Protiúnavové vlastnosti Porphyridium Cruentum u myší

Kontakt: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-mail:audrey.hu@wecistanche.com

Yongmei Huang1, Yongfu Wang2, Wenjie Li3, Jingting Zhan4, Jinli Lei4, Ning Li1, Lihua Tan2, Chang Qu2, Jiannan Chen2, Hui Luo4*

Marine Biomedical Research Institute, Klíčová laboratoř Zhanjiang pro výzkum a vývoj mořských mikrobiálních zdrojů v oblasti Beibuského zálivu,

Guangzhou University of Chinese Medicine, Mathematical Engineering Academy of Chinese Medicine, Guangdong Provincial Key Laboratory of New Drug Development and Research of Chinese Medicine, Guangzhou, 510006,

Oddělení hematologie, přidružená nemocnice Guangdong Medical University, Zhanjiang, 524001,

Sekce výuky a výzkumu chemie, Klíčová laboratoř Zhanjiang pro výzkum a vývoj mořských mikrobiálních zdrojů v oblasti Beibuského zálivu, Guangdong Medical University, Zhanjiang 524023, PR Čína

Účel:Vyhodnotit potenciální účinky Porphyridium cruentum(PC) na únavu vyvolanou testem nuceného plavání u myší.

Metody:Myši byly náhodně rozděleny do normální kontrolní skupiny (NC, tj. neléčené neplavající); modelová kontrolní skupina (MC, neléčené plavání); skupina léčená spirulinou (SP, 800 mg/kg); Skupiny ošetřené PC (50, 100 a 200 mg/kg). Po intragastrickém podání po dobu 14 po sobě jdoucích dnů byl u myší proveden experiment s plaváním se zátěží a byly zkoumány biochemické ukazatele související s únavou, včetně vyčerpávající doby plavání, hladiny glukózy (Glu), obsahu jaterního glykogenu (HG), svalového glykogenu. obsah (MG), aktivity glutathionperoxidázy (GSH-Px), kreatinkinázy (CK), malondialdehydu (MDA), hladiny močovinového dusíku (SUN), aktivity laktátdehydrogenázy (LDH), kyseliny mléčné (LA) a také superoxiddismutázy ( DRN).

Výsledek:PC výrazně prodloužil dobu plavecké vytrvalosti oproti MC. Po PC

léčby byly Glu, HG a MG účinně zvýšeny v závislosti na dávce, hladiny SUN, LA, LDH a CK v séru byly významně sníženy. Kromě toho léčba PC zvýšila bioaktivitu dvou antioxidačních enzymů, jmenovitě GSH-Px a SOD, zatímco obsah MDA se ve srovnání se skupinou MC snížil.

Závěr:Tyto výsledky ukazují, že PC vykazuje silný účinek proti únavě. PC tedy může být vhodné pro začlenění do funkčních potravin, aby se zabránilo únavě.

klíčová slova: Porphyridium cruentum, Proti únavě,Energetický metabolismus, Škodlivé metabolity, Oxidační stres

ÚVOD

Porphyridium cruentum (PC), jednobuněčné červené mikrořasy produkované převážně v tropických a subtropických oblastech, jsou potenciálním zdrojem biopaliv, potravin a léčiv [1]. Výzkum ukázal, že PC obsahuje hojné polysacharidy, polynenasycené mastné kyseliny (PUFA), fykoerythrin, pigmenty a další bioaktivní látky [2]. Navíc tyto bioaktivní sloučeniny z PC hrají klíčovou roli v klinické praxi, jako jsou antioxidační, protinádorové a imunomodulační vlastnosti [3]. Potenciální účinek PC proti únavě však přitahuje omezenou pozornost. Naše současná studie si proto kladla za cíl prozkoumat potenciální aktivitu proti únavě a možné mechanismy PC v modelu vytrvalostního plavání u myší. Kromě,SpirulinaPodle předchozích studií byla prokázána účinnost proti únavě (SP) a byla vybrána jako pozitivní kontrola v této studii [4].

