Anti-træthedseffekter af Lycium Barbarum polysaccharid hos rotter

1. Introduktion

Træthed, normalt defineret som en fysisk manglende evne til at opretholde et bestemt energiniveau eller den overordnede manglende evne til at opretholde forudbestemt træningsintensitet, er en midlertidig reduktion i arbejdsevne og fysisk funktion på grund af øget energiforbrug i forskellige organer forårsaget af fysisk aktivitet [1–3]. Træthed fører ofte til lavere motorisk funktion, lavere arbejdseffektivitet og flere ulykker. Langvarig træthed øger ofte forekomsten af ​​andre sygdomme, som f.eksmultipel sklerose, Parkinsons sygdom, ogdepression, som bringer patienternes arbejde og liv i alvorlig fare [4–8]. 

KLIK HER FOR AT KENDE CISTANCHE TRATIGUE BEHANDLING

Trætheder stærkt korreleret med højintensiv træning. Ved højintensiv træning producerer kroppen metabolitter, såsom mælkesyre og urea-nitrogen. Akkumuleringen af ​​disse metabolitter ændrer mikromiljøet i kroppen, hvilket fører til intracellulær acidose, hvilket yderligere påvirker muskelfunktionen og dermed forårsager træthed [9]. Stærk træning kan føre til produktion og ophobning af frie radikaler og hurtigt forbruge energistoffer, såsom glucose, leverglykogen og muskelglykogen. Reduktionen i energistoffer og oxidativ stress forårsaget af frie radikaler ophobning er nøglefaktorerne for perifer træthed [10,11]. I øjeblikket bringer effektive lægemidler til træthedsbehandling, såsom nogle antidepressiva og centralnervesystemstimulerende midler, sædvanligvis visse skader på kardiovaskulære, cerebrovaskulære og nervesystemer og er tilbøjelige til lægemiddelafhængighed [12].

Derfor naturligtanti-træthedsstofferuden bivirkninger søges i stigende grad, for at forbedre menneskelig træningskapacitet og reducere træthed. Qinghai-Tibet-plateauet har et naturligt miljø beliggende i stor højde med en lav iltkoncentration, stærkt sollys og store temperaturforskelle. I dette miljø er det let at blive træt. Derfor, i det tibetanske medicinsystem, bruges oprindelige planter i vid udstrækning til at lindre træthedssymptomer [13].

Lycium barbarum (Goji-bær) er den modne frugt af Lycium barbarum L., en busk fra Solanaceae-familien. Lycium barbarum L. blomstrer for det meste fra juli til august hvert år og bærer frugt hver september; det er høstet i slutningen af ​​september [14] og er blevet brugt som en traditionel tibetansk medicin til at lindre træthed i tusinder af år [15]. De rapporterede kemiske bestanddele af Lycium barbarum omfatter polysaccharider, polyphenoler, flflavonoider, lignaner, alkaloider, terpenoider osv. [16]. LBP er en vandopløselig polymer, der hovedsageligt indeholder arabinose, glucose, galactose, mannose, rhamnose, xylose osv. LBP er en af ​​de vigtigste aktive ingredienser i Lycium barbarum [17]. Moderne farmakologiske undersøgelser har vist, at LBP har en række funktioner, herunder antioxidant, anti-aging, anti-tumor, immunregulering, hypoglykæmiske og hypolipidæmiske virkninger [18]. Imidlertid mangler tidligere undersøgelser af anti-træthedsmekanismen ved LBP. I denne undersøgelse blev LBP isoleret fra Lycium barbarum. Efter oprensning blev den kemiske struktur og monosaccharidsammensætning af LBP analyseret med FI-IR og IC. Desuden blev en funktionel anti-træthedsbrusetablet udviklet ved at kombinere LBP med et hjælpestof [19]. Træthedsmodellen induceret af tvungen svømning i rotter blev brugt til at studere den anti-træthedseffekt af LBP og dens relaterede potentielle mekanisme ved at bruge en Rhodiola Crenulata kapsel [20] som en positiv kontrol og LBPT som en parallel kontrol. Anvendelsen af ​​LBP i brusetabletter vil være velegnet til træthedspatienter og lægge grundlaget for en effektiv anvendelse af LBP i fremtiden.

