Капсаицинът и неговият ефект върху изпълнението на упражненията, умората и възпалението

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

Gaia Giuriato 1,2, Massimo Venturelli 1,3, Alexs Matias 2, Edgard MKVK Soares 2,4, Jessica Gaetgens 5, Kimberley A. Frederick 5 и Stephen J. Ives 2,*

Резюме:Капсаицинът (CAP) активира преходния рецепторен потенциален канал ванилоид 1 (TRPV1) върху сензорните неврони, подобрявайки производството на АТФ, съдовата функция, устойчивостта на умора и по този начин представянето при упражнения. Въпреки това, основните механизми на индуцирани от CAP ергогенни ефекти и устойчивост на умора остават неуловими. За да оценят потенциалните ефекти на CAP срещу умора, 10 млади здрави мъже са извършили изпитвания с циклични упражнения с постоянно натоварване до изтощение (TTE) (85 процента максимална работна скорост) след поглъщане на плацебо (PL; фибри) или CAP капсули в заслепен, балансиран, кръстосан дизайн, докато сърдечно-респираторните отговори бяха наблюдавани. Умората беше оценена с техниката на интерполирано потрепване, преди упражнение, по време на изометрични максимални доброволни контракции (MVC). Не са открити значими разлики (p > 0,05) в кардиореспираторните реакции и самоотчетената умора (RPE скала) по време на изпитването или в TTE (375 ± 26 и 327 ± 36 s, съответно). CAP отслабва намаляването на потенцираното потрепване (PL: -52 ± 6 спрямо CAP: -42 ± 11 процента, p=0.037) и има тенденция да отслабва намаляването на максималната скорост на релаксация (PL: -47 ± 33 срещу CAP: −29 ± 68 процента, p=0.057), но не и максимална скорост на развитие на сила, MVC или доброволно мускулно активиране. По този начин, CAP може да намали нервно-мускулната умора чрез промени в аферентната сигнализация или кинетиката на нервно-мускулната релаксация, вероятно медиирана чрез Ca2 плюс ATPase (SERCA) помпи на сарко-ендоплазмения ретикулум, като по този начин увеличава скоростта на Ca2 плюс обратното поемане и релаксация.

Ключови думи: мотоневрон; аферентни; скелетни мускули; сърдечен дебит; вентилация; метаболизъм; перфузия

Cistanche добавкиимаефект против умора.

1. Въведение

Основната остра биоактивна съставка в лютите чушки, капсаицин (CAP), отдавна се счита за терапевтичен потенциал. Капсаицинът (8-methyl-N-vanillyl-trans-6-none amid) е класически описан като дразнител и е добре известен ендогенен активатор на преходния рецепторен потенциал ванилоид тип 1 (TRPV1) върху сигнали, модулиращи сензорни неврони за топлина и/или болка. Излагането на CAP предизвиква мощен невроналкалциев приток, често последван от рефлекторно понижаване на активността на TRPV1 [1–3]. Поради тази причина CAP е обещаващ клиничен инструмент за модулиране на пътища, свързани с TRPV1-, от възприемане на болка [1–4], възпаление [5] и имунитет [6], до най-тежки патологии като шизофрения [7], тревожност, депресия [8], затлъстяване [9] и хронична умора [10]. Поглъщането на CAP повишава термогенезата чрез стимулиране на секрецията на катехоламини от надбъбречната медула, намаляване на адипогенезата и засилване на енергийния метаболизъм [11–15], подобряване на митохондриалната биогенеза и синтеза на аденозин трифосфат (ATP) и дори се предполага, че подобрява маркерите за сърдечно-съдово здраве [16–20]. ].

При гризачи CAP предизвиква спонтанно активно поведение, увеличава силата на захващане и времето за плуване до изтощение в зависимост от дозата [21–24]. Тези подобрения във физическото представяне са свързани с повишаване на съдържанието на чернодробен гликоген [21], вероятно в резултат на спестяване на гликоген [24] и повишено използване на мастни киселини, дължащо се на CAP-индуцирана секреция на надбъбречни катехоламини [22]. Освен това, проучвания върху мишки показват, че активирането на TRPV1 чрез администриране на CAP регулира нагоре PGC-1, насърчава митохондриалната биогенеза, увеличава приноса на окислителното производство на АТФ и регулира нагоре експресията на оксидативни влакна в скелетните мускули [25,26]. В миши модел индуцираната от CAP мускулна релаксация се медиира чрез директно инхибиторно действие върху управляваните от напрежение Ca2 плюс канали вътре в клетката [4]. В допълнение, единична висока доза CAP регулира надолу експресията на митохондриалния разединяващ протеин UCP3 и намалява цената на ATP за свиване, въпреки непромененото и понякога увеличено генериране на сила на електрическо потрепване [25,27]. Въпреки че CAP е широко изследван в клетъчни и миши модели, неговите остри in vivo физиологични ефекти, когато се комбинират с упражнения, са получили относително минимално внимание, особено при хора.