EXPERIMENTÁLNÍ

Materiály a chemikálie

PC a SP byly získány ze ŠanghajeGuangyu Biological Technology Co. Ltd a identifikované prof. Ziren Su v červnu 2017. Komerční sady pro biochemickou analýzu jaterního glykogenu (HG), svalového glykogenu (MG), glutathionperoxidázy (GSH-Px), malondialdehydu (MDA), mléčného kyselina (LA) a superoxiddismutáza (SOD) byly poskytnuty Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute (Nanjing, Jiangsu, Čína).

Pokusná zvířata

Samci myší Kunming (20 ± 2 g) byli zakoupeni od Medical Experimental Animal Center v provincii Guangdong (Foshan, Čína). Všechna zvířata byla umístěna a adaptována po dobu 7 dnů ve standardním prostředí (teplota 22 ± 2 stupně, vlhkost 55 ± 2 procenta a cyklus 12-h světlo/tma). Celý provedený experiment byl v souladu s pokyny poskytnutými Výborem pro péči o zvířata a welfare [5] a schválený Institucionálním etickým výborem Guangzhou University of Chinese Medicine (schválení č. 2016047).

Experimentální design

Po 7 dnech aklimatizace byly myši rozděleny do šesti různých experimentálních skupin randomizací (n=20): normální kontrolní skupina (NC, normální fyziologický roztok), modelová kontrolní skupina (MC, normální fyziologický roztok), pozitivní kontrolní skupina (SP , 800 mg/kg) a tři intervenční skupiny PC ve skupině s nízkou dávkou (PC-L, 50 mg/kg), skupině se střední dávkou (PC-M, 100 mg/kg) a skupině s vysokou dávkou (PC-H, 200 mg/kg). Dávky SP a PC byly stanoveny na základě našich předběžných testů a předchozí literatury [6]. SP a PC byly suspendovány v destilované vodě a byly orálně podávány jednou denně po dobu 14 dnů. Obrázek 1 je schematický graf tohoto experimentálního návrhu.

Zkouška nuceného plavání

Za prvé, vynucený plavecký test wjak bylo provedeno na základě předchozího výzkumu [4] s mírnými úpravami. Krátce, hodinu po konečném podání bylo 10 myší z každé experimentální skupiny použito k testu nuceného plavání a zatíženo olovnatými dráty o hmotnosti 5 % tělesné hmotnosti připojenými k ocasu. Poté byla pokusná zvířata umístěna do plastového bazénu s vodou (50 cm × 35 cm × 30 cm) s vodou udržovanou na 25 ± 2 stupně. Mezitím byla okamžitě zaznamenána doba výdrže, když nebyli schopni koordinovat pohyby a nedokázali se vrátit na vodní hladinu do 10 s [4,7].

Měření biochemických indexů

Po konečném podání bylo zbývajících 10 myší z každé skupiny nuceno plavat nepřetržitě 90 minut bez zátěže s výjimkou skupiny NC. Poté byly myši usmrceny v anestezii pentobarbitalem (60 mg/kg). Poté byly okamžitě odebrány vzorky krve z oční bulvy heparinizovanou kapilárou. Pro stanovení HG a MG byly myším vyříznuty svaly jater a zadní nohy. Krev byla centrifugována při 3500 otáčkách za minutu, 4 stupně po dobu 10 minut a byla získána plazma pro měření koncentrací SOD, GSH-Px, LA a MDA pomocí souprav Elisa a byly stanoveny hladiny SUN, LDH, CK a Glu. biochemickým analyzátorem typu Hitachi 7180.

Statistická analýza

Hodnoty byly vyjádřeny jako průměr ± SD. Statistický test rozdílů byl proveden jednosměrnou analýzou rozptylu následovanou LSD testem a Duncanovým testem pomocí statistiky SPSS 23.0 (IBMInc, New York, USA). Hodnotyp < 0.05="" were="" considered="" statistically="">

VÝSLEDEK

Vliv PC na tělesnou hmotnost

Hmotnost myši, zaznamenávaná denně během experimentu, je uvedena v tabulce 1. Data naznačují, že mezi všemi skupinami nebyl žádný významný rozdíl ve změně hmotnosti (p >0.05).

