Extrakt dämpft die durch erschöpfende körperliche Betätigung verursachte Ermüdung durch Hemmung von oxidativem Stress

Schlüsselwörter:Aralia Continentalis Kitagawa;Ermüdung; erschöpfende Übung; oxidativen Stress;metabolische Azidose

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1. Einleitung

ErmüdungInduziert durch erschöpfendes Training wird als ein Gefühl von extremer körperlicher oder geistiger Belastung definiertMüdigkeit, Schwäche oder Erschöpfung [1]. Das Auftreten von Müdigkeit ist eng mit Entzündungen verbundenund chronische Schmerzen und kann die Lebensqualität eines Patienten verschlechtern, insbesondere wenn die Krankheit schwerwiegend ist, odermild, aber anhaltend langfristig [2]. Darüber hinaus ist Müdigkeit eng mit einem ausgeklügelten Stoffwechsel verbundenBedingungen, die durch verschiedene Faktoren verursacht werden, wie z. B. das Alter des Subjekts, die Dauer der Aktivität und die Schwere derdie Übung [3]. Während des Trainings wird Glykogen aus Leber und Muskel zu Glukose verstoffwechseltPhosphokreatin-System, und Glukose wird weiter verstoffwechselt, um den höheren Energiebedarf zu decken.

Folglich sammelt sich Milchsäure im Körper an, insbesondere in den Muskeln [4,5]. MilchsäureAkkumulation beeinträchtigt die Kontraktilität und reduziert die Innervation der Muskeln, was letztendlich zuMuskelkater [6]. Darüber hinaus verursacht erschöpfendes Training ein Ungleichgewicht im Energiebedarf, was zur Folge hatim Körper immer erschöpft, wenn es andauert. Änderungen der blutstillenden Parameter einschließlich pH, Ionen und Gase tragen ebenfalls zur Ermüdung bei [7]. Daher führt körperliche Ermüdung zu einer verminderten Leistungsfähigkeitdurch die Ansammlung von Stoffwechselprodukten wie Lipidperoxiden, Laktat und Ionen [8,9]. Die Beziehung zwischen erschöpfendem Training und oxidativem Stress ist gut belegt [10].

In der Tat,Erschöpfendes Training kann die Überproduktion von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) verursachen, was zuoxidativer Stress, obwohl leichte Bewegung die Körperfunktion verbessert. Die Akkumulation von ROS weiterschädigt Zellmembranen ist schädlich für die Leistung der Skelettmuskulatur und verursacht Ermüdung währenderschöpfende Übung [10]. Daher ist die Ergänzung mit exogenen Antioxidantien vielversprechendStrategie zum Schutz der Körperfunktionen vor Ermüdung bei erschöpfender Belastung [11]. Darüber hinaus sind viele Heilpflanzen und ihre antioxidativen Inhaltsstoffe wie Polysaccharide,Es wurde berichtet, dass Alkaloide und Polyphenole Schmerzen, Entzündungen und Müdigkeit danach reduzierenhochintensive Übung [12]. In der Tat tragen diese Pflanzen zur Verbesserung der Trainingsausdauer bei undVerzögerung der belastungsinduzierten Ermüdung durch die Aktivierung körpereigener Antioxidantien und deren BeseitigungSuperoxidradikale, wenn sie Mäusen vor dem erschöpfenden Schwimmen verabreicht werden [13]. 

Aralia Continentalis Kitagawa(AC), die zur Familie der Araliaceen gehört, ist eine Heilkräuterpflanzeweit verbreitet in ganz Nordostasien einschließlich China und Korea [14–16]. AC wird in verwendettraditionelle koreanische Medizin zur Linderung von Schmerzen und Entzündungen [17]. Das haben frühere Studien herausgefundenAC besitzt viele pharmakologische Eigenschaften, darunter antioxidative [14], Hypocholesterinämie [18], und antidiabetische Wirkungen [19]. Darüber hinaus wurde berichtet, dass AC eine Vielzahl von bioaktiven Stoffen enthältVerbindungen einschließlich Kontinentalsäure, Epikontinentalsäure und Kaurensäure, die zeigenAnti-Krebs20] und entzündungshemmend [17] Aktivitäten. Verschiedene Saponine, die potenziell vorbeugend wirkengegen Diabetes und Leberschäden, wurden auch aus AC isoliert [21,22]. Außerdem aktuellStudien haben ergeben, dass AC-Wurzeln Chlorogensäure enthalten [23,24], ein bekanntes Antioxidans [25]. ACWurzeln werden traditionell verwendet, um Schmerzen, Rheuma und Entzündungen zu lindernoft verbunden mit Müdigkeit [26,27]. 

