Extrakt zmírňuje únavu způsobenou vyčerpávajícím cvičením prostřednictvím inhibice oxidačního stresu

klíčová slova:Aralia kontinentalis kitagawa;únava; vyčerpávající cvičení; oxidační stres;metabolická acidóza

Kliknutím sem se dozvíte o tradičních bylinkách proti únavě -Cistanche

1. Úvod

Únavanavozený vyčerpávajícím cvičením je definován jako pocit extrémní fyzické nebo psychické zátěžeúnava, slabost nebo vyčerpání [1]. Výskyt únavy je úzce spojen se zánětema chronická bolest a může zhoršit kvalitu života pacienta, zvláště když je onemocnění těžké, popřmírné, ale přetrvávající dlouhodobě [2]. Únava navíc úzce souvisí se sofistikovaným metabolismemstavy způsobené různými faktory, jako je věk subjektu, trvání aktivity a závažnostcvičení [3]. Během cvičení je glykogen z jater a svalů metabolizován na glukózufosfokreatinový systém a glukóza je dále metabolizována, aby uspokojila vyšší energetické nároky.

V důsledku toho se kyselina mléčná hromadí v těle, zejména ve svalech.4,5]. Kyselina mléčnáakumulace zhoršuje kontraktilitu a snižuje inervaci svalů, což v konečném důsledku vede ksvalová únava [6]. Navíc vyčerpávající cvičení způsobuje nerovnováhu v energetické náročnosti, což má za následekv těle se vyčerpává, když přetrvává. Změny hemostatických parametrů krve včetně pH, ionty a plyny také přispívají k únavě [7]. Fyzická únava tedy způsobuje sníženou výkonnostakumulací metabolických produktů včetně peroxidů lipidů, laktátu a iontů [8,9]. Vztah mezi vyčerpávajícím cvičením a oxidačním stresem je dobře prokázán [10].

Ve skutečnosti,vyčerpávající cvičení může způsobit nadprodukci reaktivních forem kyslíku (ROS), což vede koxidační stres, i když mírné cvičení zlepšuje tělesné funkce. Akumulace ROS dálepoškozuje buněčné membrány je škodlivý pro výkon kosterního svalstva a způsobuje únavu běhemvyčerpávající cvičení [10]. Proto je suplementace exogenními antioxidanty slibnástrategie ochrany tělesných funkcí před únavou při vyčerpávajícím cvičení [11]. Kromě toho mnoho léčivých rostlin a jejich antioxidačních složek, jako jsou polysacharidy,bylo popsáno, že alkaloidy a polyfenoly snižují bolest, záněty a únavu povysoce intenzivní cvičení [12]. Tyto rostliny skutečně přispívají ke zlepšení vytrvalosti při cvičení aoddálení únavy vyvolané cvičením prostřednictvím aktivace endogenních antioxidantů a jejich odstraněnísuperoxidové radikály při podání myším před vyčerpávajícím plaváním [13]. 

Aralia kontinentalis kitagawa(AC), patřící do čeledi Araliacea, je léčivá bylinná rostlinaširoce rozšířen po celé severovýchodní Asii včetně Číny a Koreje [14–16]. AC se používá vtradiční korejská medicína k úlevě od bolesti a zánětu [17]. Předchozí studie to zjistilyAC má mnoho farmakologických vlastností včetně antioxidačních [14], hypocholesterolemický [18], a antidiabetické účinky [19]. Kromě toho bylo hlášeno, že AC obsahuje různé bioaktivní látkysloučeniny včetně kontinentální kyseliny, epikontinentální kyseliny a kyseliny kaurenové, které vykazujíprotirakovinný [20] a protizánětlivé [17] činnosti. Různé saponiny, které mají potenciální preventivní účinkyproti cukrovce a poškození jater, byly také izolovány z AC [21,22]. Navíc nedávnéstudie odhalily, že kořeny AC obsahují kyselinu chlorogenovou [23,24], známý antioxidant [25]. ACkořeny se tradičně používají ke zmírnění bolesti, revmatismu a zánětu, které se vyskytujíčasto spojené s únavou [26,27]. 

