Capsaicin und seine Wirkung auf Trainingsleistung, Müdigkeit und Entzündungen

Kontakt: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 und Stephen J. Ives 2,*

Abstrakt:Capsaicin (CAP) aktiviert den Kanal des transienten Rezeptorpotentials Vanilloid 1 (TRPV1) auf sensorischen Neuronen, wodurch die ATP-Produktion, die Gefäßfunktion, die Ermüdungsresistenz und damit die Trainingsleistung verbessert werden. Die zugrunde liegenden Mechanismen der CAP-induzierten ergogenen Wirkungen und der Ermüdungsresistenz bleiben jedoch schwer fassbar. Um die potenziellen Anti-Müdigkeitseffekte von CAP zu bewerten, führten 10 junge, gesunde Männer nach der Einnahme von Placebo (PL; Faser) oder CAP-Kapseln TTE-Versuche (85 % maximale Arbeitsleistung) mit konstanter Belastung durch in einem verblindeten, ausgeglichenen Crossover-Design, während die kardiorespiratorischen Reaktionen überwacht wurden. Die Ermüdung wurde mit der Interpolatedtwitch-Technik vor und nach dem Training während isometrischer maximaler freiwilliger Kontraktionen (MVC) bewertet. Keine signifikanten Unterschiede (p > 0,05) wurden bei den kardiorespiratorischen Reaktionen und der selbstberichteten Müdigkeit (RPE-Skala) während des Zeitfahrens oder beim TTE festgestellt (375 ± 26 bzw. 327 ± 36 s). CAP dämpfte die Reduktion des potenzierten Zuckens (PL: –52 ± 6 vs. CAP: –42 ± 11 Prozent, p=0.037) und tendierte dazu, die Abnahme der maximalen Relaxationsrate zu dämpfen (PL: –47 ± 33 vs .CAP: –29 ± 68 Prozent, p {= 0.057), aber keine maximale Rate der Kraftentwicklung, MVC oder freiwilligen Muskelaktivierung. Somit könnte CAP die neuromuskuläre Ermüdung durch Veränderungen in der afferenten Signalübertragung oder der neuromuskulären Relaxationskinetik abschwächen, möglicherweise vermittelt durch die Ca2 plus ATPase (SERCA)-Pumpen des sarco-endoplasmatischen Retikulums, wodurch die Rate von Ca2 plus Wiederaufnahme und Relaxation erhöht wird.

Schlüsselwörter: Motoneuron; afferent; Skelettmuskulatur; Herzleistung; Belüftung; Stoffwechsel; Durchblutung

Cistanche-Ergänzungenhat einAnti-Müdigkeits-Effekt.

1. Einleitung

Der wichtigste scharfe bioaktive Inhaltsstoff in Peperoni, Capsaicin (CAP), wird seit langem wegen seines therapeutischen Potenzials angesehen. Capsaicin (8-Methyl-N-vanillyl-trans-6-none amid) wird klassisch als Reizstoff beschrieben und ist ein bekannter endogener Aktivator des transienten Rezeptorpotentials Vanilloid Typ 1 (TRPV1) auf sensorische Neuronen modulierende Signale für Hitze und/oder Schmerzen. Die Exposition gegenüber CAP löst einen starken Einstrom von Neuronalkalzium aus, oft gefolgt von einer reflexartigen Herunterregulierung der TRPV1-Aktivität [1–3]. Aus diesem Grund ist CAP ein vielversprechendes klinisches Instrument zur Modulation von TRPV1--bezogenen Signalwegen, von Schmerzwahrnehmung [1–4], Entzündung [5] und Immunität [6] bis hin zu schwersten Pathologien wie Schizophrenie [7], Angstzuständen, Depression [8], Fettleibigkeit [9] und chronische Müdigkeit [10]. Die Einnahme von CAP erhöht die Thermogenese, indem sie die Katecholaminsekretion aus dem Nebennierenmark stimuliert, die Adipogenese verringert und den Energiestoffwechsel verbessert [11–15], die mitochondriale Biogenese und die Adenosintriphosphat (ATP)-Synthese verbessert und sogar zur Verbesserung der Marker für die kardiovaskuläre Gesundheit vorgeschlagen wird [16–20]. ].

Bei Nagetieren löst CAP ein spontanes aktives Verhalten aus, erhöht dosisabhängig die Greifkraft und die Schwimmzeit bis zur Erschöpfung [21–24]. Diese Steigerungen der körperlichen Leistungsfähigkeit korrelierten mit einem Anstieg des hepatischen Glykogengehalts [21], wahrscheinlich als Ergebnis einer Glykogeneinsparung [24] und einer erhöhten Fettsäureverwertung aufgrund einer CAP-induzierten adrenalen Katecholaminsekretion [22]. Darüber hinaus zeigten Studien an Mäusen, dass die TRPV1-Aktivierung durch CAP-Verabreichung PGC-1 hochreguliert, die mitochondriale Biogenese fördert, den Beitrag der oxidativen ATP-Produktion erhöht und die Expression oxidativer Fasern im Skelettmuskel hochreguliert [25,26]. In einem Mausmodell wird die CAP-induzierte Muskelrelaxation über eine direkte inhibitorische Wirkung auf die spannungsgesteuerten Ca2+-Kanäle innerhalb der Zelle vermittelt [4]. Darüber hinaus reguliert eine einzelne hohe Dosis von CAP die Expression des mitochondrialen Entkopplungsproteins UCP3 herunter und reduziert die ATP-Kosten der Kontraktion trotz einer unveränderten und zeitweise erhöhten elektrischen Zuckungskrafterzeugung [25,27]. Obwohl CAP in Zell- und Mausmodellen umfassend untersucht wurde, haben seine akuten physiologischen Wirkungen in vivo in Kombination mit körperlicher Betätigung relativ wenig Aufmerksamkeit erfahren, insbesondere beim Menschen.

