1. del Uporaba datljev (Phoenix Dactylifera Linn in Cistanche) za izboljšanje energetske presnove pri podganah Sprague Dawley, ki jih povzroča utrujenost

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

a Department of Food Science, Faculty of Food Science and Technology, UPM Serdang, Universiti Putra Malaysia, Selangor 43400, Malezija

b Fakulteta za znanost, Univerza Al-Muthanna, Irak

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

d Raziskovalni inštitut za izdelke Halal, UPM Serdang, Universiti Putra Malaysia, Selangor 43400, Malezija

e Fakulteta za znanost, Zvezna univerza Dutse, Dutse, Jigawa, Nigerija

f Program živilskih in prehranskih znanosti, Državna univerza A&T v Severni Karolini, Greensboro, NC 27411, ZDA

Povzetek

utrujenostpovečuje oksidativni stres, ki poškoduje telesne celice in povečuje tveganje za razvoj različnih kroničnih bolezni. V tej študiji jeproti-utrujenostaktivnost izvlečka datlja Piyarom so ovrednotili pri podganah, povzročenih z utrujenostjo, s testom prisilnega plavanja (FST). Rezultati so pokazali, da so podgane, zdravljene s 500 mg/kg TM izvlečka datlja, pokazale povečano proizvodnjo energije z največjo zmogljivostjo vzdržljivosti (632,9 ± 28,7 min). Podgane, zdravljene z datlji, so imele tudi nižjo raven laktata v krvi, kar kaže na učinkovito izrabo energije z nižjoutrujenostv primerjavi z normalnimi in utrujenimi podganami. Poleg tega so bile ravni serumske laktat dehidrogenaze v 250 in 500 mg/kg TM izvlečkov datljev in kofeinskih skupinah znatno nižje v primerjavi zutrujenipodgane. Aktivnost kreatin kinaze je bila najnižja v skupini, hranjeni s 500 mg/kg TM izvlečka datlja. Zdravljene podgane so pokazale izboljšanje lipidnih profilov, medtem ko je histološka študija pokazala izboljšanje v različnih organih. Podgane, zdravljene s 500 mg/kg telesne mase izvlečka datljev, so pokazale povečanje proizvodnje energije in izboljšan metabolizem energije, kar je lahko posledica prisotnosti bioaktivnih spojin v datljih. Izvleček datlja Piyarom je pokazal lastnosti proti utrujenosti in bi ga lahko uporabili kot funkcionalno sestavino pri razvoju pijač ali prigrizkov, ki obravnavajo bolezni, povezane z utrujenostjo.

Za več informacij se obrnite na:emily.li@wecistanche.com

Cistanche deserticola in steblo Cistanche kliknite tukaj, če želite izvedeti več

1. Uvod

Utrujenostje pogost, nespecifičen simptom, ki ga ima veliko ljudi in se kaže v različnih zdravstvenih stanjih.Fizičnoutrujenostje povezan z zmanjšanjem zmogljivosti zaradi neučinkovite porabe energije (Kim in sod., 2002; Wan in sod., 2017) in je nadalje opredeljen kot močan občutek utrujenosti, pomanjkanja energije in občutek izčrpanosti, ki je povezana s težavami pri uvajanju ali ohranjanju prostovoljnih dejavnosti (Kadum et al., 2018; Li et al., 2020). Utrujenost poveča oksidativni stres, ki lahko poškoduje celice in poveča tveganje za razvoj različnihkroničnobolezni (Lee et al., 2018; Osman in Mohamed, 2018).

