Часть 1 Использование фиников (Phoenix Dactylifera Linn и Cistanche) для улучшения энергетического обмена у крыс Sprague Dawley, вызванных усталостью

Хана Кадуна b, Азиза Хамида*, Фарида Абас a, c, Нурул Шазини Рамли a, Ахмад Ханиффф Джаафар a *, Мохд Сабри Пак Дека, Белал Дж. Мухиалдина D, Хани Хафиза Халима, Абдул Карим Сабо Мохаммед e , Салам А. Ибрагим

a Департамент пищевых наук, факультет пищевых наук и технологий, UPM Serdang, Universiti Putra Malaysia, Селангор 43400, Малайзия

b Факультет естественных наук, Университет Аль-Мутанна, Ирак

c Институт биологических наук, UPM Serdang, Universiti Putra Malaysia, Селангор 43400, Малайзия

d Научно-исследовательский институт халяльных продуктов, UPM Serdang, Universiti Putra Malaysia, Селангор 43400, Малайзия

Факультет естественных наук Федерального университета Дуце, Дуце, Джигава, Нигерия

f Программа наук о пищевых продуктах и ​​питании, Государственный университет Северной Каролины A&T, Гринсборо, Северная Каролина, 27411, США

Абстрактный

усталостьувеличивает окислительный стресс, который повреждает клетки организма и увеличивает риск развития различных хронических заболеваний. В этом исследованиианти-усталостьАктивность экстракта фиников пияром оценивали у крыс, индуцированных утомлением, с помощью теста принудительного плавания (FST). Результаты показали, что крысы, получавшие экстракт фиников в дозе 500 мг/кг массы тела, демонстрировали повышенную выработку энергии с максимальной выносливостью (632,9 ± 28,7 мин). Крысы, получавшие финики, также имели более низкий уровень лактата в крови, что указывает на эффективное использование энергии с более низкимусталостьпо сравнению с нормальными и утомленными крысами. Более того, уровни лактатдегидрогеназы в сыворотке в группах, получавших 250 и 500 мг/кг экстракта фиников и кофеина, были значительно ниже по сравнению с теми, кто принимал кофеин.усталыйкрысы. Активность креатинкиназы была самой низкой в ​​группе, получавшей 500 мг/кг экстракта фиников. У обработанных крыс наблюдалось улучшение липидного профиля, а гистологическое исследование выявило улучшение в различных органах. Крысы, получавшие экстракт фиников в дозе 500 мг/кг массы тела, продемонстрировали увеличение выработки энергии и улучшение энергетического обмена, что может быть связано с наличием биологически активных соединений в финиках. Экстракт фиников пияром продемонстрировал свойства против усталости и может быть использован в качестве функционального ингредиента при разработке напитков или закусок, направленных на борьбу с заболеваниями, связанными с усталостью.

Для получения более подробной информации, пожалуйста, свяжитесь с:emily.li@wecistanche.com

Цистанхе пустынная и стебель цистанхе Нажмите здесь, чтобы узнать больше

1. Введение

Усталостьявляется распространенным, неспецифическим симптомом, который наблюдается у многих людей и проявляется при различных состояниях здоровья.Физическийусталостьсвязано со снижением производительности в результате неэффективного использования энергии (Kim et al., 2002; Wan et al., 2017) и далее определяется как непреодолимое чувство усталости, нехватки энергии и чувство истощения, которое связано с трудностями в начале или поддержании добровольной деятельности (Kadum et al., 2018; Li et al., 2020). Усталость усиливает окислительный стресс, который может повредить клетки и увеличить риск развития различных заболеваний.хроническийзаболеваний (Lee et al., 2018; Osman and Mohamed, 2018).

Эргогенное свойство – это способность веществусиливатьэнергияпроизводство и использование (Halim et al., 2018). Например, спортсмены и активные люди получают пользу от эргогенной помощи, которая помогает повысить их конкурентоспособность и улучшить использование энергии (Kreideret al., 2010; Silver, 2001). Эргогенная помощь помогает улучшить выработку энергии и, таким образом, предотвратитьусталостьпутем снижения окислительного стресса и улучшения здоровья в целом (Halim et al., 2017; Osman and Mohamed, 2018). Наблюдается растущая тенденция к использованию натуральных продуктов в качестве эргогенной помощи для замены и/или сокращения использования синтетических соединений для предотвращения окислительного стресса.усталость.

