Insuficiența cardiacă este o problemă de sănătate publică care are un impact semnificativ asupra gestionării zilnice și a calității vieții multor persoane afectate2. Depresia majoră în insuficiența cardiacă cronică și rolul său din ce în ce mai mare în mortalitatea prin insuficiență cardiacă reprezintă o problemă suplimentară3. Deși ciupercile magice au fost utilizate în antichitate și în timpurile recente pentru vindecarea minții și se știe că îmbunătățesc calitatea vieții, nu se cunoaște siguranța lor în cazul bolilor cardiovasculare, cum ar fi insuficiența cardiacă. Studiul nostru a investigat, pentru prima dată, efectele extractelor de apă caldă și de apă rece ale ciupercilor magice Panaeolus cyanescens și Psilocybe cubensis asupra ET-1, un inductor fiziologic major al modificărilor hipertrofice in vitro pe cardiomiocitele H9C2 de șobolan, unde evaluăm siguranța sau capacitatea extractelor de a exacerba aceste efecte. Modelul de protocol in vitro al celulelor cardiomioblaste H9C2 de șobolan utilizat în cadrul studiului a fost ales pe baza capacității lor stabilite și dovedite de a prezenta răspunsuri fiziologice utile în descoperirea de medicamente pentru medicina cardiovasculară17. Rezultatele studiului au demonstrat că tratamentul cu ET-1 a crescut semnificativ dimensiunile măsurătorilor celulare, nivelurile de BNP ale celulelor stimulate și a scăzut semnificativ activitatea mitocondrială, după cum indică viabilitatea celulară, în comparație cu celulele NO-ET1 neinduse. Aceste efecte au fost în concordanță cu studiile anterioare care indică o hipertrofie celulară indusă cu succes de ET-1 în studiul nostru18.
Extractele de apă de ciuperci P. cubensis și Pan cyanescens au redus semnificativ măsurătorile dimensiunilor celulare induse de ET-1 ale celulelor tratate la fel ca și controlul pozitiv, ambrisentan, care blochează selectiv receptorul ETA și inhibă proprietățile pro-hipertrofice ale ET-1. Cele patru extracte de apă au redus, de asemenea, în mod semnificativ concentrațiile de BNP induse de ET-1, una dintre bine-cunoscutele peptide care marchează sala în cazul insuficienței cardiace. Prin urmare, cele patru extracte au inversat semnificativ cei doi indici principali ai hipertrofiei (dimensiunea celulelor și nivelurile de BNP) induse de ET-1 în concentrațiile utilizate. Mai mult decât atât, cele patru extracte de apă din cele două ciuperci magice au îmbunătățit, de asemenea, activitatea mitocondrială a celulelor, ceea ce s-a evidențiat prin creșterea procentului de viabilitate celulară a celulelor induse de ET-1 într-o manieră dependentă de doză, la fel ca și controlul pozitiv, ambrisentan, ceea ce indică siguranța la concentrațiile investigate în cadrul studiului. În plus, cele două extracte de P. cubensis și extractul de apă caldă de ciuperci Pan cyanescens au redus concentrația de TNF-α în celulele tratate în comparație cu celulele de control induse de ET-1, în timp ce apa rece de Pan cyanescens a crescut-o ușor și nesemnificativ. TNF-α este o citokină proinflamatorie cheie, cunoscută pentru faptul că favorizează disfuncțiile cardiace și contribuie la insuficiența cardiacă19. Prin reducerea TNF-α, cele trei extracte au demonstrat o siguranță potențială în condițiile de insuficiență cardiacă.
Multe studii au stabilit că ROS joacă un rol foarte important în progresia bolilor cardiovasculare, cum ar fi insuficiența cardiacă, prin inducerea stresului oxidativ care, la rândul său, duce la leziuni celulare și tisulare20. Radicalii superoxid și hidroxil sunt printre cei mai proeminenți ROS care provoacă insulte toxice organismului uman21. În studiul nostru, am măsurat nivelurile de ROS, în special radicalii superoxid și hidroxil, pe parcursul a 1 oră de tratament după 2 ore de stimulare cu ET-1, iar rezultatele au arătat că cele patru extracte de ciuperci de apă au inversat nivelurile de ROS induse de ET-1 în mod semnificativ, la fel ca și controlul pozitiv, în comparație cu celulele de control induse de ET-1. Prin scăderea nivelurilor de ROS, extractele au demonstrat siguranță și efect protector împotriva stresului oxidativ indus de ET-1, care va fi benefic în insuficiența cardiacă.