Ergogena lastnost je sposobnost snovi, daizboljšatienergijaproizvodnja in uporaba (Halim et al., 2018). Na primer, športniki in aktivni ljudje imajo koristi od ergogene pomoči, ki pomaga povečati njihovo tekmovalno zmogljivost in izboljšati izrabo energije (Kreideret sod., 2010; Silver, 2001). Ergogeni pripomoček pomaga izboljšati proizvodnjo energije s tem preprečujeutrujenostz zniževanjem oksidativnega stresa in izboljšanjem zdravja na splošno (Halim et al., 2017; Osman in Mohamed, 2018). Vse več je trendov k uporabi naravnih izdelkov kot ergogenega pripomočka za nadomestitev in/ali zmanjšanje uporabe sintetičnih spojin pri preprečevanju oksidativnega stresautrujenost.

Datumi (Phoenix dactylifera Linn incistanche) so bogati z različnimi bioaktivnimi spojinami in so poročali, da so učinkovit del prehrane, ki pomaga pri zaščiti pred kroničnimi boleznimi (Al-Alawi et al., 2017). Poleg tega je znano, da so datlji bogati z antioksidativnimi spojinami, kot so fenoli, vključno s flavonoidi, fenolnimi kislinami, askorbinsko kislino, tokoferoli in karotenoidi (Al-Farsi in Lee, 2008; Shabani et al., 2016). V prejšnjih študijah smo dokazali, da sta datlja Piyarom in Rabbi pokazala najvišje antioksidativne, protimikrobne in antielastazne aktivnosti med petimi testiranimi sortami datljev (Kadum et al., 2019). Koristne aktivnosti, opažene v študijah, bi lahko pripisali ugotovljenim metabolitom v dateljnih, ki vključujejo askorbinsko kislino, epikatehin, citronsko kislino in galno kislino. Ta izid je bil dosežen na podlagi korelacijske študije iz biplota delnih najmanjših kvadratov, pridobljenega iz študije metabolomike različnih izvlečkov datljev (Kadum et al., 2019). Znano je, da zgoraj omenjeni antioksidanti izkazujejo aktivnost lovljenja radikalov, kar je ključnega pomena pri blaženju oksidativnega stresa inutrujenost(Zhu et al., 2021). Poleg tega smo tudi pokazali, da so datlji Piyarom sestavljeni iz ustreznih ravni elektrolitov in sladkorjev, za katere je znano, da imajo ergogene lastnosti (Kadum et al., 2018). V tej študiji smo želeli ocenitiproti-utrujenostin ergogene lastnosti izvlečka datlja Piyarom ter določiti njegove učinke na energijsko presnovo podgan Sprague Dawley, ki jih povzroča utrujenost.

2. Materiali in metode

2.1. Rastlinski materiali in ekstrakcija

Datlji Piyarom so bili kupljeni v lokalni trgovini v Kuala Lumpurju v Maleziji in so bili brez napak in onesnaževal. Seme smo odstranili, užitne dele pa narezali na koščke in posušili pri 40 stopinjah. Posušene kose smo nato zmleli v prah, aseptično razdelili v sterilne plastične vrečke in shranili pri –80 stopinjah. Ekstrakcija je bila izvedena z uporabo 80-odstotnega etanola pri 25 stopinjah 24 ur, kot je bilo optimizirano v prejšnji študiji (Kadum et al., 2019). Topilo je bilo uparjeno z uporabo rotacijskega vakuumskega uparjalnika (EYELA A-1000S, ZDA) pri 40 stopinjah, nastali ekstrakt pa je bil liofiliziran in shranjen v temnih steklenicah pri 4 stopinjah.

2.2. Poskusi na živalih

Samci podgan Sprague Dawley (stari 5-6 tednov, povprečna telesna teža 204,5 g) so bili kupljeni pri Animals Resource Unit (ARU), Fakulteta za veterinarsko medicino, Universiti Putra Malezija (UPM), in odobritev študije je bila pridobljeno pri Odboru za etiko živali UPM (UPM\IACUC\AUP-R037\2017). Podganam je bilo omogočeno, da so se 1 teden prilagodile standardnim laboratorijskim pogojem, prav tako pa so jim omogočili prost dostop do vode iz pipe in prehrane v celotnem obdobju enega tedna. Naključno so jih razdelili v skupine, vključno z normalno skupino (NG), skupino z normalno utrujenostjo (NFG), skupino, ki je bila izpostavljena 250 mg/kg TM Date Extract (LDFG) (250 Date), skupino, ki je bila izpostavljena 500 mg/kg TM izvlečka datlja (500 Datum) in skupina, izpostavljena 5 mg/kg telesne mase kofeina (5C).