Изследователите са изследвали ефектите от поглъщането на CAP и влиянието му върху различните парадигми на упражнения при здрави мъже [28–31]. По този начин има някои доклади за подобрения на производителността, предизвикани от консумацията на единична доза от 12 mg пречистен CAP по време на 1500-m бягане на време [30], високоинтензивни интермитентни упражнения [28] и тренировки за съпротива [29] , но не и по време на бягане на 10 км [31]. Освен това CAP намалява оценката на възприеманото усилие (RPE) по време на задачите за издръжливост и съпротивление, без разлики между групите в концентрацията на лактат, което предполага възможен медииращ ефект на CAP върху умората или усещането за умора. Напротив, Opheim и колегите не са наблюдавали никакъв ефект от 7-дневно поглъщане на 28,5 mg CAP върху производителността или нивото на усещане за умора по време на повтарящи се спринтови интервали (15 × 30 m спринтове с интервали от 35 s), но този режим на дозиране предизвиква значителни стомашно-чревен дистрес [32], което подчертава важността на дозировката. Освен това, тези гореспоменати проучвания върху CAP се фокусират единствено върху изпълнението на упражненията, оставяйки основните механизми на CAP върху процеса на умора до голяма степен неизследвани.

Упражненията повишават циркулиращите концентрации на специфични възпалителни цитокини, напр. интерлевкин-6 (IL-6) и интерлевкин-1 (IL-1) [33,34], за които се предполага, като потенциални медиатори на умората на централната нервна система при различни заболявания [35]. Упражненията с висок интензитет също повишават активността на слюнчената амилаза [36] и нивата на кортизол [37], което вероятно отразява невроендокринния отговор на упражненията; Доказано е, че кортизолът има противовъзпалителни свойства, така че възпалителният и противовъзпалителният отговор трябва да се разглеждат заедно. Освен това CAP има известни аналгетични и противовъзпалителни свойства, заедно с капацитета да намалява експресията на няколко провъзпалителни цитокини и хемокини [38,39]. Доколкото ни е известно, досега нито едно проучване не е изследвало потенциалните механизми на свързаните с CAP подобрения на производителността, по-специално дали CAP може да промени възпалителните или ендокринните реакции към упражнения и по този начин да повлияе на реакцията на умора при хората.

Съответно, предвид недостига на данни, ние се опитахме да проучим потенциалното въздействие на острата перорална консумация на CAP върху производителността на упражненията, умората и възпалително-ендокринния отговор, използвайки заслепен, плацебо-контролиран, балансиран кросоувър дизайн. Основната цел на нашето проучване беше за по-добро разбиране на присъщите физиологични ефекти от приложението на капсаицин при млади, здрави индивиди и за запълване на празнина в литературата относно ергогенността и устойчивостта на умора на капсаицин при хора. За да постигнем това, ние използвахме техниката на интерполация на потрепване, за да разкрием степента на периферна умора и да интерпретираме приноса на централната нервна система (произволно активиране) към максималното произволно съкращение. Ние предположихме, че добавянето на CAP ще подобри производителността при колоездене и/или ще намали наблюдаваната нервно-мускулна умора след изпитание за време на колоездене до изтощение, използвайки техниката на интерполирано потрепване, което може да се дължи на атенюирана ендокринна и възпалителна реакция към упражнения.

2. Материали и методи

2.1. Субекти и общи процедури

Тринадесет млади и физически активни мъже бяха наети за това проучване от Skid-more College и заобикалящата общност. За да бъдат включени, участниците трябва да са били здрави без анамнеза за сърдечно-съдови, невромускулни, белодробни или метаболитни заболявания. Освен това участниците не може да са настоящи или скорошни (по-малко от 6 месеца) пушачи, да имат известни алергии и/или прекомерна чувствителност към пикантни храни (напр. люти чушки, халапеньо, червен пипер и др.) или фибри (люспи от псилиум). Здравната история и допустимостта на участниците бяха проверени с помощта на здравни въпросници за оценка на допустимостта (AHA/ACSM Въпросник за скрининг преди участие и Въпросник за готовност за физическа активност [PAR-Q]). Участниците бяха помолени да се въздържат от консумация на витамини или ергогенни добавки (т.е. L-аргинин, цитрулин-малат, преди тренировка) поне 2 дни преди всяко експериментално посещение и да се въздържат от алкохол и кофеин 24 часа преди тестването. Те бяха помолени да се явят в лабораторията 2 часа преди тестовете. Всички участници предоставиха писмено информирано съгласие преди участие в проучването. Протоколът от изследването е проведен в съответствие с най-новите ревизии на Декларацията от Хелзинки и е одобрен от Институционалния съвет за преглед (IRB#1807-733) и институционалните комитети по биобезопасност на Skidmore College.

