Část 1 Použití datlí (Phoenix Dactylifera Linn a Cistanche) ke zlepšení energetického metabolismu u únavou vyvolaných potkanů ​​Sprague Dawley

Hana Kaduna,b, Azizah Hamida,∗, Faridah Abas a,c, Nurul Shazini Ramli a, Ahmad Haniffff Jaafar a,∗, Mohd Sabri Pak Deka, Belal J. Muhialdina,d, Hani Hafeeza Halima, Abdul Karim Sabo Mohammed,e , Salam A. Ibrahim

Katedra potravinářství, Fakulta potravinářské vědy a technologie, UPM Serdang, Universiti Putra Malajsie, Selangor 43400, Malajsie

b Přírodovědecká fakulta Univerzity Al-Muthanna, Irák

c Institute of Bioscience, UPM Serdang, Universiti Putra Malaysia, Selangor 43400, Malajsie

d Halal Products Research Institute, UPM Serdang, Universiti Putra Malaysia, Selangor 43400, Malajsie

e Přírodovědecká fakulta, Federální univerzita v Dutse, Dutse, Jigawa, Nigérie

f Food and Nutritional Sciences Program, North Carolina A&T State University, Greensboro, NC 27411, USA

Abstraktní

únavazvyšuje oxidační stres, který poškozuje tělesné buňky a zvyšuje riziko rozvoje různých chronických onemocnění. V této studii,proti-únavaaktivita extraktu datle Piyarom byla hodnocena u potkanů ​​vyvolaných únavou pomocí testu nuceného plavání (FST). Výsledky ukázaly, že krysy ošetřené extraktem z datle v dávce 500 mg/kg tělesné hmotnosti vykazovaly zvýšenou produkci energie s nejvyšší vytrvalostní kapacitou (632,9±28,7 min). Krysy ošetřené datem měly také nižší hladinu laktátu v krvi, což ukazuje na efektivní využití energie s nižšíúnavave srovnání s normálními a unavenými krysami. Kromě toho byly hladiny laktátdehydrogenázy v séru v extraktech z datlí 250 a 500 mg/kg tělesné hmotnosti a ve skupinách kofeinu významně nižší ve srovnání sunavenýkrysy. Aktivita kreatinkinázy byla nejnižší ve skupině krmené 500 mg/kg extraktu z datle BW. Léčení potkani vykazovali zlepšení lipidových profilů, zatímco histologická studie odhalila zlepšení v různých orgánech. Krysy ošetřené extraktem z datlí v dávce 500 mg/kg tělesné hmotnosti prokázaly zvýšení produkce energie a zlepšený energetický metabolismus, což by mohlo být způsobeno přítomností bioaktivních sloučenin v datlích. Extrakt z datle Piyarom prokázal vlastnosti proti únavě a mohl být použit jako funkční přísada při vývoji nápojů nebo občerstvení, které řeší neduhy spojené s únavou.

Pro více informací prosím kontaktujte:emily.li@wecistanche.com

Cistanche deserticola a Cistanche stonek kliknutím sem se dozvíte více

1. Úvod

Únavaje běžný, nespecifický symptom, který zažívá mnoho lidí a projevuje se u různých zdravotních stavů.Fyzickýúnavaje spojena se snížením výkonnosti v důsledku neefektivního využívání energie (Kim et al., 2002; Wan et al., 2017) a je dále definována jako ohromující pocit únavy, nedostatek energie a pocit vyčerpání, který souvisí s obtížemi při zahájení nebo udržení dobrovolných aktivit (Kadum et al., 2018; Li et al., 2020). Únava zvyšuje oxidační stres, který může poškodit buňky a zvýšit riziko rozvoje různýchchronickýonemocnění (Lee et al., 2018; Osman a Mohamed, 2018).

Ergogenní vlastnost je schopnost látek kzlepšitenergieprodukce a využití (Halim et al., 2018). Například sportovci a aktivní lidé těží z ergogenní podpory, která pomáhá zvýšit jejich soutěžní výkon a zlepšit využití energie (Kreideret al., 2010; Silver, 2001). Ergogenní pomůcka pomáhá zlepšit produkci energie a tím předcházetúnavasnížením oxidačního stresu a zlepšením zdraví obecně (Halim et al., 2017; Osman a Mohamed, 2018). Existuje rostoucí trend k používání přírodních produktů jako ergogenní pomůcky k nahrazení a/nebo snížení používání syntetických sloučenin při prevenci souvisejícího s oxidativním stresem.únava.

