DOI: https://doi.org/10.3389/fphar.2025.1728908
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41684518
تاريخ النشر: 2026-01-28
المؤلف: Hoda A. Salem وآخرون
الموضوع الرئيسي: بحث GABA والأرز
نظرة عامة
تبحث الدراسة في التأثيرات السامة العصبية للتعرض لحمض النخيل (PA)، والذي يرتبط بالسلوكيات التوحدية بسبب الاضطرابات في مستويات الناقلات العصبية، والإجهاد التأكسدي، وإطلاق العوامل المؤيدة للالتهابات، والالتهام الذاتي، وإجهاد الشبكة الإندوبلازمية (ER)، وموت الخلايا المبرمج. تسلط الدراسة الضوء على الفوائد العلاجية المحتملة لبكتيريا Lactobacillus rhamnosus والزعتر (Thy) في التخفيف من السمية العصبية الناتجة عن PA والعيوب السلوكية، حيث أن العلاج المشترك لهما يعطي تأثيرات أكثر وضوحًا.
تشير النتائج الرئيسية إلى أن تطبيع الإجهاد التأكسدي، والاستجابات الالتهابية، وعمليات الموت الخلوي المبرمج، والعوامل العصبية التغذوية يرتبط بتحسينات سلوكية ملحوظة. بينما النتائج أولية ومحددة للنماذج المستخدمة، فإنها تقترح طرقًا واعدة لمزيد من البحث. يجب أن تتضمن الأبحاث المستقبلية تحليلات الميكروبيوم، واختبارات جزيئية محددة للمنطقة، والتحقق من طرق العلاج، وتقييمات سلوكية مصممة خصيصًا لاضطراب طيف التوحد (ASD).
مقدمة
تناقش مقدمة هذه الورقة البحثية اضطراب طيف التوحد (ASD)، وهو حالة عصبية تتميز بسلوك غير نمطي، والتواصل، والتفاعل الاجتماعي. تسلط الضوء على الأسباب المتعددة لعوامل ASD، بما في ذلك التأثيرات الجينية والبيئية والوراثية، مع انتشار يبلغ حوالي 1% على مستوى العالم ونسبة ملحوظة للذكور إلى الإناث تبلغ 4:1. تؤكد الورقة على دور الإجهاد التأكسدي والالتهاب العصبي في الفيزيولوجيا المرضية لـ ASD، موصلة هذه العمليات بالعيوب السلوكية، وتقليل اللدونة العصبية، وتلف الدماغ. يتم الإشارة إلى علامات بيولوجية رئيسية، مثل المالونديالديهايد (MDA) والسيتوكينات المؤيدة للالتهابات، كمؤشرات على الإجهاد التأكسدي والالتهاب العصبي، والتي قد تسهم في أعراض الاضطراب.
علاوة على ذلك، توضح المقدمة أهمية الالتهام الذاتي وموت الخلايا المبرمج في التطور العصبي وإمكانية اختلالهما في ASD. تناقش استخدام نماذج حيوانية، وخاصة تلك المستحثة بحمض البروبيونيك (PA)، لدراسة آليات الاضطراب والتدخلات العلاجية. كما تقدم الورقة Lactobacillus rhamnosus (L. rhamnosus) والثيمول (Thy) كعوامل علاجية محتملة، نظرًا لخصائصها المضادة للالتهابات وقدرتها على تعديل مستويات الناقلات العصبية. يفترض المؤلفون أن مزيجًا من L. rhamnosus وThy قد يخفف من العيوب العصبية السلوكية الناتجة عن PA من خلال استهداف الإجهاد التأكسدي، والالتهاب العصبي، وموت الخلايا المبرمج، مما يعيد مسارات اللدونة العصبية واللدونة المشبكية.
النتائج
في هذه الدراسة، تم التحقيق في تأثيرات Lactobacillus rhamnosus (L. rhamnosus) والثيمون (Thy) على مجموعات التحكم الطبيعية. أظهرت النتائج أنه لم تكن هناك اختلافات كبيرة في المعايير البيوكيميائية المقاسة أو النتائج النسجية المرضية بين المجموعات التجريبية الثلاث مقارنة بمجموعة التحكم الطبيعية. نتيجة لذلك، لم يتم تقديم تأثيرات L. rhamnosus وThy ومزيجها على الفئران الطبيعية للحفاظ على وضوح تحليل البيانات.