екстракт от цистанче на прах

2.2. Експериментален дизайн

Субектите се явяват в лабораторията в три различни дни, с минимум 72 часа между сесиите (вижте Фигура 1). Антропометрични данни и данни за телесния състав бяха събрани на първата сесия с помощта на плетизмография с изместване на въздуха (Bod Pod, Cosmed, Concord, Калифорния, САЩ) [40]. След това участниците бяха помолени да извършат максимален инкрементален тест на велоергометър с магнитна спирачка (828E, Monark, Cosmed, Vansbro, Швеция), като се започне от 50 W със стъпки от 25 W/min, при самостоятелно избран каданс, който се поддържа за продължителността на инкременталният тест, както и последващите експериментални опити. Тестът продължи, докато участниците не бяха в състояние да продължат предписаното работно натоварване. В края на сесията участниците бяха запознати с изометричните максимални волеви контракции и електрически предизвиканите мускулни контракции. В единично заслепен, балансиран кръстосан дизайн, на дни 2 и 3, участниците бяха помолени да погълнат или 2 × 390 mg CAP капсули (Capsicool, Natures Way, Medley FL, САЩ) или 2 × 500 mg плацебо хапчета (PL; фибри , Psyllium Husk, Kirkland Signature, Сиатъл, Вашингтон, САЩ). Капсулите бяха с подобен външен вид (напр. цвят, размер и т.н.), вкус (и двете бяха обвити с целулозни/хипромелозни капсули) и бяха кодирани незабележимо, за да осигурят заслепяване. Дозирането е в съответствие с указанията, предложени от производителя, и се понася добре при пилотно изпитване. Времето за достигане на пик в серумната концентрация на CAP след перорално поглъщане е ~1 час [41]; поради тази причина оценката на умората в покой беше оценена 50 минути след приема на хапчето, за да се осигури адекватна бионаличност. Това беше последвано от циклично упражнение с постоянно натоварване (85 процента от пиковата мощност) до изтощение (TTE) и друга оценка на умората непосредствено след упражнението (По-малко или равно на 60 s). Нервно-мускулната оценка се състоеше от 6 максимални доброволни съкращения (MVC) и насложени опити за потрепване, преди и след времето до изтощение. Велосипедният тест беше прекратен, когато субектите не можаха да поддържат самостоятелно избраното темпо за повече от 10 s. Пробите от слюнка бяха събрани три пъти по време на експериментални проучвания: преди започване на първата невромускулна оценка, след последната невромускулна оценка и след 5 минути възстановяване.

Фигура 1. Експериментален дизайн на изследването.

Вентилацията (VE) и белодробният газообмен (VO2, VCO2) бяха измерени дишане по дъх в покой и по време на двете изпитвания чрез мундщук и еднопосочна клапа без повторно дишане (Hans Rudolph 2700, Shawnee, KS, USA), щипка за нос и експираторният порт, свързан с метаболитна количка (TrueOne 2400, Parvomedics, Sandy, UT, USA) [42]. В същото време централните хемодинамични маркери (HR: сърдечна честота; SV: ударен обем; CO: сърдечен дебит) бяха събрани с помощта на неинвазивен торакален импедансен кардиограф (PhysioFlow®, Париж, Франция). Валидността и надеждността на този метод са установени по-рано [43].

2.4. Оценка на невромускулната функция и умората

Следните методи бяха проведени по начин, подобен на предишни проучвания [44,45]. Съответно, след подходяща подготовка на кожата, върху квадрицепса бяха приложени два плътни адхезивни хидрогел-стимулиращи електрода с пълна повърхност (размер: 50 90 mm, Myotrode Plus, Globus G0465): анодът беше поставен върху проксималната част на бедрото , докато катодът беше поставен върху дисталната част на екстензорите на крака, 3 cm над пателата. Интензитетът на стимулация се определя преди измерванията чрез 25-mA увеличения, докато размерът на предизвиканото потрепване и съставният мускулен потенциал за действие (М-вълна) не демонстрират по-нататъшно увеличение. Стимулираната сила на потрепване беше измерена чрез адекватно калибриран преобразувател на сила (MLP-300; Transducer Techniques, Темекула, Калифорния, САЩ), статично свързан към изработен по поръчка стол чрез несъответстваща лента, поставена около глезена на себе си - отчетен доминиращ крайник (десен крак във всички случаи). Субектите бяха седнали с 90◦ флексия в коляното по време на оценките на умората. Наложеното потрепване (SIT) и силата на потрепване в покой (Qtw, pot) бяха измерени по време на 5-s MVC на екстензорите на коляното и след 2-s отпуснат мускул. Тази процедура се повтаря шест пъти преди и след цикличното упражнение за време до изтощение. Данните на трите най-добри MVC бяха анализирани и осреднени. Волевата мускулна активация (VMA процент) се изчислява като VMA процент=[1- (SIT/Qtw, пот)x100]. Пиковата сила, максималната скорост на развитие на силата (MRFD) и максималната скорост на релаксация (MRR) бяха анализирани за всички Qtw, pot. Пиковата сила беше изчислена като най-високата достигната стойност за всеки Qtw, pot, MRFD и пиковата MRR на потрепването в покой бяха изчислени като максималната стръмност на наклона за интервал от 10-ms. Данните бяха събрани с помощта на система Biopac (MP150) и записани с помощта на системата за придобиване AcqKnowledge AD (v. 4.4, Biopac, Goleta, CA, USA) на отделен компютър. Всички данни по време на изчерпване бяха анализирани на всеки 30 s. За да разберем потенциалното въздействие на CAP върху усещането за умора, ние оценявахме скоростта на възприеманото усилие на цялото тяло и краката (съответно RPEtot и RPEleg) всяка минута по време на опитите.

