Ефект против умора на оцет Prunus Mume при плъхове с висока интензивност на упражнения

1 Катедра по хранителни науки и технологии, Kyungpook National University, Daegu 41566, Корея; kimjeoho90@gmail.com (J.-HK); kdmoon@knu.ac.kr (K.-DM)

* Кореспонденция: kseo@dau.ac.kr; Тел.: плюс 82-51-200-7565

Контакт:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Резюме

В наши дни са разработени нови видове оцет с помощта на различни суровини и биотехнологични процеси. Плодът на Prunus mume е широко разпространен в Източна Азия и се използва като народно лекарство за умора. В това проучване оцетът от Prunus mume (PV) е произведен чрез двуетапна ферментация и е оценен за неговата активност против умора от C2C12 миобласти и плъхове, упражнявани с висока интензивност. Прилагането на PV значително подобрява издръжливостта при бягане и натрупването на гликоген в черния дроб и мускулите на плъхове с PV добавки в сравнение със заседналите и упражняваните контролни групи. В допълнение, добавянето на PV предизвиква по-ниски серумни биомаркери, свързани с умората, например амоняк, неорганичен фосфат и лактат. Плъхове, на които е прилаган PV, показват по-висока активност на лактат дехидрогеназа и активност на глутатион пероксидаза и по-ниска активност на креатин киназа и нива на малондиалдехид. Освен това, фенолните съединения в PV бяха идентифицирани с помощта на HPLC анализ. Фенолните киселини, анализирани в PV, са протокатехуинова киселина, сирингова киселина, хлорогенова киселина и нейните производни. Тези резултати показват, че прилагането на PV с антиоксидантни свойства допринася за подобряване на възстановяването от умора при изтощени плъхове. Резултатите от това проучване показват, че PV, съдържащ различни биоактивни съставки, може да се използва като функционален материал срещу умора, причинена от упражнения с висока интензивност.

Ключови думи: Prunus mume; оцет; ефект против умора; упражнения с висока интензивност; фенолна киселина

1. Въведение

Prunus mume Sieb. et Zucc., който е известен като maesil, ume и meizi, е широко култивиран в Корея, Япония и Китай и се използва от дълго време като народен лек за храносмилане, жажда, детоксикация, повръщане и треска [1 ]. Предишни проучвания върху фармакологичната и биологичната активност на maesil го изследваха като потенциален източник на уловители на свободни радикали, като инхибитор на вируса на грип А и подвижността на Helicobacter pylori и като провъзпалителен медиатор, както и неговата способност за подобряване на течливостта на кръвта [1–3]. Освен това е доказано, че екстрактът от мезил упражнява действия против умора при обучени плъхове [4]. Въпреки че има редица проучвания, използващи екстракт от мезил, проучванията върху преработени храни, използващи мезил, не са напълно проучени. Следователно, това проучване имаше за цел да разработи оцет с помощта на мезил и да изследва неговата активност против умора. Оцетът е алкален продукт, който отдавна се използва като наслада и традиционно лекарство [5]. Напоследък са разработени много видове оцет, използвайки основни източници и технологии, за да задоволят нуждите на клиентите. Тъй като основните компоненти на оцета са показали многобройни полезни ефекти, например антиоксидантни, антихипертензивни, антихипергликемични и антимикробни ефекти, той е популярно консумиран по целия свят [6–9]. Освен това, предишни проучвания показват, че прилагането на оцетна киселина повишава натрупването на гликоген в черния дроб и скелетните мускули на изтощени плъхове по време на тренировка и че перорално добавеният ацетат индуцира синтеза на мускулен гликоген след интензивни упражнения при коне [10,11]. Тези проучвания предполагат, че непрекъснато добавяният оцет предизвиква ценни ефекти върху капацитета за издръжливост и възстановяване от физическа умора. Въпреки това, физиологичните промени, лежащи в основата на ефектите на мезиловия оцет против умора, все още не са напълно разбрани.

Умората, често срещан симптом в повечето общности, който много хора са изпитали, се счита за трудност при започване или поддържане на спонтанни дейности и влошаване на изпълнението на упражнения [12]. Много проучвания показват, че различни фактори са важни при разглеждането на умората и упражненията. Например, изтощението, предизвикано от упражнения с висока интензивност, е свързано с умора, което показва, че работният мускулен капацитет е сериозно увреден [13]. В допълнение, упражненията с висок интензитет предизвикват намаляване на енергийните източници, например чернодробен и мускулен гликоген, както и натрупването на метаболити, включително млечна киселина, неорганичен фосфор и амоняк, които предизвикват мускулна умора чрез вътреклетъчна ацидоза в тялото [12]. ,14]. По този начин, възстановяването от умората, предизвикана от тренировка, изисква телесните увреждания да бъдат поправени и метаболитите, натрупани по време на тренировка, да бъдат елиминирани. Освен това се съобщава, че оксидативният стрес причинява различни хронични заболявания, например хронична умора, стареене на кожата, захарен диабет, ракови заболявания и болестта на Алцхаймер [15–18]. Поради тези причини изследователите са изследвали естествените продукти за способността им да подобряват физическите способности, като намаляване на умората и повишена издръжливост при упражнения с малко странични ефекти. Следователно, в настоящото изследване, оцетът, съдържащ високо ниво на органични киселини и аминокиселини, е произведен чрез двуетапна ферментация, като се използва мезил, допълнен със сок от круши като субстрат. Действията против умора на оцета от Prunus mume (PV) след това бяха оценени въз основа на ефектите от клетъчната жизнеспособност и натрупването на гликоген in vitro и промените на свързаните с умората биомаркери in vivo.

