Uddrag dæmper trætheden induceret af udtømmende træning gennem hæmning af oxidativ stress

Søgeord:Aralia continentalis kitagawa;udmatning; udtømmende øvelse oxidativ stress;metabolisk acidose

Klik her for at vide om traditionelle anti-træthed urter -Cistanche

1. Indledning

Udmatninginduceret af udtømmende motion defineres som en følelse af ekstrem fysisk eller mentaltræthed, svaghed eller udmattelse [1]. Forekomsten af træthed er tæt forbundet med inflflammationog kroniske smerter og kan forværre en patients livskvalitet, især når sygdommen er alvorlig, ellermild, men vedholdende langsigtet [2]. Derudover er træthed tæt forbundet med sofistikeret metabolisktilstande forårsaget af forskellige faktorer såsom forsøgspersonens alder, aktivitetens varighed og sværhedsgraden aføvelsen [3]. Under træning metaboliseres glykogen fra leveren og musklen til glukose affosfocreatinsystem, og glukose metaboliseres yderligere for at tilfredsstille de højere energibehov.

Følgelig akkumuleres mælkesyre i kroppen, især i musklerne [4,5]. Mælkesyreakkumulering forringer kontraktiliteten og reducerer innerveringen af musklerne, hvilket i sidste ende fører tilmuskel træthed [6]. Desuden medfører udtømmende øvelse en ubalance i energibehovet, hvilket resulterer ii kroppen bliver udmattet, når den vedvarer. Ændringer i blodets hæmostatiske parametre, herunder pH, ioner og gasser bidrager også til træthed [7]. Derfor forårsager fysisk træthed nedsat ydeevnegennem akkumulering af metaboliske produkter, herunder lipidperoxider, laktat og ioner [8,9].Forholdet mellem udtømmende motion og oxidativ stress er veletableret [10].

Faktiskudtømmende motion kan forårsage overproduktion af reaktive iltarter (ROS), hvilket kan føre tiloxidativ stress, selvom mild motion forbedrer kroppens funktion. Akkumuleringen af ROS yderligerebeskadiger cellemembraner er skadelige for skeletmuskulaturens ydeevne og forårsager træthed underudtømmende øvelse [10]. Derfor er tilskud med eksogene antioxidanter en lovendestrategi til beskyttelse af kroppens funktioner mod træthed under udtømmende træning [11].Derudover er mange lægeplanter og deres antioxidante ingredienser såsom polysaccharider,alkaloider og polyfenoler er blevet rapporteret at reducere smerte, inflflammation og træthed eftertræning med høj intensitet [12]. Faktisk bidrager disse planter til at forbedre motion udholdenhed ogforsinkelse af træningsinduceret træthed gennem aktivering af endogene antioxidanter og fjernelse afsuperoxidradikaler, når de gives til mus før udtømmende svømning [13].

Aralia continentalis kitagawa(AC), der tilhører familien Araliacea, er en medicinsk urteplantefordelt bredt i hele det nordøstlige Asien, herunder Kina og Korea [14–16]. AC bruges itraditionel koreansk medicin til at lindre smerter og inflflammation [17]. Tidligere undersøgelser har vist, atAC besidder mange farmakologiske egenskaber, herunder antioxidativ [14], hypokolesterolæmisk [18],og anti-diabetiske virkninger[19]. Desuden er AC blevet rapporteret at indeholde en række bioaktiveforbindelser, herunder kontinentalsyre, epi-kontinental syre og kaurenoinsyre, som udviseranticancer [20] og antiinflammatorisk [17] aktiviteter. Forskellige saponiner, som har potentielle forebyggende virkningermod diabetes og leverskade, er også blevet isoleret fra AC [21,22]. Derudover er nyligundersøgelser har afsløret, at AC-rødder indeholder chlorogen syre [23,24], en kendt antioxidant [25]. ACrødder er traditionelt blevet brugt til at afbøde smerte, gigt og inflflammation, der erofte forbundet med træthed [26,27].

Virkningerne er dogaf AC og de underliggende mekanismerom træthed fremkaldt af udtømmende motion endnu ikke er blevet undersøgt. Derfor, i denne undersøgelse,vi undersøgte, om et AC-vandekstrakt reducerede trætheden forårsaget af udtømmende svømning, ogyderligere belyst de underliggende mekanismer for anti-træthedseffektenmed fokus på forebyggelse afoxidativ stress.

2. Materialer og metoder

2.1. Fremstilling af Aralia-ekstrakt

AC-rødderne (1 kg) blev købt fra et koreansk traditionelt marked, Jeonju, Korea. Rødderne afAC vandekstrakt blev anvendt i denne undersøgelse. Kort fortalt blev rødderne af AC tørret i en inkubator ved 60◦Cog pulveriseret i en elektrisk blender. AC-rødderne blev ekstraheret med vand i 72 timer med lejlighedsvisomrøring ved stuetemperatur i 1 time. Ekstrakterne blev filtreret ved hjælp af filterpapir, fordampet i en roterendevakuumfordamper og koncentreret. Derefter blev de lyofiliseret med varmlufttørring i 72 timer ved50◦C. Den samlede mængde vekselstrøm, der blev ekstraheret, var 85 g. Vandekstrakterne af AC blev holdt på 4◦C foryderligere undersøgelse.2.2. Etisk erklæringAlle dyreforsøg i denne undersøgelse blev godkendt af LaboratorieplejeudvalgetAnimal Resources fra Jeonbuk National University (CBNU2016-67) og blev udført i overensstemmelse medmed Guide for the Care and Use of Laboratory Animals udgivet af U.S. National Institutesaf sundhed (Bethesda, MA, USA; NIH Publikation nr. 85-23, revideret 1996). Halvtreds mandlige Sprague-Dawleyrotter (220-250 g; Samtako Bio Korea Co. Ltd., Daejeon, Korea) blev ansat i denne undersøgelse.2.3. Udformning af dyreforsøgRotterne blev opretholdt ved 23±2◦C med 50±5% fugtighed og et 12-timers lys/mørk cyklus i bureog akklimatiseret i mindst en uge før eksperimenter. Dyrene blev opdelt i fem grupper(n=10 i hver gruppe), hvor kontrolgruppen ikke modtog nogen udtømmende øvelse uden vekselstrømsbehandlingudtømmende øvelse med saltvand som en køretøjsbehandlet gruppe og udtømmende øvelse med 60, 120 og180 mg/kg AC-ekstraktbehandlede grupper. AC-ekstrakt blev dagligt administreret ved oral gavage, henholdsvis.