2.5. Микроваскуларна оксигенация

Микроваскуларната оксигенация се наблюдава с близък инфрачервен спектроскопски оксиметър с много разстояния с честотна резолюция (NIRS; Oxiplex TS; ISS, Champaign, IL, USA). Техниката NIRS осигурява неинвазивни и непрекъснати измервания на нивата на оксигениран (HbO2), деоксигениран (HHb) и общ (Hbtot) хемоглобин при честота от 2 Hz. Сондата се калибрира всеки път преди употреба и след това се позиционира върху vastus lateralis на недоминиращия (ляв) крак и се закрепва с лепяща лента и превръзка, за да се избегне светлинно замърсяване, както в предишни проучвания [46–48]. Поради идентични спектрални качества, хемоглобинът и миоглобинът не могат да бъдат идентифицирани еднозначно с помощта на NIRS и по този начин представляват конгломератен сигнал.

2.6. Анализ на слюнката

Проби от {{0}}mL цяла слюнка бяха събрани, както е посочено по-горе, чрез пасивна техника на слюнка и незабавно съхранени при -80 ◦C до анализа. Анализът на кортизол, IL-1, IL-6 и -амилаза беше проведен с помощта на налични в търговската мрежа ELISA и ензимни комплекти (Sali-metrics, Carlsbad, CA, USA). Анализите бяха проведени с проби/стандарти в два екземпляра, в съответствие с указанията на производителя, и отчетени с колориметричен спектрофотометър (iMark, Biorad, Hercules, CA, USA). Линейността за тези анализи е R2 > 0,99, докато коефициентът на вариация (CV) е<5% on="" standards="" for="" all="">

2.7. Биохимичен анализ на капсули

Добавките с капсаицин (n {{0}}) и добавките с контролни фибри (n=3) бяха анализирани чрез екстракция с етанол, за да се определи количествено количеството на аналитите капсаицин и дихидрокапсаицин във всяка добавка, тъй като и двете действат върху TRPV1 . Съдържанието на всяка добавка се смесва в 1,5 mL етанол и се оставя да се екстрахира в продължение на осем часа в пещ при 80 ◦C с периодично разклащане. Пробите бяха филтрирани и екстрактът беше анализиран чрез HPLC (Thermo Vanquish, Waltham, MA, USA) с масспектрометрично откриване (Thermo ISQ-EC, Waltham, MA, USA), за да се определи количествено съдържанието на капсаицин и дихидрокапсаицин. Външните стандарти бяха използван за калибриране с типичен CV в рамките на анализа от 3 процента и линейност от R2 > 0,995.

2.8. Статистически анализ

В едностранен дизайн на сдвоена извадка, размер на ефекта от 0.8 и алфа от 0.05, размерът на извадката от 12 участници беше оценен, за да гарантира статистическа мощност от {{10}}.80 (G*Powersoftware, Кил, Германия). Статистическите сравнения бяха извършени с наличен в търговската мрежа софтуер (Prism v. 8.0, GraphPad Software, Сан Диего, Калифорния, САЩ). Данните по време на TTE (сърдечно-съдови, вентилационни, възпалителни и RPE променливи) бяха анализирани с помощта на двупосочен анализ на дисперсията с повтарящи се измервания (ANOVA), за да се оценят разликите между опитите. Бяха проведени тестове за нормалност и предположения, ако се установи значително нарушение, беше направена подходяща корекция на степените на свобода. За TTE последната времева точка беше субективното време до неизпълнение на задачата. Използвани са t-тестове за двойки проби, за да се оценят разликите между състоянията в промените преди и след ТТЕ в невромускулните оценки. Статистическата значимост се декларира, когато p <0.05. данните="" са="" представени="" като="" средни="" стойности="" ±="" sd,="" освен="" ако="" не="" е="" посочено="">

3. Резултати

3.1. Характеристики на участниците

Десет млади, здрави и физически активни мъже отговарят на всички критерии за включване и са завършили всички опити (Таблица 1). Кардиореспираторните параметри преди тренировка не се различават между изпитванията (всички p > 0.05, данните не са показани).