2. Материали и Мethods

2.1. Материали

Prunus mumejuice (PJ) е произведен по метода на Cho et al. [19]. Плодовете на P. mume (maesil) са получени от Корейската организация Maesil (Suncheon, Корея). Maesil се сортира, щателно се измива с вода, натрошава се и след това реагира с 0.1 процента (w/v) пектиназа (Pectinex Ultra AFP, Novozyme, Швейцария, 10,000 Pectu/ g) за разрушаване на клетъчната стена при 40 ◦C за 2 часа. След това реагиралият мезил се центрофугира при 3500 × g за 15 минути при 4 ◦C. Супернатантата се филтрува с помощта на филтърна хартия (Whatman No.2, 8 µm) и се концентрира чрез ротационен изпарител при 30 °C до достигане на 56–60 °Brix. Екстрактът от круша е получен от ESfood Co. (Gunpo, Корея), след което се съхранява при 4 ◦C, за да се запазят качествата му. Характеристиките му са следните: 69° Брикс, рН 3,4–3,6 и 0,52–0,61 процента киселинност. Saccharomyces cerevisiae KCCM 11306 и Acetobacter aceti KCCM 12654 са получени от Корейския културен център на микроорганизмите (Сеул, Корея).

2.2. Производство на PV

2.3. Физикохимични свойства на PV

2.3.1. Обща киселинност, съдържание на алкохол и съдържание на захар в PV

Алкохолното съдържание на PV се измерва с хидрометър на Gay-Lussac. Накратко, 100 mL PV се взема от колбата и се центрофугира в продължение на 10 минути при 1800 × g, за да се отърве от Saccharomyces cerevisiae KCCM 11306. След това супернатантата се дестилира и се регулира отново до 100 mL с дестилирана вода. След това температурата на дестилата се охлажда, докато достигне 15 ◦C, след което алкохолното съдържание се определя с помощта на алкохолен хидрометър. Съдържанието на захар в PV се измерва с помощта на ръчен рефрактометър (Atago pocket PAL-3, Atago Co., Fukaya, Saitama, Japan). Накрая, общата киселинност на PV се анализира чрез титруване на разредената проба с 0,1 N NaOH до рН 8,3 и се изразява като количество оцетна киселина.

2.3.2. Съдържание на органични киселини и свободни аминокиселини в PV

Съставът на органичната киселина се определя чрез високоефективна течна хроматография (Shimadzu Co. Model Prominence, Kyoto, Japan). Разделянето на органични киселини се осъществява с помощта на колона PL Hi-Plex H (7,7 × 300 mm, Agilent Co., Санта Клара, Калифорния, САЩ) при 65 ◦C. Подвижната фаза се състои от 5 mM H2SO4 и скоростта на потока се поддържа постоянна при 0,6 mL/min. Хроматографският пик, съвпадащ с всяка органична киселина, се идентифицира чрез сравняване на времето на задържане с това на всеки стандарт. Съдържанието на свободни аминокиселини се анализира с помощта на автоанализатор на аминокиселини (L-8900, Hitachi, Токио, Япония) с йонообменна колона, пълна с йонообменна смола по поръчка на Hitachi (2622 SC PF, 4.6 × 60 mm). Колоната се поддържа при 50 ◦C в колонна пещ и температурата на реактора е 135 ◦C. За мобилната фаза, набор от буфери (PF-1, PF-2, PF-3, PF-4, PF-6, PF-RG, R{ {25}} и C1, Kanto Co., Токио, Япония) се използва със скорост на потока от 1 mL/min. Всяка свободна аминокиселина се идентифицира чрез сравняване на времето на задържане с това на смес от аминокиселини стандартен разтвор тип AN-II и B

(FUJIFILM Wako Pure Chemical Co., Осака, Япония).

2.4. Цитотоксичност и натрупване на гликоген in vitro

2.4.1. Клетъчна култура и диференциация

Клетките C2C12 (миобласти на мишка) са закупени от American Type Culture Collection (ATCC, Rockville, ND, USA). Клетките се култивират в Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM), допълнена с 10 процента фетален говежди серум (FBS), пеницилин (100 IU/mL) и стрептомицин (100 µg/mL) (Gibco, Life Technologies, Grand Island, NY, САЩ). Клетките C2C12 се инкубират при 37 ◦C във влажна атмосфера с 5 процента CO2 условия. За да се индуцира диференциация, 70 процента от конфлуентните клетки след това се култивират в DMEM, допълнен с 2 процента конски серум (HS) и 10 µg/mL инсулин в продължение на 3 дни със средни промени на всеки два дни.

2.4.2. Тест за сулфородамин В (SRB).

Клетъчната пролиферация се оценява чрез анализ на сулфородамин В (SRB, Sigma, St. Louis, MO, USA). Клетките C2C12 се посяват при 1 × 104 клетки/ямка в 48-плаки с ямки и се диференцират чрез смяна на средата. След това клетките се инкубират с 0.1–0,4 µg/mL PV в продължение на 3 дни при 37 ◦C в овлажнен инкубатор с 5 процента CO2. След третиране средата се изхвърля и клетките се оцветяват с разтвор на SRB при стайна температура в продължение на 1 час и се промиват пет пъти с 1% оцетна киселина. Всяка ямка се солюбилизира с 10 mM Tris и се измерва при 540 nm от четец на микроплаки (Molecular Devices, Inc., Сан Хосе, Калифорния, САЩ)