Даты (Phoenix dactylifera Linn ицистанхе) богаты различными биологически активными соединениями и, как сообщается, являются эффективной частью диеты, которая помогает защитить от хронических заболеваний (Al-Alawi et al., 2017). Кроме того, известно, что финики богаты антиоксидантными соединениями, такими как фенолы, включая флавоноиды, фенольные кислоты, аскорбиновую кислоту, токоферолы и каротиноиды (Al-Farsi and Lee, 2008; Shabani et al., 2016). В предыдущих исследованиях мы продемонстрировали, что финики Пияром и Рабби проявляют самую высокую антиоксидантную, противомикробную и антиэластазную активность среди пяти проверенных сортов фиников (Kadum et al., 2019). Полезные действия, отмеченные в исследованиях, могут быть связаны с идентифицированными метаболитами в финиках, которые включают аскорбиновую кислоту, эпикатехин, лимонную кислоту и галловую кислоту. Этот результат был получен на основе корреляционного исследования двойного графика с частичными наименьшими квадратами, полученного в результате метаболомного исследования различных экстрактов фиников (Kadum et al., 2019). Вышеупомянутые антиоксиданты, как известно, проявляют активность по удалению радикалов, что имеет решающее значение для облегчения окислительного стресса и связанного с нимусталость(Чжу и др., 2021). Кроме того, мы также показали, что финики пияром содержат адекватные уровни электролитов и сахаров, которые, как известно, обладают эргогенными свойствами (Kadum et al., 2018). В настоящем исследовании мы стремились оценитьанти-усталостьи эргогенные свойства экстракта фиников пияром и определяют его влияние на энергетический метаболизм крыс Sprague Dawley, вызванных усталостью.

2. Материалы и методы

2.1. Растительное сырье и экстракция

Финики Piyarom были куплены в местном магазине в Куала-Лумпуре, Малайзия, и не имели дефектов и загрязнений. Семена удаляли, а съедобные части разрезали на кусочки и сушили при 40°С. Затем высушенные кусочки измельчали ​​в порошок, асептически расфасовывали в стерильные пластиковые пакеты и хранили при температуре -80°С. Экстракция проводилась с использованием 80-процентного этанола при температуре 25 градусов в течение 24 часов, как было оптимизировано в предыдущем исследовании (Kadum et al., 2019). Растворитель выпаривали с помощью роторного вакуумного испарителя (EYELA A-1000S, США) при 40°С, полученный экстракт лиофилизировали и хранили в темных бутылях при 4°С.

2.2. Эксперименты на животных

Самцы крыс Sprague Dawley (возраст 5-6 недель, средняя масса тела 204,5 г) были приобретены в Отделе ресурсов животных (ARU) Факультета ветеринарной медицины Университета Путра Малайзии (UPM), и исследование было одобрено. получено от Комитета по этике животных UPM (UPM\IACUC\AUP-R037\2017). Крысам давали возможность акклиматизироваться к стандартным лабораторным условиям в течение 1 недели, а также давали свободный доступ к водопроводной воде и диете в течение одной недели. Они были случайным образом разделены на группы, включая группу с нормальной утомляемостью (NG), группу с нормальной утомляемостью (NFG), группу, получавшую 250 мг/кг массы тела экстракта финика (LDFG) (250 дат), группу, получавшую 500 мг/кг массы тела экстракта фиников (500 дат). Дата) и группа, получавшая кофеин в дозе 5 мг/кг массы тела (5C).

2.3. Дизайн эксперимента

Самцов крыс Sprague Dawley (n=60) случайным образом разделили на два кластера следующим образом: кластер 1 (NG) (n=12), который был назван контрольной группой без утомления; и кластер 2 (n=48), который подвергался тесту принудительного плавания (FST). Когда крысы из кластера 2 утомились, их разделили на четыре разные группы. Две группы получали экстракт фиников в дозе 250 мг/кг МТ (низкая доза) и 500 мг/кг МТ (высокая доза), как описано в предыдущем исследовании (Шейх и др., 2016). Одна группа служила положительным контролем и получала 5 мг/кг МТ кофеина, а контрольная группа подвергалась FST, но не получала никакого лечения. Животных кормили их рационом, а дозы экстракта фиников вводили через интубацию желудка. Экстракт фиников и кофеин давали соответствующим группам непрерывно каждый день в течение 8 недель в соответствии с планом исследования.