3.2. Анализ на добавките

Примерно проследяване на спектрите на абсорбция за капсаицин и дихидрокапсаицин, използвани за последващо количествено определяне, са представени на фигура 2. Средното съдържание на капсаицин във всяка добавка е 0.957 mg/таблетка с диапазон от 0.951–{ {5}}.969 mg/капсула, така че общата доза е 1,914 mg. За дихидрокапсаицин средната стойност беше 0.329 mg/капсула с диапазон от 0.326–0.332 mg/капсула, следователно общата доза беше 0. 658 мг. Контролните добавки с фибри не съдържат откриваеми нива на капсаицин или дихидрокапсаицин.

Фигура 2. Сигнал за абсорбция на пробата

3.3. Ефективност на упражненията, нервно-мускулна функция и умора

Както плацебо, така и условията на капсаицин показват подобни времена на изтощение (TTE) съответно от 375 ± 26 и 327 ± 36 s (p > 0.05, Фигура 3A). По отношение на силата преди упражнение, MVCs не се различаваха между двете условия (640 ± 127 срещу 643 ± 161 N, p > 0.05), както и след TTE (479 ± 125 срещу 499 ± 133 N, p > 0.05). Съответно, изходните потрепвания в покой (Qtw, pot) показаха подобни стойности (201 64 спрямо 205 59 N, p > 0,05), но имаха тенденция към по-голям Qtw, pot непосредствено след упражнението в състояние на CAP като в сравнение с PL условието (100 ± 28 срещу 116 ± 37 N, p=0.07, Фигура 4F). Това се вижда и в процентната промяна в спада след тренировка на Qtw, пот в двете състояния, които достигат статистическа значимост (52 ± 6 срещу 42 ± 11 процента, p=0.037, Фигура 4E). Когато засиленото потрепване (Qtw, процент на пот) беше начертано като функция на TTE, значителна положителна корелация с PL (r=0.7, p=0.04) и CAP (r {{42 }}.7, p=0.04) се наблюдава (Фигура 3B). Процентът на VMA не се повлиява нито от упражненията, нито от добавката (p > 0,05). Разглеждайки присъщите мускулни контрактилни функции, MRR и MRFD показват значителни намаления на TTE преди и след (p < 0.000).="" в="" допълнение,="" cap="" смекчава="" предизвикания="" от="" упражнения="" спад="" в="" mrr="" (p="0.01;" фигура="" 4c).="" по-конкретно,="" в="" състояние="" на="" pl,="" mrr="" е="" намален="" с="" 57="" ±="" 22="" процента,="" докато="" е="" отслабен="" само="" с="" 41="" ±="" 19="" процента="" в="" cap.="" за="" разлика="" от="" това,="" mrfd="" намалява="" по="" подобен="" начин="" и="" при="" двете="" условия,="" а="" именно="" с="" 55="" ±="" 16="" процента="" и="" 49="" ±="" 21="" процента="" съответно="" в="" pl="" и="" cap="" (фигура="">

Фигура 3. Време до изчерпване

3.4. Микроваскуларна оксигенация по време на ТТЕ

След поглъщане на CAP или PL, нивата на мускулна оксигенация преди тренировка (StO2 процента; 64 ± 3 срещу 68 ± 8 процента), общо съдържание на хемоглобин (THC; 63 ± 23 срещу 66 ± 20 μM) , Оксигениран хемоглобин (HbO; 40 ± 14 спрямо 44 ± 11 μM) и Дезоксигениран хемоглобин (Hb; 23 ± 10 срещу 22 ± 10 μM) не се различават при различните състояния (p > 0,05). Началото на TTE модифицира индексите на микроваскуларна мускулна оксигенация, но промените не се различават при лечението с CAP. Въпреки това, мускулната циркулация показва обща тенденция за по-високи стойности с CAP, която се обръща по време на тренировка, с THC (77,5 ± 28,1 спрямо 80,2 ± 30,9 μM) и Hb (36,2 ± 20,3 срещу 40,2 ± 19,4 μM) по-високи в PL състояние. Когато разгледаме хиперемията по време на възстановяване, CAP показа по-високи нива на процент StO2 в сравнение с PL (71,6 ± 1,6 спрямо 69,5 ± 2,8 процента, p=0.02), но няма разлики между състоянията за [THC] (90,1 ± 29,7 спрямо 88,9 ± 31,8 μM), [HbO] (64,7 ± 22,0 спрямо 62,3 ± 23,1 μM) и [Hb] (25,4 ± 7,9 спрямо 26,7 ± 9,3 μM).