Nicméně účinkyAC a související mechanismyna únavu způsobenou vyčerpávajícím cvičením nebyly dosud zkoumány. Proto v této studiizkoumali jsme, zda vodní extrakt AC snižuje únavu způsobenou vyčerpávajícím plaváním adále objasnil základní mechanismy účinku proti únavě, se zaměřením na prevencioxidační stres.

2. Materiály a metody

2.1. Příprava extraktu aralie

Kořeny AC (1 kg) byly zakoupeny z tradičního korejského trhu, Jeonju, Korea. KořenyV této studii byl použit vodní extrakt AC. Stručně řečeno, kořeny AC byly sušeny v inkubátoru při 60 °C◦C a na prášek v elektrickém mixéru. Kořeny AC byly extrahovány vodou po dobu 72 hodin s příležitostmimíchání při teplotě místnosti po dobu 1 hodiny. Extrakty byly zfiltrovány pomocí filtračního papíru a odpařeny na rotační odparcevakuová odparka a zakoncentrována. Poté byly lyofilizovány sušením horkým vzduchem po dobu 72 hodin50 ◦Celkové množství extrahovaného AC bylo 85 g. Vodní extrakty AC byly udržovány na 4◦C prodalší studie.2.2. Etické prohlášeníVšechny postupy na zvířatech v této studii byly schváleny Výborem pro péči o laboratořAnimal Resources of Jeonbuk National University (CBNU2016-67) a byly provedeny v souladus Příručkou pro péči a používání laboratorních zvířat, kterou vydaly americké národní institutyof Health (Bethesda, MA, USA; publikace NIH č. 85–23, revidováno 1996). Padesát mužů Sprague-Dawleyv této studii byly použity krysy (220–250 g; Samtako Bio Korea Co. Ltd., Daejeon, Korea).2.3. Design studie na zvířatechKrysy byly udržovány ve 23± 2 ◦C s 50± 5 procent vlhkosti a 12-h světla/temný cyklus v klecícha aklimatizovali se alespoň jeden týden před experimenty. Zvířata byla rozdělena do pěti skupin(n = 10 v každé skupině), kde kontrolní skupina nedostala žádné vyčerpávající cvičení bez léčby AC,vyčerpávající cvičení s fyziologickým roztokem jako skupinou ošetřenou vehikulem a vyčerpávající cvičení s 60, 120 a180 mg/kg AC extraktem ošetřené skupiny. AC extrakt byl denně podáván orální sondou, resp.

Třetí týden po ošetření AC extraktem byla všechna zvířata kromě kontrolní skupiny podrobenanucené plavání až do vyčerpání. Pro eutanazii byly krysy anestetizovány CO2 inhalaceminimalizovat utrpení. 

2.4. Test nuceného plavání

Proteiny byly připraveny ze svalů gastrocnemia za použití RIPA pufruobsahující inhibitorkoktejl (Roche, Indianapolis, IN, USA) a koktejl inhibitorů fosfatázy (ThermoFisher ScientificInc., Waltham, MA, USA). Vzorky proteinů byly separovány na SDS-PAGE a přeneseny do PVDFmembrány (EMP Milipore Inc., Billerica, MA, USA), následované blokováním 5% bovinním séremalbumin (Sigma, St. Louis, MO, USA) v pufru TBSTpokojová teplota. Membrány pak bylyinkubováno přes noc ve 4◦C s protilátkami proti Bax, Bcl-2 a pro-kaspáze 3, štěpené kaspáze 3,a -aktin (Cell Signaling Tech., Danvers, MA, USA). Membrány pak byly inkubovány svhodné sekundární protilátky konjugované s křenovou peroxidázou (Cell Signaling Tech.) při pokojové teplotěteplota po dobu 1 hodiny, následovaná detekcí signálů pomocí Immobilon Western Chemiluminescencekit (Millipore Corp., Billerica, MA, USA) a systém UVITEC Mini HD9 (Cleaver Scientific Ltd.,Warwickshire, Spojené království). Intenzita každého proteinového pásu byla kvantifikována pomocí softwaru NIH ImageJ(Národní institut zdraví, Bethesda, MD, USA).2.9. Statistická analýzaStatistická významnost byla analyzována pomocí jednocestné analýzy rozptylu (ANOVA) nebo Studentovyt-test s Bonferroniho posthoc analýzou pro více skupinové srovnání pomocí GraphPad Prism 5.03software (GraphPad Software Inc., San Diego, CA, USA). Všechny údaje jsou uváděny jako průměr± Standardchyba průměru (SEM).P <>0.05 bylo považováno za statisticky významné.