Allerdings die Auswirkungenvon AC und den zugrunde liegenden Mechanismenauf Ermüdung durch erschöpfende körperliche Betätigung wurden noch nicht untersucht. Daher wird in dieser StudieWir untersuchten, ob ein AC-Wasserextrakt die durch erschöpfendes Schwimmen verursachte Ermüdung verringerte, unddie zugrunde liegenden Mechanismen der Anti-Müdigkeitswirkung weiter aufgeklärt, konzentriert sich auf die Prävention vonoxidativen Stress.

2. Materialien und Methoden

2.1. Zubereitung von Aralia-Extrakt

Die AC-Wurzeln (1 kg) wurden von einem traditionellen koreanischen Markt, Jeonju, Korea, gekauft. Die Wurzeln vonIn dieser Studie wurden AC-Wasserextrakte verwendet. Kurz gesagt, die Wurzeln von AC wurden in einem Inkubator bei 60 getrocknet◦C und in einem elektrischen Mixer pulverisiert. Die AC-Wurzeln wurden gelegentlich mit Wasser für 72 h extrahiert1 h bei Raumtemperatur gerührt. Die Extrakte wurden unter Verwendung von Filterpapier filtriert und in einem Rotationsverdampfer eingedampftVakuumverdampfer und eingeengt. Dann wurden sie unter Heißlufttrocknung für 72 h bei lyophilisiert50 ◦Die Gesamtmenge an extrahiertem AC betrug 85 g. Die Wasserextrakte von AC wurden bei 4 gehalten◦C fürweiteres Studium.2.2. Ethik-ErklärungAlle Tierverfahren in dieser Studie wurden vom Committee on the Care of Laboratory genehmigtTierressourcen der Jeonbuk National University (CBNU2016-67) und wurden in Übereinstimmung durchgeführtmit dem Guide for the Care and Use of Laboratory Animals, herausgegeben von den US National Institutesof Health (Bethesda, MA, USA; NIH-Veröffentlichung Nr. 85–23, überarbeitet 1996). Fünfzig männliche Sprague-DawleyIn dieser Studie wurden Ratten (220–250 g; Samtako Bio Korea Co. Ltd., Daejeon, Korea) eingesetzt.2.3. TierstudiendesignDie Ratten wurden bei 23 gehalten± 2 ◦C mit 50± 5 Prozent Luftfeuchtigkeit und 12-h Licht/Dunkelzyklus in Käfigenund akklimatisiert für mindestens eine Woche vor den Experimenten. Die Tiere wurden in fünf Gruppen eingeteilt(n = 10 in jeder Gruppe), wobei die Kontrollgruppe keine erschöpfende Übung ohne AC-Behandlung erhielt,erschöpfende Übung mit Kochsalzlösung als Vehikel-behandelte Gruppe und erschöpfende Übung mit 60, 120 und180mg/kg AC-Extrakt-behandelte Gruppen. AC-Extrakt wurde jeweils täglich durch orale Sonde verabreicht.

In der dritten Woche nach der Behandlung mit AC-Extrakt wurden alle Tiere außer der Kontrollgruppe der AC-Extrakt-Behandlung unterzogenZwangsschwimmen bis zur Erschöpfung. Zur Euthanasie wurden die Ratten mit CO betäubt2 InhalationLeiden zu minimieren. 

2.4. Test zum erzwungenen Schwimmen

Protein wurde aus Gastrocnemius-Muskeln unter Verwendung von RIPA-Puffer hergestelltInhibitor enthaltenCocktail (Roche, Indianapolis, IN, USA) und Phosphatase-Inhibitor-Cocktail (ThermoFisher ScientificInc., Waltham, MA, USA). Proteinproben wurden auf SDS-PAGE aufgetrennt und auf PVDF übertragenMembranen (EMP Milipore Inc., Billerica, MA, USA), gefolgt von einer Blockierung mit 5 Prozent RinderserumAlbumin (Sigma, St. Louis, MO, USA) in TBST-Pufferbei Raumtemperatur. Die Membranen wurden dannüber Nacht bei 4 inkubiert◦C mit Antikörpern gegen Bax, Bcl-2 und Pro-Caspase 3, gespaltene Caspase 3,und -Aktin (Cell Signaling Tech., Danvers, MA, USA). Die Membranen wurden dann mit dem inkubiertgeeignete Meerrettichperoxidase-konjugierte sekundäre Antikörper (Cell Signaling Tech.) bei RaumTemperatur für 1 h, gefolgt von der Detektion von Signalen unter Verwendung einer Immobilon-Western-ChemilumineszenzKit (Millipore Corp., Billerica, MA, USA) und ein UVITEC Mini HD9 System (Cleaver Scientific Ltd.,Warwickshire, Vereinigtes Königreich). Die Intensität jeder Proteinbande wurde mit der NIH ImageJ-Software quantifiziert(National Institute of Health, Bethesda, MD, USA).2.9. Statistische AnalyseDie statistische Signifikanz wurde unter Verwendung von Einweg-Varianzanalyse (ANOVA) oder Student's analysiertt-Test mit Post-hoc-Analyse von Bonferroni für mehrere Gruppenvergleiche mit GraphPad Prism 5.03Software (GraphPad Software Inc., San Diego, CA, USA). Alle Daten sind als Mittelwert angegeben± StandardFehler des Mittelwerts (SEM).P <>0.05 wurde als statistisch signifikant angesehen.