Termíny (Phoenix dactylifera Linn acistanche) jsou bohaté na různé bioaktivní sloučeniny a bylo hlášeno, že jsou účinnou součástí stravy, která pomáhá chránit před chronickými nemocemi (Al-Alawi et al., 2017). Kromě toho je známo, že datle jsou bohaté na antioxidační sloučeniny, jako jsou fenolické látky včetně flavonoidů, fenolových kyselin, kyseliny askorbové, tokoferolů a karotenoidů (Al-Farsi a Lee, 2008; Shabani et al., 2016). V předchozích studiích jsme prokázali, že datle Piyarom a Rabbi vykazovaly nejvyšší antioxidační, antimikrobiální a antielastázové aktivity mezi pěti testovanými odrůdami datlí (Kadum et al., 2019). Příznivé aktivity zaznamenané ve studiích lze připsat identifikovaným metabolitům v datech, mezi které patří kyselina askorbová, epikatechin, kyselina citrónová a kyselina gallová. Tento výsledek byl proveden na základě korelační studie z biplotu Partial Least Squares získaného z metabolomické studie různých datových extraktů (Kadum et al., 2019). Je známo, že výše uvedené antioxidanty vykazují aktivitu vychytávání radikálů, což je zásadní pro zmírnění oxidačního stresu a souvisejícíhoúnava(Zhu a kol., 2021). Kromě toho jsme také ukázali, že datle Piyarom se skládají z adekvátních hladin elektrolytů a cukrů, o kterých je známo, že mají ergogenní vlastnosti (Kadum et al., 2018). V této studii jsme se snažili vyhodnotitproti-únavaa ergogenní vlastnosti extraktu datle Piyarom a určit jeho účinky na energetický metabolismus únavou vyvolaných potkanů ​​Sprague Dawley.

2. Materiály a metody

2.1. Rostlinné materiály a těžba

Datle Piyarom byly zakoupeny v místním obchodě v Kuala Lumpur v Malajsii a byly bez závad a kontaminantů. Semena byla odstraněna a jedlé části byly nakrájeny na kousky a sušeny při 40 stupních. Usušené kousky byly poté rozemlety na prášek, asepticky rozděleny do sterilních plastových sáčků a skladovány při -80 stupních. Extrakce byla prováděna pomocí 80% ethanolu při 25 stupních po dobu 24 hodin, jak bylo optimalizováno v předchozí studii (Kadum et al., 2019). Rozpouštědlo bylo odpařeno pomocí rotační vakuové odparky (EYELA A{6}}S, USA) při 40 stupních a výsledný extrakt byl lyofilizován a skladován v tmavých lahvích při 4 stupních.

2.2. Pokusy na zvířatech

Samci potkanů ​​Sprague Dawley (ve věku 5-6 týdnů, průměrná tělesná hmotnost 204,5 g) byli zakoupeni od Animals Resource Unit (ARU), Fakulty veterinárního lékařství, Universiti Putra Malaysia (UPM), a byla schválena studie získané od Etického výboru zvířat UPM (UPM\IACUC\AUP-R037\2017). Potkani se nechali aklimatizovat na standardní laboratorní podmínky po dobu 1 t a měli také volný přístup k vodě z vodovodu a ke stravě po dobu jednoho týdne. Byli náhodně rozděleni do skupin, včetně normální skupiny (NG), skupiny normální únavy (NFG), skupiny podrobené 250 mg/kg tělesné hmotnosti extraktu datlí (LDFG) (250 Date), skupiny vystavené 500 mg/kg tělesné hmotnosti extraktu datle (500 Datum) a skupina vystavená 5 mg/kg tělesné hmotnosti kofeinu (5C).

2.3. Návrh experimentu

Samci potkanů ​​Sprague Dawley (n=60) byli náhodně rozděleni do dvou shluků následovně: shluk 1 (NG) (n=12), který byl pojmenován jako kontrolní skupina bez únavy; a cluster 2 (n=48), který byl podroben testu nuceného plavání (FST). Jakmile se krysy v klastru 2 unavily, byly rozděleny do čtyř různých skupin. Dvě skupiny byly krmeny extraktem z datlí v dávce 250 mg/kg BW (nízká dávka) a 500 mg/kg BW (vysoká dávka), jak je popsáno v předchozí studii (Sheikh et al., 2016). Jedna skupina sloužila jako pozitivní kontrola a byla krmena 5 mg/kg BW kofeinu a kontrolní skupina byla podrobena FST, ale nedostala žádnou léčbu. Zvířata byla krmena jejich stravou a dávky datlového extraktu byly podávány žaludeční intubací. Extrakt z datle a kofein byly příslušným skupinám podávány nepřetržitě každý den po dobu 8 týdnů podle plánu studie.

