Extrakt zmierňuje únavu spôsobenú vyčerpávajúcim cvičením prostredníctvom inhibície oxidačného stresu

Kľúčové slová:Aralia kontinentalis kitagawa;únava; vyčerpávajúce cvičenie; oxidačný stres;metabolická acidóza

Kliknite sem a dozviete sa viac o tradičných bylinkách proti únave -Cistanche

1. Úvod

Únavavyvolaný vyčerpávajúcim cvičením je definovaný ako pocit extrémnej fyzickej alebo psychickej záťažeúnava, slabosť alebo vyčerpanie [1]. Výskyt únavy úzko súvisí so zápaloma chronickej bolesti a môže zhoršiť kvalitu života pacienta, najmä keď je ochorenie ťažké, prípmierne, ale dlhodobo pretrvávajúce [2]. Navyše únava úzko súvisí so sofistikovaným metabolizmomstavy spôsobené rôznymi faktormi, ako je vek subjektu, trvanie aktivity a závažnosťcvičenie [3]. Počas cvičenia sa glykogén z pečene a svalov metabolizuje na glukózufosfokreatínový systém a glukóza sa ďalej metabolizuje, aby uspokojila vyššie energetické nároky.

V dôsledku toho sa kyselina mliečna hromadí v tele, najmä vo svaloch.4,5]. Kyselina mliečnaakumulácia zhoršuje kontraktilitu a znižuje inerváciu svalov, čo v konečnom dôsledku vedie ksvalová únava [6]. Okrem toho vyčerpávajúce cvičenie spôsobuje nerovnováhu v spotrebe energie, čo má za následokv tele sa vyčerpáva, keď pretrváva. Zmeny hemostatických parametrov krvi vrátane pH, ióny a plyny tiež prispievajú k únave [7]. Fyzická únava teda spôsobuje zníženú výkonnosťakumuláciou metabolických produktov vrátane lipidových peroxidov, laktátu a iónov [8,9]. Vzťah medzi vyčerpávajúcim cvičením a oxidačným stresom je dobre známy [10].

V skutočnosti,vyčerpávajúce cvičenie môže spôsobiť nadmernú produkciu reaktívnych foriem kyslíka (ROS), čo vedie koxidačný stres, hoci mierne cvičenie zlepšuje telesné funkcie. Akumulácia ROS ďalejpoškodzuje bunkové membrány, je škodlivý pre výkon kostrového svalstva a spôsobuje únavu počasvyčerpávajúce cvičenie [10]. Preto je suplementácia exogénnymi antioxidantmi sľubnástratégia ochrany telesných funkcií pred únavou počas vyčerpávajúceho cvičenia [11]. Okrem toho mnohé liečivé rastliny a ich antioxidačné zložky, ako sú polysacharidy,Uvádza sa, že alkaloidy a polyfenoly znižujú bolesť, zápaly a únavu povysoko intenzívne cvičenie [12]. Tieto rastliny skutočne prispievajú k zlepšeniu vytrvalosti pri cvičení aoddialenie únavy vyvolanej cvičením aktiváciou endogénnych antioxidantov a ich odstránenímsuperoxidové radikály pri podávaní myšiam pred vyčerpávajúcim plávaním [13]. 

Aralia kontinentalis kitagawa(AC), patriaci do čeľade Araliacea, je liečivá bylinná rastlinaširoko distribuované v severovýchodnej Ázii vrátane Číny a Kórey [14–16]. AC sa používa vtradičná kórejská medicína na zmiernenie bolesti a zápalu [17]. Predchádzajúce štúdie to zistiliAC má mnoho farmakologických vlastností vrátane antioxidačných [14], hypocholesterolemický [18], a antidiabetické účinky [19]. Okrem toho sa uvádza, že AC obsahuje rôzne bioaktívne látkyzlúčeniny vrátane kontinentálnej kyseliny, epikontinentálnej kyseliny a kyseliny kaurenovej, ktoré vykazujúprotirakovinové [20] a protizápalové [17] činnosti. Rôzne saponíny, ktoré majú potenciálne preventívne účinkyproti cukrovke a poškodeniu pečene, boli tiež izolované z AC [21,22]. Navyše nedávnyštúdie ukázali, že korene AC obsahujú kyselinu chlorogenovú [23,24], známy antioxidant [25]. ACkorene sa tradične používajú na zmiernenie bolesti, reumatizmu a zápalučasto spojené s únavou [26,27]. 