2.3. Oblikovanje eksperimenta

Samci podgan Sprague Dawley (n=60) so bili naključno razdeljeni v dve skupini, kot sledi: skupina 1 (NG) (n=12), ki je bila imenovana kontrolna skupina za neutrujenost; in grozd 2 (n=48), ki je bil podvržen preizkusu prisilnega plavanja (FST). Ko so postale utrujene, so bile podgane v skupini 2 razdeljene v štiri različne skupine. Dve skupini sta bili hranjeni z izvlečkom datljev v odmerku 250 mg/kg telesne mase (majhen odmerek) in 500 mg/kg telesne mase (visok odmerek), kot je opisano v prejšnji študiji (Sheikh et al., 2016). Ena skupina je služila kot pozitivna kontrola in je bila hranjena s 5 mg/kg TM kofeina, kontrolna skupina pa je bila izpostavljena FST, vendar ni prejela nobenega zdravljenja. Živali so hranili z njihovo hrano, odmerke izvlečka datlja pa so dajali z intubacijo želodca. Izvleček datljev in kofein so zadevnim skupinam dajali neprekinjeno vsak dan 8 tednov po načrtu študije.

2.4. Preizkus prisilnega plavanja

Podgane so bile izpostavljene FST, da bi induciraliutrujenostin določiti njihove vzdržljivostne zmogljivosti po metodi, ki sta jo opisala Prasad in Khanum (2012). Na kratko, uporabljen je bil rezervoar za vodo, ki je vseboval vodo 50 cm globoko in vzdrževal temperaturo 25 ± 2 stopinji. Jeklene podložke, ki so tehtale približno 7 odstotkov telesne teže vsake podgane, so bile privezane na repe. Živali so bile nato previdno postavljene v rezervoar in vsaki se je vzel čas za plavanje, preden se je zabeležila izčrpanost. Izčrpanost/utrujenost je bila ugotovljena, ko glava podgane ni uspela poskočiti v 7 s. Poskus smo ponovili vsaka 2 tedna v obdobju 8 tednov zdravljenja.

2.5. Odvzem krvi in ​​organov

Podganam so v 0 in 4. tednu odvzeli vzorce krvi na tešče z odvzemom retroorbitalne vene in na koncu zdravljenja (8. teden) s srčno punkcijo pod splošno anestezijo z uporabo ketamina in ksilazina. Vse vzorce krvi smo prenesli v epruvete, ki vsebujejo EDTA, centrifugirali pri 3500 obratih na minuto pri sobni temperaturi 15 minut, plazmo pa zbrali in shranili pri -80 stopinjah do nadaljnje analize. Po 8 tednih zdravljenja so bili organi (jetra, ledvica, srce, pljuča, mišice) zbrani za analizo.

2.6. Biokemijske analize

V tej študiji so bili izmerjeni različni biokemični parametri, povezani z energetskim metabolizmom. Serum je bil uporabljen za analizo glukoze, serumskega dušika sečnine (SUN), laktata (Lac), laktat dehidrogenaze (LDH), kreatin kinaze (CK) in kreatina (Cr). Vsi biokemični parametri so bili testirani na podlagi standardnih postopkov, ki so jih zagotovili komercialno dostopni kompleti za testiranje (Span diagnostic Ltd., Indija). Enoti za SUN in Cr sta bili mg/dL, medtem ko sta bili LDH in CK izraženi v IU/L. Analizirani so bili tudi serumski profili lipidov (trigliceridi, TG, skupni holesterol, TC, holesterol lipoproteinov nizke gostote, LDL-C in holesterol lipoproteinov visoke gostote HDL-C). Opravljeni so bili testi delovanja jeter in ledvic, njihovi označevalci pa so bili alanin aminotransferaza (ALT), aspartat aminotransferaza (AST) in gama-glutamil transferaza (GGT). Sledil je sistemski postopek Roche/Hitachi Cobas C.