3. Výsledky

3.1. AC extrakt obsahuje jako aktivní látku kyselinu chlorogenovou

Složka podle HPLC analýzyProtože předchozí studie ukázaly, že AC extrakt obsahuje jako aktivní látku kyselinu chlorogenovoukomponent [23,24] jsme se snažili určit složení kyseliny chlorogenové ve vodném extraktu ACza použití HPLC analýzy. Přítomnost kyseliny chlorogenové byla potvrzena porovnáním jejího UV spektraa retenční čas se standardní sloučeninou. Výsledky ukázaly, že AC vodní extraktobsahuje 2,24 mg/g kyseliny chlorogenové (obr1).

Obrázek 1.HPLC analýza kyseliny chlorogenové v AC extraktu. Ke stanovení byla provedena HPLCsložení kyseliny chlorogenové v AC. Obsah kyseliny chlorogenové byl analyzován v (A) Standardřešení a (B) AC vodní extrakt. HPLC, vysokoúčinná kapalinová chromatografie; AC,Araliakontinentální kitagawavýpis.3.2. AC extrakt prodlužuje dobu cvičení během vyčerpávajícího plaváníProzkoumat účinkyAC extraktu o vyčerpávajícím trvání cvičení, ošetřené AC a vozidlemkrysy byly podrobeny testu nuceného plavání v bazénu. Jak je znázorněno na obrázku2, délka plavání byla významně vyšší ve skupinách předléčených AC (60, 12 a 180 mg/kgAC léčba) ve srovnání se skupinou léčenou vehikulem způsobem závislým na dávce (15,5, 19,8,a 47,2 procentní nárůst pro 60, 120 a 180 mg/kg skupiny předem ošetřené AC vs. skupina ošetřená vehikulem,respektive). Tato data ukazují, že AC extrakt může prodloužit dobu plavání krys.

Obrázek 2Léčba AC extraktem prodloužila dobu cvičení krys během vyčerpávajícího plavání.Doba vyčerpání byla měřena u potkanů ​​po předléčení AC po dobu tří týdnů (n = 10 na skupinu).Data jsou průměrná± standardní chyba průměru (SEM). Významnost byla měřena pomocí jednosměrné analýzyrozptyl (ANOVA) následovaný Bonferroniho post hoc testem. *p <>0.05, ** p <>0.01 a ***p <>0.001. veh,ošetřené vozidlem; 60, 120 a 180 AC, 60, 120, 180 mg/kg AC extraktem ošetřené skupiny, resp. AC,Aralia kontinentalis kitagawavýpis.

3.3. AC extrakt zachovává změny hemodynamických parametrů a krevních iontů po vyčerpávajícím plavání

Vyčerpávající plavání výrazně zvýšilo Hct a několik krevních iontů (Mg2Plus, Ca2Plus, NaPlus, a KPlus). Změny hodnot však měly tendenci klesat u krys předem ošetřených ACvýpis; konkrétně 180 mg/kg AC extrakt předúprava významně inhibovala změny povyčerpávající plavání, což má za následek podobné hodnoty jako u kontrolní skupiny (tab1). Proto,tyto výsledky naznačují, že předběžné ošetření AC extraktem bylo schopné udržet krevní homeostázu povyčerpávající plavání.

