مصرف زعفران موجب پیش‌شرطی‌سازی تغذیه‌ای در برابر آسیب ایسکمی-پرفیوژن مجدد میوکارد در موش‌ها می‌شود: نقش فعال‌سازی Nrf2

زعفران یک مشتق گیاهی با خاصیت آنتی‌اکسیدانی است؛ اما کارایی آن به عنوان یک عامل محافظ قلبی در تغذیه به طور کامل روشن نشده است. ما خواص محافظتی قلبی یک عصاره آبی استاندارد شده از زعفران (SFE) را در برابر آسیب ایسکمی/نرم‌شوندگی (I/R) در موش‌های Wild-Type و ApoE(−/−) و مکانیسم‌های مولکولی زیربنایی آن بررسی کردیم. موش‌های WT و ApoE(−/−) تحت ۳۰ دقیقه ایسکمی و ۲ ساعت نرم‌شوندگی قرار گرفتند و مداخلات خوراکی به مدت ۴ هفته به شرح زیر انجام شد: ۱) گروه کنترل WT که آب تزریقی (WFI) دریافت کرد؛ ۲) گروه Crocus WT که SFE با دوز ۶۰ میلی‌گرم بر کیلوگرم در روز دریافت کرد؛ ۳) گروه WT Crocus + Wort که SFE طبق توضیحات فوق و وورتمانی‌ن با دوز ۶۰ میکروگرم بر کیلوگرم به صورت بولوس ۱۵ دقیقه قبل از نرم‌شوندگی دریافت کرد؛ ۴) گروه کنترل ApoE(−/−) که WFI دریافت کرد؛ ۵) گروه Crocus ApoE(−/−) که SFE با دوز ۶۰ میلی‌گرم بر کیلوگرم در روز دریافت کرد؛ و ۶) گروه ApoE(−/−) Crocus + Wort که SFE طبق توضیحات فوق و وورتمانی‌ن با دوز ۶۰ میکروگرم بر کیلوگرم به صورت بولوس ۱۵ دقیقه قبل از نرم‌شوندگی دریافت کرد. نسبت ناحیه ایسکمی به ناحیه در خطر (I/R%) اندازه‌گیری شد. نمونه‌های خون و بافت قلبی ایسکمی در دقیقه ۱۰ نرم‌شوندگی برای ارزیابی تروپونین I، مالون دی‌آلدئید (MDA)، نیتروتیروزین (NT)، p-eNOS, eNOS, p-Akt, Akt, p-p42/p-p44, p-GSK3β, GSK3β, IL-6, Nrf2, HO-1 و MnSOD جمع‌آوری شدند. اثر SFE بر بیان Nrf2 نیز در محیط آزمایشگاهی (in vitro) ارزیابی شد. SFE اندازه انفارکتوس (سکته) را در WT (۱۶.۱۵ ± ۳.۷٪ در مقابل ۴۱.۵۷ ± ۲.۴۸٪، ***p < ۰.۰۰۱) و در موش‌های ApoE(−/−) (۱۶.۱۴ ± ۱.۴۷٪ در مقابل ۴۵.۵۷ ± ۱.۷۳٪، ***p < ۰.۰۰۱) کاهش داد. تزریق وورتمانی‌ن منجر به مهار جزئی در اثر محدودکننده اندازه انفارکتوس توسط SFE شد (هم در موش‌های WT و هم ApoE(−/−)). موش‌هایی که SFE دریافت کردند، سطوح بالاتری از eNOS, p-Akt, p-ERK1/2, p-44/p-42 و p-GSK3β-Ser9 و بیان کاهش‌یافته‌ی IL-6 و iNOS را نشان دادند؛ علاوه بر این، SFE سطوح MDA و NT را کاهش داد. SFE باعث بیان Nrf2 و اهداف پایین‌دستی آن، HO-1 و MnSOD در میوکارد حیوانات تحت درمان شد و بیان Nrf2 را در محیط آزمایشگاهی (in vitro) به صورت وابسته به دوز تحریک کرد. SFE از طریق مکانیسم‌های چندوجهی از جمله فعال‌سازی مسیر Akt/eNOS/ERK1/2/GSK3-β و همچنین مسیر Nrf2، انفارکتوس میوکارد را در موش‌های Wild-Type و ApoE(−/−) محدود کرده و از طریق محافظت آنتی‌اکسیدانی در برابر آسیب I/R محافظت می‌کند.

Saffron is an antioxidant herbal derivative; however, its efficacy as a nutritional cardioprotective agent has not been fully elucidated. We investigated the cardioprotective properties of a standardized saffron aqueous extract (SFE) against ischemia/reperfusion (I/R) injury in Wild-Type (WT) and ApoE(−/−) mice and the underlying molecular mechanisms. WT and ApoE(−/−) mice were subjected to 30 min I and 2 h R, with the following per os interventions for 4 weeks: 1) WT Control Group, receiving Water for Injection (WFI); 2) WT Crocus Group, receiving SFE at a dose of 60 mg/kg/day; 3) WT Crocus + Wort group, receiving SFE as described above and wortmannin at a dose of 60 μg/kg bolus 15 min before R; 4) ApoE(−/−) Control Group, receiving WFI; 5) ApoE(−/−) Crocus Group, receiving SFE at a dose of 60 mg/kg/day and 6) ApoE(−/−) Crocus + Wort: receiving SFE as described above and wortmannin at a dose of 60 μg/kg bolus, 15 min before R. Ischemic area/area at risk (I/R%) ratio was measured. Blood samples and ischemic myocardial tissue were collected at the 10th min of reperfusion for assessment of troponin I, malondialdehyde (MDA), nitrotyrosine (NT), p-eNOS, eNOS, p-Akt, Akt, p-p42/p-p44, p-GSK3β, GSK3β, IL-6, Nrf2, HO-1 and MnSOD expression. The effect of SFE on Nrf2 expression was also evaluated in vitro. SFE reduced infarct size in WT (16.15 ± 3.7% vs 41.57 ± 2.48%, ***p < 0.001) and in ApoE(−/−) mice (16.14 ± 1.47% vs 45.57 ± 1.73%, ***p < 0.001). The administration of wortmannin resulted in partial inhibition of the infarct size limitation efficacy of SFE (in both WT and Apo-E(−/−) mice). Mice receiving SFE showed increased levels of eNOS, p-Akt, p-ERK1/2, p-44/p-42 and p-GSK3β-Ser9 and reduced expression of IL-6 and iNOS; furthermore, SFE reduced the levels of MDA and NT. SFE induced Nrf2 expression and its downstream targets, HO-1 and MnSOD in the myocardium of the treated animals, and induced Nrf2 expression in vitro in a dose-dependent manner. SFE limits myocardial infarction in Wild-Type and ApoE(−/−) mice in a multifaceted manner including activation of Akt/eNOS/ERK1/2/GSK3-β and through Nrf2 pathway, bestowing antioxidant protection against I/R.