Účinek octa Prunus Mume proti únavě u krys s vysokou intenzitou cvičení

1 Department of Food Science and Technology, Kyungpook National University, Daegu 41566, Korea; kimjeoho90@gmail.com (J.-HK); kdmoon@knu.ac.kr (K.-DM)

* Korespondence: kseo@dau.ac.kr; Tel.: plus 82-51-200-7565

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Abstraktní

V dnešní době byly vyvinuty nové druhy octa s využitím různých surovin a biotechnologických postupů. Plody Prunus mume byly široce distribuovány ve východní Asii a používány jako lidový lék na únavu. V této studii byl ocet Prunus mume (PV) produkován dvoustupňovou fermentací a byl hodnocen na svou aktivitu proti únavě myoblasty C2C12 a krysami s vysokou intenzitou námahy. Podání PV významně zlepšilo běžeckou vytrvalost a akumulaci glykogenu v játrech a svalech potkanů ​​s PV suplementací ve srovnání se sedavými a cvičenými kontrolními skupinami. Kromě toho suplementace PV vyvolala nižší sérové ​​biomarkery související s únavou, například amoniak, anorganický fosfát a laktát. Krysy, kterým byl podáván PV, vykazovaly vyšší aktivitu laktátdehydrogenázy a glutathionperoxidázy a nižší aktivitu kreatinkinázy a hladiny malondialdehydu. Dále byly pomocí HPLC analýzy identifikovány fenolické sloučeniny v PV. Fenolové kyseliny analyzované ve PV byly kyselina protokatechuová, kyselina syringová, kyselina chlorogenová a její deriváty. Tyto výsledky naznačují, že podávání PV s antioxidačními vlastnostmi přispívá ke zlepšení zotavení z únavy u vyčerpaných potkanů. Zjištění této studie naznačují, že PV obsahující různé bioaktivní složky lze použít jako funkční materiál proti únavě způsobené vysoce intenzivním cvičením.

Klíčová slova: Prunus mume; ocet; účinek proti únavě; vysoce intenzivní cvičení; kyselina fenolová

1. Úvod

Prunus mume Sieb. et Zucc., který je známý jako maesil, ume a meizi, se široce pěstuje v Koreji, Japonsku a Číně a již dlouhou dobu se používá jako lidový lék na trávení, žízeň, detoxikaci, zvracení a horečku [1 ]. Předchozí studie o farmakologických a biologických aktivitách maesilu ho zkoumaly jako potenciální zdroj lapačů volných radikálů, jako inhibitor viru chřipky A a motility Helicobacter pylori a jako prozánětlivý mediátor, stejně jako jeho schopnost. ke zlepšení tekutosti krve [1–3]. Kromě toho bylo prokázáno, že extrakt z maesilu působí proti únavě u trénovaných potkanů ​​[4]. Přestože existuje řada studií využívajících extrakt z maesilu, studie o zpracovaných potravinách využívajících maesil nebyly plně prozkoumány. Tato studie si proto kladla za cíl vyvinout ocet s použitím maesilu a prozkoumat jeho aktivitu proti únavě. Ocet je alkalický produkt, který se dlouho používá jako pochutina a tradiční lék [5]. V poslední době bylo vyvinuto mnoho druhů octa s využitím základních zdrojů a technologií k uspokojení potřeb zákazníků. Protože hlavní složky octa prokázaly četné příznivé účinky, např. antioxidační, antihypertenzní, antihyperglykemické a antimikrobiální účinky, je celosvětově s oblibou konzumován [6–9]. Dřívější studie navíc ukázaly, že podávání kyseliny octové zvyšuje doplňování glykogenu v játrech a kosterních svalech vyčerpaných potkanů ​​během zátěže a že perorálně suplementovaný acetát indukuje syntézu svalového glykogenu po intenzivní zátěži u koní [10,11]. Tyto studie naznačují, že průběžně doplňovaný ocet vyvolává cenné účinky na vytrvalostní výkon a zotavení z fyzické únavy. Fyziologické změny, které jsou základem účinků maesilového octa proti únavě, však ještě nejsou zcela pochopeny.

Únava, běžný příznak ve většině komunit, se kterým se setkalo mnoho lidí, je považována za potíže se zahájením nebo udržením spontánních aktivit a za zhoršení cvičebního výkonu [12]. Mnoho studií ukázalo, že při zvažování únavy a cvičení jsou důležité různé faktory. Například vyčerpání vyvolané vysokou intenzitou cvičení souvisí s únavou, což naznačuje, že pracovní svalová kapacita je vážně poškozena [13]. Vysoce intenzivní cvičení navíc vyvolává redukci energetických zdrojů, např. jaterního a svalového glykogenu, a také hromadění metabolitů, včetně kyseliny mléčné, anorganického fosforu a amoniaku, které vyvolávají svalovou únavu intracelulární acidózou v těle [12 ,14]. Zotavení z únavy způsobené cvičením tedy vyžaduje nápravu poškození těla a odstranění metabolitů nahromaděných během cvičení. Kromě toho se uvádí, že oxidační stres způsobuje různá chronická onemocnění, např. chronickou únavu, stárnutí kůže, diabetes mellitus, rakovinu a Alzheimerovu chorobu [15–18]. Z těchto důvodů vědci zkoumali přírodní produkty pro jejich schopnost zlepšit fyzické schopnosti, jako je snížení únavy a zvýšení vytrvalosti při cvičení s několika vedlejšími účinky. V této studii byl proto ocet obsahující vysoké množství organických kyselin a aminokyselin vyroben dvoustupňovou fermentací s použitím maesilu doplněného hruškovou šťávou jako substrátem. Protiúnavové aktivity Prunus mume octa (PV) byly poté odhadnuty na základě účinků buněčné životaschopnosti a akumulace glykogenu in vitro a změn biomarkerů souvisejících s únavou in vivo.