3.4. AC extrakt zmírňuje změny biomarkerů sérových biomarkerů souvisejících s energetickým metabolismem po vyčerpáníPlavání

Vyhodnotit účinky únavyAC extraktu u krys vystavených vyčerpávajícímu plavání,byly měřeny biomarkery související s únavou, jako je glukóza, TG a laktát. U potkanů ​​bez ACpřed léčbou vyčerpávající plavání významně snížilo hladiny glukózy a TG ve srovnání sty v kontrolní skupině (od 123,5 do 77,4 mg/dl a 85.{1}} až 19,8 mg/hladiny dl glukózy a TG,respektive). Naopak 120 a 180 mg/kg krysy předléčené AC vykazovaly vyšší hladiny glukózy aTG ve srovnání se skupinou ošetřenou vehikulem po vyčerpávajícím plavání (obr3A, B). Hladiny laktátu vskupina léčená vehikulem po vyčerpávajícím plavání byla významně zvýšena ve srovnání se skupinami vkontrolní skupina (od 3,3 do 13,3 mg/dl). Nicméně 120 a 180 mg/kg AC předúprav výrazněsnížená akumulace laktátu ve srovnání s hladinami ve skupině léčené vehikulem (obr3C). Proto,tyto údaje naznačují, že AC zeslabuje změny v ukazatelích souvisejících s energetickým metabolismem v důsledkuvyčerpávající plavání.

Obrázek 3AC extrakt zmírnil změny sérových biomarkerů souvisejících s energetickým metabolismemvyčerpávající plavání. Hladiny v séru (A) glukóza, (B) TG a (C) laktátu byly měřeny u potkanů ​​poPředběžná léčba AC po dobu tří týdnů (n = 10 na skupinu). Data jsou průměrná± standardní chyba průměru (SEM).Významnost byla měřena pomocí jednocestné analýzy rozptylu (ANOVA) následované Bonferronihopost hoc test. *p <>0.05, ** p <>0.01 a ***p <>0.001. Cont, control; Veh, ošetřeno vozidlem; 60, 120 a180 AC, 60, 120, 180 mg/kg AC extraktem ošetřené skupiny, resp. AC,Kontinentální kitagawa Araliavýpis; TG, triglycerid.3.5. AC extrakt zlepšuje metabolickou acidózu v důsledku vyčerpávajícího plaváníK určení účinkůAC extraktu na metabolickou acidózu po vyčerpávajícím plavání,hemodynamické parametry související s acidózou včetně pH krve, HCO3−, pO2, apCO2 byly měřeny u potkanů ​​s nebo bez předběžného ošetření AC po vyčerpávajícím plavání. Výsledky ukazujíže hladiny pH, HCO3−, apO2 byly významně nižší u potkanů ​​bez předchozího ošetření ACvyčerpávající plavání ve srovnání s kontrolní skupinou (3,3, 57,4 a 62,4 procenta snížení pH,HCO3−, apO2 vs. kontrolní skupina, v tomto pořadí) (obr4A–C). Naproti tomu úrovněpCO2 výraznězvýšené u potkanů ​​bez předchozí léčby AC po vyčerpávajícím plavání ve srovnání s potkany vkontrolní skupina (29.0 procent nárůstupCO2 vs. kontrolní skupina) (obr4D). Pozoruhodné, tyto změny bylydramaticky zmírněno předúpravou AC extraktů 120 a 180 mg/kg (obrázek4). Tyto údajeukazují, že AC zabraňuje metabolické acidóze vyplývající z vyčerpávajícího plavání.

Obrázek 4.AC extrakt zlepšuje metabolickou acidózu v důsledku vyčerpávajícího plavání. Hladiny v krvi(A) pH, (B) HCO3- , (C) pO2 , a (D) pCO2 byly stanoveny u krys po předběžném ošetření AC po dobu třítýdny (n = 10 na skupinu). Data jsou průměrná± standardní chyba průměru (SEM). Byla měřena významnostza použití jednocestné analýzy rozptylu (ANOVA) následované Bonferroniho post hoc testem.* p <>0.05, ** p <>0.01, a ***p <>0.001. Cont, control; Veh, ošetřeno vozidlem; 60, 120 a 180 AC, 60, 120, 180 mg/kgSkupiny ošetřené AC extraktem. AC,Aralia kontinentalis kitagawavýpis; HCO3−hydrogenuhličitan;pO2 , parciální tlak kyslíku;pCO2 , parciální tlak oxidu uhličitého.3.6. AC extrakt zmírňuje vyčerpávající plavání vyvolané svalové zraněníK vyhodnocení účinkůAC extraktu na svalové zranění po vyčerpávajícím plavání, svalové zraněníbiomarkery jako CK a UA [28] byly měřeny na krysách s nebo bez předchozího ošetření AC povyčerpávající plavání. Hladiny CK a UA byly významně vyšší po vyčerpávajícím plaváníve srovnání s kontrolní skupinou (5.6- a 4.{3}}násobné zvýšení CK a UA oproti kontrolní skupiněskupina) (obr5). Nicméně nárůst hladin těchto proteinů byl významnýzlepšení AC-předběžnou léčbou 120 a 180 mg/kg ve srovnání s krysami ošetřenými vehikulempo vyčerpávajícím plavání (62,7 a 58,5 procenta snížení CK a 67,6 a 63,6 procenta snížení hladiny UA vkrysy předem ošetřené 120 a 180 mg/kg AC vs. krysy bez předběžného ošetření AC) (obr5). Proto tato data ukazují, že AC extrakt zmírňuje poškození svalů po vyčerpávajícím plavání.