Avšak, účinkyAC a základné mechanizmyna únavu vyvolanú vyčerpávajúcim cvičením ešte neboli skúmané. Preto v tejto štúdiiskúmali sme, či extrakt z vody AC znižuje únavu spôsobenú vyčerpávajúcim plávaním aďalej objasnil základné mechanizmy účinku proti únave, so zameraním na prevenciuoxidačný stres.

2. Materiály a metódy

2.1. Príprava extraktu Aralia

Korene AC (1 kg) boli zakúpené na tradičnom kórejskom trhu, Jeonju, Kórea. Korene zV tejto štúdii sa použil vodný extrakt AC. Stručne povedané, korene AC sa sušili v inkubátore pri 60 °C◦C a rozdrviť na prášok v elektrickom mixéri. Korene AC boli extrahované vodou počas 72 hodín s občasnýmimiešanie pri teplote miestnosti počas 1 hodiny. Extrakty sa prefiltrovali pomocou filtračného papiera a odparili sa na rotačnej odparkevákuovou odparkou a skoncentruje sa. Potom boli lyofilizované sušením horúcim vzduchom počas 72 hodín pri at50 ◦Celkové množstvo extrahovaného AC bolo 85 g. Vodné extrakty AC sa udržiavali pri 4◦C preďalšie štúdium.2.2. Etické vyhlásenieVšetky postupy na zvieratách v tejto štúdii boli schválené Výborom pre starostlivosť o laboratóriumAnimal Resources of Jeonbuk National University (CBNU2016-67) a boli vykonané v súlades Príručkou pre starostlivosť a používanie laboratórnych zvierat, ktorú vydali Národné inštitúty USAof Health (Bethesda, MA, USA; publikácia NIH č. 85–23, revidovaná v roku 1996). Päťdesiat mužov Sprague-Dawleyv tejto štúdii sa použili potkany (220–250 g; Samtako Bio Korea Co. Ltd., Daejeon, Kórea).2.3. Návrh štúdie na zvieratáchPotkany boli udržiavané pri 23± 2 ◦C s 50± 5 percent vlhkosti a 12-h svetla/temný cyklus v klietkacha aklimatizovali sa aspoň jeden týždeň pred experimentmi. Zvieratá boli rozdelené do piatich skupín(n = 10 v každej skupine), kde kontrolná skupina nedostala žiadne vyčerpávajúce cvičenie bez liečby AC,vyčerpávajúce cvičenie s fyziologickým roztokom ako skupina liečená vehikulom a vyčerpávajúce cvičenie so 60, 120 a180 mg/kg skupín ošetrených AC extraktom. AC extrakt bol denne podávaný orálnou sondou, resp.

Tretí týždeň po ošetrení AC extraktom boli všetky zvieratá okrem kontrolnej skupiny podrobenénútené plávanie až do vyčerpania. Na eutanáziu boli potkany anestetizované CO2 inhaláciaminimalizovať utrpenie. 

2.4. Test núteného plávania

Proteín bol pripravený zo svalov gastrocnemia s použitím RIPA pufraobsahujúci inhibítorkoktail (Roche, Indianapolis, IN, USA) a koktail inhibítorov fosfatázy (ThermoFisher ScientificInc., Waltham, MA, USA). Vzorky proteínov sa oddelili na SDS-PAGE a preniesli do PVDFmembránami (EMP Milipore Inc., Billerica, MA, USA), po ktorých nasleduje blokovanie 5 percentným hovädzím séromalbumínu (Sigma, St. Louis, MO, USA) v TBST pufripri izbovej teplote. Membrány boli potominkubované cez noc pri 4◦C s protilátkami proti Bax, Bcl{0}} a pro-kaspáze 3, štiepenej kaspáze 3,a -aktín (Cell Signaling Tech., Danvers, MA, USA). Membrány sa potom inkubovali svhodné sekundárne protilátky konjugované s chrenovou peroxidázou (Cell Signaling Tech.) pri teplote miestnostiteplote počas 1 hodiny, po ktorej nasleduje detekcia signálov pomocou Immobilon Western Chemiluminescencekit (Millipore Corp., Billerica, MA, USA) a systém UVITEC Mini HD9 (Cleaver Scientific Ltd.,Warwickshire, Spojené kráľovstvo). Intenzita každého proteínového pásu bola kvantifikovaná pomocou softvéru NIH ImageJ(Národný inštitút zdravia, Bethesda, MD, USA).2.9. Štatistická analýzaŠtatistická významnosť sa analyzovala pomocou jednosmernej analýzy rozptylu (ANOVA) alebo Studentovej analýzyt-test s Bonferroniho posthoc analýzou pre porovnanie viacerých skupín pomocou GraphPad Prism 5.03softvér (GraphPad Software Inc., San Diego, CA, USA). Všetky údaje sú uvedené ako priemer± štandardnáchyba priemeru (SEM).P <>0.05 sa považovalo za štatisticky významné.