Vliv PC na nosnost plavání

Přímo prozkoumat, zda se PC vystavovaloproti únavěbyla zaznamenávána doba plavání se zátěží (obrázek 2). Jak se očekávalo, ve srovnání se skupinou MC byla vyčerpávající doba plavání prodloužena po léčbě PC. Konkrétně skupiny PC-M, PC-H a SP významně prodloužily vyčerpávajícíčas plavání o 59,3, 80,5 a 97,1 procenta (p < 0.01),="" respectively.="" the="" results="" showed="" that="" pc="" could="" increase="" the="" exhaustive="" swimming="" capacity="" of="">

Obrázek 1: Vliv PC na vyčerpávající čas plavání u myší. Data byla vyjádřena jako průměr ± SD (n=10). **p < 0.01="" compared="" to="" mc="">

Vliv PC na spotřebu energie

Po plaveckém testu bez zátěže po dobu 90 minut byla změřena hladina Glu (obrázek 3 A). Ve srovnání s neplavajícími myšmi se hladina Glu ve skupině MC výrazně snížila (p <0.01). nevertheless,="" glu="" level="" in="" pc-l,="" pc-m,="" pc-h,="" and="" sp="" groups="" was="" increased="" by="" 23.4,="" 68.4,73.6,="" and="" 76.8="" %,="" respectively="" compared="" to="" mcgroup.="" among="" the="" treatment="" groups,="" pc-m,="" pch,="" and="" sp="" exhibit="" significant="" changes="" (all="">p <0.01). as="" the="" major="" source="" of="" energy="" consumption,="" glycogen="" in="" muscle="" and="" liver="" were="" also="" determined.="" as="" figure="" 3="" b="" shows,="" the="" mg="" content="" of="" the="" mc="" group="" declined="" significantly="" when="" compared="" with="" the="" nc="" group="">p < 0.01).="" however,="" the="" mg="" content="" of="" pc-m,="" pc-h,="" and="" sp="" groups="" significantly="" increased="" by="" 56.3,="" 66.9,="" and="" 72.8="">p < 0.01)="" compared="" with="" the="" mc="" group.="" in="" addition,the="" hg="" content="" of="" mc="" group="" declined="" notably(figure="" 3c,="">p < 0.01),="" the="" hg="" content="" of="" three="" pc-treated="" groups="" and="" sp="" group="" significantly="" improved="" by="" 77.2,="" 93.2,="" 126.0,="" and="" 147.3="" %,respectively="">p <>

Vliv PC na aktivity SUN, LA, LDH a CK

SUN, LA, LDH, CK jsou citlivé indikátory zátěžové kapacity. Jak je znázorněno na obrázku 4 A, po podávání PC po dobu 14 dnů byla aktivita SUN ve skupině MC vyšší než ve skupině NC (7,32 ± 0,80 oproti 16,25 ± 2,91 mmol/l,p <0.01). after="" treatment,="" sun="" activity="" in="" pc="" or="" sp="" groups="" were="" remarkably="" decreased="" (13.89="" ±2.51,="" 10.87="" ±="" 1.59,="" 10.68="" ±="" 2.21="" and="" 10.48="" ±1.62="" mmol/l,="" respectively,="" versus="" 16.25="" ±="" 2.91mmol/l,="">p < 0.05="" or="">p < 0.01).="" as="" shown="" in="" figure="" 4="" b,="" the="" level="" of="" la="" in="" three="" doses="" of="" pc="" groups="" and="" sp="" group="" significantly="" decreased="" by28.1,="" 28.5,="" 30.7,="" and="" 32.1="" %,="" respectively,="" versus="" the="" mc="" c="" group="">p < 0.01).="" in="" figure="" 4="" c,="" the="" effects="" of="" pc="" and="" sp="" on="" ldh="" activities="" were="" presented.the="" activity="" of="" ldh="" was="" significantly="" inhibited="" in="" pc-m,="" pc-h="" and="" sp="" groups="" by="" 7.2="" %="">p < 0.05),12.6="" %="">p < 0.01)="" and="" 13.8="" %="">p < 0.01),compared="" with="" mc="">