Forscher haben die Auswirkungen der CAP-Einnahme und ihren Einfluss auf verschiedene Trainingsparadigmen bei gesunden Männern untersucht [28–31]. Daher gab es einige Berichte über Leistungsverbesserungen, die durch den Verzehr einer einzelnen 12-mg-Dosis von gereinigtem CAP während eines 1500- m Laufzeitversuchs [30], hochintensiver intermittierender Übung [28] und Widerstandstraining [29] induziert wurden. , aber nicht während einer 10 km Laufleistung [31]. Darüber hinaus reduzierte CAP die Bewertung der wahrgenommenen Anstrengung (RPE) während der Ausdauer- und Widerstandsaufgaben, ohne Unterschiede zwischen den Gruppen in der Laktatkonzentration, was auf eine mögliche vermittelnde Wirkung von CAP auf Müdigkeit oder Ermüdungsgefühle hindeutet. Im Gegensatz dazu beobachteten Opheim und seine Kollegen keine Auswirkung einer 7-tägigen Einnahme von 28,5 mg CAP auf die Leistung oder das Ausmaß der wahrgenommenen Ermüdung während wiederholter Sprintintervalle (15 × 30-m-Sprints innerhalb von Intervallen von 35 s), aber dieses Dosierungsschema führte zu signifikanten Ergebnissen Magen-Darm-Beschwerden [32], was die Bedeutung der Dosierung hervorhebt. Darüber hinaus konzentrierten sich diese oben genannten Studien zu CAP ausschließlich auf die Trainingsleistung, wodurch die zugrunde liegenden Mechanismen von CAP auf den Ermüdungsprozess weitgehend unerforscht blieben.

Bewegung erhöht die zirkulierenden Konzentrationen spezifischer entzündlicher Zytokine, z. B. Interleukin-6 (IL-6) und Interleukin-1 (IL-1) [33,34], die vorgeschlagen wurden als potenzielle Mediatoren der Ermüdung des zentralen Nervensystems bei verschiedenen Erkrankungen [35]. Hochintensives Training erhöht auch die Speichel-Amylase-Aktivität [36] und den Cortisolspiegel [37], was wahrscheinlich die neuroendokrine Reaktion auf das Training widerspiegelt; Cortisol hat nachweislich entzündungshemmende Eigenschaften, daher sollten entzündliche und entzündungshemmende Reaktionen zusammen betrachtet werden. Darüber hinaus hat CAP bekannte analgetische und entzündungshemmende Eigenschaften sowie die Fähigkeit, die Expression mehrerer proinflammatorischer Zytokine und Chemokine zu reduzieren [38,39]. Nach unserem Wissen haben bis heute keine Studien die potenziellen Mechanismen von CAP-assoziierten Leistungsverbesserungen untersucht, insbesondere ob CAP die entzündlichen oder endokrinen Reaktionen auf körperliche Betätigung verändern und dadurch die Ermüdungsreaktion bei Menschen beeinflussen kann.

Angesichts des Mangels an Daten haben wir daher versucht, die potenziellen Auswirkungen des akuten oralen CAP-Konsums auf die Trainingsleistung, Müdigkeit und die entzündliche endokrine Reaktion unter Verwendung eines verblindeten, placebokontrollierten Crossover-Designs mit Gegengewicht zu untersuchen. Das Hauptziel unserer Studie war um die intrinsischen physiologischen Wirkungen der Capsaicin-Verabreichung bei jungen, gesunden Personen besser zu verstehen und um eine Lücke in der Literatur zu füllen, die die ergogene und Ermüdungsresistenz von Capsaicin beim Menschen betrifft. Um dies zu erreichen, haben wir die Zuckungsinterpolationstechnik verwendet, um das Ausmaß der peripheren Ermüdung aufzudecken und den Beitrag des Zentralnervensystems (freiwillige Aktivierung) zur maximalen willkürlichen Kontraktion zu interpretieren. Wir stellten die Hypothese auf, dass eine CAP-Ergänzung die Radfahrleistung verbessern und/oder die beobachtete neuromuskuläre Ermüdung nach einer Radfahrübungszeit bis zur Erschöpfungsstudie unter Verwendung der interpolierten Zuckungstechnik abschwächen würde, was auf eine abgeschwächte endokrine und entzündliche Reaktion auf die Übung zurückzuführen sein könnte.

2. Materialien und Methoden

2.1. Themen und allgemeine Verfahren

Dreizehn junge und körperlich aktive Männer wurden für diese Studie vom Skid-more College und der umliegenden Gemeinde rekrutiert. Um aufgenommen zu werden, müssen die Teilnehmer gesund und ohne kardiovaskuläre, neuromuskuläre, pulmonale oder metabolische Erkrankungen in der Vorgeschichte gewesen sein. Darüber hinaus durften die Teilnehmer keine aktuellen oder kürzlichen (weniger als 6 Monate) Raucher sein, keine bekannten Allergien und/oder übermäßige Empfindlichkeit gegenüber scharfen Speisen (z. B. Peperoni, Jalapenos, Paprika usw.) oder Ballaststoffen (Flohsamenschalen) haben. Die Gesundheitsgeschichte und die Eignung der Teilnehmer wurden anhand von Gesundheitsfragebögen überprüft, um die Eignung zu beurteilen (AHA/ACSMPre-Participation Screening Questionnaire and Physical Activity Readiness Questionnaire [PAR-Q]). Die Teilnehmer wurden gebeten, mindestens 2 Tage vor jedem Versuchsbesuch keine Vitamine oder ergogene Nahrungsergänzungsmittel (z. B. L-Arginin, Citrullin-Malat, Pre-Workout) zu sich zu nehmen und 24 Stunden vor dem Test auf Alkohol und Koffein zu verzichten. Sie wurden gebeten, sich 2 Stunden vor den Tests im Labor zu melden. Alle Teilnehmer gaben vor der Teilnahme an der Studie eine schriftliche Einverständniserklärung ab. Das Studienprotokoll wurde gemäß den neuesten Überarbeitungen der Deklaration von Helsinki durchgeführt und vom Institutional Review Board (IRB#1807-733) und den Institutional Biosafety Committees des Skidmore College genehmigt.

