Učinak Prunus Mume octa protiv umora kod štakora koji su trenirali visokim intenzitetom

1 Department of Food Science and Technology, Kyungpook National University, Daegu 41566, Korea; kimjeoho90@gmail.com (J.-HK); kdmoon@knu.ac.kr (K.-DM)

* Dopisivanje: kseo@dau.ac.kr; Tel.: plus 82-51-200-7565

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Sažetak

Danas su razvijene nove vrste octa korištenjem raznih sirovina i biotehnoloških procesa. Plod Prunus mume bio je široko rasprostranjen u istočnoj Aziji i korišten kao narodni lijek za umor. U ovoj studiji, ocat Prunus mume (PV) proizveden je fermentacijom u dva koraka i procijenjeno je njegovo djelovanje protiv umora mioblastima C2C12 i štakorima koji su trenirali visokim intenzitetom. Primjena PV-a značajno je poboljšala izdržljivost pri trčanju i nakupljanje glikogena u jetri i mišićima štakora koji su primali PV dodatak u usporedbi s kontrolnim skupinama koje su sjedile i vježbale. Osim toga, dodatak PV-a izazvao je niže serumske biomarkere povezane s umorom, na primjer, amonijak, anorganski fosfat i laktat. Štakori koji su primali PV pokazali su veću aktivnost laktat dehidrogenaze i aktivnost glutation peroksidaze, a nižu aktivnost kreatin kinaze i razine malondialdehida. Nadalje, fenolni spojevi u PV-u identificirani su HPLC analizom. Fenolne kiseline analizirane u PV bile su protokatehuinska kiselina, siringinska kiselina, klorogenska kiselina i njeni derivati. Ovi rezultati pokazuju da primjena PV s antioksidativnim svojstvima doprinosi poboljšanju oporavka od umora kod iscrpljenih štakora. Nalazi ove studije sugeriraju da se PV koji sadrži različite bioaktivne sastojke može koristiti kao funkcionalni materijal protiv umora uzrokovanog vježbanjem visokog intenziteta.

Ključne riječi: Prunus mume; ocat; učinak protiv umora; vježbe visokog intenziteta; fenolna kiselina

1. Uvod

Prunus mume Sieb. et Zucc., koji je poznat kao maesil, ume i meizi, naširoko se uzgaja u Koreji, Japanu i Kini i već se dugo koristi kao narodni lijek za probavu, žeđ, detoksikaciju, povraćanje i groznicu [1 ]. Prethodne studije o farmakološkim i biološkim aktivnostima maesila istraživale su ga kao potencijalni izvor hvatača slobodnih radikala, kao inhibitor virusa influence A i pokretljivosti Helicobacter pylori, te kao proupalni medijator, kao i njegovu sposobnost za poboljšanje fluidnosti krvi [1–3]. Osim toga, pokazalo se da ekstrakt maesila djeluje protiv umora kod treniranih štakora [4]. Iako postoje brojne studije koje koriste ekstrakt maesila, studije o prerađenoj hrani koja koristi maesil nisu u potpunosti istražene. Stoga je ova studija imala za cilj razviti ocat pomoću maesila i istražiti njegovo djelovanje protiv umora. Ocat je alkalni proizvod koji se dugo koristio kao užitak i tradicionalni lijek [5]. Nedavno su razvijene mnoge vrste octa korištenjem osnovnih izvora i tehnologija kako bi se zadovoljile potrebe kupaca. Budući da su glavne komponente octa pokazale brojne korisne učinke, npr. antioksidativne, antihipertenzivne, antihiperglikemijske i antimikrobne učinke, popularno se konzumira diljem svijeta [6-9]. Nadalje, prethodne studije su pokazale da primjena octene kiseline povećava nadoknadu glikogena u jetri i skeletnim mišićima iscrpljenih štakora tijekom vježbanja i da acetat s oralnim dodatkom inducira sintezu mišićnog glikogena nakon intenzivnog vježbanja kod konja [10,11]. Ove su studije pokazale da kontinuirani dodatak octa izaziva vrijedne učinke na sposobnost vježbanja izdržljivosti i oporavak od fizičkog umora. Međutim, fiziološke promjene u pozadini učinaka maesil octa protiv umora još nisu u potpunosti shvaćene.

Umor, uobičajeni simptom u većini zajednica s kojim su se susreli mnogi ljudi, smatra se poteškoćom u započinjanju ili održavanju spontanih aktivnosti i pogoršanjem izvedbe vježbanja [12]. Mnoga su istraživanja pokazala da su različiti čimbenici važni kada se razmatraju umor i vježbanje. Na primjer, iscrpljenost uzrokovana vježbanjem visokog intenziteta povezana je s umorom što ukazuje da je radni kapacitet mišića ozbiljno oštećen [13]. Osim toga, tjelovježba visokog intenziteta uzrokuje smanjenje izvora energije, npr. glikogena u jetri i mišićima, kao i nakupljanje metabolita, uključujući mliječnu kiselinu, anorganski fosfor i amonijak koji induciraju mišićni umor intracelularnom acidozom u tijelu [12]. ,14]. Dakle, oporavak od umora izazvanog vježbanjem zahtijeva da se tjelesna oštećenja poprave i da se metaboliti nakupljeni tijekom vježbanja eliminiraju. Osim toga, zabilježeno je da oksidativni stres uzrokuje razne kronične bolesti, npr. kronični umor, starenje kože, dijabetes melitus, rak i Alzheimerovu bolest [15-18]. Iz tih razloga, istraživači su istraživali prirodne proizvode za njihovu sposobnost poboljšanja fizičkih sposobnosti, kao što je smanjenje umora i povećana izdržljivost vježbanja s malo nuspojava. Stoga je u ovoj studiji ocat koji sadrži visoku razinu organskih kiselina i aminokiselina proizveden fermentacijom u dva koraka korištenjem maesila s dodatkom soka od kruške kao supstrata. Djelovanje Prunus mume octa (PV) protiv umora zatim je procijenjeno na temelju učinaka održivosti stanica i nakupljanja glikogena in vitro te promjenama biomarkera povezanih s umorom in vivo.