3. Ergebnisse

3.1. AC-Extrakt enthält Chlorogensäure als Wirkstoff

Die Komponente gemäß HPLC-AnalyseDa frühere Studien gezeigt haben, dass AC-Extrakt Chlorogensäure als Wirkstoff enthältKomponente [23,24] versuchten wir, die Zusammensetzung von Chlorogensäure im AC-Wasserextrakt zu bestimmenmittels HPLC-Analyse. Das Vorhandensein von Chlorogensäure wurde durch Vergleich ihres UV-Spektrums bestätigtund Retentionszeit mit der einer Standardverbindung. Die Ergebnisse zeigten, dass der AC-Wasserextraktenthielt 2,24 mg/g Chlorogensäure (Abb1).

Abbildung 1.HPLC-Analyse von Chlorogensäure im AC-Extrakt. Zur Bestimmung wurde HPLC durchgeführtZusammensetzung von Chlorogensäure in AC. Die Gehalte an Chlorogensäure wurden analysiert in (A) StandartLösung und (B) AC-Wasserextrakt. HPLC, Hochleistungsflüssigkeitschromatographie; AC,AraliaContinentalis KitagawaExtrakt.3.2. AC-Extrakt erhöht die Trainingsdauer beim erschöpfenden SchwimmenUm die Auswirkungen zu untersuchendes AC-Auszugs auf erschöpfende Belastungsdauer, AC- und Vehikel-behandeltRatten wurden dem erzwungenen Schwimmtest im Schwimmbecken unterzogen. Wie in Abbildung gezeigt2, Die Schwimmdauer war in den AC-vorbehandelten Gruppen signifikant länger (60, 12 und 180 mg/kgAC-Behandlung) dosisabhängig im Vergleich zu der mit Vehikel behandelten Gruppe (15,5, 19,8,und 47,2 Prozent Anstieg für die 60, 120 und 180 mg/kg AC-vorbehandelte Gruppen vs. Vehikel-behandelte Gruppe,beziehungsweise). Diese Daten zeigen, dass der AC-Extrakt die Schwimmdauer von Ratten verlängern kann.

Figur 2.Die AC-Extraktbehandlung verlängerte die Trainingsdauer von Ratten während erschöpfendem Schwimmen.Die Erschöpfungszeit wurde bei Ratten nach dreiwöchiger AC-Vorbehandlung gemessen (n = 10 pro Gruppe).Daten sind gemein± Standardfehler des Mittelwerts (SEM). Die Signifikanz wurde unter Verwendung einer Einweganalyse von gemessenVarianz (ANOVA), gefolgt von Post-hoc-Test von Bonferroni. *p <>0.05, ** p <>0.01 und ***p <>0.001. Veh,fahrzeugbehandelt; 60, 120 und 180 AC, 60, 120, 180 mg/kg AC-Extrakt-behandelten Gruppen. AC,Aralia Continentalis KitagawaExtrakt.

3.3. AC-Extrakt bewahrt Änderungen der hämodynamischen Parameter und Blutionen nach erschöpfendem Schwimmen

Erschöpfendes Schwimmen erhöhte den Hct und mehrere Blutionen (Mg2Plus, Ca2Plus, N / APlus, und kPlus). Bei Ratten, die mit dem AC vorbehandelt wurden, nahmen die Änderungen der Werte jedoch tendenziell abExtrakt; insbesondere 180 mg/kg AC-Extrakt-Vorbehandlung hemmte signifikant die Veränderungen danacherschöpfendes Schwimmen, was zu ähnlichen Werten wie bei der Kontrollgruppe führte (Tab1). Deswegen,diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass die Vorbehandlung mit AC-Extrakt in der Lage war, die Bluthomöostase danach aufrechtzuerhaltenerschöpfendes Schwimmen.