Cistanche-Extrakt-Pulver

2.2. Experimentelles Design

Die Probanden meldeten sich an drei verschiedenen Tagen im Labor, mit mindestens 72 Stunden zwischen den Sitzungen (siehe Abbildung 1). Anthropometrische und Körperzusammensetzungsdaten wurden in der ersten Sitzung mittels Luftverdrängungsplethysmographie (Bod Pod, Cosmed, Concord, CA, USA) erhoben [40]. Die Teilnehmer wurden dann gebeten, auf einem magnetgebremsten Fahrradergometer (828E, Monark, Cosmed, Vansbro, Schweden) einen Maximalinkrementaltest durchzuführen, beginnend bei 50 W mit Schritten von 25 W/min, bei einer selbstgewählten Trittfrequenz, die für die Dauer von beibehalten wurde der inkrementelle Test sowie anschließende experimentelle Versuche. Der Test wurde fortgesetzt, bis die Teilnehmer die vorgeschriebene Arbeitsbelastung nicht mehr fortsetzen konnten. Am Ende der Sitzung wurden die Teilnehmer mit den isometrischen maximal freiwilligen Kontraktionen und den elektrisch evozierten Muskelkontraktionen vertraut gemacht. In einem einfach verblindeten, gegengewichtigen Crossover-Design wurden die Teilnehmer an den Tagen 2 und 3 gebeten, entweder 2 × 390 mg CAP-Kapseln (Capsicool, Natures Way, Medley FL, USA) oder 2 × 500 mg Placebo-Pillen (PL; Fibre , Psyllium Husk, Kirkland Signature, Seattle, WA, USA). Die Kapseln hatten ein ähnliches Aussehen (z. B. Farbe, Größe usw.), einen ähnlichen Geschmack (beide waren mit Zellulose/Hypromellose-Kapseln umhüllt) und wurden unauffällig codiert, um eine Verblindung sicherzustellen. Die Dosierung entsprach den vom Hersteller empfohlenen Richtlinien und wurde in Pilotversuchen gut vertragen. Die Zeit bis zum Erreichen des Maximums der Serumkonzentration von CAP nach oraler Einnahme beträgt ~1 h [41]; Aus diesem Grund wurde die Ermüdungsbewertung im Ruhezustand 50 Minuten nach der Einnahme der Tablette bewertet, um eine angemessene Bioverfügbarkeit sicherzustellen. Darauf folgte eine zyklische Übung mit konstanter Last (85 Prozent der Spitzenleistung) bis zur Erschöpfung (TTE) und eine weitere Ermüdungsbewertung unmittelbar nach der Übung (weniger als oder gleich 60 s). Die neuromuskuläre Bewertung bestand aus 6 maximalen freiwilligen Kontraktionen (MVC) und überlagerten Zuckungen, Versuchen vor und nach der Zeit bis zur Erschöpfung. Der Fahrradtest wurde beendet, wenn die Probanden das selbst gewählte Tempo nicht länger als 10 s beibehalten konnten. Speichelproben wurden während der experimentellen Versuche dreimal gesammelt: vor Beginn der ersten neuromuskulären Bewertung, nach der letzten neuromuskulären Bewertung und nach 5 Minuten Erholung.

Abbildung 1. Experimentelles Design der Studie.

Die Ventilation (VE) und der pulmonale Gasaustausch (VO2, VCO2) wurden Atemzug für Atemzug in Ruhe und während der beiden Versuche durch ein Mundstück und ein Einweg-Rückatmungsventil (Hans Rudolph 2700, Shawnee, KS, USA) gemessen. Nasenclip und der Exspirationsport, der mit einem Stoffwechselwagen gekoppelt ist (TrueOne 2400, Parvomedics, Sandy, UT, USA) [42]. Gleichzeitig wurden zentrale hämodynamische Marker (HR: Herzfrequenz; SV: Schlagvolumen; CO: Herzzeitvolumen) mit einem nicht-invasiven Thorax-Impedanz-Kardiographen (PhysioFlow®, Paris, Frankreich) erhoben. Die Gültigkeit und Zuverlässigkeit dieser Methode wurden bereits früher festgestellt [43].

2.4. Bewertung der neuromuskulären Funktion und Ermüdung

Die folgenden Methoden wurden ähnlich wie frühere Studien durchgeführt [44,45]. Dementsprechend wurden nach entsprechender Hautvorbereitung zwei vollflächige festhaftende Hydrogel-Stimulationselektroden (Größe: 50 90 mm, Myotrode Plus, Globus G0465) auf dem Quadrizeps angebracht: Die Anode wurde auf dem proximalen Teil des Oberschenkels platziert , während die Kathode auf dem distalen Teil der Beinstrecker, 3 cm über der Patella platziert wurde. Die Stimulationsintensität wurde vor den Messungen in 25- mA-Schritten bestimmt, bis die Größe der evozierten Zuckung und des zusammengesetzten Muskelaktionspotentials (M-Welle) keinen weiteren Anstieg mehr zeigte. Die stimulierte Zuckungskraft wurde mit einem angemessen kalibrierten Kraftaufnehmer (MLP-300; Transducer Techniques, Temecula, CA, USA) gemessen, der statisch mit einem maßgefertigten Stuhl durch einen nicht nachgiebigen Gurt verbunden war, der um den Knöchel des Selbst gelegt wurde - Gemeldete dominante Extremität (in allen Fällen rechtes Bein). Die Probanden saßen während der Ermüdungsbewertungen mit einer Kniebeugung von 90°. Die überlagerte Zuckung (SIT) und die Zuckungskraft in Ruhe (Qtw, pot) wurden während einer 5-s MVC der Kniestrecker und nach 2-s entspannter Muskulatur gemessen. Dieses Verfahren wurde sechsmal vor und nach der Zeit bis zur Erschöpfungs-Fahrradübung wiederholt. Die Daten der drei besten MVCs wurden analysiert und gemittelt. Die freiwillige Muskelaktivierung (VMA-Prozent) wurde als VMA-Prozent=berechnet [1- (SIT/Qtw,Topf)x100]. Spitzenkraft, maximale Kraftentwicklungsrate (MRFD) und maximale Relaxationsrate (MRR) wurden für alle Qtw, Pot analysiert. Die Spitzenkraft wurde als der höchste Wert berechnet, der für jedes Qtw erreicht wurde, Topf, MRFD und Spitzen-MRR der Ruhezuckung wurden als die maximale Steilheit der Steigung über ein 10- ms-Intervall berechnet. Die Daten wurden unter Verwendung eines Biopac-Systems (MP150) gesammelt und unter Verwendung des AcqKnowledge AD-Erfassungssystems (v. 4.4, Biopac, Goleta, CA, USA) auf einem separaten Computer aufgezeichnet. Alle Daten während der Erschöpfungszeit wurden alle 30 s analysiert. Um die potenziellen Auswirkungen von CAP auf die Wahrnehmung von Müdigkeit zu verstehen, haben wir während der Studien jede Minute die Ganzkörper- und Beinfrequenz der wahrgenommenen Anstrengung (RPEtot bzw. RPEleg) bewertet.

