Izvleček zmanjša utrujenost, ki jo povzroča naporna vadba, z zaviranjem oksidativnega stresa

Ključne besede:Aralia continentalis kitagawa;utrujenost; izčrpna vadba; oksidativni stres;presnovna acidoza

Kliknite tukaj, če želite izvedeti več o tradicionalnih zeliščih proti utrujenosti - Cistanche

1. Uvod

Utrujenostpovzročena z izčrpno vadbo je opredeljena kot občutek ekstremne telesne ali duševneutrujenost, šibkost ali izčrpanost [1]. Pojav utrujenosti je tesno povezan z vnetjemin kronične bolečine ter lahko poslabšajo kakovost bolnikovega življenja, še posebej kadar je bolezen huda, ozblag, a dolgotrajen [2]. Poleg tega je utrujenost tesno povezana s prefinjeno presnovostanja, ki jih povzročajo različni dejavniki, kot so starost subjekta, trajanje dejavnosti in resnostvaja [3]. Med vadbo se glikogen iz jeter in mišic presnovi v glukozofosfokreatinskega sistema, glukoza pa se nadalje presnavlja, da zadovolji višje potrebe po energiji.

Posledično se mlečna kislina kopiči v telesu, zlasti v mišicah [4,5]. Mlečna kislinakopičenje poslabša kontraktilnost in zmanjša inervacijo mišic, kar na koncu vodi domišična utrujenost [6]. Poleg tega izčrpna vadba povzroči neravnovesje v povpraševanju po energiji, kar povzročiv telesu, ki postane izčrpano, ko vztraja. Spremembe hemostatskih parametrov krvi, vključno z pH, ioni in plini prav tako prispevajo k utrujenosti [7]. Zato fizična utrujenost povzroči zmanjšano zmogljivosts kopičenjem presnovnih produktov, vključno z lipidnimi peroksidi, laktatom in ioni [8,9]. Razmerje med izčrpno vadbo in oksidativnim stresom je dobro ugotovljeno [10].

Pravzaprav,izčrpna vadba lahko povzroči prekomerno proizvodnjo reaktivnih kisikovih spojin (ROS), kar povzročioksidativni stres, čeprav blaga vadba izboljša delovanje telesa. Nadaljnje kopičenje ROSpoškoduje celične membrane, je škodljivo za delovanje skeletnih mišic in povzroča utrujenost medizčrpna vadba [10]. Zato je dopolnjevanje z eksogenimi antioksidanti obetavnostrategija za zaščito telesnih funkcij pred utrujenostjo med naporno vadbo [11]. Poleg tega številne zdravilne rastline in njihove antioksidativne sestavine, kot so polisaharidi,Poročali so, da alkaloidi in polifenoli zmanjšajo bolečino, vnetje in utrujenost povisoko intenzivna vadba [12]. Te rastline namreč prispevajo k izboljšanju vzdržljivosti pri vadbi inodložitev utrujenosti zaradi vadbe z aktivacijo endogenih antioksidantov in odstranjevanjemsuperoksidne radikale, če jih damo mišem pred izčrpnim plavanjem [13]. 

Aralia continentalis kitagawa(AC), ki spada v družino Araliacea, je zdravilna rastlinaširoko razširjen po severovzhodni Aziji, vključno s Kitajsko in Korejo [14–16]. AC se uporablja vtradicionalna korejska medicina za lajšanje bolečin in vnetij [17]. Prejšnje študije so to odkrileAC ima številne farmakološke lastnosti, vključno z antioksidativnimi [14], hipoholesterolemični [18], in antidiabetične učinke [19]. Poleg tega so poročali, da AC vsebuje različne bioaktivne snovispojine, vključno s kontinentalno kislino, epikontinentalno kislino in kaurenojsko kislino, ki kažejoproti raku [20] in protivnetno [17] dejavnosti. Različni saponini, ki imajo potencialne preventivne učinkeproti sladkorni bolezni in poškodbi jeter so bili izolirani tudi iz AC [21,22]. Poleg tega nedavnoštudije so pokazale, da korenine AC vsebujejo klorogensko kislino [23,24], znan antioksidant [25]. ACkorenine se tradicionalno uporabljajo za blaženje bolečin, revmatizma in vnetja, ki sopogosto povezana z utrujenostjo [26,27]. 