2.4.3. Съдържание на гликоген in vitro

2.5. Експериментален дизайн с животни

2.5.1. Животни и диети

Четириседмични мъжки плъхове Sprague-Dawley (SD) бяха закупени от Hyo-Chang Science Inc. (Бусан, Корея). Плъховете бяха разделени поотделно в акрилни клетки и настанени при 22 ± 2 ◦C при 12-часов цикъл светло-тъмно. Всички плъхове бяха хранени с пелети от търговска храна за експерименталния период. След това плъховете бяха разделени на случаен принцип в пет групи (n=6): заседнал контрол (SC), упражняван контрол (EC) и упражнени плъхове, на които се прилага 3 процента кондензиран сок от Prunus mume (PJ), 5 процента PV, разреден с дестилирана вода (PV5) и 7,5 процента PV, разреден с дестилирана вода (PV7,5). Всички групи бяха допълнени чрез перорално приложение в концентрация от 7 mL/kg телесно тегло за експерименталния период, считан за дневния обем на прием при хора. Добавянето на висока концентрация на оцетна киселина може да причини чревно възпаление при плъхове. PV7.5 беше използван като висока концентрация за експеримента [12]. SC и EC плъхове се прилагат с равни количества дестилирана вода. След това всички плъхове бяха подтикнати да тичат на бягаща пътека. По време на експеримента плъховете са имали свободен достъп до храна и вода до последните 12 часа от експерименталния период, след което храната е била задържана. Всички плъхове бяха третирани в строго съответствие с насоките на университета Dong-A за грижа и използване на лабораторни животни (DIACUC-17-1).

2.5.2. Програма за упражнения с постепенно натоварване и тест за издръжливост при бягане

Всички плъхове, с изключение на SC групата, бяха обучени чрез програма за упражнения с постепенно натоварване от 09:00 до 13:00, 6 дни в седмицата в продължение на 4 седмици с помощта на бягаща пътека (Daejong Instrument Industry, Сеул, Корея) . Програмата включва постепенно увеличаване на интензивността с бягане с 20 м/мин за 10 минути, 25 м/мин за 20 минути, 30 м/мин за 20 минути и 35 м/мин за 30 минути от седмици 1 до 4, съответно. Когато плъховете са изтощени и не могат да бягат, табло с електрошок в края на бягащата пътека ги регулира да продължат да бягат.

В края на експерименталния период плъховете (n=6) бяха принудени да бягат с 40 m/min до изтощение и техните записи на бягане бяха отбелязани, за да се определи издръжливостта на бягане. Всички плъхове бяха оценени като изтощени, когато останаха на електрическата дъска повече от 10 s. Другите (n=6) бяха поставени на бягащата пътека със скорост 40 m/min за 60 min. След експеримента плъховете бяха умъртвени с етилов етер и бяха събрани кръвни проби от долната празна вена и поставени при стайна температура за 2 часа, след което центрофугирани при 2500 × g за 20 минути, за да се отделят серумните проби. Черният дроб и коремните мускули се събират и се изплакват с физиологичен разтвор. Всички проби се съхраняват при -80 ◦C в дълбок фризер.

2.6. Биохимични параметри

2.6.1. Биомаркери, свързани с умората

Нивата на серумен неорганичен фосфат и амоняк бяха оценени с помощта на Biovision Inc. (Milpitas, СА, САЩ). Нивата на лактат в серума се определят с помощта на комплект за анализ на лактат (Bioassay Systems, Hayward, СА, САЩ).

2.6.2. Анализ на нивата на гликоген в черния дроб и мускулите

Съдържанието на гликоген се анализира съгласно метода, описан от Cho et al. [5]. Накратко, 0.2 g тъкани от черен дроб и мускули реагират с 400 µL 30% разтвор на калиев хидроксид, кипват се 30 минути и след това се охлаждат при 25 ◦C. След това към сместа се добавя 1 mL етанол и се центрофугира при 6000 × g и 4 ◦ C за 15 минути. Впоследствие супернатантата се отстранява и пелетата се смесва с 0,5 mL дестилирана вода, след което се добавя 0,2 процента разтвор на антрон за хидролизиране на глюкозата. Накрая, абсорбцията се измерва при 620 nm със спектрофотометър

2.6.3. Активност на активността на мускулната лактат дехидрогеназа (LDH) и серумната креатин киназа (CK)

2.6.4. Нива на активност на малондиалдехид (MDA) и глутатион пероксидаза (GPx)

Нивото на MDA и активността на GPx бяха оценени чрез хомогенизиране на аликвоти от 0.1 g от замразения черен дроб във фосфатно буфериран физиологичен разтвор (PBS). След хомогенизиране, пробите се центрофугират при 3500 × g при 4 ◦C за 10 минути, след което супернатантите се използват за анализ. Нивото на MDA и активността на GPx бяха измерени с колориметрични комплекти (Biovision Inc., Milpitas, Калифорния, САЩ).

2.7. Определяне на общото фенолно съдържание (TPC)

TPC на PV се определя по колориметричния метод на Folin–Ciocalteu с някои модификации [19]. Накратко, PV реагира с реагент на Folin-Ciocalteu и се неутрализира с разтвор на натриев карбонат. След това абсорбцията на синия цвят се измерва при 760 nm чрез спектрофотометър. Като стандарт се използва галова киселина (Sigma-Aldrich, чистота > 99 процента) и TPC се изразява като mg еквиваленти на галова киселина/g (mg GAE/g) PV.