2.5. Mikrovaskuläre Oxygenierung

Die mikrovaskuläre Oxygenierung wurde mit einem frequenzaufgelösten Nahinfrarot-Spektroskopie-Oximeter mit mehreren Distanzen (NIRS; Oxiplex TS; ISS, Champaign, IL, USA) überwacht. Die NIRS-Technik ermöglicht nicht-invasive und kontinuierliche Messungen von sauerstoffreichem (HbO2), sauerstoffarmem (HHb) und Gesamthämoglobin (Hbtot) bei einer Frequenz von 2 Hz. Die Sonde wurde jedes Mal vor der Verwendung kalibriert und dann auf dem Vastus lateralis des nicht dominanten (linken) Beins positioniert und mit Klebeband und einem Verband befestigt, um Lichtkontamination zu vermeiden, wie in früheren Studien [46–48]. Aufgrund identischer spektraler Qualitäten sind Hämoglobin und Myoglobin mittels NIRS nicht eindeutig identifizierbar und stellen somit ein Konglomeratsignal dar.

2.6. Speichelanalyse

Proben von {{0}} ml Vollspeichel wurden wie oben angegeben mittels passiver Speicheltechnik entnommen und sofort bis zum Assay bei –80 °C gelagert. Die Analyse von Cortisol, IL-1 , IL-6 und -Amylase wurde unter Verwendung von im Handel erhältlichen ELISA- und enzymatischen Kits (Sali-metrics, Carlsbad, CA, USA) durchgeführt. Die Assays wurden mit Proben/Standards in doppelter Ausführung gemäß den Richtlinien des Herstellers durchgeführt und mit einem kolorimetrischen Spektrophotometer (iMark, Biorad, Hercules, CA, USA) abgelesen. Die Linearität für diese Assays war R2 > 0,99, während der Variationskoeffizient (CV) war<5% on="" standards="" for="" all="">

2.7. Biochemische Analyse von Kapseln

Capsaicin-Ergänzungen (n {0}}) und Kontrollfaser-Ergänzungen (n=3) wurden durch Extraktion mit Ethanol analysiert, um die Menge der Analyten Capsaicin und Dihydrocapsaicin in jeder Ergänzung zu quantifizieren, da beide auf TRPV1 wirken . Der Inhalt jeder Ergänzung wurde in 1,5 ml Ethanol vereinigt und acht Stunden in einem Ofen bei 80 °C unter periodischem Schütteln zum Extrahieren belassen. Die Proben wurden filtriert und der Extrakt mittels HPLC (Thermo Vanquish, Waltham, MA, USA) mit massenspektrometrischer Detektion (Thermo ISQ-EC, Waltham, MA, USA) analysiert, um den Gehalt an Capsaicin und Dihydrocapsaicin zu quantifizieren. Externe Standards waren verwendet für die Kalibrierung mit einem typischen Intra-Assay-VK von 3 Prozent und einer Linearität von R2 > 0,995.

2.8. Statistische Analyse

In einem einseitigen Design mit gepaarten Stichproben wurde eine Effektgröße von 0,8 und ein Alpha von 0,05, eine Stichprobengröße von 12 Teilnehmern geschätzt, um sicherzustellen, dass a statistische Power von {{10}}.80 (G*Powersoftware, Kiel, Deutschland). Statistische Vergleiche wurden mit kommerziell erhältlicher Software (Prism v. 8.0, GraphPad Software, San Diego, CA, USA) durchgeführt. Die Daten während der TTE (kardiovaskuläre, ventilatorische, entzündliche und RPE-Variablen) wurden unter Verwendung einer zweifachen Varianzanalyse mit wiederholten Messungen (ANOVA) analysiert, um die Unterschiede zwischen den Studien zu bewerten. Tests auf Normalität und Annahmen wurden durchgeführt, wenn eine signifikante Verletzung festgestellt wurde, wurde eine entsprechende Anpassung der Freiheitsgrade vorgenommen. Für die TTE war der letzte Zeitpunkt die subjektive Zeit bis zum Versagen der Aufgabe. t-Tests mit gepaarten Stichproben wurden verwendet, um die Unterschiede zwischen den Zuständen in den Prä-zu-Post-TTE-Veränderungen in den neuromuskulären Bewertungen zu bewerten. Statistische Signifikanz wurde erklärt, wenn p < 0,05.="" die="" daten="" sind="" als="" mittelwerte="" ±="" standardabweichung="" dargestellt,="" sofern="" nicht="" anders="">

3. Ergebnisse

3.1. Teilnehmereigenschaften

Zehn junge, gesunde und körperlich aktive Männer erfüllten alle Einschlusskriterien und schlossen alle Versuche ab (Tabelle 1). Die kardiorespiratorischen Parameter vor dem Training unterschieden sich nicht zwischen den Studien (alle p > 0,05, Daten nicht gezeigt).