2.7. Histološka študija izbranih organov

Zbiranju organov, ki nas zanimajo (jetra, ledvice, srce in mišice), je sledilo tehtanje in nato shranjevanje v 10-odstotnem formalinu. Srčno tkivo smo prečno prerezali, da smo dobili ventrikularne odseke, štiriprekatne prereze ter jetra in mišična tkiva (soleus) smo zmleli in potopili v parafin ter nato v hematoksilin in eozin (H&E) za barvanje. Pregled tkiva s strani veterinarskega patologa (Huang et al., 2015) je bil izveden pod svetlobnim mikroskopom, opremljenim s kamero CCD (BX-51, Olympus, Tokio, Japonska).

2.8. Statistična analiza

Za pridobitev statističnih razlik med vzorci in kontrolami je bila uporabljena enosmerna ANOVA, ki ji je sledil Tukeyjev test HSD. Rezultati so bili izraženi kot povprečje ± standardni odklon (SD). Razlika v srednjih vrednostih s p < 0.05="" je="" veljala="" za="" statistično="" značilno,="" pridobljeni="" podatki="" pa="" so="" bili="" analizirani="" z="" uporabo="" minitab="" različice="" 16="" (minitab,="" inc.,="" state="" college,="" pennsylvania,="">

3. Rezultati in razprava

3.1. Vnos hrane in poraba vode

Rezultati študije niso pokazali pomembne razlike v vnosu hrane in vode med podganami (slika 1 A in B). Vendar so podgane, hranjene z izvlečkom datljev, med poskusom rahlo pridobile na telesni teži (slika 1 C).

3.2. Preizkus prisilnega plavanja

Test prisilnega plavanja (FST) predstavlja veljaven živalski model za testiranjeproti-utrujenostlastnost bioaktivnih spojin (Prasad in Khanum, 2012; Hao et al., 2014; Halim et al., 2017). Rezultati FST so jasno pokazaliproti utrujenostiučinek izvlečka datlja na podgane med plavanjem (slika 2). Podgane, ki so prejemale večji odmerek izvlečka datlja (500 mg/kg telesne mase), so pokazale najdaljšo zmogljivost vzdržljivosti približno 632,9 ± 28,7 s, kar je bilo značilno (p < 0,05)="" višje="" v="" primerjavi="" s="" tistimi="" v="" skupinah,="" zdravljenih="" z="" z="" 250="" mg/kg="" tm="" izvlečka="" in="" 5="" mg/kg="" tm="" kofeina.="" zanimivo="" je,="" da="" so="" povečano="" plavalno="" sposobnost="" podgan,="" hranjenih="" z="" izvlečkom="" datljev,="" opazili="" že="" v="" četrtem="" tednu="" poskusa.="" podaljšan="" čas="" plavanja="" podgan="" je="" pokazal="" večjo="" odpornost="">utrujenostmed FST (Tanaka et al., 2003; Ma et al., 2007). O podobnih rezultatih je poročalo več raziskovalcev, ki so testirali potencial rastlinskih izvlečkov proti utrujenosti (Prasad in Khanum, 2012; Xu et al., 2013). Na primer, v eni prejšnji študiji so podgane, hranjene s sveto baziliko (Ocimum sanctum), pokazale boljšo učinkovitost proti utrujenosti in podaljšale svoj čas plavanja (Singh et al., 2012b). V nedavni študiji je perujski ginseng (Lepidium meyenii), ki so ga hranili miši s tremi različnimi odmerki 28 dni, povzročil učinke proti utrujenosti in raziskovalci so predlagali, da je L. meyenii učinkovito ergogeno sredstvo (Zheng et al., 2018). V drugem poročilu so podganam dali štiri različne odmerke izvlečkov moringe (Moringa oleifera), da bi testirali njihovo vzdržljivost. V tej študiji je bilo ugotovljeno, da je izvleček podaljšal čas utrujenosti pri podganah in povečal njihove plavalne sposobnosti (Lamou et al., 2016). V tej študiji je bilo dokazano, da datlji kažejo potencial za uporabo v energijskih pijačah in so primerljivi z drugimi naravnimi rastlinskimi izvlečki.