2. Materijali i Methods

2.1. Materijali

Prunus mumejuice (PJ) proizveden je metodom Cho i sur. [19]. Plodovi P. mume (maesil) nabavljeni su od Korejske organizacije Maesil (Suncheon, Koreja). Maesil je sortiran, pomno ispran vodom, zdrobljen, a zatim reagirao s 0.1 posto (w/v) pektinazom (Pectinex Ultra AFP, Novozyme, Švicarska, 10,000 Pectu/ g) za razbijanje stanične stijenke na 40 ◦C tijekom 2 sata. Zatim je izreagirani maesil centrifugiran na 3500 × g 15 minuta na 4 ◦C. Supernatant je filtriran pomoću filtar papira (Whatman br. 2, 8 µm) i koncentriran na rotacijskom isparivaču na 30 ◦C dok nije postignuto 56-60◦Brix. Ekstrakt kruške dobiven je od ESfood Co. (Gunpo, Koreja), zatim je držan na 4 ◦C kako bi se očuvale njegove kvalitete. Njegove karakteristike bile su sljedeće: 69°Brix, pH 3,4–3,6 i 0,52–0,61 posto kiselosti. Saccharomyces cerevisiae KCCM 11306 i Acetobacter aceti KCCM 12654 dobiveni su iz Korejskog centra za kulturu mikroorganizama (Seul, Koreja).

2.2. Proizvodnja PV

2.3. Fizikalno-kemijska svojstva PV

2.3.1. Ukupna kiselost, sadržaj alkohola i sadržaj šećera u PV

Sadržaj alkohola u PV mjeren je Gay-Lussac hidrometrom. Ukratko, 100 mL PV-a uzeto je iz tikvice i centrifugirano 10 minuta na 1800×g da se ukloni Saccharomyces cerevisiae KCCM 11306. Zatim je supernatant destiliran i ponovno podešen na 100 mL s destiliranom vodom. Temperatura destilata je zatim ohlađena do 15 ◦C, nakon čega je alkoholnim areometrom određen sadržaj alkohola. Sadržaj šećera u PV mjeren je pomoću ručnog refraktometra (Atago pocket PAL-3, Atago Co., Fukaya, Saitama, Japan). Na kraju, ukupna kiselost PV-a je analizirana titriranjem razrijeđenog uzorka s 0,1 N NaOH do pH 8,3 i izražena kao količina octene kiseline.

2.3.2. Sadržaj organskih kiselina i slobodnih aminokiselina u PV

Sastav organske kiseline određen je tekućinskom kromatografijom visoke učinkovitosti (Shimadzu Co. Model Prominence, Kyoto, Japan). Odvajanje organskih kiselina postignuto je pomoću PL Hi-Plex H kolone (7,7 × 300 mm, Agilent Co., Santa Clara, CA, SAD) na 65 ◦C. Mobilna faza sastojala se od 5 mM H2SO4, a brzina protoka je održavana konstantnom na 0,6 mL/min. Kromatografski vrh koji se podudara sa svakom organskom kiselinom identificiran je usporedbom vremena zadržavanja s onim za svaki standard. Sadržaj slobodnih aminokiselina analiziran je pomoću autoanalizatora aminokiselina (L-8900, Hitachi, Tokio, Japan) s ionsko-izmjenjivačkom kolonom napunjenom Hitachi prilagođenom ionsko-izmjenjivačkom smolom (2622 SC PF, 4,6×60 mm). Kolona je održavana na 50 ◦C u pećnici na stupcu, a temperatura reaktora bila je 135 ◦C. Za mobilnu fazu, skup međuspremnika (PF-1, PF-2, PF-3, PF-4, PF-6, PF-RG, R{ {25}} i C1, Kanto Co., Tokyo, Japan) korišten je s brzinom protoka od 1 mL/min. Svaka slobodna aminokiselina identificirana je usporedbom vremena zadržavanja s vremenom standardne otopine mješavine aminokiselina tipa AN-II i B

(FUJIFILM Wako Pure Chemical Co., Osaka, Japan).

2.4. Citotoksičnost i nakupljanje glikogena in vitro

2.4.1. Kultura stanica i diferencijacija

Stanice C2C12 (mišji mioblasti) kupljene su od American Type Culture Collection (ATCC, Rockville, ND, USA). Stanice su uzgajane u Dulbeccovom modificiranom Eagleovom mediju (DMEM) s dodatkom 10 posto fetalnog goveđeg seruma (FBS), penicilina (100 IU/mL) i streptomicina (100 µg/mL) (Gibco, Life Technologies, Grand Island, NY, SAD). C2C12 stanice su inkubirane na 37 ◦C u vlažnoj atmosferi s 5 posto CO2. Da bi se izazvala diferencijacija, 70 posto konfluentnih stanica je zatim uzgajano u DMEM-u s dodatkom 2 posto konjskog seruma (HS) i 10 µg/mL inzulina tijekom 3 dana s promjenama medija svaka dva dana.

2.4.2. Sulforhodamin B (SRB) analiza

Proliferacija stanica procijenjena je testom sulfohodamina B (SRB, Sigma, St. Louis, MO, SAD). Stanice C2C12 nasađene su 1 × 104 stanica/jažici u 48-ploče s jažicama i diferencirane promjenom medija. Stanice su zatim inkubirane s 0.1–0,4 µg/mL PV-a 3 dana na 37 ◦C u 5 postotnom CO2 ovlaženom inkubatoru. Nakon tretmana, medij je odbačen, a stanice su obojene otopinom SRB na sobnoj temperaturi 1 sat i isprane pet puta s 1 postotnom octenom kiselinom. Svaka jažica je solubilizirana s 10 mM Tris i izmjerena na 540 nm čitačem mikropločica (Molecular Devices, Inc., San Jose, CA, SAD)