3.4. AC-Extrakt dämpft Veränderungen der Serum-Biomarker im Zusammenhang mit dem Energiestoffwechsel nach ErschöpfungSchwimmen

Bewertung der Ermüdungseffektedes AC-Extrakts bei Ratten, die erschöpfendem Schwimmen ausgesetzt wurden,ermüdungsbezogene Biomarker wie Glukose, TG und Laktat wurden gemessen. Bei Ratten ohne ACVor der Behandlung verringerte erschöpfendes Schwimmen signifikant die Glukose- und TG-Spiegel im Vergleich zudiejenigen in der Kontrollgruppe (von 123,5 bis 77,4 mg/dl und 85,0 bis 19,8 mg/dL-Glukose- und TG-Spiegel,beziehungsweise). Umgekehrt 120 und 180 mg/kg AC vorbehandelte Ratten zeigten höhere Glukosespiegel undTG verglichen mit der mit Vehikel behandelten Gruppe nach erschöpfendem Schwimmen (Abb3A,B). Laktatwerte inder mit Vehikel behandelten Gruppe nach ausgiebigem Schwimmen signifikant erhöht im Vergleich zu denen indie Kontrollgruppe (von 3,3 bis 13,3 mg/dl). Allerdings 120 und 180 mg/kg AC Vorbehandlungen erheblichverringerte Laktatakkumulation im Vergleich zu den Werten in der mit Vehikel behandelten Gruppe (Abbildung3C). Deswegen,Diese Daten deuten darauf hin, dass AC Änderungen in den Energiestoffwechsel-bezogenen Indikatoren aufgrund abgeschwächterschöpfendes Schwimmen.

Figur 3.AC extrahieren abgeschwächte Veränderungen der Energiestoffwechsel-bezogenen Serum-Biomarker auserschöpfendes Schwimmen. Serumspiegel von (A) Glukose, (B) TG und (C) Laktat wurden nachher bei Ratten gemessenAC-Vorbehandlung für drei Wochen (n = 10 pro Gruppe). Daten sind gemein± Standardfehler des Mittelwerts (SEM).Die Signifikanz wurde unter Verwendung einer Einweg-Varianzanalyse (ANOVA), gefolgt von Bonferroni's, gemessenPost-Hoc-Test. *p <>0.05, ** p <>0.01 und ***p <>0.001. Weiter, Steuerung; Veh, fahrzeugbehandelt; 60, 120 und180 AC, 60, 120, 180 mg/kg AC-Extrakt-behandelten Gruppen. AC,Aralia kontinentales KitagawaExtrakt; TG, Triglycerid.3.5. AC-Extrakt lindert metabolische Azidose aufgrund von erschöpfendem SchwimmenUm die Auswirkungen zu bestimmenvon AC-Extrakt bei metabolischer Azidose nach erschöpfendem Schwimmen,die hämodynamischen Parameter im Zusammenhang mit Azidose, einschließlich Blut-pH, HCO3−, pO2, undpCO2 wurden bei Ratten mit oder ohne AC-Vorbehandlung nach ausgiebigem Schwimmen gemessen. Die Ergebnisse zeigendass die Werte von pH, HCO3−, and pO2 waren bei Ratten ohne AC-Vorbehandlung danach signifikant niedrigererschöpfendes Schwimmen im Vergleich zu denen in der Kontrollgruppe (3,3, 57,4 und 62,4 Prozent Abnahme des pH-Werts,HCO3−, undpO2 vs. Kontrollgruppe) (Abbildung4A–C). Im Gegensatz dazu Ebenen vonpCO2 bedeutendbei Ratten ohne AC-Vorbehandlung nach erschöpfendem Schwimmen im Vergleich zu denen bei den Ratten erhöhtKontrollgruppe (29,0 Prozent Steigerung beipCO2 gegenüber der Kontrollgruppe) (Abbildung4D). Bemerkenswert waren diese Änderungendramatisch abgeschwächt durch Vorbehandlung von AC-Extrakten mit 120 und 180 mg/kg (Abb4). Diese Datenweisen darauf hin, dass AC eine metabolische Azidose verhindert, die durch erschöpfendes Schwimmen entsteht.

Figur 4.AC-Extrakt verbessert die metabolische Azidose aufgrund von erschöpfendem Schwimmen. Die Blutwerte von(A) pH, (B) HCO3- , (C) pO2 , und (D) pCO2 wurden bei Ratten nach AC-Vorbehandlung für drei bestimmtWochen (n = 10 pro Gruppe). Daten sind gemein± Standardfehler des Mittelwerts (SEM). Die Signifikanz wurde gemessenunter Verwendung einer Einweg-Varianzanalyse (ANOVA), gefolgt von Bonferronis Post-Hoc-Test.* p <>0.05, ** p <>0.01, und ***p <>0.001. Weiter, Steuerung; Veh, fahrzeugbehandelt; 60, 120 und 180 AC, 60, 120, 180 mg/kgAC-Extrakt-behandelten Gruppen. AC,Aralia Continentalis KitagawaExtrakt; HCO3−, Bicarbonat;pO2 , Sauerstoffpartialdruck;pCO2 , Partialdruck von Kohlendioxid.3.6. AC-Extrakt lindert erschöpfende, durch Schwimmen verursachte MuskelverletzungenUm die Auswirkungen zu bewertenvon AC-Extrakt auf Muskelverletzungen nach erschöpfendem Schwimmen, MuskelverletzungenBiomarker wie CK und UA [28] wurden unter Verwendung von Ratten mit oder ohne AC-Vorbehandlung danach gemessenerschöpfendes Schwimmen. Die Werte von CK und UA waren nach erschöpfendem Schwimmen signifikant höherverglichen mit denen in der Kontrollgruppe (5,6-- und 4,9--facher Anstieg von CK und UA gegenüber der Kontrolle).Gruppe) (Abbildung5). Allerdings war der Anstieg der Spiegel dieser Proteine ​​signifikantBesserung durch AC-Vorbehandlung mit 120 und 180 mg/kg im Vergleich zu den mit Vehikel behandelten Rattennach erschöpfendem Schwimmen (62,7 und 58,5 Prozent Abnahme der CK und 67,6 und 63,6 Prozent Abnahme der UA-Spiegel inmit 120 und 180 mg vorbehandelte Ratten/kg AC vs. Ratten ohne AC-Vorbehandlung) (Abbildung5). Daher zeigen diese Daten, dass AC-Extrakt Muskelschäden nach erschöpfendem Schwimmen mildert.