3.2. Ergänzungsanalyse

Beispielaufzeichnungen von Absorptionsspektren für Capsaicin und Dihydrocapsaicin, die für die anschließende Quantifizierung verwendet wurden, sind in Abbildung 2 dargestellt. Der durchschnittliche Capsaicingehalt in jeder Ergänzung betrug 0,957 mg/Tablette mit einem Bereich von 0,951–{ {5}},969 mg/Kapsel, somit betrug die Gesamtdosis 1,914 mg. Für Dihydrocapsaicin lag der Durchschnitt bei 0,329 mg/Kapsel mit einem Bereich von 0,326–0,332 mg/Kapsel, somit betrug die Gesamtdosis 0. 658mg. Die Kontroll-Faserergänzungen enthielten keine nachweisbaren Mengen an Capsaicin oder Dihydrocapsaicin.

Abbildung 2. Extinktionssignal der Probe

3.3. Trainingsleistung, neuromuskuläre Funktion und Ermüdung

Sowohl die Placebo- als auch die Capsaicin-Bedingungen zeigten ähnliche Erschöpfungszeiten (TTE) von 375 ± 26 bzw. 327 ± 36 s (p > 0.05, Abbildung 3A). Bezüglich der Kraft vor Belastung unterschieden sich die MVCs zwischen den beiden Bedingungen nicht (640 ± 127 vs. 643 ± 161 N, p > 0.05), sowie nach dem TTE (479 ± 125 vs. 499 ± 133 N, p > 0.05). Dementsprechend zeigten die Grundlinienzuckungen im Ruhezustand (Qtw, Pot) ähnliche Werte (201 64 vs. 205 59 N, p > 0,05), tendierten jedoch zu einem größeren Qtw, Pot unmittelbar nach dem Training in der CAP-Bedingung als im Vergleich zur PL-Bedingung (100 ± 28 vs. 116 ± 37 N, p=0.07, Abbildung 4F). Dies zeigt sich auch in der prozentualen Veränderung des Rückgangs von Qtw, Pot nach dem Training unter den beiden Bedingungen, die statistische Signifikanz erreichten (52 ± 6 vs. 42 ± 11 Prozent, p=0.037, Abbildung 4E). Als die potenzierte Zuckung (Qtw, Pot Prozent) als Funktion von TTE aufgetragen wurde, zeigte sich eine signifikante positive Korrelation sowohl mit PL (r=0,7, p=0,04) als auch mit CAP (r {{42 }}.7, p=0.04) wurde beobachtet (Abbildung 3B). Der VMA-Prozentsatz wurde weder durch Training noch durch die Nahrungsergänzung beeinflusst (p > 0,05). Betrachtet man die intrinsischen kontraktilen Muskelfunktionen, zeigten MRR und MRFD signifikante Reduktionen der Pre-to-Post-TTE (p < 0,000).="" darüber="" hinaus="" milderte="" cap="" die="" belastungsinduzierte="" abnahme="" der="" mrr="" (p="0,01;" abbildung="" 4c).="" insbesondere="" in="" der="" pl-bedingung="" wurde="" die="" mrr="" um="" 57="" ±="" 22="" prozent="" reduziert,="" während="" sie="" in="" cap="" nur="" um="" 41="" ±="" 19="" prozent="" abgeschwächt="" wurde.="" im="" gegensatz="" dazu="" nahm="" die="" mrfd="" unter="" beiden="" bedingungen="" ähnlich="" ab,="" nämlich="" um="" 55="" ±="" 16="" prozent="" und="" 49="" ±="" 21="" prozent="" bei="" pl="" bzw.="" cap="" (abbildung="">

Abbildung 3. Zeit bis zur Erschöpfung

3.4. Mikrovaskuläre Oxygenierung während der TTE

Nach CAP- oder PL-Einnahme, Muskeloxygenierung vor dem Training (StO2 Prozent; 64 ± 3 vs. 68 ± 8 Prozent), Gesamthämoglobingehalt (THC; 63 ± 23 vs. 66 ± 20 μM) , sauerstoffreiches Hämoglobin (HbO; 40 ± 14 vs. 44 ± 11 μM) und sauerstoffarmes Hämoglobin (Hb; 23 ± 10 vs. 22 ± 10 μM) unterschieden sich zwischen den Bedingungen nicht (p > 0,05). Der Beginn der TTE veränderte die Indizes der mikrovaskulären Muskeloxygenierung, aber die Veränderungen waren bei der CAP-Behandlung nicht anders. Die Muskeldurchblutung zeigte jedoch einen allgemeinen Trend zu höheren Werten mit CAP, der sich während des Trainings umkehrte, wobei THC (77,5 ± 28,1 vs. 80,2 ± 30,9 μM) und Hb (36,2 ± 20,3 vs. 40,2 ± 19,4 μM) in der PL höher waren Bedingung. Wenn wir uns die Hyperämie während der Genesung ansehen, zeigte CAP im Vergleich zu PL höhere StO2-Spiegel (71,6 ± 1,6 vs. 69,5 ± 2,8 Prozent, p=0,02), aber es gab keine Unterschiede zwischen den Bedingungen [THC] (90,1 ± 29,7 vs. 88,9 ± 31,8 μM), [HbO] (64,7 ± 22,0 vs. 62,3 ± 23,1 μM) und [Hb] (25,4 ± 7,9 vs. 26,7 ± 9,3 μM).

Abbildung 4. Neuromuskuläre Funktionsparameter, ausgedrückt als belastungsinduzierte relative Veränderung nach der Zeit bis zur Erschöpfung (TTE) bei jungen aktiven Männern (n=10).