3. Výsledky

3.1. AC extrakt obsahuje kyselinu chlorogenovú ako aktívnu látku

Zložka podľa HPLC analýzyKeďže predchádzajúce štúdie ukázali, že AC extrakt obsahuje ako aktívnu látku kyselinu chlorogenovúkomponent [23,24] sme sa snažili určiť zloženie kyseliny chlorogénovej vo vodnom extrakte ACpoužitím HPLC analýzy. Prítomnosť kyseliny chlorogenovej bola potvrdená porovnaním jej UV spektraa retenčný čas s retenčným časom štandardnej zlúčeniny. Výsledky ukázali, že AC vodný extraktobsahovalo 2,24 mg/g kyseliny chlorogénovej (obr1).

Postava 1.HPLC analýza kyseliny chlorogénovej v AC extrakte. HPLC sa uskutočnila na stanoveniezloženie kyseliny chlorogenovej v AC. Obsah kyseliny chlorogenovej bol analyzovaný v (A) štandardnériešenie a (B) AC vodný extrakt. HPLC, vysokoúčinná kvapalinová chromatografia; AC,Araliakontinentalis kitagawaextrakt.3.2. AC extrakt zvyšuje trvanie cvičenia počas vyčerpávajúceho plávaniaNa preskúmanie účinkovAC extraktu o trvaní vyčerpávajúcej záťaže, ošetrenej AC a vozidlompotkany boli podrobené testu núteného plávania v bazéne. Ako je znázornené na obr2, trvanie plávania bolo výrazne vyššie v skupinách predliečených AC (60, 12 a 180 mg/kgAC liečba) v porovnaní so skupinou liečenou vehikulom spôsobom závislým od dávky (15,5, 19,8,a 47,2 percentný nárast pre 60, 120 a 180 mg/kg skupiny vopred ošetrené AC vs. skupina ošetrená vehikulom,v uvedenom poradí). Tieto údaje ukazujú, že AC extrakt môže zvýšiť trvanie plávania potkanov.

Obrázok 2Liečba AC extraktom zvýšila trvanie cvičenia potkanov počas vyčerpávajúceho plávania.Čas vyčerpania sa meral u potkanov po predliečení AC počas troch týždňov (n = 10 na skupinu).Údaje sú priemerné± štandardná chyba priemeru (SEM). Významnosť sa merala pomocou jednosmernej analýzyrozptyl (ANOVA), po ktorom nasleduje Bonferroniho post hoc test. *p <>0.05, ** p <>0.01 a ***p <>0.001. veh,ošetrené vozidlom; 60, 120 a 180 AC, 60, 120, 180 mg/kg AC extraktom ošetrených skupín, resp. AC,Aralia kontinentalis kitagawaextrakt.

3.3. AC extrakt zachováva zmeny hemodynamických parametrov a krvných iónov po vyčerpávajúcom plávaní

Úplné plávanie výrazne zvýšilo Hct a niekoľko krvných iónov (Mg2plus, Ca2plus, Naplus, a Kplus). Avšak zmeny v hodnotách mali tendenciu klesať u potkanov vopred ošetrených ACextrakt; najmä 180 mg/kg AC extrakt predúprava významne inhibovala zmeny povyčerpávajúcim plávaním, výsledkom čoho sú podobné hodnoty ako v kontrolnej skupine (tabuľka1). pretotieto výsledky naznačujú, že predbežné ošetrenie AC extraktom bolo schopné udržať homeostázu krvi povyčerpávajúce plávanie.