3.7. AC-Extrakt unterdrückt erschöpfende Schwimm-induzierte Apoptose

Um die verbessernde effffect von AC-Extrakt auf erschöpfende schwimmen-induzierte Apoptose,die Expressionsniveaus von Apoptose-verwandten Proteinen, einschließlich Bax, Bcl-2, Pro- und gespaltener Caspase3, im Gastrocnemius-Muskel wurden bestimmt. Die Ergebnisse zeigen die Niveaus von Bax und gespaltenCaspase 3 waren bei erschöpfend schwimmenden Ratten ohne AC-Vorbehandlung signifikant erhöht.Pro-Caspase 3, eine inaktive Form von Caspase 3, und Bcl-2-Protein, ein anti-apoptotisches Protein, signifikantverringerte sich bei erschöpfend schwimmenden Ratten (Abbildung6). Insbesondere die Änderungen im AusdruckDie Spiegel dieser Proteine ​​wurden durch die AC-Vorbehandlung signifikant abgeschwächt (Abbildung6). Deswegen,AC-Extrakt kann die durch erschöpfendes Schwimmen induzierte Apoptose im Gastrocnemius-Muskel hemmen.

Abbildung 5.AC-Extrakt verbesserte durch erschöpfendes Schwimmen verursachte Muskelverletzungen. Die Serumspiegelvon (A) CK und (B) UA wurden bei Ratten nach 3-wöchiger AC-Vorbehandlung gemessen (n = 10 pro Gruppe).Daten sind gemein± Standardfehler des Mittelwerts (SEM). Die Signifikanz wurde unter Verwendung einer Einweganalyse von gemessenVarianz (ANOVA), gefolgt von Post-hoc-Test von Bonferroni. **p <>0.01 und ***p <>0.001. Weiter, Steuerung;Veh, fahrzeugbehandelt; 60, 120 und 180 AC, 60, 120, 180 mg/kg AC-Extrakt-behandelten Gruppen.AC,Aralia Continentalis KitagawaExtrakt; CK, Kreatinkinase; UA, Harnsäure.

Abbildung 6.AC-Extrakt unterdrückte erschöpfende Schwimm-induzierte Apoptose im Gastrocnemius-Muskel.(A) Western-Blot-Analyse der Bax-, Bcl-2-, Pro- und gespaltenen Caspase-3-Proteinexpressionsniveaus bei Rattennach AC-Vorbehandlung für 3 Wochen. (B) Die Proteinexpressionsniveaus wurden durch Scannen quantifiziertDensitometrie. -Aktin wurde als Ladekontrolle verwendet. Die Western-Blot-Analyse wurde in durchgeführtdreifach mit drei unabhängigen Proben. Daten sind gemein± Standardfehler des Mittelwerts (SEM). Bedeutungwurde unter Verwendung einer Einweg-Varianzanalyse (ANOVA) gefolgt von Bonferroni's Post-Hoc-Test gemessen.* p <>0.05 und **p <>0.01 und ***p <>0.001. Weiter, Steuerung; Veh, fahrzeugbehandelt; 60, 120 und 180 AC, 60,120, 180 mg/kg AC-Extrakt-behandelten Gruppen. AC,Aralia Continentalis KitagawaExtrakt.

