Anti-Müdigkeits-Eigenschaften von tatarischen Buchweizenextrakten bei Mäusen

Kontakt: Audrey Hu WhatsApp/hp: 0086 13880143964 E-Mail:audrey.hu@wecistanche.com

Hong-Mei Jin* und Ping Wei

Yiwu Industrial & Commercial College, Yiwu 322000, Zhejiang, China; E-Mail: WeiPing75@qq.com

Abstrakt

Anti-MüdigkeitDie Eigenschaften von tatarischen Buchweizenextrakten (FSME) wurden an männlichen Kunming-Mäusen untersucht. Die Tiere wurden in vier Gruppen eingeteilt. Der ersten Gruppe, die als Kontrollgruppe (Kontrolle) bezeichnet wird, wurde 28 Tage lang jeden Tag destilliertes Wasser durch eine Schlundsonde verabreicht. Den anderen drei Gruppen, die als FSME-Behandlungsgruppen bezeichnet werden, wurden 60, 120 bzw. 240 mg FSME/kg Körpergewicht täglich über 28 Tage per Schlundsonde verabreicht. Erschöpfende Schwimmzeit, Blutmilchsäure (BLA), Blutharnstoffstickstoff (BUN), Gewebeglykogen, Glutathionperoxidase (GPx) und Superoxiddismutase (SOD) von Mäusen nach dem Schwimmen wurden bestimmt. Die Ergebnisse zeigten, dass tatarische Buchweizenextrakte hattenAnti-MüdigkeitEigenschaften, die die erschöpfende Schwimmzeit von Mäusen verlängerten, den Anstieg von BLA wirksam hemmten, den BUN-Spiegel verringerten, den Gewebeglykogengehalt und die Aktivitäten von SOD und GPx von Mäusen erhöhten. Es sind jedoch weitere Studien erforderlich, um den genauen Mechanismus der Wirkung von FSME auf Müdigkeit aufzuklären.

Schlüsselwörter:Anti-Müdigkeit; Tatarische Buchweizenextrakte; erschöpfender Schwimmtest; Mäuse

Cistanche ist eines der bekannten traditionellen Heilkräuter mit Anti-Müdigkeits-Wirkung

1. Einleitung

Fatigue geht bekanntermaßen mit einem Gefühl extremer körperlicher oder geistiger Erschöpfung einher, die auf starken Stress und harte körperliche oder geistige Arbeit zurückzuführen ist [1,2]. Sie kann in zwei Kategorien eingeteilt werden: körperliche Ermüdung, die durch Dinge wie erzwungenes Training oder Schwimmen verursacht wird; geistige Erschöpfung durch Schlafentzug etc. [3,4]. Es wird angenommen, dass körperliche Ermüdung mit einer Verschlechterung der Leistungsfähigkeit einhergeht [5–7]. Es gibt mehrere Theorien über die Mechanismen körperlicher Ermüdung, einschließlich der Erschöpfungstheorie, der Verstopfungstheorie und der Radikaltheorie usw. Die Erschöpfungstheorie und die Radikaltheorie haben das größte Interesse auf sich gezogen. Die Erschöpfungstheorie legt nahe, dass während des Trainings viele Energiequellen wie Glukose und Leberglykogen erschöpft werden, was zu körperlicher Ermüdung führt [8]. Die radikale Theorie legt nahe, dass intensives Training ein Ungleichgewicht zwischen dem Oxidationssystem und dem Antioxidationssystem des Körpers hervorrufen kann. Die Ansammlung reaktiver freier Radikale versetzt den Körper in einen Zustand von oxidativem Stress und schädigt den Körper, indem große Moleküle und Zellorgane angegriffen werden [7]. Mehrere Studien haben gezeigt, dass exogene diätetische Antioxidantien den Beitrag von belastungsinduziertem oxidativem Stress verringern und den physiologischen Zustand des Tieres verbessern können [9–12]. In den letzten Jahrzehnten haben Gesundheitswissenschaftler und Sportphysiologen nach natürlichen antioxidativen Komponenten gesucht, die nicht nur die sportlichen Fähigkeiten verbessern, die Ermüdung hinauszögern und die Beseitigung der Erschöpfung beim Menschen beschleunigen können, sondern auch wenige Nebenwirkungen haben [13].