3.4. AC extrakt zmierňuje zmeny v biomarkeroch séra súvisiacich s energetickým metabolizmom po vyčerpaníPlávanie

Na vyhodnotenie účinkov únavyAC extraktu u potkanov vystavených vyčerpávajúcemu plávaniu,merali sa biomarkery súvisiace s únavou, ako je glukóza, TG a laktát. U potkanov bez ACpred liečbou, vyčerpávajúce plávanie významne znížilo hladiny glukózy a TG v porovnaní stie v kontrolnej skupine (od 123,5 do 77,4 mg/dl a 85.{1}} až 19,8 mg/Hladiny dl glukózy a TG,v uvedenom poradí). Naopak, 120 a 180 mg/kg AC predošetrené potkany vykazovali vyššie hladiny glukózy aTG v porovnaní so skupinou liečenou vehikulom po vyčerpávajúcom plávaní (obrázok3A, B). Hladiny laktátu vskupina liečená vehikulom po vyčerpávajúcom plávaní bola významne zvýšená v porovnaní so skupinami vkontrolná skupina (od 3,3 do 13,3 mg/dl). Avšak 120 a 180 mg/kg AC predúprav výrazneznížená akumulácia laktátu v porovnaní s hladinami v skupine liečenej vehikulom (obr3C). pretotieto údaje naznačujú, že AC zoslabuje zmeny v ukazovateľoch súvisiacich s energetickým metabolizmom v dôsledkuvyčerpávajúce plávanie.

Obrázok 3.AC extrakt zmiernil zmeny sérových biomarkerov súvisiacich s energetickým metabolizmom zvyčerpávajúce plávanie. Hladiny v sére (A) glukóza, (B) TG a (C) laktátu sa merali u potkanov poPredpríprava AC počas troch týždňov (n = 10 na skupinu). Údaje sú priemerné± štandardná chyba priemeru (SEM).Významnosť sa merala pomocou jednosmernej analýzy rozptylu (ANOVA), po ktorej nasledovala Bonferronihopost hoc test. *p <>0.05, ** p <>0.01 a ***p <>0.001. Cont, control; Veh, ošetrené vozidlom; 60, 120 a180 AC, 60, 120, 180 mg/kg AC extraktom ošetrených skupín, resp. AC,Aralská kontinentálna kitagawaextrakt; TG, triglycerid.3.5. AC extrakt zlepšuje metabolickú acidózu v dôsledku vyčerpávajúceho plávaniaNa určenie účinkovAC extraktu na metabolickú acidózu po vyčerpávajúcom plávaní,hemodynamické parametre súvisiace s acidózou vrátane pH krvi, HCO3−, pO2, apCO2 boli merané u potkanov s alebo bez predbežnej liečby AC po vyčerpávajúcom plávaní. Výsledky ukazujúže hladiny pH, HCO3−, apO2 boli významne nižšie u potkanov bez predchádzajúcej liečby AC povyčerpávajúce plávanie v porovnaní s kontrolnou skupinou (3,3, 57,4 a 62,4 percentné zníženie pH,HCO3−, apO2 vs. kontrolná skupina) (obr4A–C). Naproti tomu úrovnepCO2 výraznezvýšená u potkanov bez predchádzajúcej liečby AC po vyčerpávajúcom plávaní v porovnaní s potkanmi vkontrolná skupina (29.0 percentný nárast vpCO2 vs. kontrolná skupina) (obr4D). Pozoruhodné, tieto zmeny bolidramaticky zoslabený predbežnou úpravou AC extraktov so 120 a 180 mg/kg (obrázok4). Tieto údajenaznačujú, že AC zabraňuje metabolickej acidóze, ktorá je výsledkom vyčerpávajúceho plávania.