3.7. AC extrakt potlačuje vyčerpávající plavání vyvolanou apoptózu

K posouzení meliorativního effffúčinek extraktu AC na vyčerpávající apoptózu vyvolanou plaváním,úrovně exprese proteinů souvisejících s apoptózou včetně Bax, Bcl-2, pro- a štěpené kaspázy3, ve svalu gastrocnemius. Výsledky ukazují, že hladiny Bax a štěpenékaspázy 3 byly významně zvýšeny u potkanů ​​s vyčerpávajícím plaváním bez předchozího ošetření AC.Pro-kaspáza 3, neaktivní forma kaspázy 3, a Bcl-2 protein, antiapoptotický protein, významněse snížil u potkanů ​​s vyčerpávajícím plaváním (obr6). Zejména změny ve výrazuhladiny těchto proteinů byly významně oslabeny předběžnou léčbou AC (obr6). Proto,AC extrakt může inhibovat apoptózu ve svalu gastrocnemius vyvolanou vyčerpávajícím plaváním.

Obrázek 5.AC extrakt zmírnil vyčerpávající zranění svalů způsobené plaváním. Hladiny v séruz (A) CK a (B) UA byly měřeny u potkanů ​​po předběžné léčbě AC po dobu 3 týdnů (n = 10 na skupinu).Data jsou průměrná± standardní chyba průměru (SEM). Významnost byla měřena pomocí jednosměrné analýzyrozptyl (ANOVA) následovaný Bonferroniho post hoc testem. **p <>0.01 a ***p <>0.001. Cont, control;Veh, ošetřeno vozidlem; 60, 120 a 180 AC, 60, 120, 180 mg/kg AC extraktem ošetřené skupiny, resp.AC,Aralia kontinentalis kitagawavýpis; CK, kreatinkináza; UA, kyselina močová.

Obrázek 6.AC extrakt potlačil vyčerpávající plaváním indukovanou apoptózu ve svalu gastrocnemius.(A) Western blot analýza hladin exprese proteinu Bax, Bcl{0}}, pro- a štěpené kaspázy 3 u potkanůpo předléčení AC po dobu 3 týdnů. (B) Hladiny exprese proteinu byly kvantifikovány skenovánímdenzitometrie. -aktin byl použit jako kontrola zatížení. Analýza Western blot byla provedena vtriplikát se třemi nezávislými vzorky. Data jsou průměrná± standardní chyba průměru (SEM). Význambyla měřena pomocí jednocestné analýzy rozptylu (ANOVA) následované Bonferroniho post hoc testem.* p <>0.05 a **p <>0.01 a ***p <>0.001. Cont, control; Veh, ošetřeno vozidlem; 60, 120 a 180 AC, 60,120, 180 mg/kg AC extraktem ošetřené skupiny, resp. AC,Aralia kontinentalis kitagawavýpis.