Vendar pa učinkiAC in osnovnih mehanizmovna utrujenost, ki jo povzroči izčrpna vadba, še niso raziskani. Zato je v tej študijiraziskali smo, ali izvleček AC vode zmanjša utrujenost, ki jo povzroči izčrpno plavanje, innadalje razjasnili osnovne mehanizme učinka proti utrujenosti, s poudarkom na preprečevanjuoksidativni stres.

2. Materiali in metode

2.1. Priprava izvlečka aralije

Korenine AC (1 kg) so bile kupljene na tradicionalnem korejskem trgu Jeonju v Koreji. KorenineV tej študiji so uporabili vodni ekstrakt AC. Na kratko, korenine AC so bile posušene v inkubatorju pri 60◦C in zdrobite v električnem mešalniku. Korenine AC smo ekstrahirali z vodo 72 ur z občasnimimešanje pri sobni temperaturi 1 uro. Ekstrakte smo filtrirali s filtrirnim papirjem in uparili v rotacijskem sistemuvakuumski uparjalnik in koncentrirana. Nato smo jih liofilizirali s sušenjem z vročim zrakom 72 ur pri50 ◦C. Skupna količina ekstrahirane AC je bila 85 g. Vodni ekstrakti AC so bili shranjeni pri 4◦C zanadaljni študij.2.2. Etična izjavaVse postopke na živalih v tej študiji je odobril Odbor za skrb za laboratorijAnimal Resources of Jeonbuk National University (CBNU2016-67) in so bili izvedeni v skladuz Vodnikom za nego in uporabo laboratorijskih živali, ki so ga izdali nacionalni inštituti ZDAof Health (Bethesda, MA, ZDA; publikacija NIH št. 85–23, revidirana 1996). Petdeset moških Sprague-DawleyV tej študiji so bile uporabljene podgane (220–250 g; Samtako Bio Korea Co. Ltd., Daejeon, Koreja).2.3. Oblikovanje študije na živalihPodgane so vzdrževali pri 23± 2 ◦C s 50± 5-odstotna vlažnost in 12-h svetloba/temni cikel v kletkahin aklimatizirani vsaj en teden pred poskusi. Živali so razdelili v pet skupin(n = 10 v vsaki skupini), kjer kontrolna skupina ni bila deležna izčrpne vadbe brez zdravljenja z AC,izčrpna vadba s fiziološko raztopino kot skupina, zdravljena z nosilcem, in izčrpna vadba s 60, 120 in180 mg/kg skupin, zdravljenih z ekstraktom AC. Ekstrakt AC so dnevno dajali z oralno sondo.

Tretji teden po zdravljenju z ekstraktom AC so bile vse živali razen kontrolne skupine izpostavljeneprisilno plavanje do izčrpanosti. Za evtanazijo so podgane anestezirali s CO2 vdihavanjezmanjšati trpljenje. 

2.4. Preizkus prisilnega plavanja

Beljakovine smo pripravili iz gastrocnemius mišic z uporabo pufra RIPAki vsebuje inhibitorkoktajl (Roche, Indianapolis, IN, ZDA) in koktajl zaviralcev fosfataze (ThermoFisher ScientifificInc., Waltham, MA, ZDA). Vzorce beljakovin smo ločili na SDS-PAGE in jih prenesli v PVDFmembrane (EMP Milipore Inc., Billerica, MA, ZDA), čemur je sledila blokada s 5-odstotnim govejim serumomalbumin (Sigma, St. Louis, MO, ZDA) v pufru TBSTpri sobni temperaturi. Membrane so bile takratinkubirali čez noč pri 4◦C s protitelesi proti Bax, Bcl-2 in pro-kaspazi 3, cepljeni kaspazi 3,in -aktin (Cell Signaling Tech., Danvers, MA, ZDA). Membrane smo nato inkubirali zustrezna sekundarna protitelesa, konjugirana s hrenovo peroksidazo (Cell Signaling Tech.) pri sobnitemperaturi 1 uro, čemur je sledila detekcija signalov z uporabo Immobilon Western Chemiluminescencekomplet (Millipore Corp., Billerica, MA, ZDA) in sistem UVITEC Mini HD9 (Cleaver Scientific Ltd.,Warwickshire, Združeno kraljestvo). Intenzivnost vsakega proteinskega pasu je bila kvantificirana s programsko opremo NIH ImageJ(Nacionalni inštitut za zdravje, Bethesda, MD, ZDA).2.9. Statistična analizaStatistično pomembnost smo analizirali z enosmerno analizo variance (ANOVA) ali Studentovot-test z Bonferroni posthoc analizo za primerjave več skupin z uporabo GraphPad Prism 5.03programsko opremo (GraphPad Software Inc., San Diego, CA, ZDA). Vsi podatki so navedeni kot povprečje± standardnapaka povprečja (SEM).P <>0.05 velja za statistično pomembno.