2.8. HPLC анализ

2.9. Статистически анализ

3. Резултати и дискусия

3.1. Съдържание на органични киселини и свободни аминокиселини в PV

Основните вкусови съединения във ферментиралия оцет се състоят от органични киселини, генерирани от ферментацията, както и свободни аминокиселини, произведени от хидролиза на протеин по време на ферментация [20]. PV съдържа органични киселини, оцетна киселина, оксалова киселина, лимонена киселина, янтарна киселина, ябълчена киселина и млечна киселина, съответно при 4034,46, 72,76, 1530,65, 1075,51, 140,95 и 390,87 mg процента (Таблица 1). В допълнение, PV съдържа редица свободни аминокиселини, а именно аспарагинова киселина, тирозин, фенилаланин, хистидин, лизин и аргинин. Съдържанията на аспарагинова киселина, тирозин, фенилаланин, хистидин, лизин и аргинин са съответно 7,56, 5,46, 4,43, 32,93, 4,11 и 20,76 ppm. След двуетапна ферментация, PV показва по-високи органични киселини, особено оцетна киселина, и съдържание на свободни аминокиселини, отколкото PJ. В сравнение с предишни проучвания, съдържанието на органични киселини в търговския оцет със сорго се състои от оцетна киселина (3600 mg процента), оксалова киселина (16,62 mg процента), лимонена киселина (49,7 mg процента), янтарна киселина (92,5 mg процента), ябълчена киселина киселина (27,83 mg процента) и млечна киселина (820 mg процента) [21]. PV съдържа по-ниски количества свободни аминокиселини от чесновия оцет, който съдържа големи количества свободни аминокиселини (23,4 ppm), тирозин (не е открит), фенилаланин (313,9 ppm), хистидин (4,6 ppm), лизин (460,3 ppm) и аргинин (65.0 ppm). Na et al. (2013) съобщават, че качествените характеристики на ферментиралия оцет зависят от различни съставки и са свързани с по-високото количество лимонена киселина, янтарна киселина, ябълчена киселина, тирозин и хистидин и по-ниското количество аспарагинова киселина, фенилаланин, лизин и аргинин, които са наблюдавани при PV в сравнение с друг ферментирал оцет [22]. Като цяло, резултатите показват, че PV, ферментирал с PJ, подсилен с екстракт от круши, съдържа голямо количество органични киселини и различно съдържание на свободни аминокиселини.

Маса 1.Съдържание на органични киселини и свободни аминокиселини в оцет от Prunus mume (PV).

3.2. Идентифициране и количествено определяне на фенолни съединения в PV

TPC на PV е 25.86 mg GAE/g (данните не са показани). За по-нататъшно идентифициране на фенолните съединения, присъстващи в PV, беше извършен HPLC-PDA анализ. Протокатехинова киселина, сирингова киселина, хлорогенова киселина, неохлорогенна киселина и криптохлорогенова киселина с концентрации 0.08, 0.22, 0.37, 0.82 и 1.36 mg/g, съответно, бяха идентифицирани с помощта на HPLC анализ чрез сравнение с всяка стандартна фенолна киселина (Фигура 1). Този резултат показва, че криптохлорогенната киселина и неохлорогенната киселина са основните фенолни киселини в PV. Много проучвания съобщават, че фенолните съединения влияят на функционалните свойства, като антиоксиданти, противоракови и антидиабетни [23–25]. В свързано проучване, направено от Yuan et al. (2019), богатият на полифеноли екстракт от Sonchus arvensis, съдържащ хлорогенова киселина, лутеолин и цикоринова киселина, подобрява активността на антиоксидантните ензими и синтеза на гликоген при тренирани мишки [26]. Водният екстракт от семена на Abelmoschus esculentus Moench, съдържащ големи количества полифеноли и флавоноиди, показва значителни антиоксидантни ефекти и ефекти против умора при мишки след теста за плуване с тегло [27]. Също така, фенолни съединения, включително 5-HMF, неохлорогенна киселина, протокатехуинова киселина и сирингова киселина, бяха идентифицирани в третирания с пектиназа плодов концентрат на Prunus mume, които показват инхибиторен ефект върху колоректалните ракови клетки [19]. Въпреки че са необходими допълнителни проучвания за изследване на молекулярните механизми зад активността на фенолните съединения против умора, този резултат показва, че активността на PV против умора е свързана с неговите фенолни съединения, като протокатехуинова киселина, сирингова киселина, хлорогенова киселина и неговите производни.

Фигура 1.Фенолните съединения в оцета от Prunus mume (PV) са анализирани чрез HPLC. Протокатехинова киселина (205 nm, 8.774 min); сирингова киселина (216.8 nm, 23.857 min); хлорогенна киселина (326.1 nm, 18.663 min); неохлорогенна киселина (324.9 nm, 9.660 min); криптохлорогенна киселина (326.1 nm, 20.395 min).

3.3. Ефекти на PV върху клетъчната пролиферация и натрупването на гликоген в C2C12 миобласти

Скелетният мускул играе важна роля в поддържането на производството на енергия в тялото [27]. Както е показано на Фигура 2, ние оценихме цитотоксичността и натрупването на гликоген на PV върху C2C12 миобласт. За да се оцени цитотоксичността на PV, бяха проведени SRB анализи в C2C12 миобласти и след диференциация клетките бяха третирани с различни концентрации на PV (0.1, 0.2, {{1{{ 12}}}}.3 и 0.4 µg/mL) за 48 часа (Фигура 2А). Клетъчната жизнеспособност на C2C12 миобласти, третирани с PV, е над 95 процента, което не показва значителни разлики в сравнение с контролата. За да се оцени съдържанието на гликоген в C2C12 миобласти, беше проведен анализ на гликоген с използване на клетъчни лизати. Както е показано на Фигура 2В, съдържанието на гликоген в C2C12 миобластите е значително повишено от PV в зависимост от дозата. Въпреки това, лечението на PV в доза от 0.4 µg/mL не показва значителни разлики в сравнение с 0,3 µg/mL на PV. Тези резултати предполагат, че PV лечението може да подобри натрупването на гликоген с нецитотоксични концентрации в скелетните мускули.

