Anti-Müdigkeitsaktivität von Phenylethanoid-reichem Extrakt aus Cistanche deserticola

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Run-Lan Cai, Mei-Hua Yang, Yue Shi, Jun Chen, Yong-Chao Li und Yun Qi*

Einphenylethanoidreicher Extrakt(ECD) vonCistanche deserticola Y.C. Ma, eine holoparasitäre Pflanze und eine wertvolle traditionelle chinesische Medizin, wurde bewertet fürAnti-ErmüdungAktivität bei ICR-Mäusen. ECD (0,25, 0,50, 1,00 g/kg) wurde Mäusen 3 Wochen lang oral verabreicht. Die Schwimmzeit bis zur Erschöpfung war in den Behandlungsgruppen (0,50, 1,00 g/kg) länger als in der Kontrollgruppe (p< 0.01).="" the="" serum="" creatine="" kinase,="" lactate="" dehydrogenase,="" and="" lactic="" acid="" levels="" were="" decreased="" significantly="" in="" the="" treatment="" groups="" compared="" with="" the="" control="" group,="" while="" the="" contents="" of="" hemoglobin="" and="" glucose="" were="" increased="" significantly.="" in="" conclusion,="">ECDschien die Schwimmfähigkeit von Mäusen zu erhöhen, indem Muskelschäden verringert, die Ansammlung von Milchsäure verzögert und die Energiespeicherung verbessert wurden. Diese Ergebnisse liefern wissenschaftliche Beweise für die traditionelle chinesische medizinische Praxis vonC. deserticola.

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EINLEITUNG

Cistanche deserticola(Orobanchaceae), eine holoparasitäre Pflanze, kann in der Wüstenregion im Nordwesten Chinas gefunden werden. Es wird als traditionelles chinesisches Tonikum gegen Nierenmangel verwendet, gekennzeichnet durch Impotenz, Schmerzen in den Lenden und Knien, weibliche Sterilität und Verstopfung aufgrund von Trockenheit des Darms im Senil. Die Pflanze wird von den Einheimischen wegen ihrer ginsengartigen tonischen Wirkung "Wüsten-Ginseng" genannt. Tatsächlich wurde C. deserticola häufig in alten Rezepten zur Entwicklung körperlicher Stärke verwendet. Seine Wirksamkeit bei der Steigerung der körperlichen Ausdauer wurde in alten chinesischen medizinischen Büchern aufgezeichnet (Shang, 1993).

Pharmakologische Studien zeigten, dass C. deserticola-Extrakte antinozizeptive, antinfl-ammatorische (Lin et al., 2002) und beruhigende Wirkungen (Lu, 1998) besaßen. Es wurde berichtet, dass Phenylethanoide und Polysaccharide, die die wichtigsten aktiven Bestandteile dieser Pflanze sind, antioxidative (Xiong et al., 1996), hepatozytenschützende Wirkung (Xiong et al., 1998), KEINE radikale Fängeraktivität (Xiong et al., 2000) und immunologische Aktivität (Dong et al., 2007) haben. Allerdings haben sich nur wenige Studien aufAnti-ErmüdungAktivität. Eine frühere Studie ergab, dass der polysaccharidreiche Extrakt wenig zurAnti-ErmüdungAktivität von C. deserticola (Daten nicht ausgewiesen). Es wurde die Hypothese aufgestellt, dassphenylethanoidreicher Extrakt(ECD), das eine weitere wichtige Gruppe chemischer Bestandteile enthält, kann eine wichtige Rolle bei seiner Antiermüdungsaktivität spielen. Ziel dieser Studie war es, die Wirkung vonECDüber die körperliche Kraft und Ausdauer von Mäusen während erzwungener Schwimmexperimente.

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MATERIALIEN UND METHODEN

Pflanzenmaterial.

Die frischen flfl scheuen Stängel von C. deserticola wurden von der Yongning C. deserticola Plantage (Ningxia, China) zur Verfügung gestellt. Ein Belegexemplar wurde im Herbarium des Institute of Medicinal Plant Development (Chinese Academy of Medical Science, China) hinterlegt.

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Zubereitung der Extrakte.

Das luftgetrocknete Pflanzenmaterial wurde pulverisiert und durch Perkolation mit 70% EtOH extrahiert. Das Perkolat wurde unter reduziertem Druck verdampft und die Restflüssigkeit gefiltert. Das Filtrat wurde auf einer AB-8-Makroporenharzsäule (The Chemical Plant of Nankai University, China) mit 50% und 95% EtOH in Wasser als Elutionsmittel konzentriert und chromatographiert. Das 50%ige EtOH-Elutionsmittel wurde unter reduziertem Druck konzentriert und getrocknet, um eine phenylethanoidreiche Fraktion zu erhalten. Die Ausbeute der Fraktion betrug etwa 3,33% und der Gehalt der Phenylethanoide 58,9%. Verbascosid und Echinacosid waren zwei Hauptbestandteile in dieser Fraktion, wobei ihr Gehalt 5,6% bzw. 33,3% betrug.