3. Rezultati

3.1. Ekstrakt AC vsebuje klorogensko kislino kot aktivno snov

Komponenta po HPLC analiziKer so prejšnje študije pokazale, da ekstrakt AC vsebuje klorogensko kislino kot aktivno snovkomponenta [23,24] smo skušali določiti sestavo klorogenske kisline v vodnem ekstraktu ACz analizo HPLC. Prisotnost klorogenske kisline smo potrdili s primerjavo njenega UV spektrain retencijski čas s tistim standardne spojine. Rezultati so pokazali, da vodni ekstrakt ACvseboval 2,24 mg/g klorogenske kisline (slika1).

Slika 1.HPLC analiza klorogenske kisline v ekstraktu AC. HPLC je bil izveden za določitevsestava klorogenske kisline v AC. Vsebnost klorogenske kisline smo analizirali v (A) standardrešitev in (B) AC vodni izvleček. HPLC, tekočinska kromatografija visoke ločljivosti; AC,Aralijacontinentalis kitagawaekstrakt.3.2. Izvleček AC podaljša trajanje vadbe med napornim plavanjemZa preučitev učinkovizvlečka AC pri izčrpnem trajanju vadbe, zdravljenem z AC in vozilompodgane so bile podvržene testu prisilnega plavanja v bazenu. Kot je prikazano na sliki2, trajanje plavanja je bilo bistveno daljše v skupinah, ki so bile predhodno zdravljene z AC (60, 12 in 180 mg/kgzdravljenje z AC) v primerjavi s skupino, zdravljeno z vehiklom, na način, odvisen od odmerka (15,5, 19,8,in 47,2-odstotno povečanje za 60, 120 in 180 mg/kg Skupine, predhodno obdelane z AC, v primerjavi s skupino, zdravljeno z nosilcem,oz.). Ti podatki kažejo, da lahko ekstrakt AC podaljša trajanje plavanja podgan.

Slika 2.Zdravljenje z izvlečkom AC je podaljšalo trajanje vadbe podgan med izčrpnim plavanjem.Čas izčrpanosti je bil izmerjen pri podganah po tritedenskem predhodnem zdravljenju z AC (n = 10 na skupino).Podatki so zlobni± standardna napaka povprečja (SEM). Pomembnost je bila izmerjena z enosmerno analizovarianco (ANOVA), ki mu sledi Bonferronijev post hoc test. *p <>0.05, ** p <>0.01 in ***p <>0,001. Veh,obdelano z vozilom; 60, 120 in 180 AC, 60, 120, 180 mg/kg skupin, zdravljenih z ekstraktom AC. AC,Aralia continentalis kitagawaekstrakt.

3.3. Ekstrakt AC ohranja spremembe hemodinamskih parametrov in ionov v krvi po napornem plavanju

Izčrpno plavanje je znatno povečalo Hct in več krvnih ionov (Mg2plus, Ca2plus, Naplus, in Kplus). Vendar so se spremembe vrednosti pri podganah, predhodno zdravljenih z AC, ponavadi zmanjšaleekstrakt; zlasti 180 mg/kg AC ekstrakt predobdelava je občutno zaviral spremembe poizčrpno plavanje, kar ima za posledico podobne vrednosti kot v kontrolni skupini (tabela1). zatoti rezultati kažejo, da je predhodna obdelava z izvlečkom AC lahko vzdrževala homeostazo krvi poizčrpno plavanje.