بالإضافة إلى ذلك، تم تفصيل تسلسلات البرايمر المستخدمة لتحليل PCR الكمي (qPCR) لأنسجة دماغ الفئران في الجدول 1. وهذا يشير إلى التركيز على الجوانب الجزيئية للدراسة، على الرغم من أن النتائج المحددة المتعلقة بتحليل qPCR لم يتم مناقشتها في هذا القسم.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم تقييم التأثيرات العلاجية لـ Lactobacillus rhamnosus (L. rhamnosus) والثيمول (Thy) في نموذج الفئران لاضطراب طيف التوحد المستحث بحمض البروبيونيك (PA). شمل التصميم التجريبي خمسة مجموعات من صغار الفئران البيضاء، مع علاجات متنوعة على مدى 30 يومًا. أظهرت التقييمات السلوكية أن PA أثر بشكل كبير على الوظائف الإدراكية وزاد من السلوكيات الشبيهة بالاكتئاب، كما يتضح من تقليل التبديل التلقائي في اختبار المتاهة على شكل Y، وزيادة عدم الحركة في اختبار السباحة القسرية، وزيادة الاستجابات التجنبية في اختبار الاستجابة التجنبية المشروطة. من الجدير بالذكر أن العلاج بـ L. rhamnosus وThy أو مزيجهما خفف بشكل فعال من هذه العيوب السلوكية، حيث أن العلاج المشترك حقق أكبر تحسينات.
أشارت التحليلات البيوكيميائية إلى أن التعرض لـ PA أدى إلى تغييرات كبيرة في مستويات الناقلات العصبية، وعلامات الالتهاب، وعلامات الإجهاد التأكسدي، وعوامل الموت الخلوي المبرمج في الدماغ. استعادة العلاج بـ L. rhamnosus وThy بشكل ملحوظ لمستويات الدوبامين (DA)، والنورإبينفرين (NE)، والسيروتونين (5-HT)، وحمض الغاما-أمينوبيوتيريك (GABA)، بينما قلل أيضًا من علامات الالتهاب مثل TNF-α وIL-1β. علاوة على ذلك، قللت كلا العلاجات من الإجهاد التأكسدي، كما يتضح من انخفاض مستويات المالونديالديهايد (MDA) وزيادة السعة الكلية لمضادات الأكسدة (TAC). أظهر العلاج المشترك فعالية متفوقة في عكس التغيرات المبرمجة للموت واستعادة مسار إشارة Wnt3/β-catenin/GSK3β، مما يشير إلى آلية حماية متعددة الجوانب ضد السمية العصبية الناتجة عن PA. بشكل عام، تؤكد هذه النتائج على إمكانية استخدام L. rhamnosus وThy كعوامل علاجية في التخفيف من التغيرات السلوكية والبيوكيميائية المرتبطة باضطراب طيف التوحد.
القيود
تسلط قيود الدراسة الضوء على عدة جوانب حاسمة تستحق الاعتبار. أولاً، قد لا يمثل الطابع الحاد لنموذج التعرض قبل الولادة (PA) المستخدم الظروف المزمنة المرتبطة باضطراب طيف التوحد (ASD) بشكل كامل. يجب أن تستكشف الأبحاث المستقبلية نماذج PA المزمنة لفهم أفضل للاختلافات في النتائج مقارنة بالنماذج الحادة. بالإضافة إلى ذلك، تشير التغيرات الكيميائية العصبية الكبيرة التي أحدثها نموذج PA إلى حالة سامة عصبية حادة، والتي قد لا تعكس الفيزيولوجيا المرضية التنموية المعقدة لـ ASD البشري، على الرغم من فائدتها في فحص الأدوية العلاجية.
علاوة على ذلك، فإن اعتماد الدراسة على هوموجينات الدماغ الكاملة للتحليلات البيوكيميائية والجزيئية هو قيد ملحوظ، حيث قد يؤدي هذا النهج إلى إخفاء التغيرات المحددة في مناطق الدماغ الحيوية مثل القشرة الجبهية، الحصين، والمخيخ، والتي تعتبر أساسية لـ ASD. يجب أن تركز التحقيقات المستقبلية على هذه المناطق المحددة للحصول على فهم أكثر دقة للآليات الأساسية. أخيرًا، بينما تم استخدام ANOVA أحادي الاتجاه مع اختبار Tukey للمقارنات الإحصائية، يجب الاعتراف بمسألة المقارنات المتعددة عند تفسير النتائج الاستكشافية، حيث قد تؤثر على قوة النتائج.
DOI: https://doi.org/10.3389/fphar.2025.1728908
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41684518
Publication Date: 2026-01-28
Author(s): Hoda A. Salem et al.
Primary Topic: GABA and Rice Research
Overview
The research investigates the neurotoxic effects of palmitic acid (PA) exposure, which is associated with autistic behaviors due to disruptions in neurotransmitter levels, oxidative stress, pro-inflammatory factor release, autophagy, endoplasmic reticulum (ER) stress, and apoptosis. The study highlights the potential therapeutic benefits of Lactobacillus rhamnosus and Thyme (Thy) in mitigating PA-induced neurotoxicity and behavioral deficits, with their combined treatment yielding more pronounced effects.