În plus, scăderea ROS observată cu extractele nu s-a datorat toxicității, pe baza creșterii pozitive a ratei de creștere celulară (Fig. 4), unde procentul de viabilitate a celulelor a continuat să crească după 1 h de tratament. Cu toate acestea, a fost, de asemenea, destul de interesant de perceput diferențele dintre extractele de apă ale celor două ciuperci privind analiza ratei de creștere celulară în comparație cu celulele NO-ET-1. Celulele tratate cu extract de P. cubensis după 1 h au continuat să crească la o rată apropiată de cea a controlului pozitiv, a ambrisentanului și a celulelor NO-ET1, în timp ce extractul de apă de Pan cyanescens a condus la o reducere a ratei de creștere celulară chiar mai lentă decât cea observată în cazul celulelor de control induse de ET-1. Acest efect a arătat că, deși extractele de apă de Pan cyanescens au redus nivelurile de ROS, acestea conțin și alți compuși care au redus rata de creștere celulară. Cu toate acestea, se știe că ciupercile Pan cyanescens sunt unice prin faptul că posedă niveluri foarte ridicate de uree, pe lângă psilocibină, psilocină, baeocistină și alți compuși despre care se știe, în general, că sunt prezenți în ciupercile magice22. Se știe, de asemenea, că ureea induce întârzierea ciclului celular și promovează o rată lentă de creștere a celulelor în faza logaritmică de creștere23. Acesta ar putea fi motivul pentru care s-a observat o astfel de reducere a ratei de creștere celulară în cazul tratamentului cu extracte de apă de Pan cyanescens în comparație cu celelalte probe. Cu toate acestea, am observat, de asemenea, o îmbunătățire a ratei de creștere a celor două extracte de apă de Pan cyanescence de la 12 ore, astfel încât apa rece a prezentat cea mai mare rată de creștere la tratamentul de 48 de ore. Cu toate acestea, este necesară prudență în cazul concentrațiilor mai mari de extracte de apă de ciuperci Pan cyanescence, deoarece acestea pot avea potențialul de a induce întârzierea ciclului celular în prima oră după consum.
Pentru a investiga în continuare siguranța extractelor asupra leziunilor celulare, rezultatele au arătat că cardiomiocitele induse cu TNF-α au stimulat o moarte celulară semnificativă indicată de reducerea viabilității celulelor induse sub 80% comparativ cu celulele normale neinduse. Cele patru extracte din cele două ciuperci magice au inversat leziunile și moartea celulară induse de TNF-α, ceea ce a fost evidențiat prin creșterea procentului de viabilitate celulară a celulelor tratate, la fel ca și în cazul controlului pozitiv quercetină, într-o manieră dependentă de doză. Acest efect a demonstrat efectul protector al extractelor de ciuperci împotriva leziunilor cardiomiocitelor, care va fi benefic în condiții de hipertrofie patologică.
În plus, a fost, de asemenea, interesant de observat că, deși extractul de apă rece al ciupercii Pan cyanescens nu a inhibat producția de concentrație de TNF-α în celulele stimulate de ET-1 după 48 h, extractul a protejat totuși împotriva morții celulare induse de ET-1 prin creșterea procentului de viabilitate celulară a celulelor chiar mai mare decât cel al controlului pozitiv și al celulelor neinduse la concentrațiile utilizate în studiu, așa cum se arată în Fig. 3. Acest efect, combinat cu efectul protector al extractului de apă rece asupra leziunilor celulare induse de TNF-α de mai sus, demonstrează că extractul poate avea compuși care au blocat cascadele de apoptoză a cardiomiocitelor induse, probabil prin activarea sau promovarea expresiilor reprimatorilor de moarte celulară. Studiile au arătat că efectele de apoptoză ale TNF-α în inimă depind de tipul de receptor al acestuia, acesta manifestându-și efectul cardiotoxic prin intermediul receptorului său TNFR1 (receptor al factorului de necroză tumorală 1)24,25. După legarea la receptorul său TNFR1, TNF-α poate stimula apoptoza în cardiomiocite prin activarea căii de transducție a semnalului de sfingomielină care duce la producerea moleculei de semnalizare intracelulară, sfingosina25.
Sfingosina este un binecunoscut inductor eficient al apoptozei pe cardiomiocite și își induce efectul prin reducerea expresiilor represorilor de moarte celulară, proteinele din familia Bcl-2 (B Cell Lymphoma-2) în același mod în care o face și în alte tipuri de celule25. În plus, sfingosina este, de asemenea, un inhibitor puternic al proteinei kinazei C (PKC), care s-a constatat că protejează celulele de moartea celulară apoptotică; în consecință, sfingosina poate promova apoptoza prin inhibarea PKC prin modificarea nivelului de fosforilare a Blc-225. Mai mult decât atât, numeroase studii au constatat, de asemenea, că blocantul receptorului beta-adrenergic1 (β1-blocant) sporește rezistența cardiomiocitelor la moartea celulară prin extinderea intervalului de supraviețuire a răspunsului de comutare a Bcl-226. Receptorul beta-adrenergic1 este unul dintre receptorii β-adrenergici despre care se știe că transduce semnalul de moarte celulară prin intermediul căilor de semnalizare dependente de 3′,5′-adenozin monofosfat ciclic (cAMP) ale cardiomiocitelor, ceea ce poate duce la reducerea contractilității cardiace legate de fiziopatologia insuficienței cardiace26. Propunem posibilitatea ca extractele de apă din ciupercile Pan cyanescens și P. cubensis să posede compuși cu capacitatea potențială de a promova sau de a activa supraexprimarea și/sau fosforilarea căilor proteice Blc-2, inhibând astfel apoptoza indusă și păstrând integritatea membranei mitocondriale a celulelor tratate. Iar acest compus/acești compuși pot fi mai pronunțați în extracția cu apă rece a ciupercii Pan cyanescens.