2.4. Тест на принудительное плавание.

Крыс подвергали FST, чтобы вызватьусталостьи определить их выносливость по методу, описанному Прасадом и Ханумом (2012). Вкратце, использовался резервуар для воды глубиной 50 см с температурой 25 ± 2 градуса. К хвостам привязывали стальные шайбы весом примерно 7 процентов от массы тела каждой крысы. Затем животных осторожно помещали в резервуар и регистрировали время, в течение которого каждое из них плавало, прежде чем регистрировали истощение. Истощение/усталость определяли, когда голова крысы не поднималась на поверхность в течение 7 с. Эксперимент повторяли каждые 2 недели в течение 8 недель лечения.

2.5. Сбор крови и органов

Образцы крови натощак собирали у крыс через 0 и 4 недели путем взятия ретроорбитальной вены, а в конце лечения (неделя 8) - путем пункции сердца под общей анестезией с использованием кетамина и ксилазина. Все образцы крови переносили в пробирки с ЭДТА, центрифугировали при 3500 об/мин при комнатной температуре в течение 15 мин, собирали плазму и хранили при температуре -80 до дальнейшего анализа. Через 8 нед лечения собирали органы (печень, почки, сердце, легкие, мышцы) для анализа.

2.6. Биохимические анализы

В этом исследовании измерялись различные биохимические параметры, связанные с энергетическим обменом. Сыворотку использовали для анализа глюкозы, азота мочевины сыворотки (SUN), лактата (Lac), лактатдегидрогеназы (LDH), креатинкиназы (CK) и креатина (Cr). Все биохимические параметры определяли на основе стандартных процедур, предоставляемых коммерчески доступными наборами для анализа (Span Diagnostic Ltd., Индия). Единицами для SUN и Cr были мг/дл, тогда как LDH и CK были выражены в МЕ/л. Также были проанализированы липидные профили сыворотки (триглицериды, ТГ, общий холестерин, ОХ, холестерин липопротеинов низкой плотности, холестерин ЛПНП и холестерин липопротеинов высокой плотности ЛПВП). Были выполнены тесты функции печени и почек, и их анализируемыми маркерами были аланинаминотрансфераза (АЛТ), аспартатаминотрансфераза (АСТ) и гамма-глутамилтрансфераза (ГГТ). Соблюдалась процедура системы Roche/Hitachi Cobas C.

2.7. Гистологическое исследование выбранных органов

Сбор представляющих интерес органов (печень, почки, сердце и мышцы) сопровождался взвешиванием и последующим хранением в 10-процентном формалине. Ткань сердца разрезали поперечно для получения желудочковых срезов, четырехкамерные поперечные срезы, а печень и мышечные ткани (камбаловидная мышца) измельчали ​​и погружали в парафин, а затем в гематоксилин и эозин (H&E) для окрашивания. Исследование тканей ветеринарным патологоанатомом (Huang et al., 2015) проводилось под световым микроскопом, оснащенным ПЗС-камерой (BX-51, Olympus, Токио, Япония).

2.8. статистический анализ

Для получения статистических различий между образцами и контролями использовали односторонний ANOVA с последующим тестом HSD Тьюки. Результаты выражали как среднее значение ± стандартное отклонение (SD). Различие средних значений с p < 0.05="" считалось="" статистически="" значимым,="" и="" полученные="" данные="" анализировались="" с="" использованием="" minitab="" версии="" 16="" (minitab,="" inc.,="" государственный="" колледж,="" пенсильвания,="">

3. Результаты и обсуждение

3.1. Прием пищи и потребление воды

Результаты исследования не показали существенной разницы в потреблении пищи и воды между крысами (рис. 1 А и Б). Однако крысы, которых кормили экстрактом фиников, показали небольшой прирост массы тела на протяжении всего эксперимента (рис. 1С).

3.2. Тест на принудительное плавание.