2.4.3. Sadržaj glikogena in vitro

2.5. Dizajn pokusa na životinjama

2.5.1. Životinje i prehrana

Muški štakori Sprague-Dawley (SD) stari četiri tjedna kupljeni su od Hyo-Chang Science Inc. (Busan, Koreja). Štakori su pojedinačno podijeljeni u akrilne kaveze i držani na 22 ± 2 ◦C u ciklusu svjetlo-tama od 12 sati. Svi štakori su tijekom eksperimentalnog razdoblja hranjeni kuglicama komercijalne hrane. Štakori su potom nasumično podijeljeni u pet skupina (n=6): sjedeći kontrolni (SC), kontrolni (EC) i vježbani štakori kojima je davan 3 posto kondenziranog soka Prunus mume (PJ), 5 posto PV razrijeđen destiliranom voda (PV5) i 7,5 posto PV razrijeđen destiliranom vodom (PV7,5). Sve skupine su dopunjene oralnom primjenom u koncentraciji od 7 mL/kg tjelesne težine tijekom eksperimentalnog razdoblja, što se smatra dnevnim unosom kod ljudi. Dodatak visoke koncentracije octene kiseline može izazvati upalu crijeva kod štakora. PV7.5 korišten je kao visoka koncentracija za eksperiment [12]. SC i EC štakorima davane su jednake količine destilirane vode. Nakon toga, svi su štakori bili natjerani da trče na traci za trčanje. Tijekom pokusa štakori su imali slobodan pristup hrani i vodi do zadnjih 12 sati pokusnog razdoblja, a tada je hrana uskraćena. Svi štakori su tretirani u strogom skladu sa smjernicama Sveučilišta Dong-A za njegu i korištenje laboratorijskih životinja (DIACUC-17-1).

2.5.2. Postupno opterećeni program vježbi i test izdržljivosti u trčanju

Svi štakori, osim SC skupine, trenirani su kroz program vježbi s postupnim opterećenjem od 09:00 do 13:00, 6 dana tjedno tijekom 4 tjedna pomoću trake za trčanje (Daejong Instrument Industry, Seoul, Koreja) . Program uključuje postupno povećavanje intenziteta s trčanjem od 20 m/min tijekom 10 minuta, 25 m/min tijekom 20 minuta, 30 m/min tijekom 20 minuta i 35 m/min tijekom 30 minuta od 1. do 4. tjedna. Kad su štakori iscrpljeni i ne mogu trčati, elektrošokovna ploča na kraju trake za trčanje regulirala ih je da nastave trčati.

Na kraju eksperimentalnog razdoblja, štakori (n=6) su bili prisiljeni trčati brzinom od 40 m/min dok nisu iscrpljeni, a njihovi rezultati trčanja su zabilježeni kako bi se odredila izdržljivost trčanja. Svi štakori su procijenjeni kao iscrpljeni kada su ostali na električnoj ploči više od 10 s. Ostali (n=6) postavljeni su na traku za trčanje brzinom od 40 m/min tijekom 60 minuta. Nakon eksperimenta, štakori su žrtvovani etil eterom, a uzorci krvi su skupljeni iz donje šuplje vene i stavljeni na sobnu temperaturu 2 sata, a zatim centrifugirani na 2500 x g 20 minuta da se razdvoje uzorci seruma. Jetra i gastrocnemius mišići su sakupljeni i isprani fiziološkom otopinom. Svi uzorci su pohranjeni na -80 ◦C u dubokom zamrzivaču.

2.6. Biokemijski parametri

2.6.1. Biomarkeri povezani s umorom

Razine serumskog anorganskog fosfata i amonijaka procijenjene su pomoću Biovision Inc. (Milpitas, CA, SAD). Razine laktata u serumu određene su pomoću kompleta za analizu laktata (Bioassay Systems, Hayward, CA, SAD).

2.6.2. Analiza razine glikogena u jetri i mišićima

Sadržaj glikogena je analiziran prema metodi koju su opisali Cho i sur. [5]. Ukratko, 0.2 g tkiva iz jetre i mišića reagiralo je s 400 µL 30-postotne otopine kalijevog hidroksida, kuhano 30 minuta i zatim ohlađeno na 25 ◦C. Zatim je u smjesu dodan 1 mL etanola i centrifugirana je na 6000×g i 4 ◦C 15 minuta. Supernatant je zatim uklonjen i talog je pomiješan s 0,5 mL destilirane vode, nakon čega je dodano 0,2 posto otopine antrona za hidrolizaciju glukoze. Na kraju je spektrofotometrom izmjerena apsorbancija na 620 nm

2.6.3. Aktivnosti aktivnosti mišićne laktat dehidrogenaze (LDH) i serumske kreatin kinaze (CK)

2.6.4. Razine aktivnosti malondialdehida (MDA) i glutation peroksidaze (GPx)

Razina MDA i aktivnost GPx procijenjeni su homogeniziranjem alikvota od 0.1 g smrznute jetre u fosfatnom puferu fiziološke otopine (PBS). Nakon homogenizacije, uzorci su centrifugirani na 3500×g na 4 ◦C tijekom 10 minuta, zatim su supernatanti korišteni za analizu. Razina MDA i aktivnost GPx mjereni su kolorimetrijskim priborom (Biovision Inc., Milpitas, CA, SAD).

2.7. Određivanje ukupnog sadržaja fenola (TPC)

TPC PV određen je Folin–Ciocalteu kolorimetrijskom metodom uz neke modifikacije [19]. Ukratko, PV je reagirao s Folin-Ciocalteu reagensom i neutraliziran otopinom natrijeva karbonata. Zatim je spektrofotometrom izmjerena apsorbancija plave boje na 760 nm. Kao standard korištena je galna kiselina (Sigma-Aldrich, čistoća > 99 posto), a TPC je izražen kao mg ekvivalenta galne kiseline/g (mg GAE/g) PV.