3.8. AC extrakt zmírňuje oxidační stres vyvolaný vyčerpávajícím plaváním

Prozkoumat, zda AC extrakt má preventivní účinkyproti oxidativnímu stresu v důsledku vyčerpávajícíplavání, sérové ​​hladiny biomarkerů souvisejících s oxidačním stresem včetně LDH, MDA, SOD aGSH byly měřeny po vyčerpávajícím plavání u potkanů ​​s nebo bez předběžného ošetření AC extraktem.Hladiny LDH a MDA byly významně vyšší u potkanů ​​bez předchozího ošetření ACs těmi v kontrolní skupině (107 procent a 85 procent nárůst LDH a MDA oproti kontrolní skupině,respektive). Hladiny těchto proteinů však byly významně zachovány u krys předem ošetřenýchse 120 a 180 mg/kg AC (31,6 % a 44.0 % snížení LDH a 21,5 % a 52,1 % snížení MDAhladiny u potkanů ​​předem léčených 120 a 180 mg/kg AC vs. krysy bez předchozí léčby AC)(Postava7A, B). U antioxidantů SOD a GSH byly hladiny u potkanů ​​dramaticky zachoványbyly předem ošetřeny buď 120 a 180 mg/kg AC (17,6 procenta a 61,9 procenta zvýšení SOD a 104,5 procenta a243,3 procenta zvýšení hladin GSH u potkanů, kterým bylo předem podáváno 120 a 180 mg/kg AC vs. krysy bez ACléčbě, v daném pořadí), ačkoli snížené hladiny byly pozorovány u potkanů ​​bez předchozí léčby ACvyčerpávající plavání (33,2 procenta a 43,3 procenta snížení SOD a GSH oproti kontrolní skupině, v tomto pořadí)(Postava7CD). Tyto údaje ukazují, že extrakt AC má antioxidační účinkyu krys svyčerpávající plavání vyvolanéúnava.

Obrázek 7.AC extrakt zmírnil oxidační stres vyvolaný vyčerpávajícím plaváním. Sérové ​​hladiny (A) LDH, (B) MDA, (C) SOD a (D) GSH byly měřeny u potkanů ​​po předběžné léčbě AC po dobu tří týdnů (n=10 na skupinu). Data jsou průměr ± standardní chyba průměru (SEM). Významnost byla měřena pomocí jednocestné analýzy rozptylu (ANOVA) následované Bonferroniho post hoc testem. * p < 0.05,="" **="" p="">< 0,01="" a="" ***="" p="">< 0,001.="" cont,="" control;="" veh,="" ošetřeno="" vozidlem;="" 60,="" 120="" a="" 180="" ac,="" 60,="" 120,="" 180="" mg/kg="" ac="" extraktem="" ošetřené="" skupiny,="" v="" tomto="" pořadí.="" ac,="" výtažek="" z="" aralia="" kontinentalis="" kitagawa;="" ldh,="" laktátdehydrogenáza;="" mda,="" malondialdehyd;="" sod,="" superoxiddismutáza;="" gsh,="">

4. Diskuze

Fyziologický stav únavy, který zahrnuje idiopatickou únavu, chronický únavový syndrom a nedefinovanou únavu, má škodlivé účinky na zdraví [29]. Únava způsobuje bolesti svalů, zhoršenou paměť, narušený spánek a další problémy [30]. Kromě toho je únava spojena s řadou onemocnění včetně rakoviny, hypertenze, cukrovky a ischemické choroby srdeční [31].

Kořen AC má mnoho farmaceutických vlastností včetněanti-osteoartróza[32], vazorelaxans [33],protizánětlivé[17] aprotirakovinné[34] činnosti. Zejména několik studií využívajících různé modely nemocí na zvířatech prokázalo, že AC má antioxidační aktivitu [35]. AC skutečně zabránil karcinogenezi vyvolané benzo()pyrenem prostřednictvím aktivace antioxidačního systému u potkanů ​​[18]. AC má také ochranný účinek proti hepatotoxicitě vyvolané terc-butylhydroperoxidem (t-BHP) prostřednictvím inhibice oxidačního stresu v systémech in vitro i in vivo [36]. Navzdory těmto předchozím studiím farmakologických účinků AC je o ní známo jen máloproti únavěčinnosti AC ve vztahu k vyčerpávajícímu cvičení. Proto tato studie hodnotila ochranné účinky AC kořenů proti únavě vyvolané vyčerpávajícím cvičením. Předchozí studie uváděly, že jednou z bioaktivních sloučenin v AC extraktu je kyselina chlorogenová.