Тест принудительного плавания (FST) представляет собой действующую модель на животных для тестированияанти-усталостьсвойство биологически активных соединений (Prasad and Khanum, 2012; Hao et al., 2014; Halim et al., 2017). Результаты FST ясно показалипротив усталостидействие финикового экстракта на крыс во время плавания (рис. 2). Крысы, получавшие более высокую дозу экстракта фиников (50}0 мг/кг МТ), демонстрировали наибольшую выносливость примерно 632,9 ± 28,7 с, что было значительно (p < 0,05)="" выше="" по="" сравнению="" с="" группами,="" получавшими="" с="" экстрактом="" 250="" мг/кг="" массы="" тела="" и="" кофеином="" 5="" мг/кг="" массы="" тела.="" интересно,="" что="" повышенная="" плавательная="" способность="" крыс,="" которых="" кормили="" экстрактом="" фиников,="" наблюдалась="" уже="" на="" четвертой="" неделе="" эксперимента.="" длительное="" время="" плавания="" крыс="" указывало="" на="" более="" высокую="" устойчивость="">усталостьво время FST (Tanaka et al., 2003; Ma et al., 2007). Аналогичные результаты были получены несколькими исследователями, которые проверяли потенциал растительных экстрактов против усталости (Prasad and Khanum, 2012; Xu et al., 2013). Например, в одном из предыдущих исследований крысы, которых кормили базиликом святым (Ocimum Santum), лучше справлялись с усталостью и продлевали время плавания (Singh et al., 2012b). В недавнем исследовании перуанский женьшень (Lepidium meyenii), скармливаемый мышам в трех разных дозах в течение 28 дней, приводил к эффектам против усталости, и исследователи предположили, что L. meyenii был эффективным эргогенным средством (Zheng et al., 2018). В другом отчете крысам давали четыре разные дозы экстракта моринги (Moringa oleifera) для проверки их выносливости. В этом исследовании было обнаружено, что экстракт замедлял время утомления крыс и улучшал их плавательные способности (Lamou et al., 2016). В настоящем исследовании было показано, что финики демонстрируют потенциал для применения в энергетических напитках и сравнимы с другими натуральными растительными экстрактами.

3.3. Уровни глюкозы, лактата и лактатдегидрогеназы в крови

Степень чего-либоусталостьв мышцах после тренировки можно измерить с помощью различных биохимических маркеров, включая глюкозу, лактат и лактатдегидрогеназу. Таким образом, измеряли уровни глюкозы в крови крыс после 8 недель лечения, чтобы определить эффекты экстракта фиников. Результаты не показали существенных различий в уровнях глюкозы между группами крыс, за исключением группы с нормальной усталостью (NFG), которая значительно (p < 0,05)="" ниже="" (таблица="" 1).="" результаты="" показали="" защитный="" эффект="" экстракта="" фиников,="" который="" можно="" отнести="" к="" эргогенным="" свойствам="" фиников,="" которые="" якобы="" не="" уступают="" кофеину.="" в="" скелетных="" мышцах="" глюкоза="" является="" топливом="" для="" выработки="" энергии="" во="" время="" упражнений,="" а="" гликоген="" поставляет="" большую="" ее="" часть="" за="" счет="" гликогенолиза,="" чтобы="" поддерживать="" аналог="" гликолиза="" для="" выработки="" энергии.="" было="" показано,="" что="" пищевые="" вмешательства="" посредством="" потребления="" фиников="" могут="" помочь="" в="" повышении="" или="" поддержании="" концентрации="" мышечного="" гликогена="" как="" до,="" так="" и="" во="" время="">упражнения (Li et al., 2018, 2017). Однако важно поддерживать уровень глюкозы в крови ниже 6 моль/л, чтобы избежать осложнений диабетических состояний, которые могут возникнуть, если гипергликемия сохраняется в течение определенного периода времени. В предыдущем исследовании мышей кормилиЭкстракт цистанхе пустыннойв течение 3 недель показали повышение уровня глюкозы в крови, что привело к повышению уровня энергии (Cai et al., 2010). В другом исследовании сообщалось, что экстракт Radix Rehmannia ответственен заанти-усталостьактивности из-за повышенного запаса гликогена в печени и снижения накопления глюкозы в крови в результате потребления глюкозы мышцами (Liu and Liu, 2016; Tan et al., 2012).