Obrázok 4.AC extrakt zlepšuje metabolickú acidózu v dôsledku vyčerpávajúceho plávania. Hladiny v krvi(A) pH, (B) HCO3- , (C) pO2 a (D) pCO2 boli stanovené u potkanov po predbežnom ošetrení AC počas trochtýždne (n = 10 na skupinu). Údaje sú priemerné± štandardná chyba priemeru (SEM). Bola meraná významnosťpoužitím jednosmernej analýzy rozptylu (ANOVA), po ktorej nasleduje Bonferroniho post hoc test.* p <>0.05, ** p <>0.01a ***p <>0.001. Cont, control; Veh, ošetrené vozidlom; 60, 120 a 180 AC, 60, 120, 180 mg/kgAC extraktom ošetrené skupiny, resp. AC,Aralia kontinentalis kitagawaextrakt; HCO3−hydrogénuhličitan;pO2 , parciálny tlak kyslíka;pCO2 , parciálny tlak oxidu uhličitého.3.6. AC extrakt zmierňuje vyčerpávajúce zranenia svalov spôsobené plávanímNa vyhodnotenie účinkovAC extraktu na svalové zranenie po vyčerpávajúcom plávaní, svalové zraneniebiomarkery ako CK a UA [28] boli merané na potkanoch s alebo bez AC predbežného ošetrenia povyčerpávajúce plávanie. Hladiny CK a UA boli výrazne vyššie po vyčerpávajúcom plávanív porovnaní s kontrolnou skupinou (5.{1}} a 4{3}}násobné zvýšenie CK a UA v porovnaní s kontrolnou skupinouskupine) (obrázok5). Avšak zvýšenie hladín týchto proteínov bolo významnézlepšila sa AC predliečbou 120 a 180 mg/kg v porovnaní s potkanmi liečenými vehikulompo vyčerpávajúcom plávaní (62,7 a 58,5 percentný pokles CK a 67,6 a 63,6 percentný pokles hladiny UA v r.potkany vopred liečené 120 a 180 mg/kg AC vs. potkany bez predbežnej liečby AC) (obr5). Preto tieto údaje ukazujú, že extrakt AC zmierňuje poškodenie svalov po vyčerpávajúcom plávaní.

3.7. AC extrakt potláča vyčerpávajúcu apoptózu vyvolanú plávaním

Na posúdenie melioračnej effffekt extraktu AC na vyčerpávajúcu apoptózu vyvolanú plávaním,úrovne expresie proteínov súvisiacich s apoptózou vrátane Bax, Bcl{1}}, pro- a štiepenej kaspázy3, boli stanovené v gastrocnemius svale. Výsledky ukazujú, že hladiny Bax a štiepenékaspázy 3 boli významne zvýšené u potkanov s úplným plávaním bez predchádzajúcej liečby AC.Pro-kaspáza 3, neaktívna forma kaspázy 3, a Bcl-2 proteín, antiapoptotický proteín, významneznížená u potkanov s vyčerpávajúcim plávaním (obr6). Najmä zmeny vo výrazehladiny týchto proteínov boli významne oslabené predbežným ošetrením AC (obr6). pretoAC extrakt môže inhibovať apoptózu v svale gastrocnemius vyvolanú vyčerpávajúcim plávaním.

Obrázok 5.AC extrakt zlepšil vyčerpávajúce poškodenie svalov spôsobené plávaním. Hladiny v sérez (A) CK a (B) UA sa merali u potkanov po predbežnej liečbe AC ​​počas 3 týždňov (n = 10 na skupinu).Údaje sú priemerné± štandardná chyba priemeru (SEM). Významnosť sa merala pomocou jednosmernej analýzyrozptyl (ANOVA), po ktorom nasleduje Bonferroniho post hoc test. **p <>0.01 a ***p <>0.001. Cont, control;Veh, ošetrené vozidlom; 60, 120 a 180 AC, 60, 120, 180 mg/kg AC extraktom ošetrených skupín, resp.AC,Aralia kontinentalis kitagawaextrakt; CK, kreatínkináza; UA, kyselina močová.

Obrázok 6.AC extrakt potlačil vyčerpávajúcu apoptózu vyvolanú plávaním v svale gastrocnemius.(A) Western blot analýza hladín expresie proteínu Bax, Bcl{0}}, pro- a štiepenej kaspázy 3 u potkanovpo predliečbe AC ​​počas 3 týždňov. (B) Hladiny expresie proteínu boli kvantifikované skenovanímdenzitometria. -aktín sa použil ako kontrola zaťaženia. Analýza Western blot sa uskutočnila vtriplikáty s tromi nezávislými vzorkami. Údaje sú priemerné± štandardná chyba priemeru (SEM). Významsa merala pomocou jednosmernej analýzy rozptylu (ANOVA), po ktorej nasledoval Bonferroniho post hoc test.* p <>0.05 a **p <>0.01 a ***p <>0.001. Cont, control; Veh, ošetrené vozidlom; 60, 120 a 180 AC, 60,120, 180 mg/kg AC extraktom ošetrených skupín, resp. AC,Aralia kontinentalis kitagawaextrakt.