Mai mult, efectele supresive ale extractului în două ape de P. cubensis și a extractului cu apă caldă de Pan cyanescens asupra nivelurilor de TNF-α induse de ET în celulele tratate au indicat, de asemenea, că aceste extracte pot avea, de asemenea, activitate asupra semnalizării factorului nuclear (NF)-κB, un factor de transcripție care reglează expresia multor citokine proinflamatorii, inclusiv TNF-α și a genelor asociate cu apoptoza27. Studiile au propus că semnalizarea NF-κB legată de inflamație și corelația sa cu apoptoza reprezintă mecanismul care stă la baza patogenezei insuficienței cardiace28. În plus, stresul oxidativ poate, de asemenea, să activeze NF-κB și să inițieze transcrierea a numeroase gene pro-apoptotice, printre care Bax, Fas și Fas ligand, inducând apoptoza celulelor miocardice și favorizând și mai mult starea de insuficiență cardiacă29. Prin urmare, se recomandă un studiu mai aprofundat al mecanismelor de acțiune in vitro și in vivo. În plus, în studiile anterioare, s-a verificat prezența unor compuși micochimici atât în ciupercile Pan cyanescens, cât și în P. cubensis, cum ar fi alcaloizi, cu activități biologice cunoscute, inclusiv toxicitate împotriva celulelor organismelor străine22,30. Saponinele care sunt cunoscute ca fiind antioxidanți puternici care neutralizează radicalii liberi și flavonoidele cu activități antioxidante, antiinflamatorii și anticancerigene22,30. În sfârșit, în cele două ciuperci au fost detectate, de asemenea, taninuri cu proprietăți antioxidante legate de activitățile lor de curățare, despre care s-a raportat că au fost utilizate împotriva bolilor de inimă22,30. Prezența acestor compuși ar fi putut juca, de asemenea, un rol în activitățile protectoare prezentate de extractele de apă ale ciupercilor Pan cyanescens și P. cubensis în cadrul studiului. Studiul a arătat, de asemenea, că, în general, efectele cardioprotectoare au fost mai pronunțate cu extractele de apă caldă ale celor două ciuperci în comparație cu extracțiile de apă rece, sugerând un beneficiu mai mare în cazul utilizatorilor de ciuperci care consumă ciupercile cu ceai.
În concluzie, studiul a demonstrat că ET-1 a crescut semnificativ măsurătorile dimensiunii celulelor, BNP, TNF-α și nivelurile de ROS și a scăzut activitatea mitocondrială a celulelor cardiomiocite stimulate. Rezultatele au indicat că extractele de apă din ciupercile P. cubensis și Pan cyanescens au inversat semnificativ dimensiunea celulară și nivelurile BNP, care sunt doi indici ai hipertrofiei și au crescut viabilitatea celulelor. Cele două extracte de apă de P. cubensis și extractul de apă fierbinte de ciuperci Pan cyanescens au redus, de asemenea, în mod semnificativ TNF-α indusă de ET-1, o citokină proinflamatorie implicată în progresia hipertrofiei patologice și a insuficienței cardiace. Cele patru extracte au inhibat, de asemenea, nivelurile de ROS intracelulare induse de ET-1 în mod semnificativ, indicând o siguranță potențială în aceste condiții. Mai mult, extractele au prezentat proprietăți protectoare împotriva leziunilor și morții celulare induse de TNF-α în concentrațiile investigate în cadrul studiului.
În cele din urmă, studiul a propus că extractele de apă din ciupercile Panaeolus cyanescens și Psilocybe cubensis nu au crescut modificările hipertrofice induse de ET-1, în schimb, cele două ciuperci au avut proprietăți potențiale cardioprotectoare și, de asemenea, au atenuat împotriva leziunilor și morții celulare induse de TNF-α în concentrațiile investigate. Studiul a indicat pentru prima dată siguranța și potențialele proprietăți benefice ale utilizării ciupercilor Panaeolus cyanescens și Psilocybe cubensis în condiții de insuficiență cardiacă în care ET-1 este cursul modificărilor hipertrofice patologice. Cu toate acestea, se recomandă prudență în cazul unor concentrații mai mari. Sunt necesare investigații suplimentare pentru a stabili mecanismele de acțiune subiacente.
.