2. Materiály a Mmetody

2.1. Materiály

Prunus mumejice (PJ) byl produkován způsobem podle Cho et al. [19]. Plody P. mume (maesil) byly získány od organizace Korea Maesil Organization (Suncheon, Korea). Maesil byl roztříděn, pečlivě promyt vodou, rozdrcen a poté zreagován s 0,1 procenta (hm./obj.) pektinasou (Pectinex Ultra AFP, Novozyme, Švýcarsko, 10,000 Pectu/ g) k narušení buněčné stěny při 40 ◦C po dobu 2 hodin. Dále byl zreagovaný maesil centrifugován při 3500 x g po dobu 15 minut při 4 °C. Supernatant byl filtrován pomocí filtračního papíru (Whatman č. 2, 8 µm) a koncentrován na rotační odparce při 30 ◦C, dokud nebylo dosaženo 56–60 ◦Brix. Hruškový extrakt byl získán od ESfood Co. (Gunpo, Korea), poté byl uchováván při 4 ◦C, aby byly zachovány jeho kvality. Jeho charakteristiky byly následující: 69◦Brix, pH 3,4–3,6 a kyselost 0,52–0,61 %. Saccharomyces cerevisiae KCCM 11306 a Acetobacter aceti KCCM 12654 byly získány z Korea Culture Center of Microorganisms (Soul, Korea).

2.2. Výroba FV

2.3. Fyzikálně-chemické vlastnosti FV

2.3.1. Celková kyselost, obsah alkoholu a obsah cukru v PV

Obsah alkoholu v PV byl měřen Gay-Lussacovým hydrometrem. Stručně, 10}0 ml PV bylo odebráno z baňky a centrifugováno po dobu 10 minut při 1800 x g, aby se zbavil Saccharomyces cerevisiae KCCM 11306. Dále byl supernatant destilován a znovu upraven na 100 ml destilovanou vodou. Teplota destilátu byla následně ochlazována až na 15 ◦C, poté byl pomocí lihového hustoměru stanoven obsah alkoholu. Obsah cukru v PV byl měřen pomocí ručního refraktometru (Atago pocket PAL-3, Atago Co., Fukaya, Saitama, Japonsko). Nakonec byla celková kyselost PV analyzována titrací zředěného vzorku 0,1 N NaOH do pH 8,3 a vyjádřena jako množství kyseliny octové.

2.3.2. Obsah organických kyselin a volných aminokyselin v PV

Složení organické kyseliny bylo stanoveno vysokoúčinnou kapalinovou chromatografií (Shimadzu Co. Model Prominence, Kyoto, Japonsko). Separace organických kyselin byla provedena pomocí PL Hi-Plex H kolony (7,7 × 30}0 mm, Agilent Co., Santa Clara, CA, USA) při 65 ◦C. Mobilní fáze sestávala z 5 mM H2S04 a průtok byl udržován konstantní na 0,6 ml/min. Chromatografický pík, který se shoduje s každou organickou kyselinou, byl identifikován porovnáním retenčního času s retenčním časem každého standardu. Obsah volných aminokyselin byl analyzován pomocí autoanalyzátoru aminokyselin (L-8900, Hitachi, Tokio, Japonsko) s iontoměničovou kolonou naplněnou zakázkovou iontoměničovou pryskyřicí Hitachi (2622 SC PF, 4,6 x 60 mm). Kolona byla udržována na 50 °C v kolonové peci a teplota reaktoru byla 135 °C. Pro mobilní fázi je sada vyrovnávací paměti (PF-1, PF-2, PF-3, PF-4, PF-6, PF-RG, R{ {25}} a C1, Kanto Co., Tokio, Japonsko) s průtokem 1 ml/min. Každá volná aminokyselina byla identifikována porovnáním retenčního času s retenčním časem směsi aminokyselin standardního roztoku typu AN-II a B

(FUJIFILM Wako Pure Chemical Co., Osaka, Japonsko).

2.4. Cytotoxicita a akumulace glykogenu in vitro

2.4.1. Buněčná kultura a diferenciace

Buňky C2C12 (myší myoblasty) byly zakoupeny od American Type Culture Collection (ATCC, Rockville, ND, USA). Buňky byly kultivovány v Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) doplněném 10 procenty fetálního bovinního séra (FBS), penicilinem (100 IU/ml) a streptomycinem (100 ug/ml) (Gibco, Life Technologies, Grand Island, NY, USA). Buňky C2C12 byly inkubovány při 37 ◦C ve zvlhčené atmosféře s 5 procenty CO2. Pro indukci diferenciace bylo 70 procent konfluentních buněk poté kultivováno v DMEM doplněném 2 procenty koňského séra (HS) a 10 ug/ml inzulínu po dobu 3 dnů s výměnou média každé dva dny.

2.4.2. Sulforhodamin B (SRB) test

Buněčná proliferace byla hodnocena testem na sulforhodamin B (SRB, Sigma, St. Louis, MO, USA). Buňky C2C12 byly nasazeny v množství 1 x 1 04 buněk/jamku na 48-jamkové destičky a diferencovány výměnou média. Buňky byly poté inkubovány s 0,1–0,4 µg/ml PV po dobu 3 dnů při 37 ◦C v inkubátoru zvlhčeném 5 % CO2. Po ošetření bylo médium odstraněno a buňky byly barveny roztokem SRB při teplotě místnosti po dobu 1 hodiny a promyty pětkrát za použití 1% kyseliny octové. Každá jamka byla solubilizována 10 mM Tris a měřena při 540 nm čtečkou mikrodestiček (Molecular Devices, Inc., San Jose, CA, USA)