3.8. AC-Extrakt dämpft oxidativen Stress, der durch erschöpfendes Schwimmen verursacht wird

Um zu untersuchen, ob AC-Extrakt vorbeugende Wirkungen hatgegen oxidativen Stress durch ErschöpfungSchwimmen, die Serumspiegel von mit oxidativem Stress in Zusammenhang stehenden Biomarkern, einschließlich LDH, MDA, SOD undGSH, wurden nach erschöpfendem Schwimmen bei Ratten mit oder ohne AC-Extrakt-Vorbehandlung gemessen.Die Werte von LDH und MDA waren bei Ratten ohne AC-Vorbehandlung im Vergleich signifikant höhermit denen in der Kontrollgruppe (107 Prozent und 85 Prozent Anstieg von LDH und MDA gegenüber der Kontrollgruppe,beziehungsweise). Die Spiegel dieser Proteine ​​blieben jedoch bei vorbehandelten Ratten signifikant erhaltenmit 120 und 180 mg/kg AC (31,6 Prozent und 44,0 Prozent Abnahme von LDH und 21,5 Prozent und 52,1 Prozent Abnahme von MDAbei mit 120 und 180 mg vorbehandelten Ratten/kg AC vs. Ratten ohne AC-Vorbehandlung)(Figur7A,B). Für die Antioxidantien SOD und GSH waren die Werte bei Ratten dramatisch konserviertwurden entweder mit 120 oder 180 mg vorbehandelt/kg AC (17,6 Prozent und 61,9 Prozent Anstieg der SOD und 104,5 Prozent und243,3 Prozent Anstieg der GSH-Spiegel bei Ratten, die mit 120 und 180 mg vorbehandelt wurden/kg AC vs. Ratten ohne ACBehandlung), obwohl bei Ratten ohne AC-Vorbehandlung danach verringerte Werte beobachtet wurdenerschöpfendes Schwimmen (33,2 Prozent bzw. 43,3 Prozent Abnahme von SOD und GSH gegenüber der Kontrollgruppe)(Figur7CD). Diese Daten zeigen, dass der AC-Extrakt antioxidative Wirkungen besitztbei Ratten miterschöpfend schwimmen-induzierteErmüdung.

Abbildung 7.AC-Extrakt dämpft den durch erschöpfendes Schwimmen verursachten oxidativen Stress. Die Serumspiegel von (A) LDH, (B) MDA, (C) SOD und (D) GSH wurden bei Ratten nach AC-Vorbehandlung für drei Wochen (n=10 pro Gruppe) gemessen. Die Daten sind Mittelwerte ± Standardfehler des Mittelwerts (SEM). Die Signifikanz wurde unter Verwendung einer Einweg-Varianzanalyse (ANOVA) gefolgt von Bonferronis Post-Hoc-Test gemessen. * p < 0,05,="" **="" p="">< 0,01="" und="" ***="" p="">< 0,001.="" weiter,="" steuerung;="" veh,="" fahrzeugbehandelt;="" 60,="" 120="" bzw.="" 180="" ac,="" 60,="" 120,="" 180="" mg/kg="" ac-extrakt-behandelte="" gruppen.="" ac,="" aralia-continentalis-kitagawa-extrakt;="" ldh,="" laktatdehydrogenase;="" mda,="" malondialdehyd;="" sod,="" superoxiddismutase;="" gsh,="">

4. Diskussion

Der physiologische Ermüdungszustand, der idiopathische Erschöpfung, chronisches Erschöpfungssyndrom und undefinierte Erschöpfung umfasst, hat nachteilige Auswirkungen auf die Gesundheit [29]. Müdigkeit verursacht Muskelschmerzen, Gedächtnisstörungen, Schlafstörungen und andere Probleme [30]. Darüber hinaus wird Müdigkeit mit einer Vielzahl von Krankheiten in Verbindung gebracht, darunter Krebs, Bluthochdruck, Diabetes und koronare Herzkrankheit [31].

Die AC-Wurzel besitzt viele pharmazeutische Eigenschaften einschließlichanti-arthritisch[32], Vasorelaxans [33],Antiphlogistikum[17] undAnti-Krebs[34] Aktivitäten. Insbesondere mehrere Studien mit verschiedenen Krankheitstiermodellen haben gezeigt, dass AC antioxidative Aktivitäten hat [35]. Tatsächlich verhinderte AC die durch Benzo( )pyren induzierte Karzinogenese durch die Aktivierung des Antioxidanssystems bei Ratten [18]. AC hat auch eine schützende Wirkung gegen tert-Butylhydroperoxid (t-BHP)-induzierte Hepatotoxizität durch die Hemmung von oxidativem Stress sowohl in In-vitro- als auch in In-vivo-Systemen [36]. Trotz dieser früheren Studien über die pharmakologischen Wirkungen von AC ist wenig über die bekanntAnti-MüdigkeitAktivitäten von AC in Bezug auf erschöpfende Übung. Daher bewertete die vorliegende Studie die Schutzwirkung von AC-Wurzeln gegen die durch erschöpfende körperliche Betätigung verursachte Ermüdung. Frühere Studien berichteten, dass eine der bioaktiven Verbindungen im AC-Extrakt Chlorogensäure ist.