Proto jsme testovali AC extrakt použitý v této studii a zjistili jsme, že obsahuje 2,24 mg/g kyseliny chlorogenové. K určeníproti únavěúčinky AC byly krysy aplikovány na nucené plavání, aby se vyvolaloúnavakterá již byla pozorována v předchozích studiích [7,37]. Výsledky ukazují, že předběžné ošetření AC účinně zvýšilo dobu nuceného plavání. Navíc glykémie a TG, primární zdroje energie pro cvičení [38,39], byly předléčbou AC významně zachovány. Naše výsledky proto ukazují, že AC může zpozdit dobu potřebnou k vyčerpání živin. Za normálních stavů se jako zdroj energie využívá ATP, který vzniká glykolýzou přeměnou glykogenu na glukózu [40]. Dodávka energie se však mění přeměnou pyruvátu na laktát za anaerobních podmínek způsobených vyčerpávajícím cvičením. Hromadění laktátu při vyčerpávající zátěži dále způsobuje snížení pH a acidózu [6,41] a následně dochází k únavě. V souladu s tím naše studie ukázala, že hladiny glukózy v krvi, pH laktátu, HCO3− a pO2 se snížily a pCO2 se zvýšily v důsledku vyčerpávajícího plavání. Důležité je, že tyto změny byly dramaticky zmírněny předběžnou léčbou AC. Tyto nálezy ukazují, že AC má preventivní roli proti metabolické acidóze vyplývající z vyčerpávajícího cvičení. Tato studie ukázala, že vyčerpávajícím plaváním bylo ovlivněno několik hladin iontů v krvi.

Vztah mezi krevními ionty a cvičením byl skutečně rozsáhle studován [42]. Ionty Mg2 plus a K plus jsou úzce spojeny s řadou svalových funkcí zahrnujících kontraktilitu, produkci energie, oxidační stres a rovnováhu elektrolytů [7]. Zejména Mg2 plus ionty jsou redistribuovány, aby upravily metabolismus pro udržení svalové kontraktility během cvičení [43–45]. V tomto ohledu naše předchozí studie zjistila, že krevní Mg2 plus ionty vzrostly po vyčerpávajícím plavání. Mg2 plus ionty mají také pozitivní vztah s laktátem, UA, LDH a CK, ale negativní vztah s glukózou a TG [7]. U dalších iontů, jako jsou K plus, Ca2 plus a Na plus, bylo také prokázáno, že se během cvičení zvyšují [7,46]. Tato studie prokázala, že předběžná léčba AC zmírnila nárůst těchto iontů v důsledku vyčerpávajícího plavání. Snížení průtoku krve v důsledku vyčerpávajícího cvičení vede ke zvýšení hodnoty Hct, což dále způsobuje zhoršení zásobování kyslíkem a produkce energie [47]. Proto byl Hct použit jako indikátor stupně únavy způsobené cvičením. Naše výsledky ukazují, že předléčení AC zachovalo hladiny Hct během vyčerpávajícího plavání. Vyčerpávající cvičení je navíc úzce spojeno s poškozením svalů a ledvin, které může ovlivnit fyzickou výkonnost [48]. Sérové ​​CK a UA jsou považovány za klíčové biomarkery různých typů svalového poškození, jako jsou srdeční onemocnění, svalová dystrofie a akutní renální selhání [28].