Фигура 4. Параметри на нервно-мускулната функция, изразени като индуцирана от упражнения относителна промяна след времето до изтощение (TTE) при млади активни мъже (n=10).

3.5. Централна хемодинамика, вентилация и възприемано усилие по време на TTE

Индексите на централната хемодинамика (HR, SV и CO) не се повлияват по различен начин от двете състояния (Фигура 5). Не са наблюдавани статистически значими взаимодействия състояние х време (p > 0.05) за HR, SV и CO както по време на изходното ниво, така и при физическо натоварване. Както се очакваше, имаше основен ефект от времето за всички централни хемодинамични маркери (p <0.00), но="" не="" и="" ефект="" от="" прилагането="" на="" cap="" или="" pl.="" при="" cap="" пикът="" на="" hr="" по="" време="" на="" тренировка="">

180 ± 7 bpm, SV е 212 ± 48 mL/min, а CO е 36 ± 8 L/min. В съответствие с PL пикът на HR е 181 ± 9 bpm, SV е 225 ± 49 mL/min, а CO е 38 ± 9 L/min. Открит е значителен времеви ефект за вентилаторните реакции към упражнението (p < {{30}}.05)="" във="" vo2,="" ve="" и="" rer="" (данните="" не="" са="" показани),="" докато="" не="" е="" показано="" взаимодействие="" или="" ефект="" на="" състоянието="" .="" освен="" това,="" рейтингът="" на="" възприеманото="" усилие="" (фигура="" 5d)="" както="" на="" цялото="" тяло,="" така="" и="" на="" крака="" се="" увеличава="" съответно="" с="" напредването="" на="" упражнението="" и="" независимо="" от="" лечението="" (rpetot:="" 7,8="" ±="" 2,2="" спрямо="" 6,9="" ±="" 2,8;="" rpeleg:="" 9,3="" ±="" 1,3="" спрямо="" 9,0="" ±="" 1,1;="" всички="" р=""> 0,05).

3.6. Стрес и провъзпалителни биомаркери

CAP не повлиява секрецията на слюнчен кортизол в началото, по време и след тренировка. Наистина, имаше основен ефект от времето (p {{0}}.002) с повишаване на концентрацията на кортизол в слюнката по време на възстановяване; въпреки това CAP не повлиява общата кинетика (p > 0,05, Таблица 2). Активността на слюнчената -амилаза има тенденция да се намалява с CAP (p=0.07) и при двете състояния демонстрира основен ефект на времето (p <0,001, таблица="" 2).="" разглеждайки="" интерлевкините,="" cap="" повишава="" средната="" концентрация="" на="" il-6="" в="" слюнката="" (p="0.009)" в="" началото="" и="" по="" време="" на="" тренировката,="" след="" което="" нивото="" намалява="" до="" концентрации="" на="" pl="" след="" тренировка.="" освен="" това="" cap="" има="" тенденция="" да="" отслабва="" покачването="" на="" il-1="" след="" тренировка="" (p="0.053," таблица="">

4. Обсъждане

Това проучване се стреми да определи потенциалното въздействие на острото перорално приложение на капсаицин (CAP) върху издръжливостта при колоездене до изтощение и да анализира свързаните физиологични механизми, лежащи в основата на нервно-мускулната умора. Въпреки че няма разлики между CAP и PL по отношение на времето за изпълнение на колоездене до изтощение, CAP смекчава спада след тренировка в потенцираното потрепване. Той частично повлиява контрактилната кинетика на мускула, осигурявайки по-голяма скорост на релаксация, но без разлика в скоростта на свиване. CAP няма ефект върху сърдечно-респираторните, усещането за умора или микроваскуларните отговори на изпитването на TTE. Това предполага потенциално усилване на активността на помпата на саркоендоплазмения ретикулум Ca2 плюс ATPase (SERCA), като по този начин се запазва мускулната релаксация. Освен това CAP модулира промените в провъзпалителните интерлевкини, намалявайки повишаването на IL-1 по време на възстановяване. Отчасти в съответствие с нашата хипотеза, CAP не подобрява времето до изтощение, но изглежда намалява периферната невромускулна умора, увеличава скоростта на мускулна релаксация и временно променя възпалителния отговор, независимо от промените в кардиореспираторните или микроваскуларните отговори.

4.1. CAP и изпълнение на упражнения

Към днешна дата само няколко изследователи са изследвали ролята на капсаицина по време на упражнения при хора [28–32]. Доколкото ни е известно, това е първото проучване, което изследва как CAP влияе върху нервно-мускулната умора при хората във физиологичен аспект, а не само с перцептивни индекси. Наистина, острото поглъщане на CAP изглежда повишава производителността или устойчивостта на умора по време на изпитание на време [30], високоинтензивни интермитентни упражнения [29] и тренировки за устойчивост [28]. Въпреки това, в настоящото проучване не наблюдавахме никакво подобрение на производителността (Фигура 3), което е в съответствие с констатациите на Opheim и колеги [32]. Предишна работа при гризачи предполага, че CAP повишава производителността по дозозависим начин [21–24], поради което е възможно дозата, използвана в настоящото проучване, да не е достатъчна, за да предизвика подобрение на производителността; въпреки това, ние може да сме първите, които действително провериха съдържанието на капсаицин/дихидрокапсаицин в добавката и, което е важно, избегнахме всеки потенциален значителен стомашно-чревен дистрес, който може да е влошил изпълнението на упражненията.