3.4. Ekstrakt AC zmanjša spremembe serumskih biomarkerjev, povezanih z energijsko presnovo, po izčrpni uporabiplavanje

Za oceno učinkov utrujenostiizvlečka AC pri podganah, izpostavljenih izčrpnemu plavanju,izmerjeni so bili biomarkerji, povezani z utrujenostjo, kot so glukoza, TG in laktat. Pri podganah brez ACpred zdravljenjem je izčrpno plavanje občutno znižalo ravni glukoze in trigliceridov v primerjavi ztistih v kontrolni skupini (od 123,5 do 77,4 mg/dL in 85.0 do 19,8 mg/dL ravni glukoze in TG,oz.). Nasprotno pa 120 in 180 mg/kg Podgane, predhodno zdravljene z AC, so pokazale višje ravni glukoze inTG v primerjavi s skupino, zdravljeno z vehiklom, po izčrpnem plavanju (slika 2).3A,B). Raven laktata vskupina, zdravljena z vozilom, po izčrpnem plavanju, je bila znatno povišana v primerjavi s tistimi vkontrolna skupina (od 3,3 do 13,3 mg/dL). Vendar pa 120 in 180 mg/kg AC predobdelave znatnozmanjšano kopičenje laktata v primerjavi z ravnmi v skupini, zdravljeni z vehiklom (slika 2).3C). zatoti podatki kažejo, da je AC oslabil spremembe v indikatorjih, povezanih z energijsko presnovo zaradiizčrpno plavanje.

Slika 3.Ekstrakt AC je zmanjšal spremembe serumskih biomarkerjev, povezanih z energijsko presnovoizčrpno plavanje. Serumske ravni (A) glukoza, (B) TG in (C) laktat so izmerili pri podganah poAC predhodna obdelava za tri tedne (n = 10 na skupino). Podatki so zlobni± standardna napaka povprečja (SEM).Pomembnost je bila izmerjena z enosmerno analizo variance (ANOVA), ki ji je sledila Bonferronijevapost hoc test. *p <>0.05, ** p <>0.01 in ***p <>0,001. Nadaljevanje, nadzor; Vozilo, obdelano z vozilom; 60, 120 in180 AC, 60, 120, 180 mg/kg skupin, zdravljenih z ekstraktom AC. AC,Aralia kontinentalna kitagawaekstrakt; TG, trigliceridi.3.5. Izvleček AC blaži metabolno acidozo zaradi izčrpnega plavanjaZa ugotavljanje učinkovizvlečka AC na metabolično acidozo po izčrpnem plavanju,hemodinamični parametri, povezani z acidozo, vključno s pH krvi, HCO3−, pO2, inpCO2 so izmerili pri podganah z ali brez predhodnega zdravljenja z AC po izčrpnem plavanju. Rezultati kažejoda so ravni pH, HCO3−, inpO2 so bile bistveno nižje pri podganah brez predhodnega zdravljenja z AC poizčrpno plavanje v primerjavi s tistimi v kontrolni skupini (3,3, 57,4 in 62,4 odstotka znižanje pH,HCO3−, inpO2 v primerjavi s kontrolno skupino) (Slika4A–C). Nasprotno pa ravnipCO2 znatnopovečalo pri podganah brez predhodnega zdravljenja z AC po izčrpnem plavanju v primerjavi s tistimi vkontrolna skupina (29.0-odstotno povečanje vpCO2 v primerjavi s kontrolno skupino) (Slika4D). Predvsem so bile te spremembedramatično oslabljeno s predhodno obdelavo ekstraktov AC s 120 in 180 mg/kg (slika4). Ti podatkikažejo, da AC preprečuje presnovno acidozo, ki je posledica izčrpnega plavanja.

Slika 4.Izvleček AC blaži presnovno acidozo zaradi izčrpnega plavanja. Krvne ravni(A) pH, (B) HCO3- , (C) pO2 , in (D) pCO2 pri podganah po predhodnem zdravljenju z AC za tritedni (n = 10 na skupino). Podatki so zlobni± standardna napaka povprečja (SEM). Pomen je bil izmerjenz uporabo enosmerne analize variance (ANOVA), ki ji sledi Bonferronijev post hoc test.* p <>0.05, ** p <>0.01, in ***p <>0,001. Nadaljevanje, nadzor; Vozilo, obdelano z vozilom; 60, 120 in 180 AC, 60, 120, 180 mg/kgSkupine, zdravljene z ekstraktom AC. AC,Aralia continentalis kitagawaekstrakt; HCO3−, bikarbonat;pO2 , parcialni tlak kisika;pCO2 , parcialni tlak ogljikovega dioksida.3.6. Izvleček AC blaži izčrpne mišične poškodbe, ki jih povzroči plavanjeZa oceno učinkovizvlečka AC pri mišični poškodbi po izčrpnem plavanju, mišični poškodbibiomarkerji, kot sta CK in UA [28] so izmerili na podganah z ali brez predhodne obdelave z AC poizčrpno plavanje. Ravni CK in UA so bile po izčrpnem plavanju bistveno višjev primerjavi s tistimi v kontrolni skupini (56- in 49-kratno povečanje CK in UA v primerjavi s kontroloskupino) (Slika5). Vendar pa je bilo povečanje ravni teh beljakovin znatnoizboljšala s predhodnim zdravljenjem z AC s 120 in 180 mg/kg v primerjavi s podganami, zdravljenimi z nosilcempo izčrpnem plavanju (62,7- in 58,5-odstotno znižanje CK ter 67,6- in 63,6-odstotno zmanjšanje ravni UA vpodgane, predhodno zdravljene s 120 in 180 mg/kg AC v primerjavi s podganami brez predhodnega zdravljenja z AC) (slika5). Zato ti podatki kažejo, da izvleček AC blaži poškodbe mišic po izčrpnem plavanju.