3.8. AC extrakt zmierňuje oxidačný stres vyvolaný vyčerpávajúcim plávaním

Skúmať, či AC extrakt má preventívne účinkyproti oxidačnému stresu v dôsledku vyčerpávajúcehoplávanie, sérové ​​hladiny biomarkerov súvisiacich s oxidačným stresom vrátane LDH, MDA, SOD aGSH sa merali po vyčerpávajúcom plávaní u potkanov s alebo bez predbežného ošetrenia AC extraktom.Hladiny LDH a MDA boli významne vyššie u potkanov bez predchádzajúcej liečby ACs tými v kontrolnej skupine (107 percent a 85 percent nárast LDH a MDA v porovnaní s kontrolnou skupinou,v uvedenom poradí). Avšak hladiny týchto proteínov boli významne zachované u vopred ošetrených potkanovso 120 a 180 mg/kg AC (31,6 % a 44.0 % pokles LDH a 21,5 % a 52,1 % pokles MDAhladiny u potkanov vopred liečených 120 a 180 mg/kg AC v porovnaní s potkanmi bez predbežnej liečby AC)(Obrázok7A, B). V prípade antioxidantov SOD a GSH boli hladiny u potkanov dramaticky zachovanéboli vopred ošetrené buď 120 alebo 180 mg/kg AC (17,6 percenta a 61,9 percenta zvýšenie SOD a 104,5 percenta resp.243,3-percentné zvýšenie hladín GSH u potkanov vopred liečených 120 a 180 mg/kg AC vs. potkany bez ACliečbe), hoci znížené hladiny boli pozorované u potkanov bez predchádzajúcej liečby ACvyčerpávajúce plávanie (33,2 percenta a 43,3 percenta zníženie SOD a GSH oproti kontrolnej skupine, v uvedenom poradí)(Obrázok7C, D). Tieto údaje ukazujú, že extrakt AC má antioxidačné účinkyu potkanov svyčerpávajúce plávanie vyvolanéúnava.

Obrázok 7.AC extrakt zmiernil oxidačný stres vyvolaný vyčerpávajúcim plávaním. Hladiny (A) LDH, (B) MDA, (C) SOD a (D) GSH v sére boli merané u potkanov po predbežnej liečbe AC ​​počas troch týždňov (n=10 na skupinu). Údaje sú priemer ± štandardná chyba priemeru (SEM). Významnosť sa merala pomocou jednosmernej analýzy rozptylu (ANOVA), po ktorej nasledoval Bonferroniho post hoc test. * p < 0.05,="" **="" p="">< 0,01="" a="" ***="" p="">< 0,001.="" cont,="" control;="" veh,="" ošetrené="" vozidlom;="" 60,="" 120="" a="" 180="" ac,="" 60,="" 120,="" 180="" mg/kg="" ac="" extraktom="" v="" tomto="" poradí.="" ac,="" extrakt="" z="" aralia="" kontinentalis="" kitagawa;="" ldh,="" laktátdehydrogenáza;="" mda,="" malondialdehyd;="" sod,="" superoxiddismutáza;="" gsh,="">

4. Diskusia

Fyziologický stav únavy, ktorý zahŕňa idiopatickú únavu, chronický únavový syndróm a nedefinovanú únavu, má škodlivé účinky na zdravie [29]. Únava spôsobuje bolesti svalov, zhoršenú pamäť, narušený spánok a ďalšie problémy [30]. Okrem toho je únava spojená s rôznymi chorobami vrátane rakoviny, hypertenzie, cukrovky a koronárnej choroby srdca [31].

Koreň AC má mnoho farmaceutických vlastností vrátaneanti-osteoartróza[32], vazorelaxans [33],protizápalové[17] aprotirakovinové[34] činnosti. Najmä niekoľko štúdií s použitím rôznych zvieracích modelov chorôb preukázalo, že AC má antioxidačnú aktivitu [35]. AC skutočne zabránila karcinogenéze vyvolanej benzo()pyrénom prostredníctvom aktivácie antioxidačného systému u potkanov [18]. AC má tiež ochranný účinok proti hepatotoxicite vyvolanej terc-butylhydroperoxidom (t-BHP) prostredníctvom inhibície oxidačného stresu v systémoch in vitro aj in vivo [36]. Napriek týmto predchádzajúcim štúdiám farmakologických účinkov AC je o ňom málo známeproti únavečinnosti AC v súvislosti s vyčerpávajúcim cvičením. Preto táto štúdia hodnotila ochranné účinky koreňov AC proti únave vyvolanej vyčerpávajúcim cvičením. Predchádzajúce štúdie uviedli, že jednou z bioaktívnych zlúčenín v AC extrakte je kyselina chlorogénová.