Daher haben wir den in dieser Studie verwendeten AC-Extrakt getestet und festgestellt, dass er 2,24 mg/g Chlorogensäure enthielt. Um das festzustellenAnti-MüdigkeitWirkungen von AC, Ratten wurden angewendet, um erzwungenes Schwimmen zu induzierenErmüdungdas wurde bereits in früheren Studien beobachtet [7,37]. Die Ergebnisse zeigen, dass die Vorbehandlung mit AC die Zwangsschwimmzeit effektiv verlängerte. Darüber hinaus wurden Blutzucker und TG, die primären Energiequellen für das Training [38,39], durch die AC-Vorbehandlung signifikant erhalten. Daher zeigen unsere Ergebnisse, dass AC die Zeit, die für die Erschöpfung von Nährstoffen benötigt wird, verzögern könnte. Unter normalen Bedingungen wird ATP, das durch Glykolyse durch die Umwandlung von Glykogen in Glukose produziert wird, als Energiequelle verwendet [40]. Die Energieversorgung wird jedoch durch die Umwandlung von Pyruvat in Laktat unter den anaeroben Bedingungen, die durch erschöpfende Belastung verursacht werden, verändert. Die Akkumulation von Laktat während erschöpfender körperlicher Betätigung führt außerdem zu einer Verringerung des pH-Werts und einer Azidose [6,41], und folglich tritt Müdigkeit auf. In Übereinstimmung damit zeigte unsere Studie, dass die Werte von Blutzucker, Laktat-pH, HCO3− und pO2 aufgrund von erschöpfendem Schwimmen abnahmen und pCO2 zunahmen. Wichtig ist, dass diese Veränderungen durch die AC-Vorbehandlung dramatisch abgeschwächt wurden. Diese Ergebnisse zeigen, dass AC eine vorbeugende Rolle gegen die metabolische Azidose spielt, die aus erschöpfender körperlicher Betätigung resultiert. Die vorliegende Studie zeigte, dass mehrere Blutionenspiegel durch erschöpfendes Schwimmen beeinflusst wurden.

In der Tat wurde die Beziehung zwischen Blutionen und Bewegung ausführlich untersucht [42]. Mg2 plus- und K plus-Ionen sind eng mit zahlreichen Muskelfunktionen verbunden, darunter Kontraktilität, Energieproduktion, oxidativer Stress und Elektrolythaushalt [7]. Insbesondere Mg2 plus Ionen werden umverteilt, um den Stoffwechsel für die Aufrechterhaltung der Muskelkontraktilität während des Trainings anzupassen [43–45]. In dieser Hinsicht fand unsere frühere Studie heraus, dass Mg2 plus Ionen im Blut nach erschöpfendem Schwimmen anstiegen. Mg2 plus Ionen haben auch eine positive Beziehung zu Laktat, UA, LDH und CK, aber eine negative Beziehung zu Glukose und TG [7]. Es wurde auch gezeigt, dass andere Ionen wie K plus , Ca2 plus und Na plus während des Trainings zunehmen [7,46]. Die vorliegende Studie zeigte, dass die AC-Vorbehandlung den Anstieg dieser Ionen aufgrund von erschöpfendem Schwimmen abschwächte. Die Minderung der Durchblutung durch erschöpfende körperliche Belastung führt zu einem erhöhten Hct-Wert, was eine weitere Beeinträchtigung der Sauerstoffversorgung und Energieproduktion zur Folge hat [47]. Daher wurde der Hct als Indikator für den Grad der Ermüdung verwendet, der durch körperliche Betätigung verursacht wird. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die AC-Vorbehandlung die Hct-Werte während des erschöpfenden Schwimmens bewahrte. Darüber hinaus ist erschöpfendes Training eng mit Muskel- und Nierenschäden verbunden, die die körperliche Leistungsfähigkeit beeinträchtigen können [48]. Serum-CK und UA gelten als entscheidende Biomarker für verschiedene Arten von Muskelschäden wie Herzerkrankungen, Muskeldystrophie und akutes Nierenversagen [28].