3.7. Izvleček AC zavira apoptozo, ki jo povzroči izčrpno plavanje

Za oceno meliorativne effffučinek izvlečka AC na izčrpno apoptozo, ki jo povzroča plavanje,ravni izražanja proteinov, povezanih z apoptozo, vključno z Bax, Bcl-2, pro- in cepljeno kaspazo3, v mišici gastrocnemius. Rezultati kažejo, da sta ravni Bax in cepljenikaspaze 3 so se znatno povečale pri podganah, ki so bile na izčrpnem plavanju brez predhodnega zdravljenja z AC.Prokaspaza 3, neaktivna oblika kaspaze 3, in protein Bcl-2, anti-apoptotični protein, znatnozmanjšal pri podganah, ki so se izčrpno uporabljale za plavanje (slika6). Predvsem spremembe izrazaravni teh beljakovin so bile znatno oslabljene s predhodnim zdravljenjem z AC (slika 2).6). zatoEkstrakt AC lahko zavira apoptozo v mišici gastrocnemius, ki jo povzroči izčrpno plavanje.

Slika 5.Izvleček AC je ublažil izčrpno mišično poškodbo zaradi plavanja. Raven serumaod (A) CK in (B) UA so izmerili pri podganah po predhodnem zdravljenju z AC 3 tedne (n = 10 na skupino).Podatki so zlobni± standardna napaka povprečja (SEM). Pomembnost je bila izmerjena z enosmerno analizovarianco (ANOVA), ki mu sledi Bonferronijev post hoc test. **p <>0.01 in ***p <>0,001. Nadaljevanje, nadzor;Vozilo, obdelano z vozilom; 60, 120 in 180 AC, 60, 120, 180 mg/kg skupin, zdravljenih z ekstraktom AC.AC,Aralia continentalis kitagawaekstrakt; CK, kreatin kinaza; UA, sečna kislina.

Slika 6.Ekstrakt AC je zaviral izčrpno apoptozo, ki jo povzroča plavanje, v gastrocnemius mišici.(A) Western blot analiza ravni ekspresije beljakovin Bax, Bcl-2, pro- in razcepljene kaspaze 3 pri podganahpo predhodnem zdravljenju z AC 3 tedne. (B) Stopnje izražanja beljakovin so bile kvantificirane s skeniranjemdenzitometrija. -aktin je bil uporabljen kot kontrola obremenitve. Western blot analiza je bila izvedena vtrojni izvod s tremi neodvisnimi vzorci. Podatki so zlobni± standardna napaka povprečja (SEM). Pomembnostje bila izmerjena z uporabo enosmerne analize variance (ANOVA), ki ji je sledil Bonferronijev post hoc test.* p <>0.05 in **p <>0.01 in ***p <>0,001. Nadaljevanje, nadzor; Vozilo, obdelano z vozilom; 60, 120 in 180 AC, 60,120, 180 mg/kg skupin, zdravljenih z ekstraktom AC. AC,Aralia continentalis kitagawaekstrakt.