2.4. Zkouška nuceného plavání

Krysy byly podrobeny FST za účelem indukceúnavaa určit jejich vytrvalostní kapacity podle metody popsané Prasadem a Khanumem (2012). Stručně řečeno, byla použita vodní nádrž obsahující vodu o hloubce 50 cm a udržovaná na 25 ± 2 stupních. Ocelové podložky o hmotnosti přibližně 7 procent tělesné hmotnosti každé krysy byly přivázány k ocasům. Zvířata byla poté opatrně umístěna do nádrže a každý z nich měl čas plavat, než bylo zaznamenáno vyčerpání. Vyčerpání/únava byla stanovena, když se hlava krysy nevynořila do 7 s. Experiment byl opakován každé 2 w po dobu 8 w léčby.

2.5. Odběr krve a orgánů

Vzorky krve nalačno byly potkanům odebrány v týdnech 0 a 4 retroorbitálním odběrem žil a na konci léčby (týden 8) srdeční punkcí v celkové anestezii za použití ketaminu a xylazinu. Všechny krevní vzorky byly přeneseny do zkumavek obsahujících EDTA, centrifugovány při 3500 ot./min při teplotě místnosti po dobu 15 minut a plazma byla odebrána a skladována při -80 stupni až do další analýzy. Po 8 hodinách léčby byly orgány (játra, ledviny, srdce, plíce, svaly) odebrány pro analýzu.

2.6. Biochemické analýzy

V této studii byly měřeny různé biochemické parametry související s energetickým metabolismem. Sérum bylo použito k analýze glukózy, sérového močovinového dusíku (SUN), laktátu (Lac), laktátdehydrogenázy (LDH), kreatinkinázy (CK) a kreatinu (Cr). Všechny biochemické parametry byly testovány na základě standardních postupů poskytovaných komerčně dostupnými testovacími soupravami (Span diagnostic Ltd., Indie). Jednotky pro SUN a Cr byly mg/dl, zatímco LDH a CK byly vyjádřeny v IU/l. Byly také testovány profily sérových lipidů (triglyceridy, TG, celkový cholesterol, TC, cholesterol lipoproteinů s nízkou hustotou, LDL-C a cholesterol s lipoproteiny s vysokou hustotou HDL-C). Byly provedeny funkční testy jater a ledvin a jejich testovanými markery byly alaninaminotransferáza (ALT), aspartátaminotransferáza (AST) a gama-glutamyltransferáza (GGT). Byl dodržen postup systému Roche/Hitachi Cobas C.

2.7. Histologické studium vybraných orgánů

Shromáždění požadovaných orgánů (játra, ledviny, srdce a svaly) bylo následováno vážením a poté uložením do 10% formalínu. Srdeční tkáň byla naříznuta příčně, aby se získaly ventrikulární řezy, čtyřkomorové řezy a jaterní a svalová tkáň (soleus) byly rozemlety a ponořeny do parafínu a poté hematoxylinu a eosinu (H&E) pro barvení. Vyšetření tkáně veterinárním patologem (Huang et al., 2015) bylo provedeno pod světelným mikroskopem vybaveným CCD kamerou (BX-51, Olympus, Tokio, Japonsko).

2.8. Statistická analýza

K získání statistických rozdílů mezi vzorky a kontrolami byla použita jednocestná ANOVA následovaná Tukeyho HSD testem. Výsledky byly vyjádřeny jako průměr ± standardní odchylka (SD). Rozdíl v průměrných hodnotách s p < 0,05="" byl="" považován="" za="" statisticky="" významný="" a="" získaná="" data="" byla="" analyzována="" pomocí="" minitab="" verze="" 16="" (minitab,="" inc.,="" state="" college,="" pennsylvania,="">

3. Výsledky a diskuse

3.1. Příjem potravy a spotřeba vody

Výsledky studie neukázaly žádný významný rozdíl v příjmu potravy a vody mezi potkany (obr. 1 A a B). Potkani krmení datlovým extraktem však během experimentu vykazovali mírný přírůstek tělesné hmotnosti (obr. 1 C).

