Ефекти против умора на Lycium Barbarum полизахарид при плъхове

1. Въведение

Умората, обикновено дефинирана като физическа неспособност да се поддържа определено ниво на енергия или общата неспособност да се поддържа предварително определена интензивност на упражненията, е временно намаляване на работоспособността и физическата функция поради повишена консумация на енергия в различни органи, причинена от физическа активност [1–3]. Умората често води до по-слаба двигателна функция, по-ниска работна ефективност и повече злополуки. Дългосрочната умора често увеличава случаите на други заболявания, като напрмножествена склероза, Болест на Паркинсон, идепресия, които сериозно застрашават работата и живота на пациентите [4–8]. 

НАТИСНЕТЕ ТУК, ЗА ДА НАУЧИТЕ ЛЕЧЕНИЕТО НА УМОРАТА CISTANCHE

Уморае силно свързано с упражнения с висока интензивност. При упражнения с висока интензивност тялото произвежда метаболити, като млечна киселина и уреен азот. Натрупването на тези метаболити променя микросредата в тялото, което води до вътреклетъчна ацидоза, допълнително засяга мускулната функция и по този начин причинява умора [9]. Тежките упражнения могат да доведат до производство и натрупване на свободни радикали и бързо изразходване на енергийни вещества, като глюкоза, чернодробен гликоген и мускулен гликоген. Намаляването на енергийните вещества и оксидативният стрес, причинени от натрупването на свободни радикали, са ключовите фактори за периферната умора [10,11]. Понастоящем ефективни лекарства за лечение на умора, като някои антидепресанти и стимуланти на централната нервна система, обикновено причиняват известно увреждане на сърдечно-съдовата, мозъчно-съдовата и нервната система и са склонни към лекарствена зависимост [12].

Следователно естественовещества против уморабез странични ефекти все повече се търсят, за да се подобри човешкия капацитет за упражнения и да се намали умората. Платото Цинхай-Тибет има естествена среда, разположена на голяма надморска височина с ниска концентрация на кислород, силна слънчева светлина и големи температурни разлики. В тази среда е лесно да се уморите. Ето защо в тибетската медицинска система местните растения се използват широко за облекчаване на симптомите на умора [13].

Lycium barbarum (Goji berry) е зрял плод на Lycium barbarum L., храст от семейство Solanaceae. Lycium barbarum L. най-често цъфти от юли до август всяка година и дава плод всеки септември; събира се в края на септември [14] и се използва като традиционна тибетска медицина за облекчаване на умората от хиляди години [15]. Докладваните химични съставки на Lycium barbarum включват полизахариди, полифеноли, флавоноиди, лигнани, алкалоиди, терпеноиди и др. [16]. LBP е водоразтворим полимер, съдържащ главно арабиноза, глюкоза, галактоза, маноза, рамноза, ксилоза и др. LBP е една от основните активни съставки на Lycium barbarum [17]. Съвременните фармакологични проучвания показват, че LBP има различни функции, включително антиоксидантни, против стареене, антитуморни, имунна регулация, хипогликемични и хиполипидемични ефекти [18]. Липсват обаче предишни проучвания за механизма за борба с умората на LBP. В това проучване LBP е изолиран от Lycium barbarum. След пречистване химичната структура и монозахаридният състав на LBP се анализират чрез FI-IR и IC. Освен това е разработена функционална ефервесцентна таблетка против умора чрез комбиниране на LBP с ексципиент [19]. Моделът на умората, предизвикан от принудително плуване при плъхове, беше използван за изследване на ефекта против умора на LBP и свързания с него потенциален механизъм, като се използва капсула Rhodiola Crenulata [20] като положителна контрола и LBPT като паралелна контрола. Прилагането на LBP в ефервесцентни таблетки ще бъде подходящо за пациенти с умора и ще постави основата за ефективна употреба на LBP в бъдеще.