_20220107152112

Stůl 1:Změna tělesné hmotnosti (průměr ± SD, n=10)

Kromě toho byl pozorován významný pokles aktivity CK ve skupinách léčených PC a SP ve srovnání se skupinou MC (obrázek 4 D). Zejména koncentrace CK byly sníženy o 20,7, 36,1, 39,3 a 40,1 procenta (p < 0.01),="" respectively,="" indicating="" that="" pc="" treatment="" leads="" to="" a="" reduction="" in="" ck="" activity="" in="" a="" dose-dependent="">

Účinky PC na index oxidačního stresu

Pro vyhodnocení účinků PC na index oxidačního stresu vyvolaného únavou byly měřeny hladiny SOD, GSH-Px a MDA (obrázek 5 A). Mezi skupinami MC a NC na SOD byl pozoruhodný rozdíl (p < 0.01),="" which="" were="" notably="" improved="" by="" pc-="" and="" sp-="" treatment="" than="" those="" in="" the="" mc="" group="">p < 0.05="" or="">p < 0.01).="" additionally,="" sod="" levels="" in="" pc-m,="" pc-h,="" and="" sp="" groups="" were="" significantly="" elevated="" by="" 15.0,="" 15.9,="" and="" 19.0="" %respectively.="" similarly,="" the="" concentration="" of="" gshpx="" in="" pc-m,="" pc-h,="" and="" sp="" groups="" displayed="" a="" significant="" increase="" of="" 53.7,="" 121.9,="" and="" 129.3="" %.(figure="" 5="" b,="">p < 0.05="" or="">p < 0.01)moreover,="" serum="" mda="" levels="" in="" pc-m,="" pc-h="" andsp="" groups="" descend="" significantly="" when="" compared="" to="" that="" of="" the="" mc="" group="" (20.2,="" 24.4,="" and="" 24.8="" %,="" respectively,="">p < 0.01)="" in="" figure="" 5="" c.="" morespecifically,="" pc-h="" group="" showed="" a="" similar="" reduction="" after="" sp="">

DISKUSE

V současné době se široce používá test nuceného plavání se zátěží pro hodnocení účinku proti únavě a vytrvalostní kapacity pro výkon při cvičení u myší [8]. V této studii jsme nejprve zkoumali vliv PC na tělesnou hmotnost a fyziologický stav myší. Výsledky naznačují, že PC nemělo žádný toxický účinek na zvířata a žádný negativní vliv na jejich tělesnou hmotnost po 14-denním po sobě jdoucím ošetření, což také ukazuje, že použité dávky PC byly pro myši bezpečné. Zjistili jsme také, že PC skupiny prodloužily vyčerpávající čas, zejména PC-M a PC-H skupiny, což ukazuje na potenciální účinek PC proti únavě na myši. Bylo stanoveno několik relevantních biochemických indikátorů úzce souvisejících s únavou, aby bylo možné dále zkoumat vlastnosti PC proti únavě. Jak bylo uvedeno dříve, intenzivní cvičení vede k rychlému vyčerpání ATP a nedostatku energie, což je faktor přispívající k únavě [9]. Během fyzického cvičení se Glu nejprve oxiduje, aby se vytvořil ATP pro zásobování energetických požadavků svalů [10]. Kromě toho lze energii těla získat také z glykogenolýzy, což je důležitá sekundární dlouhodobá zásoba energie, která poskytuje dostatek energie pro svalovou kontrakci a používá se k uspokojení naléhavé potřeby glukózy [11].