Фигура 2.Ефекти на PV върху (A) клетъчна пролиферация и (B) натрупване на гликоген в C2C12 миобласти. Стойностите на данните са изразени като средна стойност ± SE (n=3). Различните букви на лентата се различават значително (p <>

3.4. Ефекти от PV върху времето за работа на бягаща пътека

Времето за бягане до изчерпване е маркер за капацитет за упражнения, който представлява възстановяване от умора [5]. В това проучване тренировъчна програма с използване на бягаща пътека е проведена върху плъхове в продължение на 4 седмици. След упражнения с висока интензивност до изтощение, всички групи показват значително повишена издръжливост при бягане в сравнение с SC плъховете и PV7.5 записва най-дългото време за бягане сред всички групи (Фигура 3). Reidy & Rasmussen (2016) съобщават, че добавките с аминокиселини повишават производителността на упражненията чрез индуциране на синтеза на протеини в човешкия скелетен мускул след упражнения за резистентност [28]. Този резултат показва, че PV ефективно повишава капацитета за издръжливост при плъхове с висока интензивност.

Фигура 3.Ефект на PV върху времето за издръжливост при бягане. Стойностите на данните се изразяват като средни стойности ± SE (n {{0}}). SC: заседнал контрол, EC: упражняван контрол, PJ: сок от Prunus mume, PV5: 5 процента напитка с оцет Prunus mume, PV7.5: 7,5 процента напитка с оцет Prunus mume. Различните букви на лентата се различават значително (p <>

3.5. Ефекти на PV върху серумните биомаркери, свързани с умората

Появата на физическа умора е свързана с енергийни дефицити по време на тренировка. Тъй като големи количества енергия, течности и аминокиселини се консумират по време на упражнения с висока интензивност, спортните напитки могат да помогнат за поддържане на баланса на течностите и ресинтеза на протеини [29]. Поради тази причина PV може да се използва като спортна напитка за подобряване на умората, предизвикана от упражнения. Освен това вътреклетъчната ацидоза предизвиква мускулна умора в резултат на натрупването на лактат и неорганичен фосфат [12]. По време на интензивни упражнения серумните биомаркери, свързани с умората, като серумен амоняк, неорганичен фосфат и лактат, се натрупват, причинявайки мускулна умора в резултат на вътреклетъчна ацидоза [30]. По този начин намаляването на чувствителността към умора е свързано с увеличаване на времето за бягане и намаляване на биомаркерите за умора. Чернодробният и мускулният гликоген, които са добре известни източници на субстрат за гликолиза и производство на енергия, действат като първа защита срещу енергийно изчерпване [5]. Следователно гликогенът е един от показателите за умора. Серумните нива на амоняк, неорганичен фосфат и лактат на групата PV7.5 са 64,57 ug/mL, 2,98 mM и 1,21 mM (Фигура 4A–C). Тези стойности са намалени значително с 28,22%, 25,91% и 18,24% съответно спрямо групата на ЕК. В сравнение със серумните биомаркери при EC плъхове, SC и PJ плъхове не показват значителни разлики. Fushimi и др. (2001) съобщават, че добавките с оцет значително намаляват серумния лактат и амоняка след тренировка до изтощение при плъхове, а Stephens et al. (2008) съобщават, че пероралното приложение на ацетат подобрява нивото на лактат в кръвта при прасета [31,32]. Въз основа на тези резултати, високите нива на органични киселини и различни свободни аминокиселини в PV може да са повлияли регулирането на серумния амоняк, неорганичния фосфат и лактат. Следователно, прилагането на PV ефективно упражнява ефект против умора чрез регулиране на свързаните с умората серумни биомаркери при тренирани плъхове.

Фигура 4.Ефект на PV върху серумния (A) амоняк, (B) неорганичен фосфор и (C) лактат при изтощени плъхове. Стойностите на данните се изразяват като средни стойности ± SE (n {{0}}). SC: заседнал контрол, EC: упражняван контрол, PJ: сок от Prunus mume, PV5: 5 процента напитка с оцет Prunus mume, PV7.5: 7,5 процента напитка с оцет Prunus mume. Различните букви на лентата се различават значително (p <>

3.6. Ефекти на PV върху промените в натрупването на гликоген

Ефектите на PV върху чернодробния и мускулния гликоген са показани на фигура 5. Групата EC показа по-високо съдържание на гликоген в стомашно-чревния мускул, но нямаше значителни разлики между групите SC и EC (Фигура 5А). Въпреки това се наблюдава значително повишение на съдържанието на гликоген (34,25 процента) в сравнение с групите EC и PV7.5. Съдържанието на гликоген в черния дроб също се е увеличило в отговор на добавянето на PV7.5 с до 24,21 процента спрямо групата EC (Фигура 5B). Предишни проучвания съобщават, че пероралната добавка на оцетна киселина подобрява синтеза на гликоген в черния дроб и мускулите след тренировка при плъхове и коне [10,11,31]. Следователно, този резултат предполага, че повишаването на нивата на гликоген в черния дроб и мускулите може да е свързано с активността против умора при плъхове, упражнявани с висока интензивност.