Preto sme testovali AC extrakt použitý v tejto štúdii a zistili sme, že obsahuje 2,24 mg/g kyseliny chlorogénovej. Na určenieproti únaveúčinky AC boli potkany aplikované na nútené plávanie na vyvolanieúnavačo už bolo pozorované v predchádzajúcich štúdiách [7,37]. Výsledky ukazujú, že predbežné ošetrenie AC účinne zvýšilo čas núteného plávania. Navyše glykémia a TG, primárne zdroje energie na cvičenie [38,39], boli pred liečbou AC významne zachované. Naše výsledky preto ukazujú, že AC môže oddialiť čas potrebný na vyčerpanie živín. Za normálnych stavov sa ako zdroj energie využíva ATP, ktorý vzniká glykolýzou prostredníctvom premeny glykogénu na glukózu [40]. Dodávka energie sa však mení premenou pyruvátu na laktát v anaeróbnych podmienkach spôsobených vyčerpávajúcim cvičením. Hromadenie laktátu pri vyčerpávajúcej záťaži ďalej spôsobuje zníženie pH a acidózu [6,41] a následne dochádza k únave. V súlade s tým naša štúdia ukázala, že hladiny glukózy v krvi, pH laktátu, HCO3- a pO2 sa znížili a pCO2 sa zvýšilo v dôsledku vyčerpávajúceho plávania. Dôležité je, že tieto zmeny boli dramaticky zoslabené predúpravou AC. Tieto zistenia ukazujú, že AC má preventívnu úlohu proti metabolickej acidóze, ktorá je výsledkom vyčerpávajúceho cvičenia. Táto štúdia ukázala, že niekoľko hladín iónov v krvi bolo ovplyvnených vyčerpávajúcim plávaním.

Vzťah medzi krvnými iónmi a cvičením bol skutočne dôkladne študovaný [42]. Ióny Mg2 plus a K plus sú úzko spojené s mnohými svalovými funkciami zahŕňajúcimi kontraktilitu, produkciu energie, oxidačný stres a rovnováhu elektrolytov [7]. Najmä Mg2 plus ióny sú redistribuované, aby upravili metabolizmus na udržanie svalovej kontraktility počas cvičenia [43–45]. V tomto ohľade naša predchádzajúca štúdia zistila, že krv Mg2 plus ióny sa zvýšili po vyčerpávajúcom plávaní. Mg2 plus ióny majú tiež pozitívny vzťah s laktátom, UA, LDH a CK, ale negatívny vzťah s glukózou a TG [7]. Iné ióny ako K plus, Ca2 plus a Na plus sa počas cvičenia tiež zvýšili [7,46]. Táto štúdia preukázala, že predúprava AC zmiernila zvýšenie týchto iónov v dôsledku vyčerpávajúceho plávania. Zníženie prietoku krvi v dôsledku vyčerpávajúceho cvičenia vedie k zvýšeniu hodnoty Hct, čo ďalej spôsobuje zhoršenie zásobovania kyslíkom a produkcie energie [47]. Preto sa Hct používa ako indikátor stupňa únavy spôsobenej cvičením. Naše výsledky ukazujú, že predliečba AC zachovala hladiny Hct počas vyčerpávajúceho plávania. Navyše, vyčerpávajúce cvičenie je úzko spojené s poškodením svalov a obličiek, čo môže ovplyvniť fyzickú výkonnosť [48]. Sérová CK a UA sa považujú za kľúčové biomarkery rôznych typov svalového poškodenia, ako sú srdcové choroby, svalová dystrofia a akútne zlyhanie obličiek [28].