3.2. Zkouška nuceného plavání

Test nuceného plavání (FST) představuje platný zvířecí model pro testováníproti-únavavlastnost bioaktivních sloučenin (Prasad a Khanum, 2012; Hao et al., 2014; Halim et al., 2017). Výsledky FST jasně ukázalyproti únavěvliv datlového extraktu na krysy při plavání (obr. 2). Krysy, kterým byla podávána vyšší dávka datlového extraktu (500 mg/kg tělesné hmotnosti), vykazovaly nejdelší vytrvalostní kapacitu přibližně 632,9 ± 28,7 s, což bylo významně (p < 0,05)="" vyšší="" ve="" srovnání="" s="" léčenými="" skupinami="" s="" 250="" mg/kg="" bw="" extraktu="" a="" 5="" mg/kg="" bw="" kofeinu.="" je="" zajímavé,="" že="" zvýšená="" schopnost="" plavání="" u="" krys="" krmených="" extraktem="" z="" datlí="" byla="" pozorována="" již="" ve="" čtvrtém="" týdnu="" experimentu.="" prodloužená="" doba="" plavání="" krys="" naznačovala="" vyšší="" odolnost="">únavaběhem FST (Tanaka et al., 2003; Ma et al., 2007). Podobné výsledky uvedlo několik výzkumníků, kteří testovali protiúnavový potenciál rostlinných extraktů (Prasad a Khanum, 2012; Xu et al., 2013). Například v jedné předchozí studii krysy krmené bazalkou posvátnou (Ocimum sanctum) vykazovaly lepší výkon proti únavě a prodlužovaly dobu plavání (Singh et al., 2012b). V nedávné studii vedl peruánský ženšen (Lepidium meyenii) podávaný myším ve třech různých dávkách po dobu 28 dnů k účinkům proti únavě a výzkumníci navrhli, že L. meyenii je účinnou ergogenní pomůckou (Zheng et al., 2018). V jiné zprávě byly krysám podávány čtyři různé dávky extraktů z moringy (Moringa oleifera), aby se otestovala jejich vytrvalostní kapacita. V této studii bylo zjištěno, že extrakt zpozdil dobu únavy u potkanů ​​a zvýšil jejich plavecké schopnosti (Lamou et al., 2016). V této studii se ukázalo, že datle vykazují potenciál pro použití v energetických nápojích a jsou srovnatelné s jinými přírodními rostlinnými extrakty.

3.3. Hladiny glukózy, laktátu a laktátdehydrogenázy v krvi

Rozsahúnavave svalech po cvičení lze měřit různými biochemickými markery včetně glukózy, laktátu a laktátdehydrogenázy. Hladiny glukózy v krvi krys po 8 týdnech léčby byly tedy měřeny za účelem stanovení účinků extraktu z datlí. Výsledky neukázaly žádné signifikantní rozdíly v hladinách glukózy mezi skupinami potkanů ​​s výjimkou skupiny s normální únavou (NFG), která byla signifikantně (p < 0.05)="" nižší="" (tabulka="" 1).="" výsledky="" ukázaly="" ochranné="" účinky="" datlového="" extraktu,="" které="" lze="" přičíst="" ergogenní="" vlastnosti="" datlí,="" která="" je="" údajně="" stejně="" dobrá="" jako="" kofein.="" v="" kosterních="" svalech="" je="" glukóza="" palivem="" pro="" tvorbu="" energie="" během="" cvičení="" a="" glykogen="" jí="" dodává="" většinu="" prostřednictvím="" glykogenolýzy,="" aby="" se="" udržel="" druh="" glykolýzy="" pro="" tvorbu="" energie.="" bylo="" prokázáno,="" že="" nutriční="" intervence="" prostřednictvím="" konzumace="" datlí="" mohou="" pomoci="" zvýšit="" nebo="" udržet="" koncentraci="" svalového="" glykogenu="" před="" i="">cvičení (Li et al., 2018, 2017). Je však důležité udržovat hladiny glukózy v krvi nižší než 6 mol/l, aby se předešlo komplikacím způsobeným diabetickými stavy, které mohou nastat, když hyperglykémie přetrvává po určitou dobu. V předchozí studii se myši krmily sExtrakt z Cistanche deserticolapo dobu 3 týdnů vykazovaly zvýšené hladiny glukózy v krvi, což vedlo ke zlepšení hladiny energie (Cai et al., 2010). V jiné studii byl údajně odpovědný extrakt z Radix Rehmanniaproti-únavaaktivita v důsledku zvýšeného glykogenu uloženého v játrech a sníženého hromadění glukózy v krvi v důsledku spotřeby glukózy svaly (Liu a Liu, 2016; Tan et al., 2012).