Лактат крови, важный показатель утомления во время тяжелых упражнений, используется для измерения существующей патологии в обычном стресс-тесте (Halim et al., 2017). Молочная кислота является продуктом гликолиза в анаэробных условиях, что является основной формой метаболизма в мышцах во время тренировки (Fu et al., 2{{10}}10; Sun et al. ., 2014). Накопление лактата считается основным индуктором утомления, и поэтому ингибирование накопления лактата или снижение уровня лактата представляет собой эффект против утомления (Blasiak et al., 2014). Результаты, полученные в текущем исследовании, продемонстрировали значительное (p < 0,05)="" снижение="" уровня="" лактата="" в="" группах="" крыс,="" получавших="" экстракт="" фиников="" и="" кофеин,="" по="" сравнению="" с="" группами="" крыс="" с="" нормальной="" и="" нормальной="" усталостью="" (таблица="" 1).="" уровни="" лактата="" составляли="" 10,75="" ±="" 0,90,="" 11,08="" ±="" 0,26="" и="" 12,09="" ±="" 0,761="" ммоль/л="" для="" групп="" крыс,="" получавших="" 500="" мг/кг="" массы="" тела,="" кофеин="" 5="" мг/кг="" массы="" тела="" и="" 250="" мг/кг="" массы="" тела="" экстракта="" фиников="" соответственно.="" уровни="" лактата="" для="" нормальной="" группы="" и="" групп="" с="" усталостью="" составили="" 14,41="" ±="" 0,45="" и="" 16,35="" ±="" 0,18="" ммоль/л="" соответственно.="" результаты="" показали="" положительные="" эффекты="" экстракта="" фиников,="" которые="" вызвали="" снижение="" уровня="" лактата="" в="" группах="" крыс.="" наблюдаемые="" эффекты="" можно="" объяснить="" улучшением="" показателей="" крыс="" во="" время="" fst.="" этот="" результат,="" в="" свою="" очередь,="" может="" быть="" связан="" с="" уменьшением="" повреждения="" мышц,="" вызванного="" более="" низким="" накоплением="" лактата.="" в="">

В исследовании у крыс, которых кормили экстрактом амарканда, наблюдалось снижение уровня лактата в крови и повышение выносливости, связанное с усталостью (Narkhede et al., 2016). Предыдущий отчет согласуется с результатами настоящего исследования, указывающего на антиусталостную активность различных растительных экстрактов, что мы можем снизить уровень лактата в крови у крыс и тем самым улучшить производительность животных.

Наличие высоких уровней ЛДГ в крови указывает на чрезмерное использование мышц и, таким образом, является маркером усталости (Halim et al., 2017). Избыток ЛДГ также является признаком некроза клеток и повреждения тканей (Li et al., 2017). Наши результаты показали, что FST значительно (p < 0,05)="" повышал="" уровень="" лдг="" в="" крови="" крыс="" с="" нормальной="" усталостью="" (588="" ±="" 13,30="" ед/л),="" что="" было="" значительно="" (p="">< 0,05)="" выше,="" чем="" у="" крыс,="" получавших="" 500="" мг/кг="" мт="" экстракт="" финика="" (297="" ±="" 29,21="" ед/л),="" более="" низкая="" доза="" (316,16="" ±="" 27,58="" ед/л)="" экстракта="" финика="" и="" кофеина="" (305="" ±="" 25,91="" ед/л)="" после="" 8-недельного="" лечения.="" таким="" образом,="" можно="" предположить,="" что="" экстракт="" фиников="" способен="" повышать="" выработку="" энергии="" у="" крыс="" и,="" следовательно,="" уменьшать="" повреждение="" мышц="" крыс.="" наши="" результаты="" согласуются="" с="" ранее="" опубликованными="" narkhede="" et="" al.="" (2016).="" в="" этом="" исследовании="" экстракты="" амарканда="" давали="" крысам="" вистар,="" и="" через="" 2="" недели="" наблюдалось="" значительное="" снижение="" уровня="" лдг="" в="" крови="" животных.="" аналогичные="" результаты="" были="" получены="" и="" в="" другом="" исследовании,="" в="" котором="" у="" утомленных="" крыс,="" получавших="" водный="" экстракт="" из="" ферментированных="" рисовых="" отрубей,="" наблюдалось="" снижение="" уровня="" лдг="" в="" сыворотке="" (kim="" et="" al.,="">