2. Резултати

2.1. FT-IR спектър

Резултатите показват, че лентата на поглъщане при 3600–3200 cm−1 е пикът на абсорбция на вибрации при разтягане на -OH, а пикът на абсорбция в тази област е характерният пик на захарида (Фигура 1) [21]. Има пик на абсорбция при 1644 cm−1, който е свързан с асиметричните разтягащи вибрации на C=O [22]. Има пик на абсорбция при 1556 cm−1, който се приписва на C=O разтягаща вибрация и пик на абсорбция при 1417 cm−1, който е CO разтягаща вибрация [23]. Пиковете на абсорбция при 1384 cm−1 и 1315 cm−1 се приписват на C=O симетричната разтягаща вибрация [24] и има пикове на абсорбция при 1074 cm−1 и 1039 cm−1, които се приписват към разтягащата вибрация на COH и COC групата [25,26]. Абсорбционният пик при 879 cm-1 е свързан с CH ъгловата вибрация на екваториалната връзка, различна от CH изомеризацията на крайната група на пирановия пръстен; може да се заключи, че LBPs съдържат главно пиранози, като производни на галактоза, глюкоза и -D-арабиноза [27,28]. Абсорбционният пик при 836 cm−1 е свързан с CH ъгловата вибрация на разликата в -терминалната група на пирановия пръстен. Следователно може да се заключи, че -D-галактопиран може да бъде основният компонент на LBP [29].

Фигура 1. Инфрачервеният спектър на LBP. на 2.0 min, характерният пик на рамнозата (Rha) беше открит на 11,65 min, овъгляването

2.2. Анализ на монозахаридния състав

Монозахаридният състав на LBP беше допълнително разкрит чрез йонна хроматография и резултатите бяха сравнени с тези на стандартното вещество (Фигура S1). Хроматограмата показва, че характерният пик на натриевия хидроксид се появява на 2.0 min. характерният пик на рамнозата (Rha) е открит на 11,65 минути, характерният пик на арабинозата (Ara) е открит на 12,19 минути, характерният пик на галактозата (Gal) е наблюдаван на 15,19 минути, характерният пик на глюкозата (Glu) беше открит на 17,26 минути, характерният пик на ксилоза (Xyl) беше наблюдаван на 19,97 минути, характерният пик на маноза (Man) беше записан на 20,57 минути, а характерният пик на натриев ацетат беше открит на 41 минута (Фигура 2).

Следователно, ние заключаваме, че LBP е съставен от Rha, Ara, Gal, Glu, Xyl и Man с моларно съотношение 1.00:11.35:6.10:0.56 :1,08:0,71. В комбинация с резултатите от инфрачервената спектроскопия открихме, че cD-арабинозата и 3-D-галактопиранозата може да са основните компоненти на LBP.

2.3. Ефекти на LBP и LBPT върху телесното тегло и орган

Индекс при плъхове Чрез записване на телесното тегло на плъхове беше установено, че няма значителна разлика в телесното тегло между интервенционната група и SC групата след 28 дни на интервенция (Фигура 3B). Сърцата, черния дроб и бъбреците на плъховете във всяка група бяха претеглени, за да се оцени индексът на органа. Резултатите показват, че лечението на LBP и LBPTdid не променя значително органния индекс на сърцето, черния дроб и бъбреците (Фигура 3C-E). Следователно, LBP и LBPT също не променят значително телесното тегло и органния индекс на основните органи при плъхове.

Фигура 3. Ефекти на LBP и LBPT върху телесното тегло и органния индекс. (A) Схемата на експеримента, (B) телесно тегло на плъхове, (C) сърдечен индекс, (D) чернодробен индекс, (E) бъбречен индекс. Данните са изразени като средна стойност + SD,N =8.

2.4. Ефекти на LBP и LBPT върху телесното тегло и индекса на органите при плъхове. Изчерпателният плувен тест е често използван метод за оценка на умората, който се прилага в много проучвания за борба с умората. При изчерпателни тестове за плуване, продължително плуване. времето за плуване показва повишен капацитет за упражнения и намалена умора (30,31]. В сравнение с SC групата, изтощителното време на плуване на всяка доза LBP и LBPT групата на лечение е по-дълго и разликата е статистически значима (p < 0,05) (Фигура 4); тези резултати предполагат, че LBP и LBPT имат значителна активност против умора и могат да повишат толерантността към упражнения в зависимост от дозата.