3.3. Ravni glukoze, laktata in laktat dehidrogenaze v krvi

Obsegutrujenostv mišicah po vadbi se lahko meri z različnimi biokemičnimi markerji, vključno z glukozo, laktatom in laktat dehidrogenazo. Tako so izmerili raven glukoze v krvi podgan po 8 tednih zdravljenja, da bi ugotovili učinke izvlečka datlja. Rezultati niso pokazali pomembnih razlik v ravneh glukoze med skupinami podgan, razen pri skupini normalne utrujenosti (NFG), ki je bila znatno (p < 0,05)="" nižja="" (tabela="" 1).="" rezultati="" so="" pokazali="" zaščitne="" učinke="" izvlečka="" datljev,="" ki="" jih="" je="" mogoče="" pripisati="" ergogeni="" lastnosti="" datljev,="" ki="" je="" navidezno="" tako="" dobra="" kot="" kofein.="" v="" skeletnih="" mišicah="" je="" glukoza="" gorivo="" za="" nastajanje="" energije="" med="" vadbo,="" glikogen="" pa="" oskrbuje="" večji="" del="" z="" glikogenolizo,="" da="" se="" ohrani="" sopotnik="" glikolize="" za="" nastajanje="" energije.="" dokazano="" je,="" da="" lahko="" prehranski="" posegi="" z="" uživanjem="" datljev="" pomagajo="" povečati="" ali="" vzdrževati="" koncentracijo="" mišičnega="" glikogena="" pred="" in="">vadbo (Li et al., 2018, 2017). Vendar pa je pomembno vzdrževati raven glukoze v krvi nižjo od 6 mol/L, da se izognemo zapletom zaradi sladkorne bolezni, ki se lahko pojavijo, če hiperglikemija vztraja dlje časa. V prejšnji študiji so miši, hranjene zIzvleček Cistanche deserticolaza 3 tedne je pokazala zvišano raven glukoze v krvi, kar je povzročilo izboljšano raven energije (Cai et al., 2010). V drugi študiji so poročali, da je za to odgovoren izvleček Radix Rehmanniaproti-utrujenostaktivnost zaradi povečanega glikogena, shranjenega v jetrih, in zmanjšanega kopičenja glukoze v krvi zaradi porabe glukoze v mišicah (Liu in Liu, 2016; Tan et al., 2012).