Daher werden diese Enzyme häufig als Indikatoren für Muskel- und Nierenschäden verwendet, die durch erschöpfendes Training verursacht werden [43]. In diesem Zusammenhang haben wir die Serumspiegel von CK und UA gemessen, um zu beurteilen, ob AC Muskelschäden während erschöpfender körperlicher Betätigung abschwächen kann, und wie erwartet reduzierte die Behandlung mit dem Extrakt die Serum-CK- und UA-Spiegel nach erschöpfender Belastung wirksam. Daher kann AC Muskel- und Nierenschäden aufgrund der erschöpfenden Übung verhindern. Apoptose ist definiert als ein programmierter Zelltod, der die zelluläre Homöostase sicherstellt; es reagiert empfindlich auf die intrazelluläre Redoxumgebung und ist daher an oxidativem Stress beteiligt [49]. Erschöpfendes Training verursacht eine verstärkte Apoptose, die eine DNA-Fragmentierung und eine veränderte Apoptose-bezogene Gene- und Proteinexpression induziert, einschließlich der von Bax, Bcl-2 und den Caspasen [50,51]. Daher hat die Apoptose eine nachteilige Wirkung auf die nukleare und mitochondriale Integrität und löst folglich eine Schädigung der Skelettmuskulatur aus, die bei erschöpfender Anstrengung zu Ermüdung führt. Hier haben wir gezeigt, dass AC-Extrakt den Anstieg von apoptotisch-induzierbaren Proteinen, einschließlich Bax und Pro-Caspase 3, wirksam dämpft. Die Behandlung verringerte jedoch die Spiegel von gespaltener Caspase 3, einem apoptotisch-induzierbaren Protein, und Bcl-2, ein anti-apoptotisches Protein in Gastrocnemius-Muskeln, das durch erschöpfendes Schwimmen induziert wird, was zeigt, dass AC die Ermüdung abschwächen kann, indem es die Apoptose in Gastrocnemius-Muskeln hemmt. Wir versuchten, die Schutzwirkung von AC gegen oxidativen Stress, der durch erschöpfendes Training hervorgerufen wird, und die zugrunde liegenden Mechanismen aufzuklären. Intensive körperliche Betätigung verursacht ein Ungleichgewicht zwischen Oxidantien und Antioxidantiensystemen aufgrund der Freisetzung von aus Sauerstoff stammenden freien Radikalen wie ROS, was weiter zur Induktion von Muskelermüdung beiträgt [37]. Tatsächlich hat eine Fülle von Beweisen gezeigt, dass oxidativer Stress eng mit der Ermüdung durch erschöpfende körperliche Betätigung verbunden ist [52]. Bei intensiver körperlicher Betätigung steigt der Sauerstoffbedarf und die Blutwerte in der Skelettmuskulatur verändern sich. Diese Veränderungen verursachen die Produktion freier Radikale und Störungen der Muskelhomöostase, was zu oxidativen Schäden im Skelettmuskel, einer anschließenden Entzündungsreaktion und der Produktion von Zytokinen führt, was weiter zur Muskelermüdung beiträgt. Frühere Studien mit Tiermodellen zeigten auch, dass hochintensives, erschöpfendes Training zu einer Verringerung der Spiegel der Antioxidantien SOD und GSH und zu einer Erhöhung der Spiegel von MDA, einem Nebenprodukt der Lipidperoxidation, als Folge von oxidativen Schäden führte [53, 54]. Somit könnte die Erhaltung antioxidativer Systeme gegen oxidativen Stress ein wirksames Verfahren zur Verbesserung der körperlichen Leistungsfähigkeit während erschöpfender körperlicher Betätigung sein. Die vorliegende Studie zeigte, dass der Anstieg der Spiegel der Prooxidantien LDA und MDA und der Rückgang der Spiegel der Antioxidantien SOD und GSH aufgrund von erschöpfender körperlicher Betätigung durch eine Vorbehandlung mit AC wirksam rückgängig gemacht werden konnten. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Anti-Müdigkeitswirkung von AC durch die Modulation von oxidativem Stress nach erschöpfender körperlicher Betätigung vermittelt wird.

5. Schlussfolgerungen

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Ergebnisse der aktuellen Studie darauf hindeuten, dass AC diekörperliche Ermüdungdurch erschöpfendes Training induziert, indem es die metabolische Azidose verbessert und eine antioxidative Schutzkapazität besitzt. Daher schlagen wir AC als potenzielle Substanz zur Vorbeugung und Behandlung von körperlicher Ermüdung durch erschöpfende körperliche Betätigung vor. Autorenbeiträge: Konzeptualisierung, S.-JK; Methodik, DKY und S.-JK; Software, DKY und S.-JL; Validierung, DKY, S.-JL und S.-JK; Formale Analyse, DKY, GOA, S.-JL und S.-JK; Untersuchung, DKY, GOA und S.-JL; Ressourcen, S.-JK; Datenpflege, DKY, GOA und S.-JK; Schreiben – Erstellung des Originalentwurfs, DKY; Schreiben – Review und Lektorat, S.-JK; Visualisierung, DKY und S.-JL; Betreuung, S.-JK; Projektleitung, S.-JL und S.-JK; Fördermittelakquisition, S.-JL und S.-JK Alle Autoren haben die veröffentlichte Version des Manuskripts gelesen und sind damit einverstanden. Finanzierung: Diese Forschung wurde vom Ministerium für Wissenschaft und Technologie (NRF-2018R1A2B6003332 und NRF-2018R1D1A3B07049191) und der Korean Society of Ginseng von der Korea Ginseng Corporation, Korea, finanziert. Interessenkonflikte: Die Autoren geben keine Interessenkonflikte an.