2.4.3. Obsah glykogenu in vitro

2.5. Experimentální design na zvířatech

2.5.1. Zvířata a diety

Čtyřtýdenní samci krys Sprague-Dawley (SD) byli zakoupeni od Hyo-Chang Science Inc. (Busan, Korea). Krysy byly jednotlivě rozděleny do akrylových klecí a umístěny při 22 ± 2 °C v 12hodinovém cyklu světlo-tma. Všechny krysy byly po dobu experimentu krmeny granulemi komerčního krmiva. Krysy byly poté náhodně rozděleny do pěti skupin (n=6): sedavá kontrola (SC), cvičená kontrola (EC) a cvičené krysy, kterým byl podáván 3% kondenzovaný džus Prunus mume (PJ), 5% PV zředěný destilovanou vody (PV5) a 7,5 procenta PV zředěného destilovanou vodou (PV7.5). Všechny skupiny byly doplněny orálním podáváním v koncentraci 7 ml/kg tělesné hmotnosti po dobu experimentu, uvažováno jako denní objem příjmu u lidí. Suplementace vysoké koncentrace kyseliny octové je schopna způsobit střevní záněty u potkanů. PV7.5 byl použit jako vysoká koncentrace pro experiment [12]. SC a EC potkanům bylo podáváno stejné množství destilované vody. Poté byly všechny krysy vyvolány, aby běžely na běžícím pásu. Během experimentu měly krysy volný přístup k potravě a vodě až do posledních 12 hodin experimentálního období, kdy jim bylo jídlo odepřeno. Všechny krysy byly léčeny v přísném souladu s pokyny Dong-A University pro péči a použití laboratorních zvířat (DIACUC-17-1).

2.5.2. Postupně zatěžovaný cvičební program a běžecký vytrvalostní test

Všechny krysy s výjimkou skupiny SC byly trénovány pomocí cvičebního programu s postupnou zátěží od 09:00 do 13:00, 6 dní v týdnu po dobu 4 týdnů na běžeckém pásu (Daejong Instrument Industry, Soul, Korea) . Program zahrnuje postupně zvyšovanou intenzitu běhu rychlostí 20 m/min po dobu 10 minut, 25 m/min po dobu 20 minut, 30 m/min po dobu 20 minut a 35 m/min po dobu 30 minut od 1. do 4. týdne. Když jsou krysy vyčerpané a nemohou běžet, deska s elektrickými šoky na konci běžícího pásu je regulovala, aby pokračovaly v běhu.

Na konci experimentálního období byly krysy (n=6) nuceny běžet rychlostí 40 m/min až do vyčerpání a byly zaznamenány jejich běžecké záznamy, aby se určila běžecká vytrvalost. Všechny krysy byly vyhodnoceny jako vyčerpané, když zůstaly na elektrické desce déle než 10 sekund. Ostatní (n=6) byly umístěny na běžecký pás s rychlostí 40 m/min po dobu 60 minut. Po experimentu byly krysy usmrceny ethyletherem a vzorky krve byly odebrány z dolní duté žíly a umístěny při teplotě místnosti po dobu 2 hodin a poté centrifugovány při 2500 x g po dobu 20 minut, aby se oddělily vzorky séra. Byly odebrány játra a svaly gastrocnemia a opláchnuty fyziologickým roztokem. Všechny vzorky byly skladovány při -80 ◦C v hlubokém mrazáku.

2.6. Biochemické parametry

2.6.1. Biomarkery související s únavou

Hladiny anorganického fosfátu a amoniaku v séru byly hodnoceny pomocí Biovision Inc. (Milpitas, CA, USA). Hladiny laktátu v séru byly stanoveny pomocí soupravy pro laktátový test (Bioassay Systems, Hayward, CA, USA).

2.6.2. Analýza hladin glykogenu v játrech a svalech

Obsah glykogenu byl analyzován podle metody popsané v Cho et al. [5]. Stručně, 0.2 g tkání z jater a svalů reagovalo se 400 µl 30% roztoku hydroxidu draselného, ​​vařilo se 30 minut a poté se ochladilo na 25 ◦C. Dále byl ke směsi přidán 1 ml ethanolu a směs byla centrifugována při 6000 x g a 4 °C po dobu 15 minut. Supernatant byl následně odstraněn a peleta byla smíchána s 0,5 ml destilované vody, načež bylo přidáno 0,2 procenta roztoku anthronu pro hydrolýzu glukózy. Nakonec byla spektrofotometrem změřena absorbance při 620 nm

2.6.3. Aktivity svalové laktátdehydrogenázy (LDH) a sérové ​​kreatinkinázy (CK)

2.6.4. Hladiny aktivity malondialdehydu (MDA) a glutathionperoxidázy (GPx).

Hladina MDA a aktivita GPx byly hodnoceny homogenizací alikvotů 0,1 g zmrazených jater ve fyziologickém roztoku pufrovaném fosfátem (PBS). Po homogenizaci byly vzorky centrifugovány při 3500 x g při 4 °C po dobu 10 minut, poté byly supernatanty použity pro analýzu. Hladina MDA a aktivita GPx byly měřeny kolorimetrickými soupravami (Biovision Inc., Milpitas, CA, USA).

2.7. Stanovení celkového obsahu fenolů (TPC)

TPC PV byla stanovena Folin–Ciocalteuovou kolorimetrickou metodou s určitými úpravami [19]. Stručně, PV reagoval s Folin-Ciocalteuovým činidlem a neutralizoval se roztokem uhličitanu sodného. Poté byla spektrofotometrem měřena absorbance modré barvy při 760 nm. Jako standard byla použita kyselina gallová (Sigma-Aldrich, čistota > 99 procent) a TPC byla vyjádřena jako mg ekvivalentů kyseliny gallové/g (mg GAE/g) PV.