Proto byly tyto enzymy široce používány jako indikátory svalového a renálního poškození způsobeného vyčerpávajícím cvičením [43]. S ohledem na to jsme měřili hladiny CK a UA v séru, abychom posoudili, zda AC může zmírnit poškození svalů během vyčerpávajícího cvičení, a jak se očekávalo, léčba extraktem účinně snížila hladiny CK a UA v séru po vyčerpávajícím cvičení. Proto může AC zabránit poškození svalů a ledvin v důsledku vyčerpávajícího cvičení. Apoptóza je definována jako programovaná buněčná smrt, která zajišťuje buněčnou homeostázu; je citlivý na intracelulární redoxní prostředí, a proto se podílí na oxidačním stresu [49]. Vyčerpávající cvičení způsobuje rozšířenou apoptózu, která indukuje fragmentaci DNA a změněnou expresi genů a proteinů souvisejících s apoptózou, včetně exprese Bax, Bcl-2 a kaspáz [50,51]. Proto má apoptóza škodlivý účinek na jadernou a mitochondriální integritu a následně spouští poškození kosterního svalstva, které způsobuje únavu při vyčerpávajícím cvičení. Zde jsme prokázali, že AC extrakt účinně zmírnil zvýšení apoptoticky indukovatelných proteinů včetně Bax a pro-kaspázy 3. Léčba však snížila hladiny štěpené kaspázy 3, apoptoticky indukovatelného proteinu, a Bcl{11}}, antiapoptotický protein ve svalech gastrocnemia vyvolaný vyčerpávajícím plaváním, což ukazuje, že AC může zmírnit únavu inhibicí apoptózy ve svalech gastrocnemia. Snažili jsme se objasnit ochranné účinky AC proti oxidačnímu stresu vyvolanému vyčerpávajícím cvičením a související mechanismy. Intenzivní fyzické cvičení způsobuje nerovnováhu mezi oxidanty a antioxidačními systémy kvůli uvolňování volných radikálů odvozených od kyslíku, jako je ROS, což dále přispívá k vyvolání svalové únavy [37]. Mnoho důkazů skutečně ukázalo, že oxidační stres úzce souvisí s únavou z vyčerpávajícího cvičení [52]. Během vyčerpávajícího cvičení se zvyšuje spotřeba kyslíku a dochází ke změnám krevního svalu v kosterním svalstvu. Tyto změny způsobují produkci volných radikálů a poruchy svalové homeostázy, což vede k oxidativnímu poškození kosterního svalstva, následné zánětlivé reakci a produkci cytokinů, které dále přispívají ke svalové únavě. Předchozí studie na zvířecích modelech také odhalily, že vysoce intenzivní vyčerpávající cvičení mělo za následek snížení hladin antioxidantů SOD a GSH a zvýšení hladin MDA, vedlejšího produktu peroxidace lipidů, v důsledku oxidačního poškození [53, 54]. Zachování antioxidačních systémů proti oxidativnímu stresu by tedy mohlo být účinnou metodou ke zlepšení pohybové schopnosti během vyčerpávajícího cvičení. Tato studie odhalila, že zvýšení hladin prooxidantů LDA a MDA a snížení hladin antioxidantů SOD a GSH v důsledku vyčerpávajícího cvičení byly účinně zvráceny předléčbou AC. Tyto výsledky ukazují, že účinek AC proti únavě je zprostředkován modulací oxidačního stresu po vyčerpávajícím cvičení.

5. Závěry

Závěrem lze říci, že zjištění současné studie naznačují, že AC zeslabujefyzická únavaindukovaný vyčerpávajícím cvičením zlepšením metabolické acidózy a má antioxidační ochrannou kapacitu. Proto navrhujeme AC jako potenciální látku pro prevenci a léčbu fyzické únavy z vyčerpávajícího cvičení. Autorské příspěvky: Konceptualizace, S.-JK; Metodika, DKY a S.-JK; Software, DKY a S.-JL; Validace, DKY, S.-JL a S.-JK; Formální analýza, DKY, GOA, S.-JL a S.-JK; Investigation, DKY, GOA a S.-JL; Zdroje, S.-JK; Správa dat, DKY, GOA a S.-JK; Psaní – příprava původního návrhu, DKY; Psaní – recenze a redakce, S.-JK; Vizualizace, DKY a S.-JL; Supervize, S.-JK; Administrace projektu, S.-JL a S.-JK; Získání finančních prostředků, S.-JL a S.-JK Všichni autoři si přečetli publikovanou verzi rukopisu a souhlasí s ní. Financování: Tento výzkum financovalo Ministerstvo vědy a technologie (NRF-2018R1A2B6003332 a NRF-2018R1D1A3B07049191) a Korean Society of Ginseng z Korea Ginseng Corporation, Korea. Střet zájmů: Autoři neprohlašují žádný střet zájmů.