Фигура 5. Ефект на PV върху натрупването на гликоген в (А) мускул и (В) черен дроб при изтощени плъхове. Стойностите на данните се изразяват като средни стойности ± SE (n {{0}}). SC: заседнал контрол, EC: упражняван контрол, PJ: сок от Prunus mume, PV5: 5 процента напитка с оцет Prunus mume, PV7.5: 7,5 процента напитка с оцет Prunus mume. Различните букви на лентата се различават значително (p <>

3.7. Ефекти на PV върху промените в дейностите на LDH и CK

Лактат дехидрогеназата (LDH) е оксидоредуктаза в гликолизата, която катализира обратимото превръщане на млечна киселина в пируват [33]. Серумната креатинкиназа (CK) е важен ензим, показващ мускулно увреждане [34]. По този начин ние оценихме мускулните LDH и серумните нива на CK, за да оценим нивото на мускулно увреждане. Нивото на гастрокнемиус LDH на EC плъховете не се различава значително в сравнение с SC групата (Фигура 6А). Активността на LDH на плъхове, на които е приложен PV7.5, се повишава значително с 27,75 процента в сравнение с групата на EC. Както е показано на Фигура 6В, серумното ниво на CK в групата на SC е 60,35 U/L. Стойността на CK на групата на EC е 54,71 U/L, което не се различава значително от сравнението на групата на SC. Въпреки това, добавянето на PV7.5 значително намалява нивата на CK с 35,66 процента в сравнение с EC плъховете. В подобни проучвания екстрактът от Prunus mume подобрява възстановяването от умора чрез повишаване на активността на LDH и регулиране на серумните биомаркери при обучени плъхове и повишава серумния CK в отговор на мускулно увреждане, причинено от мускулно стягане, предизвикващо умора [4,35]. Тези констатации предполагат, че прилагането на PV предотвратява умората чрез насърчаване на метаболизма на млечната киселина в мускулните клетки и намаляване на мускулните увреждания чрез намаляване на нивото на серумните маркери за умора при плъхове.

Фигура 6.Ефекти на PV върху (A) лактат дехидрогеназа и (B) активност на креатин киназа при плъхове, изтощени от упражнения. Стойностите на данните се изразяват като средни стойности ± SE (n {{0}}). SC: заседнал контрол, EC: упражняван контрол, PJ: сок от Prunus mume, PV5: 5 процента напитка с оцет Prunus mume, PV7.5: 7,5 процента напитка с оцет Prunus mume. Различните букви на лентата се различават значително (p <>

3.8. Ефекти на PV върху промените в нивото на MDA и активността на GPx в черния дроб

Мускулното увреждане причинява промени в активността на антиоксидантните ензими и нивата на MDA [34]. MDA е един от страничните продукти на липидната пероксидация, предизвикана от оксидативен стрес. За да наблюдаваме промените в антиоксидантния ензим и липидната пероксидация, ние измервахме нивата на MDA и GPx в чернодробната тъкан чрез прилагане на PV на изтощени плъхове за упражнения. Резултатите показват значителни промени в отговор на прилагането на PV. По-конкретно, съдържанието на MDA в EC групата намалява с 10 процента спрямо SC групата (Фигура 7A). Прилагането на PJ, PV5 и PV7.5 предизвиква намаляване на съдържанието на MDA от 18,35 процента, 20,36 процента и 25,05 процента, съответно, спрямо групата EC. Прилагането на PV при интензивно изтощение, предизвикано от упражнения, значително повишава активността на GPx (Фигура 7B). В черния дроб лечението с PV7.5 значително повишава активността на GPx с 19,65 процента и 41,14 процента, въпреки че PV5 не показва разлика в сравнение с EC плъховете. В предишни проучвания, екзогенното добавяне на антиоксиданти и антиоксидантната диета намаляват нивата на оксидативен стрес при спортисти след изтощителни упражнения [36]. Прилагането на антиоксиданти предотвратява мускулни болки при хора след упражнения [37]. Освен това, китайският черен оцет предизвиква антиоксидантни активности чрез инхибиране на реактивни кислородни видове, както и повишаване на активността на SOD и CAT [38]. Взети заедно, тези резултати предполагат, че добавянето на оцет с антиоксидантна активност подобрява възстановяването на умората. Следователно, действията против умора на PV могат да бъдат свързани с регулирането на антиоксидантните ензими при изтощени плъхове.

Фигура 7.Ефекти на PV върху (A) активности на малондиалдехид и (B) глутатион пероксидаза при плъхове, изтощени от упражнения. Стойностите на данните се изразяват като средни стойности ± SE (n {{0}}). SC: заседнал контрол, EC: упражняван контрол, PJ: сок от Prunus mume, PV5: 5 процента напитка с оцет Prunus mume, PV7.5: 7,5 процента напитка с оцет Prunus mume. Различните букви на лентата се различават значително (p <>

4. Изводи

В това проучване, PV, съдържащ различни свободни аминокиселини и органични киселини, е разработен чрез двуетапен процес на ферментация и оценен чрез анализи на цитотоксичност и натрупване на гликоген в C2C12 миобласти, както и in vivo ефекти против умора при изтощени плъхове след висока интензивност упражнение. Високи нива на натрупване на гликоген бяха наблюдавани in vitro и прилагането на PV допринесе за предотвратяване на умората чрез регулиране на биомаркери за серумна умора и маркери за мускулно увреждане при изтощени плъхове. Освен това бяха идентифицирани фенолни съединения като протокатехуинова киселина, сирингова киселина и производни на хлорогенова киселина в PV. Колективно може да се очаква PV да се използва като функционален материал срещу умора, предизвикана от упражнения с висока интензивност.

Това е нашият продукт против умора! Кликнете върху снимката за повече информация!

Препратки

1. Hwang, JY; Хам, JW; Nam, SH Антиоксидантната активност на maesil (Prunus mume). Korean J. Food Sci. техн. 2004, 36, 461–464.