2.8. HPLC analýza

2.9. Statistická analýza

3. Výsledky a diskuse

3.1. Obsah organických kyselin a volných aminokyselin v PV

Hlavní chuťové složky fermentovaného octa se skládají z organických kyselin generovaných fermentací a také volných aminokyselin produkovaných hydrolýzou bílkovin během fermentace [20]. PV obsahoval organické kyseliny, kyselinu octovou, kyselinu šťavelovou, kyselinu citrónovou, kyselinu jantarovou, kyselinu jablečnou a kyselinu mléčnou, v procentech 4034,46, 72,76, 1530,65, 1075,51, 140,95 a 390,87 mg procenta (tabulka 1). Kromě toho PV obsahoval řadu volných aminokyselin, jmenovitě kyselinu asparagovou, tyrosin, fenylalanin, histidin, lysin a arginin. Obsah kyseliny asparagové, tyrosinu, fenylalaninu, histidinu, lysinu a argininu byl 7,56, 5,46, 4,43, 32,93, 4,11 a 20,76 ppm, v daném pořadí. Po dvoufázové fermentaci vykazoval PV vyšší obsah organických kyselin, zejména kyseliny octové, a volných aminokyselin než PJ. Ve srovnání s předchozími studiemi obsah organických kyselin v komerčním octu s čirokem sestával z kyseliny octové (3600 mg procent), kyseliny šťavelové (16,62 mg procent), kyseliny citrónové (49,7 mg procent), kyseliny jantarové (92,5 mg procent), jablečné kyseliny (27,83 mg procent) a kyseliny mléčné (820 mg procent) [21]. PV obsahoval nižší množství volných aminokyselin než česnekový ocet, který obsahoval vysoké množství volných aminokyselin (23,4 ppm), tyrosinu (nezjištěno), fenylalaninu (313,9 ppm), histidinu (4,6 ppm), lysinu (460,3 ppm) a arginin (65,0 ppm). Na a kol. (2013) uvedli, že kvalitativní charakteristiky fermentovaného octa závisí na různých složkách a souvisí s vyšším množstvím kyseliny citrónové, kyseliny jantarové, kyseliny jablečné, tyrosinu a histidinu a nižším množstvím kyseliny asparagové, fenylalaninu, lysinu a argininu, které byly pozorovány u PV ve srovnání s jiným fermentovaným octem [22]. Celkově výsledky naznačují, že PV fermentovaný PJ obohacený hruškovým extraktem obsahuje vysoké množství organických kyselin a různé obsahy volných aminokyselin.

Stůl 1.Obsah organických kyselin a volných aminokyselin v Prunus mume octu (PV).

3.2. Identifikace a kvantifikace fenolických sloučenin ve PV

TPC PV byla 25.86 mg GAE/g (data nejsou uvedena). Pro další identifikaci fenolických sloučenin přítomných v PV byla provedena analýza HPLC-PDA. Kyselina protokatechuová, kyselina syringová, kyselina chlorogenová, kyselina nechlorogenová a kyselina kryptochlorogenní s koncentracemi 0.08, 0.22, 0.37, 0.82 a 1.36 mg/g, v daném pořadí, byly identifikovány pomocí HPLC analýzy srovnáním s každou standardní fenolovou kyselinou (obrázek 1). Tento výsledek ukázal, že kyselina kryptochlorogenní a kyselina neochlorogenová byly hlavními fenolovými kyselinami ve PV. Mnoho studií uvádí, že fenolické sloučeniny ovlivňují funkční vlastnosti, jako jsou antioxidanty, protirakovinné a antidiabetické vlastnosti [23–25]. V související studii provedené Yuanem a kol. (2019), extrakt ze Sonchus arvensis bohatý na polyfenoly obsahující kyselinu chlorogenovou, luteolin a kyselinu čekanku zlepšil antioxidační enzymové aktivity a syntézu glykogenu u cvičených myší [26]. Vodný extrakt ze semen Abelmoschus esculentus Moench obsahující vysoké množství polyfenolů a flavonoidů vykazoval významné antioxidační a protiúnavové účinky u myší po testu plavání při zátěži [27]. Také fenolické sloučeniny včetně 5-HMF, kyseliny neochlorogenové, kyseliny protokatechuové a kyseliny syringové byly identifikovány v koncentrátu plodů Prunus mume ošetřeném pektinázou, které vykazovaly inhibiční účinky na buňky kolorektálního karcinomu [19]. Ačkoli jsou zapotřebí další studie, aby se prozkoumaly molekulární mechanismy za protiúnavovými aktivitami fenolických sloučenin, tento výsledek ukazuje, že protiúnavové aktivity PV souvisely s jejími fenolickými sloučeninami, jako je kyselina protokatechuová, kyselina syringová, kyselina chlorogenová a další. jeho deriváty.

Obrázek 1.Fenolické sloučeniny v octu Prunus mume (PV) byly analyzovány pomocí HPLC. kyselina protokatechuová (205 nm, 8,774 min); kyselina syringová (216,8 nm, 23,857 min); kyselina chlorogenová (326,1 nm, 18,663 min); kyselina nechlorogenová (324,9 nm, 9,660 min); kyselina kryptochlorogenní (326,1 nm, 20,395 min).

3.3. Účinky PV na buněčnou proliferaci a akumulaci glykogenu v myoblastech C2C12

Kosterní sval hraje důležitou roli v podpoře tvorby energie v těle [27]. Jak je znázorněno na obrázku 2, hodnotili jsme cytotoxicitu a akumulaci glykogenu PV na myoblastu C2C12. K vyhodnocení cytotoxicity PV byly provedeny SRB testy na myoblastech C2C12 a po diferenciaci byly buňky ošetřeny různými koncentracemi PV (0.1, 0.2, {{1{{{101} 12}}}}.3 a 0.4 ug/ml) po dobu 48 hodin (obrázek 2A). Buněčná životaschopnost myoblastů C2C12 ošetřených PV byla více než 95 procent, což neznamená žádné významné rozdíly ve srovnání s kontrolou. Pro posouzení obsahu glykogenu v myoblastech C2C12 byl proveden test glykogenu s použitím buněčných lyzátů. Jak je znázorněno na obrázku 2B, obsah glykogenu v myoblastech C2C12 byl významně zvýšen PV způsobem závislým na dávce. Léčba PV v dávce 0,4 ug/ml však nevykazovala významné rozdíly ve srovnání s 0,3 ug/ml PV. Tyto výsledky naznačují, že léčba PV může zvýšit akumulaci glykogenu s necytotoxickými koncentracemi v kosterním svalu.