Key findings indicate that the normalization of oxidative stress, inflammatory responses, apoptotic processes, and neurotrophic factors correlates with the observed behavioral improvements. While the results are preliminary and specific to the models used, they suggest promising avenues for further investigation. Future research should incorporate microbiome analyses, region-specific molecular assays, validation of treatment routes, and behavioral assessments tailored to autism spectrum disorder (ASD).
Introduction
The introduction of this research paper discusses autism spectrum disorder (ASD), a neurological condition characterized by atypical behavior, communication, and social interaction. It highlights the multifactorial etiology of ASD, involving genetic, environmental, and epigenetic influences, with approximately 1% prevalence globally and a notable male-to-female ratio of 4:1. The paper emphasizes the role of oxidative stress and neuroinflammation in ASD pathophysiology, linking these processes to behavioral deficits, neuroplasticity reduction, and brain damage. Key biological markers, such as malondialdehyde (MDA) and proinflammatory cytokines, are noted as indicators of oxidative stress and neuroinflammation, which may contribute to the disorder’s symptoms.
Furthermore, the introduction outlines the significance of autophagy and apoptosis in neural development and their potential dysregulation in ASD. It discusses the use of animal models, particularly those induced by propionic acid (PA), to study the disorder’s mechanisms and therapeutic interventions. The paper also introduces Lactobacillus rhamnosus (L. rhamnosus) and thymol (Thy) as potential therapeutic agents, given their anti-inflammatory properties and ability to modulate neurotransmitter levels. The authors hypothesize that a combination of L. rhamnosus and Thy may mitigate PA-induced neurobehavioral deficits by targeting oxidative stress, neuroinflammation, and apoptosis, thereby restoring neurodevelopmental and synaptic plasticity pathways.
Results
In this study, the effects of Lactobacillus rhamnosus (L. rhamnosus) and thyronine (Thy) on normal control groups were investigated. The results indicated that there were no significant differences in the measured biochemical parameters or histopathological findings among the three experimental groups compared to the normal control group. As a result, the actions of L. rhamnosus, Thy, and their combination on normal rats were not presented to maintain clarity in the data analysis.
Additionally, the primer sequences used for quantitative PCR (qPCR) analysis of rat brain tissues are detailed in Table 1. This suggests a focus on the molecular aspects of the study, although the specific findings related to the qPCR analysis are not discussed in this section.
Discussion
In this study, the therapeutic effects of Lactobacillus rhamnosus (L. rhamnosus) and thymol (Thy) were evaluated in a rat model of autism spectrum disorder induced by propionic acid (PA). The experimental design included five groups of male albino rat pups, with varying treatments over a 30-day period. Behavioral assessments revealed that PA significantly impaired cognitive functions and increased depressive-like behaviors, as evidenced by reduced spontaneous alternation in the Y-maze test, increased immobility in the forced swimming test, and heightened avoidance responses in the conditioned avoidance response test. Notably, treatment with L. rhamnosus, Thy, or their combination effectively ameliorated these behavioral deficits, with the combination therapy yielding the most pronounced improvements.
Biochemical analyses indicated that PA exposure led to significant alterations in neurotransmitter levels, inflammatory biomarkers, oxidative stress markers, and apoptotic factors in the brain. Treatment with L. rhamnosus and Thy notably restored levels of dopamine (DA), norepinephrine (NE), serotonin (5-HT), and gamma-aminobutyric acid (GABA), while also reducing inflammatory markers such as TNF-α and IL-1β. Furthermore, both treatments decreased oxidative stress, as reflected by reduced malondialdehyde (MDA) levels and increased total antioxidant capacity (TAC). The combination therapy exhibited superior efficacy in reversing apoptotic changes and restoring the Wnt3/β-catenin/GSK3β signaling pathway, suggesting a multifaceted protective mechanism against PA-induced neurotoxicity. Overall, these findings underscore the potential of L. rhamnosus and Thy as therapeutic agents in mitigating behavioral and biochemical alterations associated with autism spectrum disorder.
Limitations
The limitations of the study highlight several critical aspects that warrant consideration. Firstly, the acute nature of the prenatal exposure (PA) model used may not fully represent the chronic conditions associated with autism spectrum disorder (ASD). Future research should explore chronic PA-induced models to better understand the differences in outcomes compared to acute models. Additionally, the significant neurochemical alterations induced by the PA model suggest an acute neurotoxic state, which may not reflect the complex developmental pathophysiology of human ASD, despite its utility in screening therapeutic drugs.
Moreover, the study’s reliance on whole-brain homogenates for biochemical and molecular analyses is a notable limitation, as this approach may obscure region-specific changes in critical brain areas such as the prefrontal cortex, hippocampus, and cerebellum, which are integral to ASD. Future investigations should focus on these specific regions to gain a more nuanced understanding of the underlying mechanisms. Lastly, while one-way ANOVA with Tukey’s test was employed for statistical comparisons, the issue of multiple comparisons must be acknowledged when interpreting the exploratory findings, as it may affect the robustness of the results.