2. Resultater

2.1. FT-IR spektrum

Resultaterne viser, at absorptionsbåndet ved 3600-3200 cm-1 er den strækkende vibrationsabsorptionstoppe af -OH, og absorptionstoppen i denne region er den karakteristiske top for saccharid (figur 1) [21]. Der er en absorptionstop ved 1644 cm−1, som er relateret til den asymmetriske strækvibration af C=O [22]. Der er en absorptionstop ved 1556 cm−1, som tilskrives C=O-strækningsvibrationen og en absorptionstop ved 1417 cm−1, som er CO-strækningsvibrationen [23]. Absorptionstoppene ved 1384 cm−1 og 1315 cm−1 tilskrives den C=O symmetriske strækvibration [24], og der er absorptionstoppe ved 1074 cm−1 og 1039 cm−1, som tilskrives til strækvibrationen af ​​COH- og COC-gruppen [25,26]. Absorptionstoppen ved 879 cm−1 er relateret til CH-vinkelvibrationen af ​​ækvatorialbindingen bortset fra CH-isomeriseringen af ​​den terminale gruppe af pyranringen; det kan konkluderes, at LBP'er hovedsageligt indeholder pyranoser, såsom galactose, glucose og -D-arabinosederivater [27,28]. Absorptionstoppen ved 836 cm−1 er relateret til CH-vinkelvibrationen af ​​pyranringens -terminale gruppeforskel. Derfor kan det udledes, at -D-galactopyran kan være hovedkomponenten i LBP [29].

Figur 1. Det infrarøde spektrum af LBP. ved 2.0 min blev den karakteristiske top af rhamnose (Rha) detekteret ved 11,65 min.

2.2. Monosaccharidsammensætningsanalyse

Monosaccharidsammensætningen af ​​LBP blev yderligere afsløret ved ionkromatografi, og resultaterne blev sammenlignet med dem for standardstoffet (figur S1). Kromatogrammet viser, at den karakteristiske top for natriumhydroxid fremkom ved 2.0 min. den karakteristiske top af rhamnose (Rha) blev detekteret efter 11,65 minutter, den karakteristiske top af arabinose (Ara) blev fundet ved 12,19 minutter, den karakteristiske top af galactose (Gal) blev observeret efter 15,19 minutter, den karakteristiske top af glucose (Glu) blev detekteret efter 17,26 minutter, den karakteristiske top af xylose (Xyl) blev set ved 19,97 minutter, den karakteristiske top for mannoseMan) blev registreret ved 20,57 minutter, og den karakteristiske top for natriumacetat blev detekteret efter 41 minutter (figur 2).

Derfor udleder vi, at LBP er sammensat af Rha, Ara, Gal, Glu, Xyl og Man med et molforhold på 1.00:11.35:6.10:0.56 :1.08:0.71. Kombineret med de infrarøde spektroskopiresultater fandt vi ud af, at cD-arabinose og 3-D-galactopyranose kan være hovedkomponenterne i LBP.

2.3. Effekter af LBP og LBPT på kropsvægt og organ

Indeks i rotter Ved at registrere kropsvægten af ​​rotter, blev det fundet, at der ikke var nogen signifikant forskel i kropsvægt mellem interventionsgruppen og SC-gruppen efter 28 dages intervention (figur 3B). Hjerter, lever og nyrer af rotterne i hver gruppe blev vejet for at evaluere organindekset. Resultaterne viser, at behandlingen af ​​LBP og LBPTdid ikke væsentligt ændrer organindekset i hjertet, leveren og nyren (Figur 3C-E) Derfor ændrede LBP og LBPT heller ikke væsentligt kropsvægten og organindekset for de vigtigste organer hos rotter.

Figur 3. Effekter af LBP og LBPT på kropsvægt og organindeks. (A) Eksperimentskemaet, (B) rotters kropsvægt, (C) hjerteindeks, (D) leverindeks, (E) nyreindeks. Data er udtrykt som middelværdi + SD,N =8.

