrialen Dynamik und den Anstieg des oxidativen Stresses. J Biochem Mol Toxicol 35(4):e22705. https://doi.org/10.1002/jbt.22705
-
Uruno A, Yamamoto M (2023) Das KEAP1-NRF2-System und neurodegenerative Erkrankungen. Antioxid Redox Signal 38(13–15):974–988. https://doi.org/10.1089/ars.2023.0234
-
Wang C, Liang LL, Ye L et al (2021) Expression von GFAP, β-Tubulin III und Synaptophosin sowie Interventionseffekte von Chondroitinsulfat im Gehirn von Ratten mit chronischer Fluorose[J]. Chin J Endemiol 40(10):781–789
-
Yadav KK, Kumar S, Pham QB et al. (2019) Fluoridbelastung, Gesundheitsprobleme und Sanierungsmethoden im asiatischen Grundwasser: ein umfassender Überblick. Ecotoxicol Environ Saf 182:109362. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2019.06.045
-
Zhao Y, Li Y, Wang J, Manthari RK, Wang J (2018) Fluorid induziert Apoptose und Autophagie über den IL-17-Signalweg in Hepatozyten von Mäusen. Arch Toxicol 92(11):3277–3289. https://doi.org/10.1007/s00204-018-2305-x
-
Zhao WP, Zhu SQ, Yin ZH et al. (2026) Kurzkettige Fettsäuren linderten Fluorid-induzierte Neuroinflammation über die Darm-Hirn-Achse bei Ratten. Environ Pollut 390:127503. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2025.127503
-
Zhou J, Sun D, Wei W (2023) Notwendigkeit, den Auswirkungen niedriger Fluoridkonzentrationen auf die menschliche Gesundheit Beachtung zu schenken: Ein Überblick über Skelett- und Nicht-Skelett-Schäden in epidemiologischen Untersuchungen und Laborstudien. Biol Trace Elem Res 201(4):1627–1638. https://doi.org/10.1007/s12011-022-03302-7
Förderung
Diese Arbeit wurde unterstützt von der National Natural Science Foundation of China (Nr. 81960572) und dem Guizhou Karst Center Project (Unterthema Nr. U1812403).
Ethikerklärungen
Konkurrierende Interessen
Die Autoren erklären keine konkurrierenden Interessen.
Zusätzliche Informationen
Verlagsnotiz
Springer Nature bleibt hinsichtlich der gerichtlichen Ansprüche in veröffentlichten Karten und institutionellen Verbindungen neutral.
Zusatzinformationen
Nachfolgend finden Sie den Link zum elektronischen Zusatzmaterial.
Rechte und Berechtigungen