Obrázek 2Účinky PV na (A) buněčnou proliferaci a (B) akumulaci glykogenu v myoblastech C2C12. Hodnoty dat jsou vyjádřeny jako průměr ± SE (n=3). Různá písmena na liště se výrazně liší (p <>

3.4. Vliv PV na dobu běhu běžeckého pásu

Doba běhu do vyčerpání je ukazatelem zátěžové kapacity, která představuje zotavení z únavy [5]. V této studii byl na krysách po dobu 4 týdnů prováděn cvičební program s použitím běžeckého pásu. Po vysoce intenzivním cvičení až do vyčerpání všechny skupiny odhalily významně zvýšenou běžeckou vytrvalost ve srovnání s SC potkany a PV7,5 zaznamenala nejdelší dobu běhu ze všech skupin (obrázek 3). Reidy & Rasmussen (2016) uvedli, že suplementace aminokyselinami zvýšila výkon při cvičení prostřednictvím indukce syntézy proteinů v lidském kosterním svalu po odporovém cvičení [28]. Tento výsledek ukázal, že PV účinně zvýšilo vytrvalostní kapacitu u krys s vysokou intenzitou cvičení.

Obrázek 3Vliv PV na dobu výdrže při běhu. Hodnoty dat jsou vyjádřeny jako průměr ± SE (n {{0}}). SC: sedavá kontrola, EC: cvičená kontrola, PJ: šťáva z Prunus mume, PV5: 5 procent octový nápoj Prunus mume, PV7,5: 7,5 procent octový nápoj z Prunus mume. Různá písmena na pruhu se výrazně liší (p <>

3.5. Účinky PV na sérové ​​biomarkery související s únavou

Výskyt fyzické únavy je spojen s energetickým deficitem při cvičení. Vzhledem k tomu, že během vysoce intenzivního cvičení je spotřebováno velké množství energie, tekutin a aminokyselin, mohou sportovní nápoje pomoci udržet rovnováhu tekutin a resyntézu bílkovin [29]. Z tohoto důvodu lze PV využít jako sportovní nápoj ke zlepšení únavy způsobené cvičením. Intracelulární acidóza navíc vyvolává svalovou únavu v důsledku akumulace laktátu a anorganického fosfátu [12]. Během intenzivního cvičení způsobují sérové ​​biomarkery související s únavou, jako je akumulace sérového amoniaku, anorganického fosfátu a laktátu, svalovou únavu v důsledku intracelulární acidózy [30]. Snížení citlivosti na únavu tedy souvisí se zvýšením doby běhu a snížením biomarkerů únavy. Jaterní a svalový glykogen, které jsou dobře známými zdroji substrátu pro glykolýzu a produkci energie, působí jako první obrana proti vyčerpání energie [5]. Glykogen je tedy jedním z ukazatelů únavy. Hladiny sérového amoniaku, anorganického fosfátu a laktátu u skupiny PV7.5 byly 64,57 ug/ml, 2,98 mM a 1,21 mM (obrázek 4A–C). Tyto hodnoty byly výrazně sníženy o 28,22 procenta, 25,91 procenta a 18,24 procenta ve srovnání se skupinou EC, v tomto pořadí. Ve srovnání se sérovými biomarkery u EC potkanů ​​nevykazovali SC a PJ potkani žádné významné rozdíly. Fushimi a kol. (2001) uvedli, že suplementace octem významně snížila sérový laktát a amoniak po cvičení až do vyčerpání u potkanů, a Stephens et al. (2008) uvádí, že perorální podávání acetátu zlepšilo hladinu krevního laktátu u prasat [31,32]. Na základě těchto výsledků mohly vysoké hladiny organických kyselin a různých volných aminokyselin v PV ovlivnit regulaci sérového amoniaku, anorganického fosfátu a laktátu. Proto podávání PV účinně vykázalo účinek proti únavě regulací sérových biomarkerů souvisejících s únavou u krys trénovaných cvičením.

Obrázek 4.Vliv PV na sérový (A) amoniak, (B) anorganický fosfor a (C) laktát u vyčerpaných potkanů. Hodnoty dat jsou vyjádřeny jako průměr ± SE (n {{0}}). SC: sedavá kontrola, EC: cvičená kontrola, PJ: šťáva z Prunus mume, PV5: 5 procent octový nápoj Prunus mume, PV7,5: 7,5 procent octový nápoj z Prunus mume. Různá písmena na pruhu se výrazně liší (p <>

3.6. Účinky PV na změny akumulace glykogenu

Účinky PV na jaterní a svalový glykogen jsou znázorněny na obrázku 5. Skupina EC vykazovala vyšší obsah glykogenu ve svalu gastrocnemius, ale mezi skupinami SC a EC nebyly žádné signifikantní rozdíly (obrázek 5A). Bylo však pozorováno významné zvýšení obsahu glykogenu (34,25 procenta) ve srovnání se skupinami EC a PV7,5. Obsah jaterního glykogenu se také zvýšil v reakci na suplementaci PV7,5 až o 24,21 procent ve srovnání se skupinou EC (obrázek 5B). Předchozí studie uváděly, že perorální suplementace kyseliny octové zvyšuje syntézu glykogenu v játrech a svalech po cvičení u potkanů ​​a koní [10,11,31]. Tento výsledek tedy naznačuje, že zvýšení hladin jaterního a svalového glykogenu by mohlo souviset s protiúnavovou aktivitou u krys s vysokou zátěží.