3.8. Izvleček AC zmanjša oksidativni stres, ki ga povzroča naporno plavanje

Raziskati, ali ima ekstrakt AC preventivne učinkeproti oksidativnemu stresu zaradi izčrpneplavanje, serumske ravni biomarkerjev, povezanih z oksidativnim stresom, vključno z LDH, MDA, SOD inGSH so izmerili po izčrpnem plavanju pri podganah z ali brez predhodne obdelave z ekstraktom AC.Ravni LDH in MDA so bile bistveno višje pri podganah brez predhodnega zdravljenja z AC v primerjavis tistimi v kontrolni skupini (107-odstotno in 85-odstotno povečanje LDH in MDA v primerjavi s kontrolno skupino,oz.). Vendar pa so bile ravni teh beljakovin znatno ohranjene pri podganah, ki so bile predhodno zdravljenes 120 in 180 mg/kg AC (31,6-odstotno in 44-0-odstotno zmanjšanje LDH ter 21,5-odstotno in 52,1-odstotno zmanjšanje MDApri podganah, predhodno zdravljenih s 120 in 180 mg/kg AC v primerjavi s podganami brez predhodnega zdravljenja z AC)(Slika7A,B). Pri podganah so bile ravni antioksidantov SOD in GSH dramatično ohranjeneso bili predhodno obdelani s 120 ali 180 mg/kg AC (17,6-odstotno in 61,9-odstotno povečanje SOD in 104,5-odstotno oz.243,3-odstotno povečanje ravni GSH pri podganah, predhodno zdravljenih s 120 in 180 mg/kg AC v primerjavi s podganami brez ACzdravljenja), čeprav so opazili znižane ravni pri podganah brez predhodnega zdravljenja z AC poizčrpno plavanje (33,2-odstotno oziroma 43,3-odstotno zmanjšanje SOD in GSH v primerjavi s kontrolno skupino)(Slika7C,D). Ti podatki kažejo, da ima ekstrakt AC antioksidativne učinkepri podganah zizčrpno plavanjeutrujenost.

Slika 7.Ekstrakt AC zmanjša oksidativni stres, ki ga povzroči izčrpno plavanje. Serumske ravni (A) LDH, (B) MDA, (C) SOD in (D) GSH so bile izmerjene pri podganah po tritedenskem predhodnem zdravljenju z AC (n=10 na skupino). Podatki so povprečje ± standardna napaka povprečja (SEM). Pomembnost je bila izmerjena z enosmerno analizo variance (ANOVA), ki ji je sledil Bonferronijev post hoc test. * p < 0.05,="" **="" p="">< 0.01="" in="" ***="" p="">< 0,001.="" nadaljevanje,="" nadzor;="" vozilo,="" obdelano="" z="" vozilom;="" 60,="" 120="" in="" 180="" ac,="" 60,="" 120,="" 180="" mg/kg="" ac="" skupine,="" zdravljene="" z="" ekstraktom.="" ac,="" izvleček="" aralia="" continentalis="" kitagawa;="" ldh,="" laktat="" dehidrogenaza;="" mda,="" malondialdehid;="" sod,="" superoksid="" dismutaza;="" gsh,="">

4. Razprava

Fiziološko stanje utrujenosti, ki vključuje idiopatsko utrujenost, sindrom kronične utrujenosti in nedefinirano utrujenost, ima škodljive učinke na zdravje [29]. Utrujenost povzroča bolečine v mišicah, motnje spomina, motnje spanja in druge težave [30]. Poleg tega je utrujenost povezana z različnimi boleznimi, vključno z rakom, hipertenzijo, sladkorno boleznijo in koronarno srčno boleznijo [31].

Koren AC ima številne farmacevtske lastnosti, vključno zanti-osteoartritično[32], vazorelaksant [33],protivnetno[17] inproti raku[34] dejavnosti. Zlasti je več študij z uporabo različnih živalskih modelov bolezni pokazalo, da ima AC antioksidativne aktivnosti [35]. Dejansko je AC preprečil karcinogenezo, ki jo povzroča benzo()piren, z aktivacijo antioksidativnega sistema pri podganah [18]. AC ima tudi zaščitni učinek proti hepatotoksičnosti, ki jo povzroča terc-butil hidroperoksid (t-BHP), z zaviranjem oksidativnega stresa v sistemih in vitro in in vivo [36]. Kljub tem predhodnim študijam farmakološkega delovanja AC je malo znanega oproti utrujenostiaktivnosti AC v zvezi z izčrpno vadbo. Zato je ta študija ocenila zaščitne učinke AC korenin proti utrujenosti, ki jo povzroča izčrpna vadba. Prejšnje študije so poročale, da je ena od bioaktivnih spojin v ekstraktu AC klorogenska kislina.