Die Gattung Fagopyrum hat etwa 15 Arten, die in verschiedenen Teilen der Welt verbreitet sind [14]. Von diesen Arten werden weltweit nur zwei Arten von Buchweizen als Lebensmittel verwendet: der Gemeine Buchweizen (Fagopyrum esculentum) und der Tatarische Buchweizen (Fagopyrum tataricum) [15–17]. Gewöhnlicher Buchweizen wird fast auf allen Kontinenten angebaut, und tatarischer Buchweizen stammt ursprünglich aus Osttibet oder dem nordwestlichen Yunnan in China und wird nur in Asien, Europa und Nordamerika angebaut. Es wurde berichtet, dass die allgemeine Zusammensetzung von Rohprotein, Rohfaser, Rohfett und Rohasche von gewöhnlichem Buchweizen und tatarischem Buchweizen im Wesentlichen gleich ist [16]. Darüber hinaus kann tatarischer Buchweizen sogar mehr bioaktive Komponenten enthalten als gewöhnlicher Buchweizen. So wurde beispielsweise berichtet, dass der Flavonoidgehalt von tatarischem Buchweizen höher ist als der von gewöhnlichem Buchweizen [18]. Gu berichtete, dass der Gehalt an Flavonoiden in tatarischem Buchweizen bis zu 7 Prozent betragen könnte [19]. Liet al. fanden heraus, dass die Arten von Flavonoiden in tatarischem Buchweizen Quercetin, Kaempferol, Rutin, Kaempferol-3-rutinosid waren [20]. Frühere Forschungen haben gezeigt, dass tatarische Buchweizenextrakte (FSME) verschiedene pharmakologische Wirkungen haben, darunter blutdrucksenkende, antioxidative, hypoglykämische und hypolipidämische Wirkungen [15,21–23]. Insbesondere hat FSME höhere antioxidative Aktivitäten und wurde als starkes Antioxidans, Fänger einer Vielzahl reaktiver Sauerstoffspezies und Inhibitor der Lipidperoxidation beschrieben [24–26]. Die antioxidativen Aktivitäten von FSME könnten mit diesen Flavonoiden zusammenhängen und sind ein wichtiger Faktor, um Müdigkeit zu reduzieren oder zu verhindern. Allerdings wenig Informationen über dieAnti-Ermüdungseffektevon FSME ist derzeit bekannt. Daher wurde die vorliegende Studie entwickelt, um die zu bewertenAnti-MüdigkeitEigenschaften von FSME in einem Tiermodell für Müdigkeit. Die Auswirkungen von FSME auf biochemische Marker für Müdigkeit wurden ebenfalls bewertet.

2. Ergebnisse und Diskussion

2.1. Die Auswirkungen von FSME auf die erschöpfende Schwimmzeit von Mäusen

Die Verbesserung der Trainingsausdauer ist die stärkste Makrodarstellung vonAnti-MüdigkeitVerstärkung [27]. In der vorliegenden Studie haben wir einen ausführlichen Schwimmtest zur Bewertung des Ausmaßes der körperlichen Ermüdung ausgewählt. Die Länge der erschöpfenden Schwimmzeit gibt den Grad der Ermüdung an [28]. Wie in Abbildung 1 gezeigt, war die Schwimmzeit der FSME-Behandlungsgruppen (zweite, dritte und vierte Gruppe) länger (P < 0,05)="" als="" die="" der="" kontrollgruppe="" (erste="" gruppe).="" die="" schwimmzeit="" der="" zweiten,="" dritten="" und="" vierten="" gruppe="" erhöhte="" sich="" um="" 56,03="" prozent,="" 104,99="" prozent="" bzw.="" 128,57="" prozent.="" unsere="" ergebnisse="" deuteten="" darauf="" hin,="" dass="" die="" unterschiedlichen="" dosen="" von="" fsme="" die="" trainingsausdauer="" von="" mäusen="" erhöhen="" könnten,="" was="" darauf="" hindeutet,="" dass="" fsme="" anti-müdigkeitseffekte="">

Abbildung 1.Die Auswirkungen von tatarischen Buchweizenextrakten (FSME) auf die erschöpfende Schwimmzeit von Mäusen. Die Werte sind Mittelwerte ± SD. * P < 0,05="" im="" vergleich="" zur="" kontrollgruppe="" (erste="">