Bylo hlášeno, že obnovení HG a MG je prospěšné pro zlepšení výkonnostní vytrvalosti ve sportech, jako je plavání [12]. V této studii náš výsledek ukázal, že léčba PC-M a PC-H významně zvýšila hladiny Glu. PC také významně zvýšilo HG a MG v závislosti na dávce během plavání. Navíc účinky léčby PC-H na obsahy HG a MG byly srovnatelné s účinkem pozitivního léku SP. Tyto výsledky naznačují, že PC má pozitivní vliv na zvýšení tolerance cvičení a oddálení výskytu fyzické únavy. Je dobře známo, že když tělo nemůže získat dostatek energie z aerobního metabolismu, anaerobní glykolýza se stává alternativním zdrojem pro uspokojení energetické potřeby. Proto byl LA, metabolity glykolýzy, stanoven jako jeden z biochemických parametrů svalové únavy [13]. S rostoucí intenzitou cvičení se odpovídajícím způsobem zvyšuje obsah SUN v důsledku katabolismu bílkovin a aminokyselin, aby se kompenzoval katabolismus cukrů a tuků a splnily se energetické nároky těla [14]. Jak ukazují výsledky získané v této studii, léčba PC významně snížila akumulaci SUN a LA u myší. Výsledky naznačují, že PC uplatnilo své protiúnavové účinky snížením akumulace metabolických látek indukujících vyčerpání během vyčerpávajících plaveckých experimentů.

Současně jako enzym katalyzující oxidačně-redukční reakci pyruvátu hraje LDH důležitou roli v anaerobní glykolýze. Jde o citlivý index související s únavou a jeho úroveň ovlivňuje vytrvalostní kapacitu při plaveckém testu [7]. Jako cytosolový enzym hojně uložený v buňkách těla je CK klinickým biomarkerem souvisejícím s únavou především díky svému odrazu poškození svalových a buněčných membránových struktur [15]. Výsledky ukázaly, že hladiny CK a LDH ve skupinách léčených PC byly výrazně sníženy ve srovnání se skupinou MC. Tyto údaje naznačují, že PC pravděpodobně uplatňuje své vlastnosti proti únavě tím, že usnadňuje eliminaci kyseliny mléčné a snižuje poškození svalových a buněčných membránových struktur. Dále oxidační stres úzce souvisí s fyzickou únavou [16]. Jak ukázaly předchozí studie, vyčerpávající cvičení produkuje hojné ROS [17]. Antioxidační enzymy jako SOD a GSH-Px mají zároveň funkci vychytávání ROS [7]. Navíc SOD katalyzuje hlavně superoxidové radikály za vzniku H2O2 a O2. GSH-Px katalyzuje rozklad H2O2 na H2O a O2 [18]. SOD a GSH-Px jsou tedy dobře známé enzymy související s únavou, které odolávají oxidačnímu poškození. Navíc MDA, konečný produkt peroxidace lipidů, je indikátorem oxidačního poškození v experimentech proti únavě [13]. V této studii léčba PC podporovala bioaktivitu SOD a GSH-PX v plazmě než u skupiny MC, zejména ve skupině PC-H. Kromě toho hladiny MDA významně poklesly po léčbě PC. Tyto výsledky tedy naznačují, že PC je efektivnívýkon proti únavěu myší zvýšením antioxidační funkce a prevencí peroxidace lipidů po vyčerpávajícím cvičení.

ZÁVĚR

Zjištění této studie ukazují, že PC má vlastnosti proti únavě a urychluje zotavení z únavy, zejména u PC-H, a je dobře srovnatelné s pozitivní (referenční) kontrolou, SP. PC tedy může být vhodné pro zahrnutí do funkčních potravin, aby se minimalizovala únava.

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

REFERENCE

1. Freitas AC, Rodrigues D, Rocha-Santos TAP, Gomes AMP, Duarte AC. Mořská biotechnologie postupuje směrem k aplikacím v nových funkčních potravinách. Biotechnol Adv 2012; 30: 1506-1515.

2. Fuentes MMR, Fernandez GGA, Perez JAS, Guerrero JLG. Živinové profily biomasy mikrořasy Porphyridium cruentum. Food Chem 2000; 70: 345-353.