Tiere, Gruppierungen und Versuchsplanung.

Vier Wochen alte männliche ICR-Mäuse wurden nach dem Zufallsprinzip in vier Gruppen eingeteilt.ECDIn Dosen von 0,25, 0,50, 1,00 g/kg Körpergewicht wurde den Mäusen durch intragastrische Verabreichung verabreicht, sukzessive Medikation für 3 Wochen, während die Kontrollgruppe das gleiche Volumen von 0,9% Kochsalzlösung erhielt. Die Mäuse wurden trainiert, zweimal pro Woche 20 Minuten lang zu schwimmen, um sich an das Schwimmen anzupassen. Nach 3 Wochen fasteten die Mäuse über Nacht, bevor erzwungene Schwimmstudien oder Blutentnahmen durchgeführt wurden. Alle Experimente wurden gemäß dem National Institutes of Health Guide for Care and Use of Laboratory Animals durchgeführt und vom Animal Ethics Committee des Institute of Medicinal Plant Development der Chinese Academy of Medical Sciences genehmigt.

Gewichtsbelasteter Schwimmtest.

Sechsundfünfzig Mäuse wurden in diesem Experiment verwendet, wie in Tabelle 1 gezeigt. Das Testverfahren war das gleiche wie von Porsolt et al. (1977) beschrieben. Kurz gesagt, 30 Minuten nach der letzten intragastrischen Verabreichung, wurden die Mäuse einzeln in ein Schwimmbad (65 × 45 × 40 cm) mit einer Wassertiefe von 35 cm bei 25,5 ± 0,5 ºC gelegt. Ein Zinndraht (5% des Körpergewichts) wurde auf die Schwanzwurzel der Maus geladen. Die Erschöpfung wurde durch die Beobachtung von Schwimmfehlern bestimmt, und die Schwimmperiode wurde als die Zeit angesehen, die die Maus im Wasser mit Kämpfen und notwendigen Bewegungen verbrachte, bis sie ihre Kraft erschöpfte und ertrunk. Die Mäuse wurden als erschöpft eingestuft, wenn sie nicht innerhalb eines Zeitraums von 10 s an die Wasseroberfläche aufsteigen konnten, um zu atmen. Die Schwimmzeit bis zur Erschöpfung wurde als Index der erzwungenen Schwimmkapazität verwendet.

Tabelle 1. Wirkung von ECD im erzwungenen Schwimmtest bei Mäusen

Bestimmung von Gewebeglykogen.

Nach dem gewichtsbelasteten Schwimmtest wurden die Leber und der Musculus gastrocnemius der Maus sofort seziert, im Trockeneis eingefroren und bei −80 ºC gehalten, bis eine Analyse des Glykogengehalts durchgeführt wurde. Der Glykogengehalt wurde nach der an anderer Stelle beschriebenen Methode gemessen (Chun und Yin, 1998).

Bestimmung der biochemischen Parameter des Blutes.

Um genügend Blut für den Assay zu sammeln, wurden weitere 48 Mäuse verwendet. Dann 30 min nach der letzten intragastrischen Verabreichung vonECDwurden die Mäuse gezwungen, 90 min lang im Schwimmbad (gewichtsentladen) zu schwimmen. Nach der Anästhesie mit Äther wurde das Blut jeweils in heparinisierten Röhrchen und ohne Antikoagulanzienröhrchen durch Ausrottung des linken Augapfels gesammelt. Die Vollblutproben wurden verwendet, um das Hämoglobin und die Milchsäure nach der HiCN-Methode (Hämoglobincyanid) (ASTM F 756-93, -86) bzw. der modifizierten Barker-Summerson-Methode (Pryce, 1969) zu bestimmen. Serum wurde durch Zentrifugation bei 1000 × g, 4 ºC für 15 min hergestellt und die Spiegel von Serumkreatinkinase, Laktatdehydrogenase, Harnstoffstickstoff, Gesamtprotein und Glukose wurden von einem automatischen biochemischen Analysator (Hitachi 7060, Hitachi, Ltd, Japan) mit kommerziellen Kits (Biosino Biotechnology Co., Ltd, Peking, China) bestimmt.

Tabelle 2. Wirkung von ECD auf die Serumbiochemie und das Gewebeglykogen von Mäusen

Statistik.

Die Ergebnisse wurden als Mittelwert ± SD ausgedrückt. Vergleiche zwischen Gruppen wurden mit dem t-Test von Student durchgeführt.

ERGEBNISSE UND DISKUSSION

Tabelle 1 zeigt, dass die Schwimmzeit in den ECD-verabreichten Gruppen signifikant länger war (0,50, 1,00 g/kg). Dieses Ergebnis zeigte, dassECDbesaß eineAnti-ErmüdungEffekt. Um den Mechanismus zu klären, wurden die biochemischen Parameter im Zusammenhang mit der Ermüdung sowohl bei ECD-behandelten als auch bei nicht behandelten Zwangsschwimmmäusen bewertet.