Obrázek 5. Vliv PV na akumulaci glykogenu (A) svalu a (B) jater u vyčerpaných potkanů. Hodnoty dat jsou vyjádřeny jako průměr ± SE (n {{0}}). SC: sedavá kontrola, EC: cvičená kontrola, PJ: šťáva z Prunus mume, PV5: 5 procent octový nápoj Prunus mume, PV7,5: 7,5 procent octový nápoj z Prunus mume. Různá písmena na pruhu se výrazně liší (p <>

3.7. Vlivy PV na změny činnosti LDH a CK

Laktátdehydrogenáza (LDH) je oxidoreduktáza v glykolýze, která katalyzuje reverzibilní přeměnu kyseliny mléčné na pyruvát [33]. Sérová kreatinkináza (CK) je důležitým enzymem indikujícím svalové poranění [34]. Hodnotili jsme tedy svalové LDH a hladiny CK v séru, abychom vyhodnotili úroveň svalového poškození. Hladina gastrocnemius LDH u EC potkanů ​​se významně nelišila ve srovnání se skupinou SC (obrázek 6A). Aktivita LDH u potkanů, kterým byl podáván PV7.5, se významně zvýšila o 27,75 procent ve srovnání se skupinou EC. Jak je znázorněno na obrázku 6B, hladina CK v séru skupiny SC byla 60,35 U/l. Hodnota CK skupiny EC byla 54,71 U/L, což se významně nelišilo od srovnání skupiny SC. Suplementace PV7.5 však významně snížila hladiny CK o 35,66 procent ve srovnání s EC potkany. V podobných studiích extrakt Prunus mume zlepšil zotavení po únavě prostřednictvím zvýšení aktivity LDH a regulace sérových biomarkerů u trénovaných potkanů ​​a zvýšil sérový CK v reakci na poškození svalů způsobené napnutím svalů, což vyvolává únavu [4,35]. Tato zjištění naznačují, že podávání PV zabránilo únavě tím, že podpořilo metabolismus kyseliny mléčné ve svalových buňkách a snížilo poškození svalů snížením hladiny sérových markerů únavy u potkanů.

Obrázek 6.Účinky PV na aktivity (A) laktátdehydrogenázy a (B) kreatinkinázy u potkanů ​​vyčerpaných cvičením. Hodnoty dat jsou vyjádřeny jako průměr ± SE (n {{0}}). SC: sedavá kontrola, EC: cvičená kontrola, PJ: šťáva z Prunus mume, PV5: 5 procent octový nápoj Prunus mume, PV7,5: 7,5 procent octový nápoj z Prunus mume. Různá písmena na pruhu se výrazně liší (p <>

3.8. Účinky PV na změny úrovně MDA a aktivity GPx v játrech

Svalové poškození způsobuje změny v aktivitě antioxidačních enzymů a hladin MDA [34]. MDA je jedním z vedlejších produktů peroxidace lipidů vyvolané oxidačním stresem. Abychom pozorovali změny v antioxidačním enzymu a peroxidaci lipidů, měřili jsme hladiny MDA a GPx v jaterní tkáni podáváním PV vyčerpaným cvičebním potkanům. Výsledky odhalily významné změny v reakci na podání PV. Konkrétně se obsah MDA ve skupině EC snížil o 10 procent ve srovnání se skupinou SC (obrázek 7A). Podávání PJ, PV5 a PV7.5 vyvolalo pokles obsahu MDA o 18,35 procenta, 20,36 procenta a 25,05 procenta, v daném pořadí, vzhledem ke skupině EC. Podávání PV při intenzivním vyčerpání vyvolaném cvičením významně zvyšuje aktivitu GPx (obrázek 7B). V játrech léčba PV7.5 významně zvýšila aktivitu GPx o 19,65 procenta a 41,14 procenta, ačkoli PV5 nevykazoval žádný rozdíl ve srovnání s EC potkany. V předchozích studiích exogenní suplementace antioxidantů a antioxidační dieta snížily hladiny oxidačního stresu u sportovců po vyčerpávajícím cvičení [36]. Podávání antioxidantů zabraňuje bolestivosti svalů u lidí po cvičení [37]. Kromě toho čínský černý ocet indukoval antioxidační aktivity prostřednictvím inhibice reaktivních forem kyslíku, stejně jako zvýšení aktivit SOD a CAT [38]. Dohromady tyto výsledky naznačují, že suplementace octa s antioxidační aktivitou zvyšuje regeneraci únavy. Proto mohou být protiúnavové aktivity PV spojeny s regulací antioxidačních enzymů u vyčerpaných potkanů.

Obrázek 7.Účinky PV na aktivity (A) malondialdehydu a (B) glutathionperoxidázy u potkanů ​​vyčerpaných cvičením. Hodnoty dat jsou vyjádřeny jako průměr ± SE (n {{0}}). SC: sedavá kontrola, EC: cvičená kontrola, PJ: šťáva z Prunus mume, PV5: 5 procent octový nápoj Prunus mume, PV7,5: 7,5 procent octový nápoj z Prunus mume. Různá písmena na pruhu se výrazně liší (p <>

4. závěr

V této studii byly PV obsahující různé volné aminokyseliny a organické kyseliny vyvinuty dvoustupňovým fermentačním procesem a hodnoceny analýzami cytotoxicity a akumulace glykogenu v myoblastech C2C12, stejně jako in vivo účinky proti únavě u vyčerpaných potkanů ​​po vysoké intenzitě cvičení. Vysoké hladiny akumulace glykogenu byly pozorovány in vitro a podávání PV přispělo k prevenci únavy regulací biomarkerů sérové ​​únavy a markerů svalového poranění u vyčerpaných potkanů. Dále byly identifikovány fenolické sloučeniny jako kyselina protokatechuová, kyselina syringová a deriváty kyseliny chlorogenové v PV. Souhrnně lze očekávat, že PV bude použit jako funkční materiál proti únavě vyvolané vysoce intenzivním cvičením.