2.2. Die Auswirkungen von FSME auf BLA von Mäusen

Blutmilchsäure (BLA) ist das Glykolyseprodukt von Kohlenhydraten unter anaeroben Bedingungen, und die Glykolyse ist die Hauptenergiequelle für intensives Training in kurzer Zeit. Die Akkumulation von BLA ist ein Grund für Ermüdung während körperlicher Betätigung, und Medikamente können die Akkumulation von BLA hemmen und die Ausscheidung von BLA beschleunigen, was der Fall istAnti-MüdigkeitAktivität [29–31]. Daher ist BLA einer der wichtigsten Indikatoren zur Beurteilung des Ermüdungsgrads. Wie in Abbildung 2 gezeigt, war der BLA-Spiegel nach dem Schwimmen in den FSME-Behandlungsgruppen (zweite, dritte und vierte Gruppe) niedriger (P < 0,05)="" als="" der="" der="" kontrollgruppe="" (erste="" gruppe).="" die="" bla-spiegel="" der="" zweiten,="" dritten="" und="" vierten="" gruppe="" nahmen="" um="" 26,77="" prozent,="" 36,58="" prozent="" bzw.="" 41,89="" prozent="" ab.="" unsere="" ergebnisse="" legten="" nahe,="" dass="" die="" unterschiedlichen="" dosen="" von="" fsme="" den="" anstieg="" von="" bla="" von="" mäusen="" nach="" dem="" schwimmen="" hemmen="" könnten,="" was="" darauf="" hindeutet,="" dass="" fsme="" das="" auftreten="" von="" müdigkeit="" hinauszögern="">

Figur 2.Die Auswirkungen von FSME auf die Milchsäure im Blut von Mäusen. Die Werte sind Mittelwerte ± SD. * P < 0,05="" im="" vergleich="" zur="" kontrollgruppe="" (erste="">

2.3. Die Auswirkungen von FSME auf BUN von Mäusen

Blut-Harnstoff-Stickstoff (BUN) ist die Stoffwechselleistung von Protein und Aminosäuren. Harnstoff wird in der Leber als Endprodukt des Eiweißstoffwechsels gebildet und über das Blut zur Ausscheidung in die Nieren transportiert [32]. Proteine ​​und Aminosäuren haben einen stärkeren katabolischen Stoffwechsel, wenn der Körper nach langer körperlicher Betätigung nicht genug Energie durch den Zucker- und Fettstoffwechsel gewinnen kann; Der Harnstoffstickstoff steigt zu diesem Zeitpunkt offensichtlich an [32]. Es besteht eine positive Korrelation zwischen dem Harnstoffstickstoff in vivo und der Belastungstoleranz. Mit anderen Worten, je schlechter der Körper an die Belastungstoleranz angepasst ist, desto stärker steigt der Harnstoff-Stickstoffspiegel an [33,34]. Daher ist BUN ein weiterer Index für den Ermüdungszustand. Wie in Abbildung 3 gezeigt, war der Harnstoffspiegel in den FSME-Behandlungsgruppen (zweite, dritte und vierte Gruppe) nach dem Schwimmen niedriger (P < 0,05)="" als="" in="" der="" kontrollgruppe="" (erste="" gruppe).="" die="" bun-spiegel="" der="" zweiten,="" dritten="" und="" vierten="" gruppe="" wurden="" um="" 28,94 prozent,="" 38,86 prozent="" bzw.="" 35,45 prozent="" verringert.="" unsere="" ergebnisse="" deuteten="" darauf="" hin,="" dass="" die="" unterschiedlichen="" dosen="" von="" fsme="" den="" bun-spiegel="" von="" mäusen="" nach="" dem="" schwimmen="" senken="" könnten,="" was="" darauf="" hindeutet,="" dass="" fsme="" den="" proteinstoffwechsel="" reduzieren="" und="" die="" müdigkeit="" lindern="">

Figur 3.Die Auswirkungen von FSME auf den Blut-Harnstoff-Stickstoff von Mäusen. Die Werte sind Mittelwerte ± SD. * P < 0,05="" im="" vergleich="" zur="" kontrollgruppe="" (erste="">