2.8. HPLC analiza

2.9. Statistička analiza

3. Rezultati i rasprava

3.1. Sadržaj organskih kiselina i slobodnih aminokiselina u PV

Glavni spojevi okusa u fermentiranom octu sastoje se od organskih kiselina nastalih fermentacijom, kao i slobodnih aminokiselina proizvedenih hidrolizom proteina tijekom fermentacije [20]. PV je sadržavao organske kiseline, octenu kiselinu, oksalnu kiselinu, limunsku kiselinu, jantarnu kiselinu, jabučnu kiselinu i mliječnu kiselinu, na 4034,46, 72,76, 1530,65, 1075,51, 140,95 odnosno 390,87 mg posto (Tablica 1). Osim toga, PV je sadržavao niz slobodnih aminokiselina, naime asparaginsku kiselinu, tirozin, fenilalanin, histidin, lizin i arginin. Sadržaj asparaginske kiseline bio je 7,56, tirozina, fenilalanina, histidina, lizina i arginina 7,56, 5,46, 4,43, 32,93, 4,11 i 20,76 ppm. Nakon fermentacije u dva koraka, PV je pokazao više organske kiseline, posebno octene kiseline, i sadržaj slobodnih aminokiselina od PJ. U usporedbi s prethodnim studijama, sadržaj organskih kiselina u komercijalnom octu sa sirkom sastojao se od octene kiseline (3600 mg posto), oksalne kiseline (16,62 mg posto), limunske kiseline (49,7 mg posto), sukcinatne kiseline (92,5 mg posto), jabučne kiseline kiseline (27,83 mg posto) i mliječne kiseline (820 mg posto) [21]. PV je sadržavao manje količine slobodnih aminokiselina od octa od češnjaka, koji je sadržavao velike količine slobodnih aminokiselina (23,4 ppm), tirozina (nije detektirano), fenilalanina (313,9 ppm), histidina (4,6 ppm), lizina (460,3 ppm) i arginin (65,0 ppm). Na i sur. (2013) izvijestili su da karakteristike kvalitete u fermentiranom octu ovise o različitim sastojcima i da su povezane s većom količinom limunske kiseline, jantarne kiseline, jabučne kiseline, tirozina i histidina, te manjom količinom asparaginske kiseline, fenilalanina, lizina i arginina, što primijećeni su u PV u usporedbi s drugim fermentiranim octom [22]. Sve u svemu, rezultati pokazuju da PV fermentiran s PJ obogaćen ekstraktom kruške sadrži veliku količinu organskih kiselina i različite sadržaje slobodnih aminokiselina.

Stol 1.Sadržaj organskih kiselina i slobodnih aminokiselina u octu Prunus mume (PV).

3.2. Identifikacija i kvantifikacija fenolnih spojeva u PV

TPC PV-a bio je 25.86 mg GAE/g (podaci nisu prikazani). Za daljnju identifikaciju fenolnih spojeva prisutnih u PV-u, provedena je HPLC-PDA analiza. Protokatehuinska kiselina, siringinska kiselina, klorogenska kiselina, neoklorogena kiselina i kriptoklorogena kiselina s koncentracijama 0.08, 0.22, 0.37, 0.82 i 1.36 mg/g, identificirani su korištenjem HPLC analize usporedbom sa svakom standardnom fenolnom kiselinom (Slika 1). Ovaj rezultat je pokazao da su kriptoklorogena kiselina i neoklorogena kiselina glavne fenolne kiseline u PV. Mnoge studije su izvijestile da fenolni spojevi utječu na funkcionalna svojstva, kao što su antioksidativna, antikancerogena i antidijabetes [23-25]. U srodnoj studiji koju su proveli Yuan i sur. (2019), ekstrakt Sonchus arvensis bogat polifenolima koji sadrži klorogensku kiselinu, luteolin i cikoričnu kiselinu poboljšao je aktivnosti antioksidativnih enzima i sintezu glikogena u miševa treniranih [26]. Vodeni ekstrakt sjemenki Abelmoschus esculentus Moench koji sadrži velike količine polifenola i flavonoida pokazao je značajne antioksidativne učinke i učinke protiv umora kod miševa nakon testa plivanja s opterećenjem [27]. Također, fenolni spojevi uključujući 5-HMF, neoklorogenu kiselinu, protokatehuinsku kiselinu i siringinsku kiselinu identificirani su u koncentratu ploda Prunus mume tretiranog pektinazom koji su pokazali inhibitorne učinke na stanice kolorektalnog raka [19]. Iako su potrebna daljnja istraživanja kako bi se istražili molekularni mehanizmi koji stoje iza djelovanja fenolnih spojeva protiv umora, ovaj rezultat ukazuje da su aktivnosti PV-a protiv umora povezane s njegovim fenolnim spojevima, kao što su protokatehuinska kiselina, siringična kiselina, klorogenska kiselina i njegove izvedenice.

Slika 1.Fenolni spojevi u octu Prunus mume (PV) analizirani su HPLC-om. Protocatechuic kiselina (205 nm, 8,774 min); siringična kiselina (216,8 nm, 23,857 min); klorogenska kiselina (326,1 nm, 18,663 min); neoklorogenska kiselina (324,9 nm, 9,660 min); kriptoklorogena kiselina (326,1 nm, 20,395 min).

3.3. Učinci PV-a na proliferaciju stanica i nakupljanje glikogena u mioblastima C2C12

Skeletni mišići igraju važnu ulogu u podržavanju proizvodnje energije u tijelu [27]. Kao što je prikazano na slici 2, procijenili smo citotoksičnost i nakupljanje glikogena PV na mioblastu C2C12. Za procjenu citotoksičnosti PV-a, SRB testovi su provedeni u mioblastima C2C12, a nakon diferencijacije, stanice su tretirane različitim koncentracijama PV-a (0.1, 0.2, {{1{{ 12}}}}.3 i 0.4 µg/mL) tijekom 48 sati (Slika 2A). Stanična vijabilnost C2C12 mioblasta tretiranih PV-om bila je preko 95 posto, što nije značilo značajne razlike u usporedbi s kontrolom. Kako bi se procijenio sadržaj glikogena u mioblastima C2C12, provedena je analiza glikogena upotrebom staničnih lizata. Kao što je prikazano na slici 2B, sadržaj glikogena u mioblastima C2C12 značajno je povećan PV-om na način ovisan o dozi. Međutim, liječenje PV-a u dozi od 0,4 µg/mL nije pokazalo značajne razlike u usporedbi s 0,3 µg/mL PV-a. Ovi rezultati sugeriraju da liječenje PV-om može povećati nakupljanje glikogena s necitotoksičnim koncentracijama u skeletnim mišićima.