Фигура 4, Ефекти на LBP и LBPT върху изтощителното време на плуване на плъхове. Данните са изразени като средна стойност=SD N=8. #: спрямо SC, p < 0.05.

2.5. Биохимични параметри на LBP и LBPT за подобряване на умората при упражнения

2.5.1. Ефектите на LBP и LBPT върху серумните биохимични параметри при умора

Плъхове Разнообразие от биохимични показатели са използвани за оценка на умората след тренировка, като CK, AST, ALT, LDH, BUN и BLA [32,33]. В сравнение с групата на RC, активностите на ALT, CK и LDH в серума на плъхове са значително повишени след теста за плуване (p < 0.05), както и нивата на ALT, CK и LDH след тренировка са значително намалени след лечение с LBP и LBPT (p < 0.05) (Фигура 5A, D, F). Подобни тенденции бяха открити и при индексите AST, BUN и BLA. Тежкото физическо натоварване доведе до активност на AST в серума и съдържанието на BUN и BLA значително се увеличи (p <0,05); обаче, те значително намаляват в групите HL, MET и HET (p <0,05) (Фигура 5B,C,E). Горните резултати показват, че интензивните упражнения могат да накарат тялото да произвежда и натрупва много метаболити, като по този начин променя хомеостазата на вътрешната среда на тялото. LBP и LBPT могат да подобрят биохимичните параметри, свързани с умората от упражнения след интензивни упражнения, като по този начин намалят вредата от умората.

2.5.2. Регулиране на LBP и LBPT върху окислителния стрес на мускулната тъкан при уморени плъхове По време на тренировка оксидативният стрес може да доведе до увреждане на мускулите и умора [34]. Следователно, ние проучихме ефектите на LBP и BPT върху мускулния оксидативен стрес при плъхове и открихме индикатори, свързани с оксидативния стрес, включително CAT, MDA, GSH и SOD. В сравнение с RC групата нивото на SOD в мускулите на плъхове след интензивно упражнение е значително намалено, докато нивото на MDA е значително повишено (p < 0.05); това състояние беше обърнато от LBP и LBP с голямо напрежение (p < 0.05) (Фигура 6A, B). След тренировка съдържанието на GSH в мускулите на плъхове значително намалява (p < 0.05), но се повишава след лечението с LBP и LBPT (p < 0.05) (Фигура 6C, подобно на промяната в съдържанието на GSH, CAT активността значително намалява след тренировка, но се повишава в групите за лечение с LBP (p <0,05) (Фигура 6D) показва, че по време на тренировка феноменът на оксидативния стрес в мускулните клетки ще се засили, като по този начин се увреждат клетките на LBP LBPT може да подобри оксидативния мускулен стрес след усилени упражнения, като по този начин намалява мускулната умора.

Фигура 6. Ефектите на LBP и LBPT върху параметрите на оксидативния стрес. (A) SOD, (B) MDA, (C) GSH(D) CAT. Данните са изразени като средно 士 SD, N=8, *: спрямо RC p < 0.05, #: спрямо SC, p < 0,05.

2.5.3. Регулиране на LBP и LBPT върху енергийния метаболизъм при уморени плъхове Консумацията на съхранение на енергия може също да доведе до умора при упражнения, а нивата на кръвната глюкоза, чернодробния гликоген и мускулния гликоген са един от важните критерии за оценка на умората (35]. В сравнение с Групата RC, нивото на кръвната захар в групата значително намалява след тренировка (p < 0.05), докато нивото на кръвната захар в групите LBP и LBPT значително се повишава (p < {{9 }}.05) (Фигура 7A) Съдържанието на гликоген в мускулите и черния дроб след тренировка също значително намалява (p <0,05). съдържанието на гликоген в групите LBP и LBPT значително се повишава (p <0.05) (Фигура 7B,C).