Preto sa tieto enzýmy široko používajú ako indikátory poškodenia svalov a obličiek spôsobeného vyčerpávajúcim cvičením [43]. Vzhľadom na to sme merali hladiny CK a UA v sére, aby sme posúdili, či AC môže zmierniť poškodenie svalov počas vyčerpávajúceho cvičenia, a ako sa očakávalo, liečba extraktom účinne znížila hladiny CK a UA v sére po vyčerpávajúcom cvičení. Preto môže AC zabrániť poškodeniu svalov a obličiek v dôsledku vyčerpávajúceho cvičenia. Apoptóza je definovaná ako programovaná bunková smrť, ktorá zabezpečuje bunkovú homeostázu; je citlivý na vnútrobunkové redoxné prostredie, a preto sa podieľa na oxidačnom strese [49]. Vyčerpávajúce cvičenie spôsobuje augmentovanú apoptózu, ktorá indukuje fragmentáciu DNA a zmenenú expresiu génov a proteínov súvisiacich s apoptózou vrátane expresie Bax, Bcl{3}} a kaspáz [50,51]. Preto má apoptóza škodlivý účinok na jadrovú a mitochondriálnu integritu a následne spúšťa poškodenie kostrového svalstva, ktoré spôsobuje únavu pri vyčerpávajúcom cvičení. Tu sme demonštrovali, že AC extrakt účinne zoslabuje zvýšenia apoptózou indukovateľných proteínov vrátane Bax a pro-kaspázy 3. Liečba však znížila hladiny štiepenej kaspázy 3, apoptoticky indukovateľného proteínu, a Bcl{11}}, antiapoptotický proteín v svaloch gastrocnemia vyvolaný vyčerpávajúcim plávaním, čo dokazuje, že AC môže zmierniť únavu inhibíciou apoptózy v svaloch gastrocnemia. Snažili sme sa objasniť ochranné účinky AC proti oxidačnému stresu vyvolanému vyčerpávajúcim cvičením a základnými mechanizmami. Intenzívne fyzické cvičenie spôsobuje nerovnováhu medzi oxidantmi a antioxidačnými systémami v dôsledku uvoľňovania voľných radikálov odvodených od kyslíka, ako je ROS, čo ďalej prispieva k indukcii svalovej únavy [37]. Množstvo dôkazov skutočne ukázalo, že oxidačný stres úzko súvisí s únavou z vyčerpávajúceho cvičenia [52]. Počas vyčerpávajúceho cvičenia sa zvyšuje spotreba kyslíka a mení sa krv v kostrovom svalstve. Tieto zmeny spôsobujú produkciu voľných radikálov a poruchy svalovej homeostázy, čo vedie k oxidačnému poškodeniu kostrového svalstva, následnej zápalovej reakcii a produkcii cytokínov, čo ďalej prispieva k svalovej únave. Predchádzajúce štúdie na zvieracích modeloch tiež odhalili, že vyčerpávajúce cvičenie vysokej intenzity malo za následok zníženie hladín antioxidantov SOD a GSH a zvýšenie hladín MDA, vedľajšieho produktu peroxidácie lipidov, v dôsledku oxidačného poškodenia [53, 54]. Zachovanie antioxidačných systémov proti oxidačnému stresu by teda mohlo byť účinnou metódou na zlepšenie cvičebnej schopnosti počas vyčerpávajúceho cvičenia. Táto štúdia odhalila, že zvýšenie hladín prooxidantov LDA a MDA a zníženie hladín antioxidantov SOD a GSH v dôsledku vyčerpávajúceho cvičenia boli účinne zvrátené predbežnou liečbou AC. Tieto výsledky naznačujú, že účinok AC proti únave je sprostredkovaný moduláciou oxidačného stresu po vyčerpávajúcom cvičení.

5. Závery

Záverom, zistenia súčasnej štúdie naznačujú, že AC tlmífyzická únavaindukovaný vyčerpávajúcim cvičením zlepšením metabolickej acidózy a má antioxidačnú ochrannú kapacitu. Preto navrhujeme AC ako potenciálnu látku na prevenciu a liečbu fyzickej únavy z vyčerpávajúceho cvičenia. Autorské príspevky: Konceptualizácia, S.-JK; Metodika, DKY a S.-JK; Software, DKY a S.-JL; Validácia, DKY, S.-JL a S.-JK; formálna analýza, DKY, GOA, S.-JL a S.-JK; Investigation, DKY, GOA a S.-JL; Zdroje, S.-JK; Spracovanie údajov, DKY, GOA a S.-JK; Písanie – príprava pôvodného návrhu, DKY; Písanie—recenzia a úprava, S.-JK; Vizualizácia, DKY a S.-JL; Dozor, S.-JK; Administrácia projektu, S.-JL a S.-JK; Akvizícia financovania, S.-JL a S.-JK Všetci autori si prečítali publikovanú verziu rukopisu a súhlasili s ňou. Financovanie: Tento výskum financovalo Ministerstvo vedy a technológie (NRF-2018R1A2B6003332 a NRF-2018R1D1A3B07049191) a Kórejská spoločnosť pre ženšen z Korea Ginseng Corporation, Kórea. Konflikty záujmov: Autori nevyhlasujú žiadny konflikt záujmov.