4.2. CAP и нервно-мускулна умора, предизвикана от упражнения

В настоящото проучване, след изпитването с упражнения с колоездене, индексите на умората на локомоторните мускули са били отрицателно засегнати, както се очакваше. Наистина, както силата, така и доброволното мускулно активиране намаляват до подобна степен, независимо от добавянето на CAP (Фигура 4). Интересното е, че предизвиканите от упражненията намаления на индексите на периферна умора изглежда са отслабени с CAP, главно сред тях, максималната скорост на релаксация и величината на потенцираното потрепване. Механично, причината за тези разлики може да се дължи на променено Ca2 плюс боравене. Вече е документирано, че по време на интензивно упражнение освобождаването на Са2 плюс от саркоплазмения ретикулум (SR) е намалено в отговор на значително изчерпване на клетъчния АТФ [49,50], което може да действа за намаляване на изходната мощност от упражнението и предотвратяване на периферни умора от преминаване на критичен праг [51]. Това проучване изследва капсаицин, който повишава активността на TRPV1 канала, който може да повлияе на Sarco/Endoplasmic Reticulum Calcium ATPase (SERCA) помпа [52] в мускула. Повишената активност на помпата SERCA с CAP-индуцирано активиране на TRPV1 в мускула впоследствие подобрява кинетиката на SR Ca2 плюс обратното поемане [49, 50, 53], което може би обяснява по-добре запазената максимална скорост на релаксация след тренировка. Нещо повече, капсаицинът може да стимулира митохондриалната деполяризация и производството на реактивни кислородни видове (ROS), поне при високи дози [52], но от друга страна също се твърди, че има забележителна антиоксидантна активност [54], особено в по-ниски дози. Реактивните кислородни видове се увеличават значително по време на интензивна мускулна активност [51] и е известно, че допринасят за умората, но връзката между редокс баланса и производителността е сложна [55]. Съгласно е, че CAP може, в антиоксидантен капацитет, да противодейства на уморяващите ефекти на повишените ROS, може би по-добре да поддържа нервно-мускулната функция след тренировка, но изисква по-нататъшно изследване.

Тези резултати подчертават потенциалната роля на CAP за намаляване на развитието на периферна умора, може би чрез модулиране на Ca2 плюс работа и неговия антиоксидантен ефект. Тези констатации се подкрепят и от проучвания, изследващи други антиоксиданти като аскорбат по време на упражнения при здрави хора [55,56] и в заболяване [57,58]. Освен това, ако интегрираме резултатите от микроциркулацията, дори ако видим тенденция за по-висок процент на StO2 и HbO по време на интензивни упражнения, значителното повишаване на доставянето на O2 по време на възстановяването на CAP може да подобри периферната съдова функция [59]. Причината за липсата на значителни разлики по време на тренировка може да бъде, че CAP може да засегне мускулната васкулатура в по-високи дози от тези, които сме прилагали. Въпреки това, в настоящото проучване ние имахме за цел да сведем до минимум потенциалните странични ефекти от поглъщането на капсаицин, а именно стомашно-чревния дистрес. Не открихме никакви разлики в индексите на централната умора, въпреки че предишни проучвания при плъхове установиха, че CAP активира подгрупи на метабочувствителните мускулни рецептори от група IV [60], чиято стимулация рефлексивно увеличава централното задвижване [61]. Възприемайки, по-рано беше установено, че острата добавка на CAP може да намали оценката на възприеманото усилие по време на издръжливост [28], въпреки че това не беше случаят в нашето проучване, тъй като RPE се увеличава еднакво по време на времето до изтощение както при CAP, така и при PL условия.