2.4. Die Auswirkungen von FSME auf Gewebeglykogen von Mäusen

Die Verbesserung der körperlichen Leistungsfähigkeit könnte durch eine verringerte Rate des hepatischen und muskulären Glykogenabbaus und durch ein größeres Potenzial für den Fettsäurestoffwechsel erklärt werden [35]. Die bestimmende Rolle der Glykogenspeicher für die Fähigkeit zu längerer körperlicher Betätigung ist seit vielen Jahren bekannt. Der Leberglykogenabbau könnte ein wichtiger Faktor bei der Entstehung von Müdigkeit sein, da bei einem Abbau des Leberglykogens während des Trainings der Blutzuckerspiegel nicht mehr gehalten werden kann und die daraus resultierende Hypoglykämie zu einer Beeinträchtigung der Nervenfunktion führen könnte [36]. Auch die Bedeutung des Muskelglykogenspiegels bei Ausdauertraining wurde gezeigt, und es wird vermutet, dass der Abbau von Muskelglykogen ein Faktor für Müdigkeit und Erschöpfung war [37]. Wie in Tabelle 1 gezeigt, war der Glykogengehalt des Gewebes (Leber und Muskel) der FSME-Behandlungsgruppen (zweite, dritte und vierte Gruppe) nach dem Schwimmen höher (P < 0,05)="" als="" der="" der="" kontrollgruppe="" (="" erste="" gruppe).="" diese="" daten="" deuteten="" darauf="" hin,="" dass="" die="" anti-müdigkeits-aktivität="" von="" fsme="" mit="" der="" verbesserung="" der="" metabolischen="" kontrolle="" von="" körperlicher="" betätigung="" und="" der="" aktivierung="" des="" energiestoffwechsels="" zusammenhängen="">

Tabelle 1.Die Auswirkungen von FSME auf das Gewebeglykogen von Mäusen. Die Werte sind Mittelwerte ± SD. * P < 0,05="" im="" vergleich="" zur="" kontrollgruppe="" (erste="">

2.5. Die Auswirkungen von FSME auf GPx und SOD von Mäusen

Eine große Menge an Beweisen deutet darauf hin, dass reaktive Sauerstoffspezies (ROS) für die belastungsinduzierte Proteinoxidation verantwortlich sind und stark zur Muskelermüdung beitragen [38]. Glücklicherweise können endogene und exogene antioxidative Abwehrsysteme im Körper mit ROS fertig werden, einschließlich Vitamin E, Vitamin C, Beta-Carotin und antioxidative Enzyme (SOD, GPx und Katalase) [39]. SOD dismutasiert Superoxidradikale zu H2O2 und O2. GPx ist ein Enzym, das für die Reduktion von H2O2 oder organischen Hydroperoxiden zu Wasser bzw. Alkohol verantwortlich ist. Diese antioxidativen Abwehrmechanismen werden bei chronischer Müdigkeit und anderen Krankheitszuständen schwächer [7,40]. Somit kann die Verbesserung der Aktivitäten dieser Abwehrmechanismen dazu beitragen, Müdigkeit zu bekämpfen. Wie in Tabelle 2 gezeigt, waren die GPx- und SOD-Aktivitäten des Muskels der FSME-Behandlungsgruppen (zweite, dritte und vierte Gruppe) nach dem Schwimmen niedriger (P < 0,05)="" als="" die="" der="" kontrollgruppe="" (erste="" gruppe).="" diese="" daten="" deuteten="" darauf="" hin,="" dass="" fsme="" die="" aktivität="" dieser="" antioxidativen="" enzyme="" erhöhen="" könnte,="" was="" wiederum="" unterstützt,="" dass="" fsme="" eine="" wirkung="">Anti-Müdigkeits-Effekt.

Tabelle 2.Die Wirkungen von FSME auf Glutathionperoxidase (GPx) und Superoxiddismutase (SOD) des Skelettmuskels von Mäusen. Die Werte sind Mittelwerte ± SD. * P < 0,05="" im="" vergleich="" zur="" kontrollgruppe="" (erste="">

3. Experimenteller Teil

3.1. Pflanzenmaterial

Die Körner des tatarischen Buchweizens für diese Studie wurden von der Zhejiang Agricultural Institution (Hangzhou, China) gekauft. Sie wurden mit einer Haushaltsmahlmaschine (LH-08B, Jishou Zhongcheng Pharmaceutical Machinery Factory, Hunan, China) zu Pulver (180 Mikrometer) gemahlen, um das tatarische Buchweizenmehl zu erhalten.

