Research on the Mechanism of Mongolian Medical Warm Acupuncture in Alleviating Insomnia by Increasing the BCL-2/BAX Ratio and Decreasing the Hormones Related to the Central HPA Axis of the Stress Response

Abstract

Background Mongolian medical warm acupuncture is efficacious in treatment of insomnia but the mechanism still remains unclear. There is no research on the effect on the changes in expression of mRNA in the receptors of 5HT, DA, 5HT1α, 5HT2α, and DRD2 and the levels of hormones related to the central HPA axis in the stress response.

Objective To further explain the mechanism of Mongolian medical warm acupuncture in insomnia treatment and its role in protecting cerebral neurons, elaborate the effect of Mongolian medical warm acupuncture on the changes in expression of 5HT, DA, 5HT1α, and 5HT2α at different sites in the brains of the PCPA-induced insomnia model rats and the levels of hormones related to the central HPA axis in the stress response.

Method 72 Wistar rats were randomly divided into blank group, model group, Mongolian medical warm acupuncture group, and diazepam group of 18 each. The rats were intraperitoneally injected with PCPA (400 mg/kg) for 2 consecutive days to induce insomnia. The sleep latency and sleep duration before and after treatment were observed. The content of 5HT in the hypothalamus and hippocampus was measured with the ELISA method. The content of mRNA in the 5HT1A and 5HT2A receptors in the hypothalamus and hippocampus with the qPCR technique. The content of DA in the hypothalamus and corpus striatum was determined with the ELISA method. The content of ELISA in the hypothalamus and the content of ACTH in the serum of the insomnia rats were determined with the ELISA method. The changes in content of the BCL-2 and BAX proteins in the hippocampus were observed with the immunohistochemical method.

Result PCPA intraperitoneal injections were able to prolong the sleep latency of the rats and shorten the sleep duration (P<0.05) when compared with the blank group. Mongolian medical warm acupuncture was able to alleviate the tendency of decreasing weight gain arising from insomnia (P<0.05). Mongolian medical warm acupuncture was able to decrease the levels of CRH and ACTH in the hormones related to central HPA axis in the stress response (P=0.017, P=0.015) and alleviate the overexciting state of the HPA axis arising from insomnia. Mongolian medical warm acupuncture group was able to up-regulate the expression of the BCL-2 protein in the hippocampus, down-regulate the expression of the BAX protein, and increase the BCL-2/BAX ratio (P=0.011). Mongolian medical warm acupuncture was able to protect the hippocampal neurons by changing the content of the apoptosis factors (P=0.024).

Conclusion Mongolian medical warm acupuncture decreases the levels of CRH and ACTH in the hormone related to the HPA axis, up-regulates the expression of the BCL-2 protein in the hippocampus, and down-regulates the expression of the BAX protein for improving rat insomnia by influencing the expression of 5HT1A and 5HT2A receptors in the hypothalamus and hippocampus.

Zusammenfassung

Hintergrund Mit der heißen Akupunktur nach Mongolischer Medizin kann Schlaflosigkeit wirksam behandelt werden, aber die genaue Wirkungsweise ist bislang unklar. Es liegen keine Studien vor, die die Auswirkung der veränderte mRNA-Expression an den Rezeptoren von 5HT, DA, 5HT1α, 5HT2α und DRD2 und auf den Hormonspiegel, welcher assoziiert ist mit der zentralen HPA-Achse im Rahmen der Stressantwort, thematisieren.

Ziel Die vorliegende Studie wurde mit dem Ziel durchgeführt, die Wirkungsweise der heißen Akupunktur nach Mongolischer Medizin bei der Behandlung von Schlaflosigkeit und deren Rolle beim Schutz zerebraler Nervenzellen besser zu verstehen sowie die Wirkung der heißen Akupunktur nach Mongolischer Medizin auf die veränderte Expression von 5HT, DA, 5HT1α, und 5HT2α an verschiedenen Stellen im Gehirn bei PCPA-induzierter Schlaflosigkeit an Versuchsratten sowie die mit der zentralen HPA-Achse assoziierten Hormonspiegel bei der Stressantwort zu ermitteln.

Methode 72 Wistar-Ratten wurden randomisiert mit je 18 Tieren zu einer Kontrollgruppe, einer Modellgruppe, einer Gruppe, die mit heißer Akupunktur nach Mongolischer Medizin behandelt wurde und einer Diazepam-Gruppe zugewiesen. 2 Tage in Folge erhielten die Ratten PCPA (400 mg/kg) als intraperitoneale Injektion, um eine Schlaflosigkeit auszulösen. Vor und nach der Behandlung wurden die Schlaflatenzzeit und die Schlafdauer erfasst. Der Gehalt an 5HT im Hypothalamus und im Hippocampus wurden mittels ELISA gemessen. Der mRNA-Gehalt für die 5HT1A- und 5HT2A-Rezeptoren im Hypothalamus und im Hippocampus wurde mit einer qPCR Technik gemessen. Der DA-Spiegel im Hypothalamus und Corpus Striatum wurde mit der ELISA-Methode bestimmt. Der Gehalt an CRH* im Hypothalamus und der Gehalt an ACTH im Serum der schlafgestörten Ratten wurden mit der ELISA-Methode bestimmt. Die Veränderungen des Gehalts an BCL-2- und BAX-Proteinen im Hippocampus wurden immunhistochemisch ermittelt.

Ergebnis Durch die intraperitoneale Injektion von PCPA konnte im Vergleich zur Kontrollgruppe die Schlaflatenzzeit bei Ratten verlängert und die Schlafdauer verkürzt werden (P<0,05). Durch die heiße Akupunktur nach Mongolischer Medizin konnte die Tendenz zum Gewichtverlust aufgrund von Schlaflosigkeit gebremst werden (P<0,05). Durch die heiße Akupunktur nach Mongolischer Medizin konnten die Spiegel von CRH und ACTH in den assoziierten Hormonen der zentralen HPA-Achse bei der Stressantwort gesenkt (P=0,017, P=0,015) und der überreizte Zustand der HPA-Achse aufgrund von Schlaflosigkeit reguliert werden. In der Gruppe, die mit heißer Akupunktur nach Mongolischer Medizin behandelt wurde, konnte die Expression des BCL-2 Proteins im Hippocamus nach oben und die Expression des BAX-Proteins nach unten reguliert werden, sowie das Verhältnis BCL-2/BAX erhöht (P=0,011) werden. Durch die heiße Akupunktur nach Mongolischer Medizin konnten die Nervenzellen des Hippocampus durch einen veränderten Gehalt des Apoptosis-Faktors geschützt werden (P=0,024).

Schlussfolgerung Heiße Akupunktur nach Mongolischer Medizin senkt das Niveau von CRH und ACTH in den mit der HPA-Achse assoziierten Hormonen, reguliert die Expression des BCL-2 Proteins im Hippocampus nach oben, senkt die Expression des BAX-Proteins und verbessert so die Schlaflosigkeit bei Ratten durch die Beeinflussung der Expression von 5HT1A und 5HT2A Rezeptoren im Hypothalamus und im Hippocampus.

Key words

insomnia - Mongolian medical warm acupuncture - 5HT1A - 5HT2 - D2 - HPA axis

Schlüsselwörter

Schlaflosigkeit - heiße Akupunktur nach Mongolischer Medizin - 5HT1A - 5HT2 - D2 - HPA-Achse

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