4.3. CAP и физиологичният отговор на упражнения

Тъй като се предполага, че капсаицинът подобрява производителността при упражнения и устойчивостта на умора, важно е да се разбере как той може да промени физиологичния отговор на упражненията и в крайна сметка да подпомогне по-голямата работа. За тази цел, предишна работа върху животински модели предполага, че CAP-индуцираните подобрения в представянето са свързани с повишено съдържание на чернодробен гликоген [21], вероятно поради спестяване на гликоген [24], и повишено използване на мастни киселини в резултат на секреция и/или активност на катехоламини [22]. Нещо повече, беше установено, че една висока доза CAP регулира надолу експресията на отделящия митохондриите протеин UCP3, което намалява енергийните разходи за дадена електрически индуцирана контракция [25,27]. Въпреки това, при хора, не е открита промяна в окисляването на мускулната мазнина с остра добавка на CAP по време на възстановяване от упражнения [62]. В настоящото проучване, метаболитните реакции са сходни по време на тренировката, което предполага, че острата добавка при хора не влияе върху разхода на енергия, измерен чрез VO2 (Фигура 5), или избора на енергиен субстрат по време на тренировка, както е оценено от RER, поне при това относително парадигма с висока интензивност на упражненията. Съответно, централните хемодинамични и вентилационни реакции също са сходни между изпитванията, в съответствие с подобни метаболитни разходи. В допълнение, микроциркулацията на мускулите на крайниците също не се различава значително по време на тренировка, което предполага, че CAP, поне в тази доза, упражнява минимален вазодилатативен ефект върху мускулите. Наистина, по време на първоначалната почивка, мускулната циркулация показва обща тенденция за по-високи индекси на микроваскуларна перфузия с CAP, която се обръща по време на тренировка с THC и Hb по-висока с PL. Като цяло доставката и използването на кислород не изглеждат повлияни от добавките на CAP и не изглеждат вероятни кандидати за подобрена невромускулна умора.

4.4. CAP и невроинфламаторни индекси

При нормални условия концентрацията на кортизол след тежко упражнение зависи от интензивността [63] и се повишава до пикови концентрации 20-30 минути след края на физическата активност [64]. Нашите резултати потвърждават тенденцията на нарастване на кортизола след края на TTE, но CAP не оказва никакво влияние върху него. Наистина се наблюдава, че многократното прилагане на CAP при плъхове увеличава и удължава реакцията на стрес [65], може би до нива, сравними с тези на усилени упражнения, въпреки че това обикновено се наблюдава при големи дози. Разглеждайки други биомаркери на слюнчен стрес, CAP има тенденция да понижава активността на ензима на слюнката -амилаза, което може би е показателно за по-ниска симпатикова активност [66], вероятно чрез променена аферентност на TRPV1. Въпреки че проучванията in vitro демонстрират подобни резултати, установявайки, че съединенията, получени от капсаицин, са потенциални инхибитори на -амилаза [67], като по този начин подсилват нашите открития. Друг важен аспект са противовъзпалителните свойства на CAP. В нашите резултати CAP смекчава покачването на IL-1 след тренировка, може би притъпявайки производството на провъзпалителни цитокини [39]. От друга страна, открихме повишена слюнчена концентрация на IL-6след тренировка, която не беше повлияна от CAP [68,69], което вероятно би могло да бъде резултат от усиленото представяне [32,70] или капсаицин- индуцирано TRPV1 активиране в мастна тъкан [71] или другаде. IL-6 може, в този случай, да има метаболитни последици [11,72], а не възпалителни, като се има предвид разликата между IL-6 и IL-1. Въпреки това е необходима допълнителна работа при хора, за да се дешифрира потенциалното въздействие на пероралния капсаицин върху възпалението при хора и потенциалните разклонения върху физиологията и/или умората. Освен това бъдещите изследвания трябва да разгледат по-големи и/или по-хронични дози капсаицин и как те взаимодействат с нивата на лактат по време на тренировка.

4.5. Ограничения на изследването

Това проучване не е проведено без ограничения. Първо бяха включени само млади активни мъже, наети от колежанска общност, поради което е необходима бъдеща работа в по-възрастните и/или женските популации. Второ, използването на електрическа стимулация върху коремния мускул, а не върху бедрения нерв, може да доведе до по-слаби невромускулни реакции. И накрая, по-инвазивни измервания на метаболизма, включително ниво на лактат и мускулно ниво VO2, биха могли да бъдат интересни за изследване по време и след упражнението с CAP в бъдещи проучвания.

Билката цистанче действа против умора.

За повече информация, моля, щракнете тук.

5. Изводи

Доколкото ни е известно, това е първото проучване, което изследва ефекта на капсаицина върху производителността при упражнения, нервно-мускулната умора и слюнчените показатели за стрес и провъзпалителни биомаркери при хора. Противно на предишните констатации при хора, острото приложение на капсаицин не подобрява изпълнението на упражненията, нито оценката на възприеманото усилие. Въпреки това, той показа капацитет за намаляване на развитието на периферна умора, което не изглежда да е резултат от промени в централната хемодинамика, доставянето на мускулен кислород или големината на централното двигателно задвижване след упражнението за колоездене. Освен това CAP модулира биомаркерите на слюнката, което предполага потенциална депресирана симпатикова активност и противовъзпалителен ефект по време на пиковата концентрация с късно намаляване на провъзпалителните маркери. Взети заедно, капсаицинът има потенциала да променя периферните компоненти на нервно-мускулната умора, което води до възможно подобряване на упражненията.