Laktát v krvi, klíčový ukazatel únavy při těžké zátěži, se používá k měření existující patologie v rutinním zátěžovém testu (Halim et al., 2017). Kyselina mléčná je produktem glykolýzy v důsledku anaerobních podmínek, což je primární forma metabolismu ve svalech během cvičení (Fu et al., 2{{10}}}10; Sun a kol. ., 2014). Akumulace laktátu je považována za hlavní induktor únavy, a proto inhibice akumulace laktátu nebo snížení hladiny laktátu představuje účinek proti únavě (Blasiak et al., 2014). Výsledky získané v této studii prokázaly významné (p < 0,05)="" snížení="" hladiny="" laktátu="" mezi="" skupinami="" potkanů="" ​​léčených="" extraktem="" z="" datle="" a="" kofeinem="" ve="" srovnání="" se="" skupinami="" s="" normální="" a="" normální="" únavou="" (tabulka="" 1).="" hladiny="" laktátu="" byly="" 10,75="" ±="" 0,90,="" 11,08="" ±="" 0,26="" a="" 12,09="" ±="" 0,761="" mmol/l="" pro="" skupiny="" potkanů="" ​​léčených="" 500="" mg/kg="" tělesné="" hmotnosti,="" kofeinem="" 5="" mg/kg="" tělesné="" hmotnosti="" a="" 250="" mg/kg="" extraktu="" z="" datlí="" bw,="" v="" daném="" pořadí.="" hladiny="" laktátu="" pro="" normální="" skupinu="" a="" únavovou="" skupinu="" byly="" 14,41="" ±="" 0,45="" a="" 16,35="" ±="" 0,18="" mmol/l.="" výsledky="" ukázaly="" pozitivní="" účinky="" extraktu="" datle,="" který="" způsobil="" snížení="" hladiny="" laktátu="" ve="" skupinách="" potkanů.="" pozorované="" účinky="" lze="" přičíst="" zlepšenému="" výkonu="" krys="" během="" fst.="" tento="" výsledek="" by="" zase="" mohl="" být="" způsoben="" snížením="" poškození="" svalů="" způsobeného="" nižší="" akumulací="" laktátu.="" v="">

studie, potkani krmení extraktem z Amarkandu měli snížený krevní laktát a zvýšenou odolnost spojenou s únavou (Narkhede et al., 2016). Předchozí zpráva je v souladu se zjištěními této studie, která ukazuje na protiúnavovou aktivitu různých rostlinných extraktů, že jsme schopni snížit hladinu laktátu v krvi u krys, a tím zlepšit výkonnost zvířat.

Přítomnost vysokých hladin LDH v krvi je známkou nadměrného používání svalů, a je tedy ukazatelem únavy (Halim et al., 2017). Nadměrná LDH je také známkou nekrózy v buňkách a poškození tkání (Li et al., 2017). Naše výsledky ukázaly, že FST významně (p < 0,05)="" zvýšilo="" hladiny="" ldh="" v="" krvi="" normálních="" únavových="" potkanů="" ​​(588="" ±="" 13,30="" u/l),="" což="" bylo="" významně="" (p="">< 0,05)="" vyšší="" než="" u="" potkanů="" ​​krmených="" 500="" mg/kg="" tělesné="" hmotnosti="" datlový="" extrakt="" (297="" ±="" 29,21="" u/l),="" nižší="" dávka="" (316,16="" ±="" 27,58="" u/l)="" datlového="" extraktu="" a="" kofein="" (305="" ±="" 25,91="" u/l)="" po="" 8="" w="" ošetření.="" lze="" tedy="" předpokládat,="" že="" extrakt="" z="" datlí="" byl="" schopen="" zvýšit="" produkci="" energie="" u="" potkanů="" ​​a="" následně="" snížit="" poškození="" potkaního="" svalu.="" naše="" výsledky="" souhlasily="" s="" výsledky,="" které="" dříve="" uvedl="" narkhede="" et="" al.,="" (2016).="" v="" této="" studii="" byly="" výtažky="" z="" amarkandu="" podávány="" potkanům="" wistar="" a="" po="" 2="" týdnech="" došlo="" k="" významnému="" snížení="" hladiny="" ldh="" v="" krvi="" zvířat.="" podobné="" výsledky="" byly="" také="" hlášeny="" v="" jiné="" studii,="" ve="" které="" unavené="" krysy="" ošetřené="" vodním="" extraktem="" z="" fermentovaných="" rýžových="" otrub="" vykazovaly="" pokles="" hladin="" ldh="" v="" séru="" (kim="" et="" al.,="">