3.2. Chemikalien und Reagenzien

Standards von Rutin wurden von Sigma Co. (St. Louis, MO, USA) erhalten. Assay-Kits zur Bestimmung von Milchsäure im Blut (BLA) wurden von Beijing Leadman Biochemistry Technology Co. Ltd. (Peking, China) bezogen. Assay-Kits zur Bestimmung von Blut-Harnstoff-Stickstoff (BUN), Gewebeglykogen, Glutathionperoxidase (GPx) und Superoxiddismutase (SOD) wurden vom Nanjing Jiancheng Biotechnology Institute (Nanjing, China) erworben. Alle anderen verwendeten Chemikalien waren analysenrein.

3.3. Herstellung von tatarischen Buchweizenextrakten

Tatarische Buchweizenextrakte (TBE) wurden gemäß dem von Cao et al. [fünfzehn]. Kurz gesagt wurden 10 g tatarisches Buchweizenmehl mit 200 ml Ethanol-Wasser (70:30, v/v) für 40 min unter Verwendung eines Ultraschallgenerators (KQ2200E, Kunshan Ultrasonic Instrument Co. Ltd., Kunshan, China) extrahiert. Der Überstand und die Rückstände wurden durch Vakuumfiltration getrennt. Die Rückstände wurden erneut mit dem oben beschriebenen Verfahren extrahiert. Die erste und zweite Extraktionslösung wurden gemischt und das Lösungsmittel im Vakuum mit dem Rotationsverdampfer und bei 40 Grad temperaturgeregelt verdampft, und die Rückstände wurden gefriergetrocknet und bis zur Verwendung bei 4 Grad gelagert.

3.4. Messung des Inhalts von Flavonoiden

Die Gehalte an Flavonoiden wurden mittels UV-Vis-Spektrophotometrie mit einem chromogenen System aus NaNO2-Al(NO3)3-NaOH [41–43] gemessen. Kurz gesagt, 5 ml ethanolische Buchweizenextrakte wurden mit 0,3 ml NaNO2 (5-prozentiger) Lösung und dann 0,3 ml Al(NO3)3 (10) gemischt. prozentige) Lösung wurde nach 6 min zugegeben. Als nächstes wurden genau 4 ml NaOH-Lösung (1 mol/l) zugegeben. Die fertige Mischung wurde dreimal geschüttelt und die Extinktion bei 510 nm gemessen. Rutin (50–500 mg/ml in 60 ml/100 ml Ethanol) wurde als Standard verwendet, was eine lineare Regressionsgleichung wie folgt ergibt: Absorption=0,1361 Rutin (mg/ml) − 0,0738 (R{{ 28}}.9997). Flavonoide wurden als Rutin-Äquivalente ausgedrückt und die Reaktionsmischung ohne Rutin wurde als Kontrolle verwendet.

3.5. Tiere und Pflege

Insgesamt sechsundneunzig 3- Monate alte männliche Kunming-Mäuse (20 ± 1,0 g) wurden vom Experimental Animal Center der Provinz Zhejiang erhalten (Zertifikat Nr. 20061372). Die Mäuse wurden sieben Tage lang in herkömmlichen Käfigen mit freiem Zugang zu Wasser und Nagetierfutter bei 20–22 Grad mit einem 12--Stunden-Hell-Dunkel-Zyklus gehalten, um eine Akklimatisierung zu ermöglichen, bevor die Experimente durchgeführt wurden. Das Versuchsprotokoll wurde vom Local Animal Care Committee des Yiwu Industrial & Commercial College genehmigt. Alle experimentellen Verfahren wurden in Übereinstimmung mit den internationalen Richtlinien für die Pflege und Verwendung von Labortieren durchgeführt.

3.6. Gruppierung von Tieren

Die Mäuse wurden zufällig in vier Gruppen aufgeteilt, die jeweils aus 24 Mäusen bestanden. Der ersten Gruppe, die als Kontrollgruppe (Kontrolle) bezeichnet wurde, wurde 28 Tage lang täglich destilliertes Wasser durch Sondenernährung verabreicht. Der zweiten, dritten und vierten Gruppe, die als BEE-Behandlungsgruppen bezeichnet werden, wurden 28 Tage lang täglich 60, 120 bzw. 240 mg BEE/kg Körpergewicht durch Schlundsonde verabreicht.