3.5. Zentrale Hämodynamik, Ventilation und wahrgenommene Anstrengung während der TTE

Die Indizes der zentralen Hämodynamik (HR, SV und CO) wurden durch die beiden Bedingungen nicht unterschiedlich beeinflusst (Abbildung 5). Es wurden keine statistisch signifikanten Bedingungs-Zeit-Wechselwirkungen (p > 0.05) für HR, SV und CO sowohl während der Grundlinie als auch während des Trainings beobachtet. Wie erwartet gab es einen Haupteffekt der Zeit für alle zentralen hämodynamischen Marker (p < 0,00),="" aber="" keinen="" effekt="" der="" cap-="" oder="" pl-verabreichung.="" mit="" cap="" war="" die="" hf-spitze="" während="" des="">

180 ± 7 bpm, SV war 212 ± 48 ml/min und CO war 36 ± 8 l/min. In Übereinstimmung mit PL betrug der HR-Peak 181 ± 9 bpm, SV 225 ± 49 ml/min und CO 38 ± 9 l/min. Ein signifikanter Zeiteffekt wurde für die Beatmungsreaktionen auf die Belastung (p < {{30}}},05)="" in="" vo2,="" ve="" und="" rer="" (daten="" nicht="" gezeigt)="" gefunden,="" während="" keine="" wechselwirkung="" oder="" bedingungswirkung="" gezeigt="" wurde="" .="" darüber="" hinaus="" stieg="" die="" bewertung="" der="" wahrgenommenen="" anstrengung="" (abbildung="" 5d)="" sowohl="" des="" ganzkörpers="" als="" auch="" des="" beins="" entsprechend="" dem="" fortschreiten="" der="" übung="" und="" unabhängig="" von="" der="" behandlung="" (rpetot:="" 7,8="" ±="" 2,2="" vs.="" 6,9="" ±="" 2,8;="" rpeleg:="" 9,3="" ±="" 1,3="" vs.="" 9,0="" ±="" 1,1;="" alle="" p=""> 0,05).

3.6. Stress und entzündungsfördernde Biomarker

CAP beeinflusste die Cortisolsekretion im Speichel zu Studienbeginn, während und nach dem Training nicht. Tatsächlich gab es einen Haupteffekt der Zeit (p {{0}}.002) mit einem Anstieg der Cortisolkonzentration im Speichel während der Erholung; CAP beeinflusste jedoch nicht die Gesamtkinetik (p > 0,05, Tabelle 2). Die Aktivität der Speichel-Amylase neigte dazu, mit CAP reduziert zu werden (p=0,07), und zeigte bei beiden Zuständen einen Haupteffekt der Zeit (p < 0,001,="" tabelle="" 2).="" betrachtet="" man="" die="" interleukine,="" so="" erhöhte="" cap="" die="" durchschnittliche="" il-6-konzentration="" im="" speichel="" (p="0.009)" zu="" beginn="" und="" während="" des="" trainings,="" dann="" sank="" das="" niveau="" nach="" dem="" training="" auf="" pl-konzentrationen.="" darüber="" hinaus="" tendierte="" cap="" dazu,="" den="" anstieg="" von="" il-1="" nach="" dem="" training="" abzuschwächen="" (p="0.053," tabelle="">

4. Diskussion

Diese Studie versuchte, die potenziellen Auswirkungen der akuten oralen Capsaicin (CAP)-Verabreichung auf die Radausdauerleistung bis zur Erschöpfung zu bestimmen und die damit verbundenen physiologischen Mechanismen zu analysieren, die der neuromuskulären Ermüdung zugrunde liegen. Obwohl es keine Unterschiede zwischen CAP und PL in der Radfahrleistungszeit bis zur Erschöpfung gab, dämpfte CAP die Abnahme des potenzierten Zuckens nach dem Training. Es wirkte sich teilweise auf die kontraktile Kinetik des Muskels aus und sorgte für eine größere Entspannungsrate, aber keinen Unterschied in der Kontraktionsrate. CAP hatte keine Auswirkungen auf die kardiorespiratorischen, Ermüdungsempfindungen oder mikrovaskulären Reaktionen auf die TTE-Studie. Dies deutet auf eine potenzielle Verstärkung der Pumpaktivität des sarkoendoplasmatischen Retikulums Ca2 plus ATPase (SERCA) hin, wodurch die Muskelentspannung erhalten bleibt. Darüber hinaus modulierte CAP Veränderungen in den entzündungsfördernden Interleukinen und dämpfte den Anstieg von IL-1 während der Erholung. Teilweise in Übereinstimmung mit unserer Hypothese verbesserte CAP die Zeit bis zur Erschöpfung nicht, aber es schien die periphere neuromuskuläre Ermüdung abzuschwächen, die Muskelrelaxationsrate zu erhöhen und die Entzündungsreaktion vorübergehend zu verändern, unabhängig von Änderungen der kardiorespiratorischen oder mikrovaskulären Reaktionen.

4.1. GAP und Trainingsleistung

Bisher haben nur wenige Forscher die Rolle von Capsaicin während des Trainings beim Menschen untersucht [28–32]. Unseres Wissens nach ist dies die erste Studie, die untersucht, wie CAP die neuromuskuläre Ermüdung beim Menschen in physiologischer Hinsicht und nicht nur mit Wahrnehmungsindizes beeinflusst. Tatsächlich scheint die akute Einnahme von CAP die Leistung oder Ermüdungsresistenz während eines Laufzeitfahrens [30], eines hochintensiven intermittierenden Trainings [29] und eines Widerstandstrainings [28] zu erhöhen. In der vorliegenden Studie haben wir jedoch keine Leistungsverbesserung beobachtet (Abbildung 3), was mit den Ergebnissen von Opheim und Kollegen übereinstimmt [32]. Frühere Arbeiten an Nagetieren deuten darauf hin, dass CAP die Leistung dosisabhängig steigert [21–24], daher ist es möglich, dass die in der vorliegenden Studie verwendete Dosis nicht ausreichte, um eine Leistungsverbesserung hervorzurufen; Wir könnten jedoch die Ersten sein, die den Capsaicin/Dihydrocapsaicin-Gehalt des Nahrungsergänzungsmittels tatsächlich überprüft haben, und, was noch wichtiger ist, wir haben jede potenzielle erhebliche Magen-Darm-Beschwerden vermieden, die die Trainingsleistung beeinträchtigt haben könnte.