Zato smo analizirali ekstrakt AC, uporabljen v tej študiji, in ugotovili, da vsebuje 2,24 mg/g klorogenske kisline. Za določitevproti utrujenostiučinki AC so podgane uporabljali za prisilno plavanje, da bi spodbudiliutrujenostkar je bilo opaženo že v prejšnjih študijah [7,37]. Rezultati kažejo, da je predhodna obdelava z AC učinkovito povečala čas prisilnega plavanja. Poleg tega sta se glukoza v krvi in ​​TG, primarna vira energije za vadbo [38,39], znatno ohranila s predhodnim zdravljenjem z AC. Zato naši rezultati kažejo, da bi AC lahko odložil čas, potreben za izčrpavanje hranil. V normalnih stanjih se ATP, ki nastane z glikolizo s pretvorbo glikogena v glukozo, uporablja kot vir energije [40]. Vendar pa se oskrba z energijo spremeni s pretvorbo piruvata v laktat v anaerobnih pogojih, ki jih povzroči izčrpna vadba. Kopičenje laktata med naporno vadbo dodatno povzroči znižanje pH in acidozo [6,41], posledično pa se pojavi utrujenost. V skladu s tem je naša študija pokazala, da so se ravni glukoze v krvi, pH laktata, HCO3− in pO2 znižale, pCO2 pa povečal zaradi izčrpnega plavanja. Pomembno je, da so bile te spremembe dramatično oslabljene s predhodno obdelavo z AC. Te ugotovitve kažejo, da ima AC preventivno vlogo proti presnovni acidozi, ki je posledica izčrpne vadbe. Ta študija je pokazala, da je izčrpno plavanje vplivalo na več ravni ionov v krvi.

Razmerje med ioni v krvi in ​​vadbo je bilo dejansko obsežno raziskano [42]. Ioni Mg2 plus in K plus so tesno povezani s številnimi mišičnimi funkcijami, ki vključujejo kontraktilnost, proizvodnjo energije, oksidativni stres in ravnovesje elektrolitov [7]. Zlasti ioni Mg2 plus se prerazporedijo, da prilagodijo metabolizem za vzdrževanje kontraktilnosti mišic med vadbo [43–45]. V zvezi s tem je naša prejšnja študija pokazala, da so se ioni Mg2 plus v krvi povečali po izčrpnem plavanju. Ioni Mg2 plus imajo tudi pozitivno razmerje z laktatom, UA, LDH in CK, vendar negativno razmerje z glukozo in TG [7]. Tudi drugi ioni, kot so K plus, Ca2 plus in Na plus, se med vadbo povečajo [7,46]. Ta študija je pokazala, da je predhodno zdravljenje z AC zmanjšalo povečanje teh ionov zaradi izčrpnega plavanja. Zmanjšanje krvnega pretoka zaradi izčrpne vadbe vodi do povečane vrednosti Hct, kar dodatno povzroči poslabšanje oskrbe s kisikom in proizvodnje energije [47]. Zato se Hct uporablja kot indikator stopnje utrujenosti, ki jo povzroča vadba. Naši rezultati kažejo, da je predhodno zdravljenje z AC ohranilo ravni Hct med izčrpnim plavanjem. Poleg tega je izčrpna vadba tesno povezana s poškodbo mišic in ledvic, kar lahko vpliva na telesno zmogljivost [48]. Serumski CK in UA veljata za ključna biomarkerja različnih vrst mišičnih poškodb, kot so bolezni srca, mišična distrofija in akutna odpoved ledvic [28].