3.7. Ausführlicher Schwimmtest

In unserer Studie wurde ein ausführlicher Schwimmtest durchgeführt, um die Anti-Müdigkeitswirkung von FSME zu bewerten. Das verwendete Verfahren wurde zuvor beschrieben [44–46]. Der Schwimmtest wurde in einem Wasserbecken mit einstellbarer Strömung (50 cm x 50 cm x 40 cm) durchgeführt, das bis zu einer Tiefe von 30 cm mit Wasser gefüllt und auf einer Temperatur von 25 ± 1 Grad gehalten wurde. Die Strömung im Becken wurde durch Umwälzen von Wasser mit einer Pumpe erzeugt und die Strömungsstärke mit einem Wasserdurchflussmesser (Typ F45500, Blue White Co., Westminster, CA, USA) auf 8 l/min eingestellt. Das Wasser wurde bewegt, um die Gliedmaßen der Mäuse in Bewegung zu halten. Nach der abschließenden Behandlung mit TBE oder destilliertem Wasser ließ man die Mäuse 30 min ruhen. Dann wurden aus jeder Gruppe acht Mäuse für den erschöpfenden Schwimmtest herausgenommen. Ein Bleiblock (5 % des Körpergewichts) wurde auf die Schwanzwurzel der Mäuse geladen und die Schwimmzeit bis zur Erschöpfung aufgezeichnet. Es wurde festgestellt, dass die Mäuse erschöpft waren, wenn sie nach 7 s nicht an die Oberfläche kamen, um zu atmen [47].

3.8. Analyse biochemischer Parameter

Nach der abschließenden Behandlung mit TBE oder destilliertem Wasser ließ man die Mäuse 30 min ruhen. Dann wurden aus jeder Gruppe 16 Mäuse zur Analyse der biochemischen Parameter herausgenommen. Die Mäuse wurden gezwungen, 90 min ohne Belastung zu schwimmen [48]. Unmittelbar nach der Schwimmübung wurden die Mäuse mit Ether anästhesiert und Blutproben wurden in heparinisierten Röhrchen durch Herzpunktion zur Bestimmung von BLA und BUN gesammelt. Leber und Gastrocnemius-Muskeln wurden schnell herauspräpariert, in flüssigem Stickstoff eingefroren und bis zur Analyse zur Bestimmung von Gewebeglykogen, GPx und SOD bei –70 Grad gehalten. Die Bestimmung und das Arbeitsverfahren wurden gemäß den empfohlenen Verfahren durchgeführt, die in den Kits enthalten sind.

3.9. Statistische Analyse

Die Daten wurden mit SPSS 13.0-Version analysiert. Die Ergebnisse wurden als Mittelwert ± Standardabweichung ausgedrückt. Die Signifikanz der mittleren Differenz zwischen der Kontrollgruppe und jeder Behandlungsgruppe wurde durch Student's t-Test bestimmt. Als Kriterium der statistischen Signifikanz wurde das Niveau von P < 0,05="">

4. Schlussfolgerung

Die Ergebnisse zeigen, dass FSME Anti-Müdigkeitseigenschaften hatte, die die erschöpfende Schwimmzeit von Mäusen verlängerten, den Anstieg von BLA wirksam hemmten, den BUN-Spiegel senkten, den Gewebeglykogengehalt und die Aktivitäten antioxidativer Enzyme von Mäusen erhöhten. Der mutmaßliche Mechanismus vonAnti-MüdigkeitDie Aktivität von FSME besteht darin, dass sie den Anstieg von BLA verzögern und die Glykogenreserve des Gewebes nach dem Training erhöhen kann, was dazu beiträgt, die aerobe und anaerobe Trainingskapazität zu erhöhen. Darüber hinaus ist tartarer Buchweizen reich an Flavonoiden und FSME hat höhere antioxidative Aktivitäten, die als exogene Antioxidantien endogene Antioxidantien fördern oder mit diesen interagieren können, um ein kooperatives Netzwerk zellulärer Antioxidantien zu bilden. Es sind jedoch weitere Studien erforderlich, um den genauen Mechanismus der Wirkung von FSME auf Müdigkeit aufzuklären.

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