Slika 2.Učinci PV na (A) staničnu proliferaciju i (B) nakupljanje glikogena u mioblastima C2C12. Vrijednosti podataka izražene su kao srednje vrijednosti ± SE (n=3). Različita slova na traci značajno se razlikuju (p <>

3.4. Učinci PV-a na vrijeme trčanja na traci za trčanje

Vrijeme trčanja do iscrpljenosti pokazatelj je kapaciteta vježbanja koji predstavlja oporavak od umora [5]. U ovoj studiji, program vježbanja pomoću trake za trčanje proveden je na štakorima tijekom 4 tjedna. Nakon vježbe visokog intenziteta do iscrpljenosti, sve su skupine pokazale značajno povećanu izdržljivost trčanja u usporedbi s SC štakorima, a PV7.5 zabilježio je najduže vrijeme trčanja među svim skupinama (Slika 3). Reidy i Rasmussen (2016) izvijestili su da suplementacija aminokiselinama povećava izvedbu vježbanja indukcijom sinteze proteina u ljudskim skeletnim mišićima nakon vježbi otpora [28]. Ovaj rezultat je pokazao da je PV učinkovito povećao kapacitet izdržljivosti kod štakora koji su trenirali visokim intenzitetom.

Slika 3.Učinak PV-a na vrijeme izdržljivosti trčanja. Vrijednosti podataka izražene su kao srednje vrijednosti ± SE (n {{0}}). SC: kontrola sjedenja, EC: kontrola vježbe, PJ: sok od Prunus mume, PV5: napitak od octa od 5 posto Prunus mume, PV7.5: napitak od octa od 7,5 posto Prunus mume. Različita slova na traci značajno se razlikuju (p <>

3.5. Učinci PV-a na serumske biomarkere povezane s umorom

Pojava tjelesnog umora povezana je s manjkom energije tijekom vježbanja. Budući da se tijekom vježbanja visokog intenziteta troše velike količine energije, tekućine i aminokiselina, sportski napici mogu pomoći u održavanju ravnoteže tekućina i resintezi proteina [29]. Iz tog razloga, PV bi se mogao koristiti kao sportski napitak za smanjenje umora izazvanog vježbanjem. Štoviše, intracelularna acidoza uzrokuje umor mišića koji je posljedica nakupljanja laktata i anorganskog fosfata [12]. Tijekom intenzivnog vježbanja, serumski biomarkeri povezani s umorom, kao što su serumski amonijak, anorganski fosfat i laktat, akumuliraju se uzrokujući umor mišića kao rezultat unutarstanične acidoze [30]. Stoga je smanjenje osjetljivosti na umor povezano s povećanjem vremena trčanja i smanjenjem biomarkera umora. Glikogen jetre i mišića, koji su dobro poznati izvori supstrata za glikolizu i proizvodnju energije, djeluju kao prva obrana protiv iscrpljenosti energije [5]. Stoga je glikogen jedan od pokazatelja umora. Razine serumskog amonijaka, anorganskog fosfata i laktata skupine PV7.5 bile su 64,57 ug/mL, 2,98 mM i 1,21 mM (Slika 4A–C). Te su vrijednosti značajno smanjene za 28,22 posto, 25,91 posto odnosno 18,24 posto u odnosu na EC skupinu. U usporedbi sa serumskim biomarkerima u EC štakora, SC i PJ štakori nisu pokazali značajne razlike. Fushimi i sur. (2001.) izvijestili su da je dodatak octa značajno smanjio serumski laktat i amonijak nakon vježbanja do iscrpljenosti kod štakora, a Stephens et al. (2008) izvijestili su da je oralna primjena acetata poboljšala razinu laktata u krvi u svinja [31,32]. Na temelju ovih rezultata, visoke razine organskih kiselina i raznih slobodnih aminokiselina u PV-u mogle su utjecati na regulaciju serumskog amonijaka, anorganskog fosfata i laktata. Stoga je primjena PV-a učinkovito pokazala učinak protiv umora reguliranjem serumskih biomarkera povezanih s umorom u štakora treniranih vježbanjem.

Slika 4.Učinak PV na serum (A) amonijak, (B) anorganski fosfor i (C) laktat u iscrpljenih štakora. Vrijednosti podataka izražene su kao srednje vrijednosti ± SE (n {{0}}). SC: kontrola sjedenja, EC: kontrola vježbe, PJ: sok od Prunus mume, PV5: napitak od octa od 5 posto Prunus mume, PV7.5: napitak od octa od 7,5 posto Prunus mume. Različita slova na traci značajno se razlikuju (p <>

3.6. Učinci PV-a na promjene akumulacije glikogena

Učinci PV-a na glikogen jetre i mišića prikazani su na slici 5. Skupina EC pokazala je veći sadržaj glikogena mišića gastrocnemiusa, ali nije bilo značajnih razlika između SC i EC skupina (Slika 5A). Međutim, primijećeno je značajno povećanje sadržaja glikogena (34,25 posto) u odnosu na skupine EC i PV7.5. Sadržaj glikogena u jetri također se povećao kao odgovor na suplementaciju s PV7.5 do 24,21 posto u odnosu na EC skupinu (Slika 5B). Prethodne studije su pokazale da oralni dodatak octene kiseline poboljšava sintezu glikogena u jetri i mišićima nakon vježbanja kod štakora i konja [10,11,31]. Stoga ovaj rezultat sugerira da bi povećanje razine glikogena u jetri i mišićima moglo biti povezano s aktivnošću protiv umora kod štakora koji su trenirali visokim intenzitetom.