2.4. Effekter af LBP og LBPT på kropsvægt og organindeks hos rotter En udtømmende svømmetest er en almindeligt anvendt metode til evaluering af træthedsbekæmpelse, som anvendes i mange anti-træthedsundersøgelser. I udtømmende svømmetests, en længere svømmetur. ming-tid indikerer øget træningskapacitet og reduceret træthed (30,31]. Sammenlignet med SC-gruppen var den udtømmende svømmetid for hver dosis af LBP- og LBPT-behandlingsgruppe længere, og forskellen var statistisk signifikant (p < 0,05) (Figur 4 disse resultater tyder på, at LBP og LBPT har signifikant anti-træthedsaktivitet og kan øge træningstolerancen på en dosisafhængig måde.

Figur 4, Effekter af LBP og LBPT på udtømmende svømmetid for rotter. Data er udtrykt som gennemsnitlig=SD N=8. #: vs. SC, p < 0.05.

2.5. Biokemiske parametre for LBP og LBPT til forbedring af træningstræthed

2.5.1. Virkningerne af LBP og LBPT på serum biokemiske parametre i træthed

Rotter En række biokemiske indikatorer er blevet brugt til at vurdere træthed efter træning, såsom CK, AST, ALT, LDH, BUN og BLA [32,33]. Sammenlignet med RC-gruppen var aktiviteterne af ALT, CK og LDH i serum fra rotter signifikant forøget efter svømmetesten (p < 0.05), og niveauerne af ALT, CK og LDH efter træning var signifikant faldet efter behandling med LBP og LBPT (p < 0.05) (Figur 5A,D,F). Lignende tendenser blev også fundet i AST-, BUN- og BLA-indekser. Kraftig træning førte til AST-aktivitet i serum, og BUN- og BLA-indhold steg signifikant (p < 0,05); disse faldt imidlertid signifikant i HL-, MET- og HET-grupperne (p < 0,05) (figur 5B, C, E). Ovenstående resultater viser, at intens træning kan få kroppen til at producere og akkumulere mange metabolitter og derved ændre homeostasen i kroppens indre miljø. LBP og LBPT kunne forbedre de biokemiske parametre relateret til træningstræthed efter intens træning og derved reducere træthedsskader.

2.5.2. Regulering af LBP og LBPT på muskelvævsoxidativ stress hos træthedsrotter Under træning kan oxidativ stress føre til muskelskade og træthed [34]. Derfor undersøgte vi virkningerne af LBP og BPT på muskeloxidativ stress hos rotter og påviste oxidativ stress-relaterede indikatorer, herunder CAT, MDA, GSH og SOD. Sammenlignet med RC-gruppen var SOD-niveauet i musklen hos rotter efter intens træning signifikant reduceret, mens MDA-niveauet var signifikant øget (p < 0.05); denne tilstand blev vendt af LBP og LBP med stor stamme (p < 0.05) (figur 6A,B). Efter træning faldt GSH-indholdet i musklen hos rotter signifikant (p < 0.05), men steg efter behandlingen med LBP og LBPT (p < 0.05) (Figur 6CSimmer ændringen i GSH-indhold, CAT aktiviteten faldt betydeligt efter træning, men steg i LBP- og LBPT-behandlingsgrupper (p < 0,05) (Figur 6D) Ovenstående resultater viser, at fænomenet oxidativt stress i muskelcellerne vil blive intensiveret og derved beskadige cellerne LBPT kan forbedre oxidativ muskelstress efter anstrengende træning og derved reducere muskeltræthed.

Figur 6. Effekterne af LBP og LBPT på oxidative stressparametre. (A) SOD, (B) MDA, (C) GSH(D) CAT. Data er udtrykt som middel 士 SD, N=8, *: vs. RC p < 0.05, #: vs. SC, p < 0,05.

2.5.3. Regulering af LBP og LBPT om energimetabolisme hos træthedsrotter. Forbruget af energiopbevaring kan også føre til træningstræthed, og niveauerne af blodsukker, leverglykogen og muskelglykogen er et af de vigtige kriterier for evaluering af træthed (35]. RC-gruppen, gruppens blodsukkerniveau faldt signifikant efter træning (p < 0.05), mens blodsukkerniveauet i LBP- og LBPT-grupperne steg signifikant (p < {{9 }}.05) (Figur 7A) I henhold til tendensen for serumglukoseniveau faldt glykogenindholdet i muskler og lever også signifikant (p < 0,05). glykogenindholdet i LBP- og LBPT-grupper steg signifikant (p < 0,05) (figur 7B,C).