4.2. CAP und belastungsinduzierte neuromuskuläre Ermüdung

In der aktuellen Studie waren nach dem Radfahrversuch die Indizes der Ermüdung der Bewegungsmuskulatur erwartungsgemäß alle negativ beeinflusst. Tatsächlich nahmen sowohl die Kraft als auch die freiwillige Muskelaktivierung unabhängig von der CAP-Supplementierung in ähnlichem Maße ab (Abbildung 4). Interessanterweise wurden die belastungsinduzierten Verringerungen der Indizes der peripheren Ermüdung mit CAP anscheinend abgeschwächt, darunter hauptsächlich die maximale Entspannungsrate und die Stärke des potenzierten Zuckens. Mechanistisch kann ein Grund für diese Unterschiede auf einen veränderten Umgang mit Ca2 plus zurückzuführen sein. Es wurde bereits dokumentiert, dass die Freisetzung von Ca2 plus aus dem sarkoplasmatischen Retikulum (SR) während intensiver körperlicher Betätigung als Reaktion auf eine deutliche Erschöpfung von zellulärem ATP reduziert wird [49,50], was dazu führen kann, dass die Leistungsabgabe der körperlichen Anstrengung verringert und periphere verhindert wird Ermüdung durch Überschreiten einer kritischen Schwelle [51]. Diese Studie untersuchte Capsaicin, das die Aktivität des TRPV1-Kanals erhöht, was die Sarco/Endoplasmic Reticulum Calcium ATPase (SERCA)-Pumpe [52] im Muskel beeinflussen kann. Eine erhöhte SERCA-Pumpaktivität mit CAP-induzierter Aktivierung von TRPV1 im Muskel verbesserte folglich die Kinetik von SR Ca2 plus Wiederaufnahme [49,50,53], was möglicherweise die besser erhaltene maximale Entspannungsrate nach dem Training erklärt. Darüber hinaus kann Capsaicin zumindest bei hohen Dosen die mitochondriale Depolarisation und die Produktion reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) fördern [52], andererseits wird ihm aber auch eine bemerkenswerte antioxidative Aktivität nachgesagt [54], insbesondere in niedrigeren Dosierungen. Reaktive Sauerstoffspezies nehmen während intensiver Muskelaktivität erheblich zu [51] und tragen bekanntermaßen zur Ermüdung bei, aber die Beziehung zwischen Redox-Gleichgewicht und Leistung ist komplex [55]. Es ist vertretbar, dass CAP aufgrund seiner antioxidativen Wirkung den ermüdenden Wirkungen erhöhter ROS entgegenwirken könnte, wodurch die neuromuskuläre Funktion nach dem Training möglicherweise besser aufrechterhalten werden kann, erfordert jedoch weitere Untersuchungen.

Diese Ergebnisse unterstreichen eine potenzielle Rolle von CAP bei der Abschwächung der Entwicklung von peripherer Müdigkeit, möglicherweise über die Modulation von Ca2 plus Handhabung und seiner antioxidativen Wirkung. Diese Ergebnisse werden auch durch Studien gestützt, in denen andere Antioxidantien wie Ascorbinsäure bei gesunden Menschen untersucht wurden [55,56] und in Krankheit [57,58]. Wenn wir die Ergebnisse der Mikrozirkulation integrieren, könnte der signifikante Anstieg der O2-Abgabe während der Erholung in CAP die periphere Gefäßfunktion verbessern, selbst wenn wir eine Tendenz zu höheren StO2-Prozentsätzen und HbO während anstrengender Übungen sehen [59]. Der Grund für keine signifikanten Unterschiede während des Trainings könnte sein, dass CAP das Muskelgefäßsystem in höheren Dosen als den von uns verabreichten beeinflussen kann. In der vorliegenden Studie wollten wir jedoch die möglichen Nebenwirkungen der Capsaicin-Einnahme, nämlich Magen-Darm-Beschwerden, minimieren. Wir haben keine Unterschiede in den Indizes der zentralen Ermüdung festgestellt, obwohl frühere Studien an Ratten festgestellt haben, dass CAP Untergruppen der metabosensitiven Muskelrezeptoren der Gruppe IV aktiviert [60], deren Stimulation den zentralen Antrieb reflexartig erhöht [61]. Perzeptuell wurde zuvor festgestellt, dass eine akute CAP-Supplementierung die Bewertung der wahrgenommenen Anstrengung während der Ausdauer verringern könnte [28], obwohl dies in unserer Studie nicht der Fall war, da RPE während der Zeit bis zur Erschöpfung sowohl unter CAP- als auch unter PL-Bedingungen gleichermaßen zunahm.