Slika 5. Učinak PV na nakupljanje glikogena u (A) mišićima i (B) jetri u iscrpljenih štakora. Vrijednosti podataka izražene su kao srednje vrijednosti ± SE (n {{0}}). SC: kontrola sjedenja, EC: kontrola vježbe, PJ: sok od Prunus mume, PV5: napitak od octa od 5 posto Prunus mume, PV7.5: napitak od octa od 7,5 posto Prunus mume. Različita slova na traci značajno se razlikuju (p <>

3.7. Učinci PV na promjene aktivnosti LDH i CK

Laktat dehidrogenaza (LDH) je oksidoreduktaza u glikolizi koja katalizira reverzibilnu pretvorbu mliječne kiseline u piruvat [33]. Serumska kreatin kinaza (CK) važan je enzim koji ukazuje na ozljedu mišića [34]. Stoga smo procijenili razinu mišićnog LDH i CK u serumu kako bismo procijenili razinu oštećenja mišića. Razina gastrocnemius LDH EC štakora nije se značajno razlikovala u usporedbi sa skupinom SC (Slika 6A). Aktivnost LDH štakora kojima je davan PV7.5 značajno se povećala za 27,75 posto u usporedbi sa skupinom EC. Kao što je prikazano na slici 6B, razina CK u serumu skupine koja je primala SC bila je 60,35 U/L. Vrijednost CK skupine EC bila je 54,71 U/L, što se nije značajno razlikovalo od usporedbe skupine SC. Međutim, dodatak PV7.5 značajno je smanjio razinu CK za 35,66 posto u usporedbi s EC štakorima. U sličnim studijama, ekstrakt Prunus mume poboljšao je oporavak od umora povećanjem aktivnosti LDH i regulacijom serumskih biomarkera u treniranih štakora, te povećao serumski CK kao odgovor na oštećenje mišića uzrokovano stezanjem mišića, izazivajući umor [4,35]. Ova otkrića sugeriraju da je davanje PV-a spriječilo umor poticanjem metabolizma mliječne kiseline u mišićnim stanicama i smanjenjem oštećenja mišića smanjenjem razine serumskih markera umora u štakora.

Slika 6.Učinci PV na aktivnosti (A) laktat dehidrogenaze i (B) kreatin kinaze u štakora iscrpljenih tjelovježbom. Vrijednosti podataka izražene su kao srednje vrijednosti ± SE (n {{0}}). SC: kontrola sjedenja, EC: kontrola vježbe, PJ: sok od Prunus mume, PV5: napitak od octa od 5 posto Prunus mume, PV7.5: napitak od octa od 7,5 posto Prunus mume. Različita slova na traci značajno se razlikuju (p <>

3.8. Učinci PV-a na promjene u razini MDA i GPx aktivnosti u jetri

Ozljeda mišića uzrokuje promjene u aktivnosti antioksidativnih enzima i razinama MDA [34]. MDA je jedan od nusproizvoda peroksidacije lipida izazvane oksidativnim stresom. Kako bismo promatrali promjene u antioksidativnom enzimu i peroksidaciji lipida, izmjerili smo razine MDA i GPx u tkivu jetre davanjem PV-a iscrpljenim štakorima koji su vježbali. Rezultati su otkrili značajne promjene u odgovoru na primjenu PV-a. Točnije, sadržaj MDA u EC skupini smanjio se za 10 posto u odnosu na SC skupinu (Slika 7A). Primjena PJ, PV5 i PV7.5 izazvala je smanjenje sadržaja MDA od 18,35 posto, 20,36 posto odnosno 25,05 posto, u odnosu na EC skupinu. Davanje PV-a pod intenzivnim iscrpljenim vježbanjem izazvano značajnim povećanjem aktivnosti GPx (Slika 7B). U jetri je tretman PV7.5 značajno povećao aktivnost GPx za 19,65 posto i 41,14 posto, iako PV5 nije pokazao razliku u usporedbi s EC štakorima. U prethodnim studijama, egzogeni dodatak antioksidansima i antioksidativna dijeta smanjili su razine oksidativnog stresa kod sportaša nakon iscrpljujućeg vježbanja [36]. Primjena antioksidansa sprječava bolove mišića kod ljudi nakon vježbanja [37]. Štoviše, kineski crni ocat je inducirao antioksidativne aktivnosti putem inhibicije reaktivnih kisikovih vrsta, kao i povećanja aktivnosti SOD i CAT [38]. Uzeti zajedno, ovi rezultati sugeriraju da dodatak octa s antioksidativnim djelovanjem pospješuje oporavak od umora. Stoga bi djelovanje PV-a protiv umora moglo biti povezano s regulacijom antioksidativnih enzima u iscrpljenih štakora.

Slika 7.Učinci PV na aktivnosti (A) malondialdehida i (B) glutation peroksidaze u štakora iscrpljenih tjelovježbom. Vrijednosti podataka izražene su kao srednje vrijednosti ± SE (n {{0}}). SC: kontrola sjedenja, EC: kontrola vježbe, PJ: sok od Prunus mume, PV5: napitak od octa od 5 posto Prunus mume, PV7.5: napitak od octa od 7,5 posto Prunus mume. Različita slova na traci značajno se razlikuju (p <>

4. Zaključci

U ovoj studiji, PV koji sadrži različite slobodne aminokiseline i organske kiseline razvijen je postupkom fermentacije u dva koraka i procijenjen analizama citotoksičnosti i nakupljanja glikogena u C2C12 mioblastima, kao i in vivo učincima protiv umora kod iscrpljenih štakora nakon visokog intenziteta vježbanje. Visoke razine akumulacije glikogena primijećene su in vitro, a primjena PV-a pridonijela je sprječavanju umora regulacijom serumskih biomarkera umora i markera mišićne ozljede u iscrpljenih štakora. Nadalje, identificirani su fenolni spojevi kao što su protokatehuinska kiselina, siringična kiselina i derivati ​​klorogenske kiseline u PV-u. Zajedno, može se očekivati ​​da će se PV koristiti kao funkcionalni materijal protiv umora izazvanog vježbanjem visokog intenziteta.