Toto je náš produkt proti únavě! Pro více informací klikněte na obrázek!

Reference

1. Hwang, JY; Ham, JW; Nam, SH Antioxidační aktivita maesilu (Prunus mume). korejský J. Food Sci. Technol. 2004, 36, 461–464.

2. Paik, IY; Chang, WR; Kwak, YS; Cho, SY; Jin, HE Vliv suplementace Prunus mume na hladiny energetického substrátu a faktory indukce únavy. J. Life Sci. 2010, 20, 49–54. [CrossRef]

3. Nakajima, S.; Fujita, K.; Inoue, Y.; Nishio, M.; Seto, Y. Účinek lidového léku, Bainiku-ekisu, koncentrátu šťávy z Prunus mume, na infekci Helicobacter pylori u lidí. Helicobacter 2006, 11, 589–591. [CrossRef]

4. Kim, SY; Park, SH; Lee, HN; Park, extrakt TS Prunus mume zmírňuje únavu způsobenou cvičením u trénovaných potkanů. J. Med. Jídlo. 2008, 11, 460–468. [CrossRef] [PubMed]

5. Cho, HD; Lee, JH; Jeong, JH; Kim, JY; Yee, ST; Park, SK; Lee, MK; Seo, KI Výroba nového octa s antioxidačními a protiúnavovými účinky ze Salicornia herbacea LJ Sci. Food Agric. 2016, 96, 1085–1092. [CrossRef] [PubMed]

6. Xie, X.; Zheng, Y.; Liu, X.; Cheng, C.; Zhang, X.; Xia, T.; Yu, S.; Wang, M. Antioxidační aktivita čínského shanxi zrajícího octa a jeho korelace s polyfenoly a flavonoidy během procesu vaření piva. J. Food Sci. 2017, 82, 2479–2486. [CrossRef]

7. Kondo, S.; Tayama, K.; Tsukamoto, Y.; Ikeda, K.; Yamori, Y. Antihypertenzní účinky kyseliny octové a octa na spontánně hypertenzní krysy. Biosci. Biotechnol. Biochem. 2001, 65, 2690–2694. [CrossRef]

8. Sakakibara, S.; Yamauchi, T.; Oshima, Y.; Tsukamoto, Y.; Kadowaki, T. Kyselina octová aktivuje jaterní AMPK a snižuje hyperglykémii u diabetických KK-A(y) myší. Biochem. Bioph. Res. Co. 2006, 344, 597–604. [CrossRef]

9. Yagnik, D.; Serafin, V.; Shah, AJ Antimikrobiální aktivita jablečného octa proti Escherichia coli, Staphylococcus aureus a Candida albicans; downregulace exprese cytokinů a mikrobiálních proteinů. Sci. Rep. 2018, 8, 1732–1744. [CrossRef]

10. Fushimi, T.; Tayama, K.; Fukaya, M.; Kitakoshi, K.; Nakai, N.; Tsukamoto, Y.; Sato, Y. Účinnost kyseliny octové pro doplňování glykogenu v kosterním svalu potkana po cvičení. Int. J. Sports Med. 2002, 23, 218–222. [CrossRef]

11. Waller, AP; Geor, RJ; Spriet, LL; Heigenhauser, GJF; Lindinger, MI Orální suplementace acetátem po dlouhodobém středně intenzivním cvičení zvyšuje časnou resyntézu svalového glykogenu u koní. Exp. Physiol. 2009, 94, 888–898. [CrossRef] [PubMed]

12. Cho, HD; Kim, JH; Lee, JH; Hong, SM; Yee, ST; Seo, KI Protiúnavový účinek nápoje z okurkového octa na krysy po vysoce intenzivním cvičení. korejský J. Food Sci. Technol. 2017, 49, 209–214. [CrossRef]

13. Blain, GM; Hureau, TJ Omezení únavy a výkonu při cvičení: Interakce mozek-sval. Exp. Physiol. 2017, 102, 3–4. [CrossRef] [PubMed]

14. Xu, C.; Lv, J.; Lo, YM; Cui, SW; Hu, X.; Fan, M. Účinky ovesného glukanu na vytrvalostní cvičení a jeho protiúnavové vlastnosti u trénovaných potkanů. Carbohydr. Polym. 2013, 92, 1159–1165. [CrossRef]

15. Maes, M.; Twisk, FNM Chronický únavový syndrom: Harveyho a Wesselyho (bio)psychosociální model versus bio(psychosociální) model založený na dráhách zánětlivého a oxidativního a nitrosativního stresu. BMC Med. 2010, 8, 1–13. [CrossRef]

16. Rittie, L.; Fisher, GJ UV zářením indukované signální kaskády a stárnutí pleti. Ageing Res. Rev. 2002, 1, 705–720. [CrossRef]

17. Kaulmann, A.; Bohn, T. Karotenoidy, záněty a oxidační stres – důsledky buněčných signálních drah a vztah k prevenci chronických onemocnění. Nutr. Res. 2014, 34, 907–929. [CrossRef]

18. Shen, Y.; Zhang, H.; Cheng, L.; Wang, L.; Wian, H.; Qi, X. In vitro a in vivo antioxidační aktivita polyfenolů extrahovaných z černého horského ječmene. Food Chem. 2016, 194, 1003–1012. [CrossRef]

19. Cho, HD; Kim, JH; Vyhrál, YS; Měsíc, KD; Seo, KI Inhibiční účinky plodů Prunus mume ošetřených pektinázou se soustředí na proliferaci kolorektálního karcinomu a angiogenezi endoteliálních buněk. J. Food Sci. 2019, 84, 3284–3295. [CrossRef]

20. Jung, KM; Lee, YS; Kim, JW; Seol, JM; Jung, YH; Kim, SR Nízkoteplotní alkoholová fermentace pro výrobu vysoce kvalitního octa s použitím broskve. Korejský Soc. Biotechnol. Bioeng. J. 2018, 33, 95–103.