4.3. CAP und die physiologische Reaktion auf körperliche Betätigung

Da vorgeschlagen wurde, dass Capsaicin die Trainingsleistung und die Ermüdungsresistenz verbessert, ist es wichtig zu verstehen, wie es die physiologische Reaktion auf das Training verändern und letztendlich eine bessere Leistung unterstützen kann. Zu diesem Zweck legen frühere Arbeiten in Tiermodellen nahe, dass CAP-induzierte Leistungsverbesserungen mit einem erhöhten hepatischen Glykogengehalt [21], möglicherweise aufgrund von Glykogeneinsparung [24], und einer erhöhten Fettsäureverwertung als Ergebnis der Katecholaminsekretion und/oder -aktivität verbunden waren [22]. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass eine einzelne hohe Dosis von CAP die Expression des Mitochondrien-Kopplungsproteins UCP3 herunterreguliert, was die Energiekosten für eine gegebene elektrisch induzierte Kontraktion reduziert [25,27]. Beim Menschen wurde jedoch keine Veränderung der Muskelfettoxidation mit akuter CAP-Supplementierung während der Trainingserholung gefunden [62]. In der vorliegenden Studie waren die metabolischen Reaktionen während der gesamten Übung ähnlich, was darauf hindeutet, dass eine akute Nahrungsergänzung beim Menschen den Energieverbrauch, gemessen über VO2 (Abbildung 5), oder die Auswahl des Energiesubstrats während der Übung, zumindest relativ zu diesem Zeitpunkt, nicht beeinflusst, wie durch die RER bewertet Paradigma mit hoher Trainingsintensität. Dementsprechend waren auch die zentralen hämodynamischen und ventilatorischen Reaktionen zwischen den Studien ähnlich, im Einklang mit ähnlichen metabolischen Kosten. Darüber hinaus unterschied sich auch die Mikrozirkulation des Extremitätenmuskels während des Trainings nicht signifikant, was darauf hindeutet, dass CAP zumindest in dieser Dosis eine minimale gefäßerweiternde Wirkung auf die Muskeln ausübt. Tatsächlich zeigte die Muskelzirkulation während der anfänglichen Ruhephase einen allgemeinen Trend zu höheren Indizes der mikrovaskulären Perfusion mit CAP, der sich während des Trainings mit THC umkehrte und Hb höher mit PL. Insgesamt scheinen die Sauerstoffzufuhr und -nutzung durch die CAP-Ergänzung unbeeinflusst zu sein und scheinen keine wahrscheinlichen Kandidaten für eine verbesserte neuromuskuläre Ermüdung zu sein.

4.4. CAP und neuroinflammatorische Indizes

Unter normalen Bedingungen ist die Cortisolkonzentration nach akuter Belastung intensitätsabhängig [63] und steigt 20–30 min nach dem Ende der körperlichen Aktivität auf Spitzenkonzentrationen an [64]. Unsere Ergebnisse bestätigen den steigenden Cortisoltrend nach dem Ende der TTE, aber CAP übte keine Wirkung darauf aus. Tatsächlich wurde beobachtet, dass die wiederholte CAP-Verabreichung bei Ratten die Stressreaktion erhöht und verlängert [65], möglicherweise auf ein Niveau, das mit demjenigen bei anstrengender körperlicher Betätigung vergleichbar ist, obwohl dies typischerweise bei großen Dosen beobachtet wird. Betrachtet man andere Speichel-Stressor-Biomarker, neigte CAP dazu, die Aktivität des Speichel-Amylase-Enzyms zu senken, was möglicherweise auf eine geringere sympathische Aktivität hinweist [66], möglicherweise über eine veränderte afferente TRPV1-Aktivität. Obwohl In-vitro-Studien ähnliche Ergebnisse gezeigt haben, bestätigt die Feststellung, dass von Capsaicin abgeleitete Verbindungen potenzielle -Amylase-Inhibitoren sind [67], unsere Ergebnisse. Ein weiterer wichtiger Aspekt sind die entzündungshemmenden Eigenschaften von CAP. In unseren Ergebnissen dämpft CAP den Anstieg von IL-1 nach dem Training und dämpft möglicherweise die proinflammatorische Zytokinproduktion [39]. Auf der anderen Seite fanden wir eine erhöhte Speichelkonzentration von IL-6 nach Belastung, die von CAP unbeeinflusst war [68,69], was plausibel die Folge der anstrengenden Leistung sein könnte [32,70], oder der Capsaicin- induzierte TRPV1-Aktivierung im Fettgewebe [71] oder anderswo. IL-6 kann in diesem Fall aufgrund der Divergenz zwischen IL-6 und IL-1 eher metabolische Folgen haben [11,72] als entzündlich. Es sind jedoch weitere Arbeiten beim Menschen erforderlich, um die potenzielle Wirkung von oralem Capsaicin auf Entzündungen beim Menschen und die potenziellen Auswirkungen auf die Physiologie und/oder Müdigkeit zu entschlüsseln. Darüber hinaus sollte zukünftige Forschung sich mit größeren und/oder chronischeren Dosierungen von Capsaicin befassen und wie sie mit dem Laktatspiegel während des Trainings interagieren.

4.5. Grenzen der Studie

Diese Studie wurde nicht uneingeschränkt durchgeführt. Zuerst wurden nur junge aktive Männer, die von einer College-Gemeinschaft rekrutiert wurden, eingeschlossen, daher ist zukünftige Arbeit an älteren und/oder weiblichen Bevölkerungsgruppen erforderlich. Zweitens kann die Anwendung elektrischer Stimulation am Muskelbauch und nicht am N. femoralis zu geringeren neuromuskulären Reaktionen führen. Schließlich könnten invasivere Messungen des Stoffwechsels, einschließlich Laktat und VO2 auf Muskelebene, interessant sein, um sie während und nach dem Training mit CAP in zukünftigen Studien zu untersuchen.

Cistanche-Kräuter haben eine Anti-Müdigkeits-Wirkung.

Für weitere Informationen klicken Sie bitte hier.

5. Schlussfolgerungen

Unseres Wissens ist dies die erste Studie, die die Wirkung von Capsaicin auf die Trainingsleistung, neuromuskuläre Ermüdung und Speichelindikatoren für Stress und proinflammatorische Biomarker beim Menschen untersucht. Im Gegensatz zu den bisherigen Befunden beim Menschen verbesserte die akute Gabe von Capsaicin weder die Trainingsleistung noch die Bewertung der wahrgenommenen Anstrengung. Es zeigte jedoch die Fähigkeit, die Entwicklung der peripheren Ermüdung zu dämpfen, die nicht auf Änderungen der zentralen Hämodynamik, der Muskelsauerstoffzufuhr oder der Größe des zentralen motorischen Antriebs nach dem Radfahren zurückzuführen zu sein scheint. Darüber hinaus modulierte CAP die Speichel-Biomarker, was auf eine möglicherweise verringerte sympathische Aktivität und entzündungshemmende Wirkung während der Spitzenkonzentration mit einer späten Abnahme der entzündungsfördernden Marker hindeutet. Insgesamt hat Capsaicin das Potenzial, die peripheren Komponenten der neuromuskulären Ermüdung zu verändern, was zu einer möglichen Verbesserung der körperlichen Betätigung führt.