2. Paik, IY; Чанг, WR; Kwak, YS; Cho, SY; Jin, HE Ефектът от добавянето на Prunus mume върху нивата на енергийния субстрат и факторите на индукция на умората. J. Life Sci. 2010, 20, 49–54. [CrossRef]

3. Накаджима, С.; Фуджита, К.; Inoue, Y.; Нишио, М.; Seto, Y. Ефект на народното лекарство, Bainiku-ekisu, концентрат от сок от Prunus mume, върху инфекция с Helicobacter pylori при хора. Helicobacter 2006, 11, 589–591. [CrossRef]

4. Ким, SY; Парк, SH; Лий, HN; Park, TS Prunus mume екстракт облекчава умората, предизвикана от упражнения при тренирани плъхове. J. Med. Храна. 2008, 11, 460–468. [CrossRef] [PubMed]

5. Чо, HD; Лий, JH; Jeong, JH; Ким, JY; Yee, ST; Парк, SK; Лий, MK; Seo, KI Производство на нов оцет с антиоксидантни и анти-уморни действия от Salicornia herbacea LJ Sci. Храна Agric. 2016, 96, 1085–1092. [CrossRef] [PubMed]

6. Сие, X.; Zheng, Y.; Лиу, X.; Cheng, C.; Джан, X.; Xia, T.; Ю, С.; Wang, M. Антиоксидантна активност на китайския оцет от Shanxi и неговата корелация с полифеноли и флавоноиди по време на процеса на варене. J. Food Sci. 2017, 82, 2479–2486. [CrossRef]

7. Кондо, С.; Таяма, К.; Tsukamoto, Y.; Икеда, К.; Yamori, Y. Антихипертензивни ефекти на оцетна киселина и оцет върху спонтанно хипертензивни плъхове. Biosci. Биотехнология. Biochem. 2001, 65, 2690–2694. [CrossRef]

8. Сакакибара, С.; Ямаучи, Т.; Oshima, Y.; Tsukamoto, Y.; Kadowaki, T. Оцетната киселина активира чернодробната AMPK и намалява хипергликемията при диабетни KK-A (y) мишки. Biochem. Bioph. Рез. Co. 2006, 344, 597–604. [CrossRef]

9. Ягник, Д.; Серафин, В.; Shah, AJ Антимикробна активност на ябълковия оцет срещу Escherichia coli, Staphylococcus aureus и Candida albicans; понижаване на експресията на цитокини и микробен протеин. Sci. Представител 2018, 8, 1732–1744. [CrossRef]

10. Фушими, Т.; Таяма, К.; Фукая, М.; Китакоши, К.; Накай, Н.; Tsukamoto, Y.; Sato, Y. Ефикасността на оцетната киселина за попълване на гликоген в скелетния мускул на плъх след тренировка. Вътр. J. Sports Med. 2002, 23, 218–222. [CrossRef]

11. Waller, AP; Geor, RJ; Spriet, LL; Heigenhauser, GJF; Lindinger, MI Пероралната добавка на ацетат след продължително упражнение с умерена интензивност подобрява ранния ресинтез на мускулен гликоген при коне. Exp. Physiol. 2009, 94, 888–898. [CrossRef] [PubMed]

12. Чо, HD; Ким, JH; Лий, JH; Хонг, SM; Yee, ST; Seo, KI Ефект против умора на напитка от краставичен оцет върху плъхове след упражнения с висока интензивност. Korean J. Food Sci. техн. 2017, 49, 209–214. [CrossRef]

13. Блейн, GM; Hureau, TJ Ограничаване на умората и ефективността по време на тренировка: взаимодействието мозък-мускул. Exp. Physiol. 2017, 102, 3–4. [CrossRef] [PubMed]

14. Xu, C.; Lv, J.; Lo, YM; Cui, SW; Ху, X.; Fan, M. Ефекти на овес-глюкан върху упражненията за издръжливост и неговите свойства против умора при обучени плъхове. въглехидрати. Polym. 2013, 92, 1159–1165. [CrossRef]

15. Мейс, М.; Twisk, FNM Синдром на хроничната умора: (био)психосоциалният модел на Harvey и Wessely срещу био(психосоциален) модел, базиран на възпалителни и оксидативни и нитрозативни пътища на стрес. BMC Med. 2010, 8, 1–13. [CrossRef]

16. Рити, Л.; Fisher, GJ Индуцирани от UV-светлина сигнални каскади и стареене на кожата. Стареене Res. Rev. 2002, 1, 705–720. [CrossRef]

17. Каулман, А.; Bohn, T. Каротеноиди, възпаление и оксидативен стрес - последици от клетъчните сигнални пътища и връзка с превенцията на хронични заболявания. Nutr. Рез. 2014, 34, 907–929. [CrossRef]

18. Шен, Й.; Джан, Х.; Cheng, L.; Wang, L.; Wian, H.; Qi, X. In vitro и in vivo антиоксидантна активност на полифеноли, извлечени от черен високопланински ечемик. Food Chem. 2016, 194, 1003–1012. [CrossRef]

19. Чо, HD; Ким, JH; Уон, YS; Луна, КД; Seo, KI Инхибиторни ефекти на третирания с пектиназа плодов концентрат на Prunus mume върху пролиферацията на колоректален рак и ангиогенезата на ендотелните клетки. J. Food Sci. 2019, 84, 3284–3295. [CrossRef]

20. Юнг, KM; Лий, YS; Ким, JW; Seol, JM; Юнг, YH; Kim, SR Нискотемпературна алкохолна ферментация за производство на висококачествен оцет с помощта на праскова. Korean Soc. Биотехнология. Bioeng. J. 2018, 33, 95–103.