Фигура 7. Регулиране от LBP и LBPT на енергийния метаболизъм. (A) кръвен Glu; (B) съдържание на чернодробен гликоген, LG; (C) съдържание на мускулен гликоген, MG; (D) мускулен АТФ; и (E) Мускулен ПК. Данните са изразени като средно 士 SD,N=8, *: спрямо RC p < 0.05, #: спрямо SC, p < 0,05.

За да проучим допълнително ефектите на LBP и LBPT върху основните процеси на енергийния метаболизъм, сравнихме нивата на PK и ATP в мускулите на плъхове. Интензивните упражнения значително намаляват съдържанието на АТФ в мускулите (p < {{0}}.05) (Фигура 7D) и намаляват Pkactivity в мускулите (Фигура 7E). Лечението на LBP и LBPT може ефективно да обърне това състояние (p <0,05). Данните показват, че упражненията могат да доведат до бърза консумация на енергийни вещества и да влошат нормалния цикъл на енергиен метаболизъм на тялото. Интервенцията на LBP и LBPT може ефективно да регулира дисбаланса на енергийния метаболизъм, причинен от упражненията, и по-бързо да допълни енергията, загубена от упражненията.

2.5.4. Корелационен анализ и PCA анализ на биохимични параметри

Да се ​​изследва приносът на биохимичните параметри за изтощителното време на плуване (ST). Анализирахме връзката между всеки биохимичен параметър и изтощителното време за плуване. Резултатите показват, че изтощителното време за плуване е значително положително свързано с нивата на мускулен гликоген, чернодробен гликоген, PK, ATP, GSH, SOD и Glu. Нивата на ALT, AST, BUN, BLA, LDH CK и MDA са значително отрицателно корелирани с времето за плуване (Фигура 8А). По този начин можем да заключим, че подобряването на енергийния метаболизъм и факторите на оксидативния стрес може ефективно да повиши капацитета за упражнения на плъхове. Освен това открихме, че способността на тялото да се справя с метаболитите е значително свързана със способността за преминаване на енергийния метаболизъм и оксидативния стрес. Например, BUN корелира значително отрицателно с мускулния гликоген и АТФ, но има значителна положителна корелация с MDA (Фигура 8А); това предполага, че LBP и LBP могат да подобрят микросредата на уморените плъхове чрез регулиране на енергийния метаболизъм и оксидативния стрес; следователно, той може да играе роля против умора и да подобри способността за упражнения на плъхове.

Фигура 8. Корелационен анализ на биохимични параметри и PCA анализ. (A) Корелационен анализ (B) PCA анализ. N=8,*: p < 0.05, **: p < 0.01,***: p < 0,001. Нивото на достоверност на елипсата на достоверност в PCA анализа е 95%.

С цел по-нататъшно изследване на общия ефект на LBP и LBPT върху уморени плъхове, 15 биохимични параметъра бяха анализирани чрез анализ на главните компоненти (PCA). Данните показват, че групата е групирана по-далеч от групата RC и разликата между двете групи е значителна. В сравнение с SC групата, елипсите на доверие на PD, LL, LH, LETMET и HET групите не се пресичат с SC групата, което показва, че всяка лекарствена група е значително различна от SC групата. Елипсите на доверието на групите PD, HL и HET се пресичат с групата RC, което предполага, че групите PD, HL и HET показват малка разлика в сравнение с RC в 15 биохимични параметъра (Фигура 8B). Ето защо вярваме, че тежките упражнения могат да доведат до промени в много биохимични параметри при плъхове и намесата на LBP и LBPT може ефективно да обърне умората, сред които PD, H и HET' групите имат по-добър ефект.

Освен това открихме, че групата LL и групата LET, групата HL и групата HET имат по-голямо припокриване на елипса на доверие (Фигура 8B), което предполага, че сходството между тези групи е голямо, което показва, че лечението на LBPT може да не повлияе на ефикасността на LBP. Ние също така открихме, че елипсите на доверие на LET, MET и HET показват прогресивно движение, което предполага, че ефикасността на LBPT може да зависи от дозата.