Ovo je naš proizvod protiv umora! Kliknite na sliku za više informacija!

Reference

1. Hwang, JY; Ham, JW; Nam, SH Antioksidativna aktivnost maesila (Prunus mume). Korean J. Food Sci. Technol. 2004., 36, 461–464.

2. Paik, IY; Chang, WR; Kwak, YS; Cho, SY; Jin, HE Učinak dodatka Prunus mume na razine energetskog supstrata i faktore indukcije umora. J. Life Sci. 2010, 20, 49–54. [CrossRef]

3. Nakajima, S.; Fujita, K.; Inoue, Y.; Nishio, M.; Seto, Y. Učinak narodnog lijeka, Bainiku-ekisu, koncentrata soka Prunus mume, na infekciju Helicobacter pylori kod ljudi. Helicobacter 2006, 11, 589–591. [CrossRef]

4. Kim, SY; Park, SH; Lee, HN; Park, TS Prunus mume ekstrakt ublažava umor izazvan vježbanjem kod treniranih štakora. J. Med. Hrana. 2008, 11, 460–468. [CrossRef] [PubMed]

5. Cho, HD; Lee, JH; Jeong, JH; Kim, JY; Yee, ST; Park, SK; Lee, MK; Seo, KI Proizvodnja novog octa s antioksidativnim djelovanjem i djelovanjem protiv umora iz Salicornia herbacea LJ Sci. Food Agric. 2016, 96, 1085–1092. [CrossRef] [PubMed]

6. Xie, X.; Zheng, Y.; Liu, X.; Cheng, C.; Zhang, X.; Xia, T.; Yu, S.; Wang, M. Antioksidativna aktivnost kineskog shanxi odležanog octa i njegova korelacija s polifenolima i flavonoidima tijekom procesa kuhanja piva. J. Food Sci. 2017., 82, 2479–2486. [CrossRef]

8. Kondo, S.; Tayama, K.; Tsukamoto, Y.; Ikeda, K.; Yamori, Y. Antihipertenzivni učinci octene kiseline i octa na spontano hipertenzivne štakore. Biosci. biotehnologija. Biochem. 2001, 65, 2690–2694. [CrossRef]

8. Sakakibara, S.; Yamauchi, T.; Oshima, Y.; Tsukamoto, Y.; Kadowaki, T. Octena kiselina aktivira jetreni AMPK i smanjuje hiperglikemiju u dijabetičkih KK-A(y) miševa. Biochem. Bioph. Res. Co. 2006, 344, 597–604. [CrossRef]

10. Yagnik, D.; Serafin, V.; Shah, AJ Antimikrobna aktivnost jabučnog octa protiv Escherichie coli, Staphylococcus aureus i Candida albicans; smanjenje ekspresije citokina i mikrobnih proteina. Sci. Rep. 2018, 8, 1732–1744. [CrossRef]

10. Fushimi, T.; Tayama, K.; Fukaya, M.; Kitakoshi, K.; Nakai, N.; Tsukamoto, Y.; Sato, Y. Učinkovitost octene kiseline za obnavljanje glikogena u skeletnim mišićima štakora nakon vježbanja. Int. J. Sports Med. 2002, 23, 218–222. [CrossRef]

11. Waller, AP; Geor, RJ; Spriet, LL; Heigenhauser, GJF; Lindinger, MI Oralni dodatak acetata nakon produljene vježbe umjerenog intenziteta poboljšava ranu resintezu mišićnog glikogena u konja. Exp. Physiol. 2009, 94, 888–898. [CrossRef] [PubMed]

12. Cho, HD; Kim, JH; Lee, JH; Hong, SM; Yee, ST; Seo, KI Učinak napitka od octa od krastavaca protiv umora na štakore nakon vježbe visokog intenziteta. Korean J. Food Sci. Technol. 2017., 49, 209–214. [CrossRef]

13. Blain, GM; Hureau, TJ Ograničenje umora i performansi tijekom vježbanja: interakcija mozak-mišić. Exp. Physiol. 2017, 102, 3–4. [CrossRef] [PubMed]

14. Xu, C.; Lv, J.; Lo, YM; Cui, JZ; Hu, X.; Fan, M. Učinci zobenog glukana na vježbe izdržljivosti i njegova svojstva protiv umora kod treniranih štakora. ugljikohidrat. Polym. 2013, 92, 1159–1165. [CrossRef]

15. Maes, M.; Twisk, FNM Sindrom kroničnog umora: (bio)psihosocijalni model Harveyja i Wesselyja u odnosu na bio(psihosocijalni) model temeljen na putevima upalnog i oksidativnog i nitrozativnog stresa. BMC Med. 2010, 8, 1–13. [CrossRef]

16. Rittie, L.; Fisher, GJ Kaskade signala inducirane UV svjetlom i starenje kože. Starenje Res. Rev. 2002, 1, 705–720. [CrossRef]

18. Kaulmann, A.; Bohn, T. Karotenoidi, upala i oksidativni stres - implikacije staničnih signalnih putova i odnos prema prevenciji kroničnih bolesti. Nutr. Res. 2014, 34, 907–929. [CrossRef]

18. Shen, Y.; Zhang, H.; Cheng, L.; Wang, L.; Wian, H.; Qi, X. In vitro i in vivo antioksidativna aktivnost polifenola ekstrahiranih iz crnog planinskog ječma. Food Chem. 2016, 194, 1003–1012. [CrossRef]

19. Cho, HD; Kim, JH; Won, YS; Mjesec, KD; Seo, KI Inhibitorni učinci koncentrata ploda Prunus mume tretiranog pektinazom na proliferaciju kolorektalnog karcinoma i angiogenezu endotelnih stanica. J. Food Sci. 2019, 84, 3284–3295. [CrossRef]

20. Jung, KM; Lee, YS; Kim, JW; Seol, JM; Jung, YH; Kim, SR Niskotemperaturna alkoholna fermentacija za proizvodnju visokokvalitetnog octa korištenjem breskve. Korean Soc. biotehnologija. bioinž. J. 2018, 33, 95–103.