Zato se ti encimi pogosto uporabljajo kot indikatorji poškodb mišic in ledvic, ki jih povzroča izčrpna vadba [43]. V zvezi s tem smo izmerili serumske ravni CK in UA, da bi ocenili, ali AC lahko zmanjša poškodbe mišic med izčrpno vadbo, in kot je bilo pričakovano, je zdravljenje z izvlečkom učinkovito znižalo serumske ravni CK in UA po izčrpni vadbi. Zato lahko AC prepreči poškodbe mišic in ledvic zaradi izčrpne vadbe. Apoptoza je opredeljena kot programirana celična smrt, ki zagotavlja celično homeostazo; je občutljiv na znotrajcelično redoks okolje in je tako vpleten v oksidativni stres [49]. Izčrpna vadba povzroči povečano apoptozo, ki inducira fragmentacijo DNA in spremenjeno izražanje genov in beljakovin, povezanih z apoptozo, vključno z Bax, Bcl-2 in kaspazami [50,51]. Zato ima apoptoza škodljiv učinek na jedrsko in mitohondrijsko celovitost in posledično sproži poškodbe skeletnih mišic, ki povzročajo utrujenost ob izčrpni vadbi. Tukaj smo dokazali, da je izvleček AC učinkovito oslabil povečanje proteinov, ki jih povzroči apoptoza, vključno z Bax in pro-kaspazo 3. Vendar pa je zdravljenje znižalo ravni razcepljene kaspaze 3, proteina, ki ga povzroči apoptoza, in Bcl-2, anti-apoptotični protein v mišicah gastrocnemius, povzročen z izčrpnim plavanjem, ki dokazuje, da AC lahko zmanjša utrujenost z zaviranjem apoptoze v mišicah gastrocnemius. Skušali smo razjasniti zaščitne učinke AC proti oksidativnemu stresu, ki ga povzroča izčrpna vadba, in vpletene osnovne mehanizme. Intenzivna telesna vadba povzroča neravnovesje med oksidanti in antioksidativnimi sistemi zaradi sproščanja prostih radikalov, pridobljenih iz kisika, kot je ROS, kar dodatno prispeva k indukciji mišične utrujenosti [37]. Dejansko je veliko dokazov pokazalo, da je oksidativni stres tesno povezan z utrujenostjo zaradi naporne vadbe [52]. Med naporno vadbo se poveča potreba po kisiku in spremeni krvni tlak v skeletnih mišicah. Te spremembe povzročajo nastajanje prostih radikalov in motnje v mišični homeostazi, kar vodi do oksidativne poškodbe skeletnih mišic, kasnejšega vnetnega odziva in proizvodnje citokinov, kar dodatno prispeva k mišični utrujenosti. Prejšnje študije na živalskih modelih so tudi pokazale, da je visoko intenzivna izčrpna vadba povzročila zmanjšanje ravni antioksidantov SOD in GSH ter zvišanje ravni MDA, stranskega produkta lipidne peroksidacije, kot posledice oksidativne škode [53, 54]. Tako bi lahko bila ohranitev antioksidativnih sistemov pred oksidativnim stresom učinkovita metoda za izboljšanje vadbene sposobnosti med izčrpno vadbo. Ta študija je razkrila, da je bilo povečanje ravni prooksidantov LDA in MDA ter znižanje ravni antioksidantov SOD in GSH zaradi izčrpne vadbe učinkovito obrnjeno s predhodnim zdravljenjem z AC. Ti rezultati kažejo, da je učinek AC proti utrujenosti posredovan z modulacijo oksidativnega stresa po izčrpni vadbi.

5. Sklepi

Skratka, ugotovitve trenutne študije kažejo, da AC oslabifizična utrujenostpovzročena z izčrpno vadbo z izboljšanjem presnovne acidoze in ima antioksidativno zaščitno sposobnost. Zato predlagamo AC kot potencialno snov za preprečevanje in zdravljenje telesne utrujenosti zaradi izčrpne vadbe. Avtorski prispevki: Konceptualizacija, S.-JK; Metodologija, DKY in S.-JK; Programska oprema, DKY in S.-JL; Validacija, DKY, S.-JL in S.-JK; Formalna analiza, DKY, GOA, S.-JL in S.-JK; Preiskava, DKY, GOA in S.-JL; Viri, S.-JK; Urejanje podatkov, DKY, GOA in S.-JK; Pisanje – priprava izvirnega osnutka, DKY; Pisanje—recenzija in redakcija, S.-JK; Vizualizacija, DKY in S.-JL; Nadzorništvo, S.-JK; Projektna administracija, S.-JL in S.-JK; Pridobivanje sredstev, S.-JL in S.-JK Vsi avtorji so prebrali in se strinjali z objavljeno različico rokopisa. Financiranje: to raziskavo sta financirala Ministrstvo za znanost in tehnologijo (NRF-2018R1A2B6003332 in NRF-2018R1D1A3B07049191) in Korejsko združenje ginsenga iz Korea Ginseng Corporation, Koreja. Nasprotje interesov: Avtorji izjavljajo, da ni navzkrižja interesov.