Figur 7. Regulering ved LBP og LBPT af energimetabolisme. (A) blod Glu; (B) leverglykogenindhold, LG; (C) muskelglykogenindhold, MG; (D) muskel-ATP; og (E) Muskel PK. Data er udtrykt som middelværdi 士 SD,N=8, *: vs. RC p < 0.05, #: vs. SC, p < 0,05.

For yderligere at studere virkningerne af LBP og LBPT på energimetabolismens hovedprocesser sammenlignede vi niveauerne af PK og ATP i rotternes muskler. Intensive øvelser reducerede ATP-indholdet i muskler signifikant (p < {0}}.05) (Figur 7D) og nedsatte Pk-aktivitet i muskler (Figur 7E). Behandlingen af ​​LBP og LBPT kunne effektivt vende denne tilstand (p < 0,05). Dataene viser, at træning kan føre til et hurtigt forbrug af energistoffer og forringe kroppens normale energiomsætningscyklus. Indgrebet af LBP og LBPT kan effektivt regulere ubalancen i energimetabolismen forårsaget af træning og supplere den energi, der tabes ved træning hurtigere.

2.5.4. Korrelationsanalyse og PCA-analyse af biokemiske parametre

At studere bidraget af biokemiske parametre til udtømmende svømmetid (ST). Vi analyserede sammenhængen mellem hver biokemisk parameter og udtømmende svømmetid. Resultaterne viser, at udtømmende svømmetid var signifikant positivt korreleret med muskelglykogen, leverglykogen, PK, ATP, GSH, SOD og Glu-niveauer. Niveauerne af ALT, AST, BUN, BLA, LDH CK og MDA var signifikant negativt korreleret med svømmetid (figur 8A). Således kan vi konkludere, at forbedring af energimetabolisme og oxidative stressfaktorer effektivt kan forbedre motionskapaciteten hos rotter. Desuden fandt vi, at kroppens evne til at håndtere metabolitter var signifikant korreleret med evnen til at passere energimetabolisme og oxidativt stress. For eksempel var BUN signifikant negativt korreleret med muskelglykogen og ATP, men var signifikant positivt korreleret med MDA (figur 8A); dette tyder på, at LBP og LBP kan forbedre mikromiljøet hos træthedsrotter ved at regulere energimetabolisme og oxidativt stress; derfor kan det spille en anti-træthedsrolle og forbedre motionsevnen hos rotter.

Figur 8. Biokemiske parametre korrelationsanalyse og PCA-analyse.(A) Korrelationsanalyse(B) PCA-analyse. N=8,*: p < 0.05, **: p < 0.01,***: p < 0,001. Konfidensniveauet for konfidensellipsen i PCA-analysen er 95 %.

For yderligere at studere den overordnede effekt af LBP og LBPT på træthedsrotter blev 15 biokemiske parametre analyseret ved principal komponentanalyse (PCA). Dataene viser, at gruppen klyngede længere fra RC-gruppen, og forskellen mellem de to grupper var signifikant. Sammenlignet med SC-gruppen blev konfidensellipserne for PD-, LL-, LH-, LETMET- og HET-grupperne ikke krydset med SC-gruppen, hvilket indikerer, at hver lægemiddelgruppe var signifikant forskellig fra SC-gruppen. Tillidsellipserne af PD-, HL- og HET-grupperne krydsede RC-gruppen, hvilket tyder på, at PD-, HL- og HET-grupperne viste ringe forskel sammenlignet med RC i 15 biokemiske parametre (figur 8B). Tror derfor, at hård træning kan føre til ændringer i mange biokemiske parametre hos rotter, og indgrebet af LBP og LBPT kan effektivt vende træthed, blandt hvilke PD, Hland HET' grupper har bedre effekter.

Ydermere fandt vi, at LL-gruppen og LET-gruppen, HL-gruppen og HET-gruppen havde mere tillidsellipseoverlap (figur 8B), hvilket tyder på, at ligheden mellem disse grupper er høj, hvilket indikerer, at behandlingen af ​​LBPT muligvis ikke påvirker effektiviteten af LBP. Vi fandt også, at tillidsellipserne af LET, MET og HET viste en progressiv bevægelse, hvilket tyder på, at effektiviteten af ​​LBPT kan være dosisafhængig.