21. Kong, Y.; Zhang, LL; Sun, Y.; Zhang, YY; Sunce, BG; Chen, HT Određivanje slobodnih aminokiselina, organskih kiselina i nukleotida u komercijalnom octu. J. Food Sci. 2017., 82, 1116–1123. [CrossRef] [PubMed]

22. Na, HS; Choi, GC; Yang, SI; Lee, JH; Cho, JY; Ma, SJ; Kim, JY Usporedba karakteristika komercijalnog fermentiranog octa napravljenog od različitih sastojaka. Korean J. Konzerviranje hrane. 2013, 20, 482–487. [CrossRef]

23. Xu, DP; Li, Y.; Meng, X.; Zhou, T.; Zhou, Y.; Zheng, J.; Zhang, JJ; Li, HB Prirodni antioksidansi u hrani i ljekovitom bilju: Ekstrakcija, procjena i resursi. Int. J. Mol. Sci. 2017, 18, 96. [CrossRef] [PubMed]

24. Zhou, Y.; Zheng, J.; Li, Y.; Xu, DP; Li, S.; Chen, YM; Li, HB Prirodni polifenoli za prevenciju i liječenje raka. Nutrients 2016, 8, 515. [CrossRef] [PubMed]

25. Guasch-Ferré, M.; Merino, J.; Sun, Q.; Fit6, M.; Sales-Salvad6, J. Polifenoli u prehrani, mediteranska prehrana, predijabetes i dijabetes tipa 2: narativni pregled dokaza. Oksid. Med. Ćelija. Longev. 2017., 2017.,

6723931. [CrossRef] [PubMed]

26. Yuan, T.; Wu, D.; Sun, K.; Tan, X.; Wang, J.; Ren, B.; Zhao, B.; Liu, Z.; Liu, X. Djelovanje vodenih ekstrakata Sonchus arvensis L. protiv umora kod vježbanih treniranih miševa. Molecules 2019, 24, 1168. [CrossRef]

27. Xia, F.; Zhong, Y.; Li, M.; Chang, Q.; Liao, Y.; Liu, X.; Pan, R. Antioksidansi i sastojci bamije protiv umora. Nutrijenti 2015, 7, 8846–8858. [CrossRef]

28. Reidy, PT; Rasmussen, BB Uloga unesenih aminokiselina i proteina u promicanju anabolizma mišićnih proteina induciranog vježbama otpora. J. Nutr. 2016, 146, 155–183. [CrossRef]

29. Evans, GH; James, LJ; Shirrefs, SM; Maughan, RJ Optimiziranje obnove i održavanja ravnoteže tekućine nakon dehidracije izazvane vježbanjem. J. Appl. Physiol. 2017, 122, 945–951. [CrossRef]

30. Robers, RA; Ghiasvand, F.; Parker, D. Biokemija metaboličke acidoze izazvane vježbanjem. Am. J. Physiol. Regul. Cijeli broj. Comp. Physiol. 2004, 287, R502-R516. [CrossRef]

32. Fushimi, T.; Tayama, K.; Fukaya, M.; Kitakoshi, K.; Nakai, N.; Tsukamoto, Y.; Sato, Y. Hranjenje octenom kiselinom poboljšava obnavljanje glikogena u jetri i skeletnim mišićima štakora. J. Nutr. 2001, 131, 1973–1977. [CrossRef] [PubMed]

32. Stephens, JW; Dikeman, ME; Unruh, JA; Haub, MD; Tokach, MD; Dritz, SS Učinci oralne primjene natrijevog citrata ili acetata svinjama na parametre krvi, postmortalnu glikolizu, pad pH vrijednosti mišića i svojstva kvalitete svinjskog mesa. J. Anim. Sci. 2008, 86, 1669–1677. [CrossRef] [PubMed]

33. Zheng, Y.; Zhang, WC; Wu, ZY; Fu, CX; Hui, AL; Gao, H.; Chen, PP; Du, B.; Zhang, HW Dva ekstrakta makamida ublažavaju fizički umor ublažavanjem oštećenja mišića kod miševa. J. Sci. Food Agric. 2018, 99, 1405–1412. [CrossRef] [PubMed]

34. Filho, LFS; Menezes, PP; Santana, DVS; Lima, dipl. Saravanan, S.; Almeida, GKM; Filho, JERM; Santos, MMB; Araujo, AAS; de Oliveira, ED Učinak pulsirajućeg terapijskog ultrazvuka i diosmina na oksidativni parametar skeletnih mišića. Ultrasound Med. Biol. 2018, 44, 359–367. [CrossRef]

35. Tojima, M.; Noma, K.; Torii, S. Promjene u serumskoj kreatin kinazi, stezanje mišića nogu i odgođena bol mišića nakon pune maratonske utrke. J. Sports Med. Phys Fitness. 2016, 56, 782–788.

36. Pingitore, A.; Lima, GP; Mastorci, F.; Quinones, A.; Lervasi, G.; Vassalle, C. Tjelovježba i oksidativni stres: potencijalni učinci antioksidativnih prehrambenih strategija u sportu. Nutricionizam 2015, 31, 916–922. [CrossRef]

37. Ranchordas, MK; Rogerson, D.; Soltani, H.; Costello, JT Antioksidansi za sprječavanje i smanjenje bolova u mišićima nakon vježbanja. Cochrane Database Syst. Rev. 2017, 12, CD009789. [CrossRef]

38. Chen, J.; Tian, ​​J.; Ge, H.; Liu, R.; Xiao, J. Učinci tetrametilpirazina iz kineskog crnog octa na antioksidativne i hipolipidemijske aktivnosti u HepG2 stanicama. Food Chem. Toxicol. 2017., 109 Pt 2, 930–940. [CrossRef]