Kreatinkinase und Laktatdehydrogenase sind als genaue Indikatoren für Muskelschäden bekannt (Burr et al., 1997; Coombes und McNaughton, 2000). Ein Anstieg des Kreatinkinase- und Laktatdehydrogenasespiegels im Blut deutet darauf hin, dass Muskelschäden aufgetreten sind oder auftreten. Tabelle 2 zeigt, dass die Laktatdehydrogenase- und Kreatinkinasespiegel in den ECD-verabreichten Gruppen signifikant gesenkt waren (0,50 g/kg oder 1,00 g/kg), was darauf hindeutet, dassECDkönnte Muskelschäden beim erzwungenen Schwimmen verringern.

Hämoglobin wird allgemein als einer der Hauptfaktoren bezeichnet, die die Ausdauerfähigkeit verbessern können, indem sie Sauerstoff zu den Geweben transportieren. Der Gehalt an Milchsäure als metabolisches Nebenprodukt der anaeroben Glykolyse hat eine umgekehrte Beziehung zur Schwimmzeit. Es wurde beobachtet, dass der Hämoglobinspiegel in den ECD-verabreichten Gruppen signifikant erhöht und Milchsäure signifikant erniedrigt war (0,50, 1,00 g/kg).

Auffallend ist, dass im Glykogengehalt der Leber oder des Muskels zwischen den Kontroll- und ECD-behandelten Gruppen nach dem Schwimmtest kaum Unterschiede festgestellt wurden (Tabelle 2). Wie bekannt ist, überwiegt die Glykogenolyse gegenüber der Glukoneogenese bei gewaltsamem Training. Ein leichter Anstieg der Menge an hepatischem Glykogen in Verbindung mit dem signifikanten Anstieg des Glukosegehalts in den ECD-behandelten Gruppen (0,50, 1,00 g/kg) deutete darauf hin, dassECDkönnte die Speicherung von hepatischem Glykogen verbessern.

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Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ECD die Schwimmfähigkeit von Mäusen verbesserte, indem es Muskelschäden verringerte, die Ansammlung von Milchsäure verzögerte und die Energiespeicherung verbesserte. Es bedarf jedoch noch weiterer Studien, um den genaueren Mechanismus der Wirkung derECDauf Ermüdung und/oder Trainingsdauer.

REFERENZEN

Burr JR, Reinhart GA, Swenson RA, Swaim SE, Vaughn DM, Bradley DM. 1997. Biochemische Serumwerte bei Schlittenhunden vor und nach der Teilnahme an Langstreckenrennen. J Am Vet Med Assoc 211: 175–179.

Chun Y, Yin ZD. 1998. Glykogen-Assay zur Diagnose der weiblichen genitalen Chlamydia trachomatis-Infektion. J Clin Microbiol 36: 1081–1082.

Coombes JS, McNaughton LR 2000. Auswirkungen einer verzweigtkettigen Aminosäuresupplementierung auf Serumkreatinkinase und Laktatdehydrogenase nach längerem Training. J Sports Med Phys Fitness 40: 240–246.

Dong Q, Yao J, Fang JN, Dinq K. 2007. Strukturelle Charakterisierung und immunologische Aktivität von zwei aus Kaltwasser extrahierbaren Polysacchariden aus Cistanche deserticola Y. C. Ma. Carbohydr Res 342: 1343–1349.

Lin LW, Tsuen H, Tsai FH, Wang WH, Wu CR. 2002. Antinozizeptive und antiinffl ammatory Aktivität, verursacht durch Cistanche deserticola bei Nagetieren. J Ethnopharmacol 83: 177–182.

Lu MC. 1998. Studien zur beruhigenden Wirkung von Cistanche deserticola. J Ethnopharmacol 59: 161–165.

Porsolt RD, Bertin A, Jalfre M. 1977. Verhaltensverzweiflung bei Mäusen: ein primärer Screening-Test für ein Antidepressivum. Arch Int Phamacodyn Ther 229: 327–336.

Pryce JD 1969. Eine Modifikation der Barker-Summerson-Methode zur Bestimmung von Milchsäure. Analytiker 152: 1151–1152.

Shang ZJ 1993. Klassifizierte Materia Medica. Huaxia Verlag: Peking.

Xiong Q, Hase K, Texuka Y, Tani T, Namba T, Kadota S. 1998. Hepatoprotektive Aktivität von Phenylethanoiden aus Cistanche deserticola. Planta Med 64: 120–125.

Xiong Q, Kadota S, Tani T, Namba T. 1996. Antioxidative Wirkung von Phenylethanoiden aus Cistanche deserticola. Biol Pharm Bulle 19: 1580–1585.

Xiong Q, Texuka Y, Kaneko T et al. 2000. Hemmung von Stickstoffmonoxid durch Phenylethanoide in aktivierten Makrophagen. Eur J Pharmacol 400: 137–144.