3. Sun L, Wang L, Zhou Y. Imunomodulační a protinádorové aktivity polysacharidů různé molekulové hmotnosti z Porphyridium cruentum. Carbohydr Polym 2012; 87: 1206-1210.

4. Zhao XN, Wang XF, Liao JB, Guo HZ, Yu XD, Liang JL, Zhang X, Su ZR, Zhang XJ, Zeng HF. Protiúnavový účinek extraktu Millettiae speciosae Champ (Leguminosae) u myší. Trop J Pharm Res 2015; 14: 479-485.

5. National, Research Council, Guide for the Care and Use of Laboratory Animals, 7. and. National Academy Press, Washington DC, 1996.

6. Zhao XN, Liang JL, Chen HB, Liang YE, Guo HZ, Su ZR, Li YC, Zeng HF, Zhang XJ. Protiúnavová a antioxidační aktivita polysacharidů izolovaných z Millettiae speciose Champ. Leguminosae. Živiny 2015; 7:8657-8669.

7. Zhong L, Zhao L, Yang F, Yang W, Sun Y, Hu Q. Hodnocení protiúnavových vlastností extrudovaného produktu z obilných zrn smíchaných s Cordyceps militarist na myších. J Int Soc Sports Nutr 2017; 14: 1-10.

8. Jiang X, Chu Q, Li L, Qin L, Hao J, Kou L, Lin F, Wang D. Protiúnavové aktivity Tuber melanosporum v myším modelu. Exp Ther Med 2018; 15: 3066-3073.

9. Belluardo N, Westerblad H, Mudo G, Casabona A, Bruton J, Caniglia G, Pastoris O, Grassi F, Ibanez CF. Demontáž neuromuskulárního spojení a svalová únava u myší bez neurotrofinu-4. Mol Cell Neurosci 2001; 18: 56-67.

10. Bergstrom J, Hermansen L, Hultman E, Saltin B. Dieta, svalový glykogen a fyzický výkon. Acta Physiol Scand 1967; 71: 140-150.

11. Wang MY, LG. Účinky extraktu ze semen Plantago major L. na kapacitu vytrvalostního cvičení u myší. J Med Plants Res 2011; 5: 1659-1663.

12. Huang WC, Lin CI, Chiu CC, Lin YT, Huang WK, Huang HY, Huang CC. Kuřecí esence zlepšuje výkon a zmírňuje fyzickou únavu. Živiny 2014; 6: 2681-2696.

13. Chen Y, Miao Y, Huang L, Li J, Sun H, Zhao Y, Yang J, Zhou W. Antioxidační aktivity saponinů extrahovaných z Radix Trichosanthis: hodnocení in vivo a in vitro. BMC Complement Altern Med 2014;

14.1-8.14. Li X, Zhang H, Xu H. Analýza chemických složek polysacharidů shiitake a jejich účinek proti únavě při vibracích. Int J Biol Macromol 2009; 45: 377-380.

15. Wang SY, Huang WC, Liu CC, Wang MF, Ho CS, Huang WP, Hou CC, Chuang HL, Huang CC. Extrakt z ovoce dýně (Cucurbita moschata) zlepšuje fyzickou únavu a výkon u myší. Molekuly 2012; 17: 11864-11876.

16. Coombes JS, Rowell B, Dodd SL, Demirel HA, Naito H, Shanely RA, Powers SK. Účinky nedostatku vitaminu E na únavu a svalové kontraktilní vlastnosti. Eur J Appl Physiol 2002; 87: 272-277.

17. Powers SK, DeRuisseau KC, Quindry J, Hamilton KL. Dietní antioxidanty a cvičení. J Sports Sci 2004; 22: 81-94.

18.You L, Zhao M, Regenstein JM, Ren J. In vitro antioxidační aktivita a in vivo účinek proti únavě sekavců (Misgurnus anguillicaudatus) peptidů připravených trávením papainu. Food Chem 2011; 124: 188-194.

Fyzická a duševní únava v epidemiologii, patofyziologii a léčbě Parkinsonovy choroby

Víno Cistanche proti únavě