21. Kong, Y.; Zhang, LL; Sun, Y.; Zhang, YY; Sun, BG; Chen, HT Stanovení volné aminokyseliny, organické kyseliny a nukleotidu v komerčním octě. J. Food Sci. 2017, 82, 1116–1123. [CrossRef] [PubMed]

22. Na, HS; Choi, GC; Yang, SI; Lee, JH; Cho, JY; Ma, SJ; Kim, JY Srovnání vlastností komerčního fermentovaného octa vyrobeného z různých přísad. Korejský J. Food Preserv. 2013, 20, 482–487. [CrossRef]

23. Xu, DP; Li, Y.; Meng, X.; Zhou, T.; Zhou, Y.; Zheng, J.; Zhang, JJ; Li, HB Přírodní antioxidanty v potravinách a léčivých rostlinách: Extrakce, hodnocení a zdroje. Int. J. Mol. Sci. 2017, 18, 96. [CrossRef] [PubMed]

24. Zhou, Y.; Zheng, J.; Li, Y.; Xu, DP; Li, S.; Chen, YM; Li, HB Přírodní polyfenoly pro prevenci a léčbu rakoviny. Živiny 2016, 8, 515. [CrossRef] [PubMed]

25. Guasch-Ferré, M.; Merino, J.; Sun, Q.; Fit6, M.; Sales-Salvad6, J. Dietní polyfenoly, středomořská strava, prediabetes a diabetes 2. typu: Narativní přehled důkazů. Oxid. Med. Buňka. Longev. 2017, 2017,

6723931. [CrossRef] [PubMed]

26. Yuan, T.; Wu, D.; Sun, K.; Tan, X.; Wang, J.; Ren, B.; Zhao, B.; Liu, Z.; Liu, X. Protiúnavová aktivita vodných extraktů Sonchus arvensis L. u cvičených trénovaných myší. Molekuly 2019, 24, 1168. [CrossRef]

27. Xia, F.; Zhong, Y.; Li, M.; Chang, Q.; Liao, Y.; Liu, X.; Pan, R. Antioxidační a protiúnavové složky okry. Živiny 2015, 7, 8846–8858. [CrossRef]

28. Reidy, PT; Rasmussen, BB Role požitých aminokyselin a bílkovin při podpoře anabolismu svalových bílkovin vyvolaného odporovým cvičením. J. Nutr. 2016, 146, 155–183. [CrossRef]

29. Evans, GH; James, LJ; Shirrefs, SM; Maughan, RJ Optimalizace obnovy a udržení rovnováhy tekutin po dehydrataci vyvolané cvičením. J. Appl. Physiol. 2017, 122, 945–951. [CrossRef]

30. Robbergs, RA; Ghiasvand, F.; Parker, D. Biochemie námahou indukované metabolické acidózy. Dopoledne. J. Physiol. Regul. Celé číslo. Comp. Physiol. 2004, 287, R502–R516. [CrossRef]

31. Fushimi, T.; Tayama, K.; Fukaya, M.; Kitakoshi, K.; Nakai, N.; Tsukamoto, Y.; Sato, Y. Krmení kyselinou octovou zvyšuje doplňování glykogenu v játrech a kosterním svalstvu krys. J. Nutr. 2001, 131, 1973–1977. [CrossRef] [PubMed]

32. Stephens, JW; Dikeman, ME; Unruh, JA; Haub, MD; Tokach, MUDr. Dritz, SS Účinky perorálního podávání citrátu nebo acetátu sodného prasatům na krevní parametry, posmrtnou glykolýzu, pokles svalového pH a kvalitativní vlastnosti vepřového masa. J. Anim. Sci. 2008, 86, 1669–1677. [CrossRef] [PubMed]

33. Zheng, Y.; Zhang, WC; Wu, ZY; Fu, CX; Hui, AL; Gao, H.; Chen, PP; Du, B.; Zhang, HW Dva macamidové extrakty zmírňují fyzickou únavu tím, že zmírňují poškození svalů u myší. J. Sci. Food Agric. 2018, 99, 1405–1412. [CrossRef] [PubMed]

34. Filho, LFS; Menezes, PP; Santana, DVS; Lima, BS; Saravanan, S.; Almeida, GKM; Filho, JERM; Santos, MMB; Araujo, AAS; de Oliveira, ED Vliv pulzního terapeutického ultrazvuku a diosminu na oxidační parametr kosterního svalstva. Ultrasound Med. Biol. 2018, 44, 359–367. [CrossRef]

35. Tojima, M.; Noma, K.; Torii, S. Změny v sérové ​​kreatinkináze, napětí svalů nohou a opožděný nástup svalové bolesti po úplném maratonu. J. Sports Med. Fyzikální fitness. 2016, 56, 782–788.

36. Pingitore, A.; Lima, praktický lékař; Mastorci, F.; Chinony, A.; Lervasi, G.; Vassalle, C. Cvičení a oxidační stres: Potenciální účinky antioxidačních dietních strategií ve sportu. Výživa 2015, 31, 916–922. [CrossRef]

37. Ranchordas, MK; Rogerson, D.; Soltani, H.; Costello, JT Antioxidanty pro prevenci a snížení svalové bolesti po cvičení. Cochrane Database Syst. Rev. 2017, 12, CD009789. [CrossRef]

38. Chen, J.; Tian, ​​J.; Ge, H.; Liu, R.; Xiao, J. Účinky tetramethylpyrazinu z čínského černého octa na antioxidační a hypolipidemické aktivity v buňkách HepG2. Food Chem. Toxicol. 2017, 109 Pt 2, 930–940. [CrossRef]