Laktat v krvi, ki je ključni pokazatelj utrujenosti med težkimi napori, se uporablja za merjenje obstoječe patologije v rutinskem stresnem testu (Halim et al., 2017). Mlečna kislina je produkt glikolize zaradi anaerobnih pogojev, ki je primarna oblika presnove v mišicah med vadbo (Fu et al., 2{{10}}10; Sun et al. ., 2014). Kopičenje laktata velja za glavnega induktorja utrujenosti, zato zaviranje kopičenja laktata ali zmanjšanje ravni laktata predstavlja učinek proti utrujenosti (Blasiak et al., 2014). Rezultati, dobljeni v trenutni študiji, so pokazali pomembno (p < 0,05)="" zmanjšanje="" ravni="" laktata="" med="" skupinami="" podgan,="" zdravljenih="" z="" izvlečkom="" datljev="" in="" kofeinom,="" v="" primerjavi="" s="" skupinami="" z="" normalno="" in="" normalno="" utrujenostjo="" (tabela="" 1).="" ravni="" laktata="" so="" bile="" 10,75="" ±="" 0,90,="" 11,08="" ±="" 0,26="" in="" 12,09="" ±="" 0,761="" mmol/l="" za="" skupine="" podgan,="" zdravljene="" s="" 500="" mg/kg="" tm,="" kofeina="" 5="" mg/kg="" tt="" oziroma="" 250="" mg/kg="" tt="" izvlečka="" datlja.="" ravni="" laktata="" za="" normalno="" skupino="" in="" utrujene="" skupine="" so="" bile="" 14,41="" ±="" 0,45="" oziroma="" 16,35="" ±="" 0,18="" mmol/l.="" rezultati="" so="" pokazali="" pozitivne="" učinke="" izvlečka="" datljev,="" ki="" so="" povzročili="" zmanjšanje="" ravni="" laktata="" v="" skupinah="" podgan.="" opažene="" učinke="" bi="" lahko="" pripisali="" izboljšani="" učinkovitosti="" podgan="" med="" fst.="" ta="" rezultat="" pa="" bi="" lahko="" bil="" posledica="" zmanjšanja="" mišične="" poškodbe,="" ki="" jo="" povzroči="" manjše="" kopičenje="" laktata.="" v="">

Študija je pri podganah, hranjenih z izvlečkom amarkanda, prišlo do zmanjšanega laktata v krvi in ​​povečane vzdržljivosti, povezane z utrujenostjo (Narkhede et al., 2016). Prejšnje poročilo se ujema z ugotovitvami te študije, kar kaže na delovanje različnih rastlinskih izvlečkov proti utrujenosti, s katerimi lahko zmanjšamo raven laktata v krvi pri podganah in s tem izboljšamo učinkovitost živali.

Prisotnost visokih ravni LDH v krvi je znak prekomerne uporabe mišic in je tako pokazatelj utrujenosti (Halim et al., 2017). Prekomerni LDH je tudi znak nekroze celic in poškodbe tkiv (Li et al., 2017). Naši rezultati so pokazali, da je FST značilno (p < 0,05)="" povečal="" koncentracijo="" ldh="" v="" krvi="" normalnih="" utrujenih="" podgan="" (588="" ±="" 13,30="" u/l),="" kar="" je="" bilo="" značilno="" (p="">< 0,05)="" višje="" kot="" pri="" podganah,="" ki="" so="" jih="" hranili="" s="" 500="" mg/kg="" telesne="" mase="" izvleček="" datlja="" (297="" ±="" 29,21="" u/l),="" nižji="" odmerek="" (316,16="" ±="" 27,58="" u/l)="" izvlečka="" datlja="" in="" kofein="" (305="" ±="" 25,91="" u/l)="" po="" 8="" tednih="" zdravljenja.="" tako="" lahko="" domnevamo,="" da="" je="" izvleček="" datlja="" lahko="" povečal="" proizvodnjo="" energije="" pri="" podganah="" in="" posledično="" zmanjšal="" poškodbe="" mišic="" podgan.="" naši="" rezultati="" so="" se="" strinjali="" s="" tistimi,="" ki="" so="" jih="" prej="" poročali="" narkhede="" et="" al.="" (2016).="" v="" tej="" študiji="" so="" izvlečke="" amarkanda="" dajali="" podganam="" wistar="" in="" po="" 2="" tednih="" je="" prišlo="" do="" znatnega="" znižanja="" ravni="" ldh="" v="" krvi="" živali.="" o="" podobnih="" rezultatih="" so="" poročali="" tudi="" v="" drugi="" študiji,="" v="" kateri="" so="" utrujene="" podgane,="" zdravljene="" z="" vodnim="" izvlečkom="" iz="" fermentiranih="" riževih="" otrobov,="" pokazale="" znižanje="" ravni="" ldh="" v="" serumu="" (kim="" et="" al.,="">