21. Конг, Й.; Zhang, LL; Sun, Y.; Джан, YY; Сън, БГ; Chen, HT Определяне на свободната аминокиселина, органична киселина и нуклеотид в търговски оцет. J. Food Sci. 2017, 82, 1116–1123. [CrossRef] [PubMed]

22. Na, HS; Choi, GC; Янг, SI; Лий, JH; Чо, JY; Ма, SJ; Kim, JY Сравнение на характеристиките на търговския ферментирал оцет, направен с различни съставки. Корейски J. хранителен консерв. 2013, 20, 482–487. [CrossRef]

23. Сю, DP; Li, Y.; Менг, X.; Джоу, Т.; Zhou, Y.; Zheng, J.; Джан, JJ; Li, HB Естествени антиоксиданти в храни и лечебни растения: Извличане, оценка и ресурси. Вътр. J. Mol. Sci. 2017, 18, 96. [CrossRef] [PubMed]

24. Джоу, Й.; Zheng, J.; Li, Y.; Xu, DP; Li, S.; Chen, YM; Li, HB Естествени полифеноли за превенция и лечение на рак. Хранителни вещества 2016, 8, 515. [CrossRef] [PubMed]

25. Гуаш-Фере, М.; Merino, J.; Sun, Q.; Fit6, М.; Sales-Salvad6, J. Диетични полифеноли, средиземноморска диета, преддиабет и диабет тип 2: Наративен преглед на доказателствата. Оксид. Med. клетка. Лонгев. 2017, 2017,

6723931. [CrossRef] [PubMed]

26. Юан, Т.; Wu, D.; Сън, К.; Тан, X.; Wang, J.; Рен, Б.; Джао, Б.; Лиу, З.; Liu, X. Активност против умора на водни екстракти от Sonchus arvensis L. при тренирани мишки. Молекули 2019, 24, 1168. [CrossRef]

27. Ся, Ф.; Zhong, Y.; Ли, М.; Chang, Q.; Liao, Y.; Лиу, X.; Pan, R. Антиоксидантни и противоуморни съставки на бамя. Хранителни вещества 2015, 7, 8846–8858. [CrossRef]

28. Рейди, Португалия; Rasmussen, BB Ролята на погълнатите аминокиселини и протеини в насърчаването на мускулния протеинов анаболизъм, предизвикан от резистентни упражнения. J. Nutr. 2016, 146, 155–183. [CrossRef]

29. Евънс, GH; Джеймс, LJ; Shirrefs, SM; Maughan, RJ Оптимизиране на възстановяването и поддържането на баланса на течности след дехидратация, предизвикана от упражнения. J. Appl. Physiol. 2017, 122, 945–951. [CrossRef]

30. Робърс, RA; Ghiasvand, F.; Parker, D. Биохимия на индуцираната от упражнения метаболитна ацидоза. Am. J. Physiol. Регул. Цяло число. Comp. Physiol. 2004, 287, R502–R516. [CrossRef]

31. Фушими, Т.; Таяма, К.; Фукая, М.; Китакоши, К.; Накай, Н.; Tsukamoto, Y.; Sato, Y. Храненето с оцетна киселина подобрява натрупването на гликоген в черния дроб и скелетните мускули на плъхове. J. Nutr. 2001, 131, 1973–1977. [CrossRef] [PubMed]

32. Стивънс, JW; Дайкман, ME; Unruh, JA; Haub, MD; Токач, MD; Dritz, SS Ефекти от пероралното приложение на натриев цитрат или ацетат при прасета върху кръвните параметри, постморталната гликолиза, спадането на рН на мускулите и качествените характеристики на свинското месо. J. Anim. Sci. 2008, 86, 1669–1677. [CrossRef] [PubMed]

33. Джън, Й.; Джан, WC; Wu, ZY; Fu, CX; Hui, AL; Гао, Х.; Chen, PP; Du, B.; Zhang, HW Два екстракта от макамид облекчават физическата умора чрез намаляване на мускулните увреждания при мишки. J. Sci. Храна Agric. 2018, 99, 1405–1412. [CrossRef] [PubMed]

34. Фильо, LFS; Менезес, PP; Сантана, DVS; Лима, BS; Сараванан, С.; Алмейда, GKM; Filho, JERM; Сантос, MMB; Араухо, AAS; de Oliveira, ED Ефект на импулсен терапевтичен ултразвук и диосмин върху оксидативния параметър на скелетните мускули. Ultrasound Med. Biol. 2018, 44, 359–367. [CrossRef]

35. Тоджима, М.; Нома, К.; Torii, S. Промени в серумната креатинкиназа, стягане на мускулите на краката и мускулна болка със забавено начало след пълно маратонско състезание. J. Sports Med. Фитнес фитнес. 2016, 56, 782–788.

36. Пингиторе, А.; Лима, GP; Mastorci, F.; Quinones, A.; Lervasi, G.; Vassalle, C. Упражнение и оксидативен стрес: Потенциални ефекти от антиоксидантни диетични стратегии в спорта. Хранене 2015, 31, 916–922. [CrossRef]

37. Ranchordas, MK; Роджърсън, Д.; Солтани, Х.; Costello, JT Антиоксиданти за предотвратяване и намаляване на мускулна болка след тренировка. Cochrane Database Syst. Rev. 2017, 12, CD009789. [CrossRef]

38. Чен, Дж.; Tian, ​​J.; Ge, H.; Лиу, Р.; Xiao, J. Ефекти на тетраметилпиразин от китайски черен оцет върху антиоксидантни и хиполипидемични активности в HepG2 клетки. Food Chem. Токсикол. 2017, 109 Pt 2, 930–940. [CrossRef]