I den tredje uge efter ac-ekstraktbehandling blev alle dyr undtagen kontrolgruppen udsat fortvungen svømning indtil udmattelse. Til aflivning blev rotterne betaget med CO2indåndingfor at minimere lidelse.

2.4. Tvungen svømmeprøve

Protein blev fremstillet ud fra gastrocnemius muskler ved anvendelse af RIPA bufferindeholdende inhibitorcocktail (Roche, Indianapolis, IN, USA) og fosfatasehæmmercocktail (ThermoFisher ScientifificInc., Waltham, MA, USA). Proteinprøver blev separeret på SDS-PAGE og overført til PVDFmembraner (EMP Milipore Inc., Billerica, MA, USA), efterfulgt af blokering med 5% bovin serumalbumin (Sigma, St. Louis, MO, USA) i TBST-bufferved stuetemperatur. Membranerne var dainkuberet natten over kl. 4◦C med antistoffer mod Bax, Bcl-2 og pro-caspase 3, spaltet caspase 3,ogβ-actin (Cell Signaling Tech., Danvers, MA, USA). Membranerne blev derefter inkuberet medpassende peberrodsperoxidase-konjugerede sekundære antistoffer (Cell Signaling Tech.) i rummettemperatur i 1 time efterfulgt af detektion af signaler ved hjælp af en Immobilon Western Chemiluminescencekit (Millipore Corp., Billerica, MA, USA) og et UVITEC Mini HD9-system (Cleaver Scientific Ltd.,Warwickshire, Storbritannien). Intensiteten af hvert proteinbånd blev kvantificeret ved hjælp af NIH ImageJ-software(National Institute of Health, Bethesda, MD, USA).2.9. Statistisk analyseStatistisk signifikans blev analyseret ved hjælp af envejsanalyse af varians (ANOVA) eller Studerendest-test med Bonferroni posthoc-analyse til flere gruppesammenligninger ved hjælp af GraphPad Prism 5.03software (GraphPad Software Inc., San Diego, Californien, USA). Alle data rapporteres som gennemsnitlige±normfejl i middelværdien (SEM).P<>0,05 blev betragtet som statistisk signifikant.

3. Resultater

3.1. AC-ekstrakt indeholder chlorogensyre som aktiv

Komponenten ifølge HPLC-analyseDa tidligere undersøgelser har vist, at AC-ekstrakt indeholder chlorogen syre som en aktivkomponent [23,24], forsøgte vi at bestemme sammensætningen af chlorogensyre i AC-vandekstraktetved hjælp af HPLC-analyse. Tilstedeværelsen af chlorogensyre blev bekræftet ved at sammenligne dets UV-spektrumog retentionstid med en standardforbindelse. Resultaterne viste, at AC-vandekstraktetindeholdt 2,24 mg/g chlorogensyre (figur1).

Figur 1.HPLC-analyse af chlorogen syre i AC-ekstraktet. HPLC blev udført for at bestemmesammensætning af chlorogensyre i AC. Indholdet af chlorogensyre blev analyseret i (En) standardopløsning og (B) AC-vandekstrakt. HPLC, højtydende væskekromatografi; ACAraliacontinentalis kitagawaekstrakt.3.2. AC-ekstrakt øger træningsvarigheden under udtømmende svømningAt undersøge virkningerneaf AC-uddraget om udtømmende træningsvarighed, AC- og køretøjsbehandletrotter blev udsat for tvangssvømningstesten i svømmehallen. Som vist i figuren2,svømmetiden var signifikant højere i de AC-forbehandlede grupper (60, 12 og 180 mg/KgAC-behandling) sammenlignet med den køretøjsbehandlede gruppe på en dosisafhængig måde (15.5, 19.8og 47,2% stigning for 60, 120 og 180 mg/kg AC-forbehandlede grupper vs. køretøjsbehandlet gruppehenholdsvis). Disse data viser, at AC-ekstraktet kan øge rotternes svømmetid.

Figur 2.AC-ekstraktbehandling forbedrede træningsperioden for rotter under udtømmende svømning.Udmattelsestiden blev målt hos rotter efter AC-forbehandling i tre uger (n=10 pr. gruppe).Data er gennemsnitlige±standard fejl i middelværdien (SEM). Signifificance blev målt ved hjælp af envejsanalyse afvarians (ANOVA) efterfulgt af Bonferronis post hoc-test. *p<>0.05, **p<>0.01 og ***p<>0.001. Veh,køretøjsbehandlet; 60, 120 og 180 AC, 60, 120, 180 mg/kg AC-ekstraktbehandlede grupper, henholdsvis. ACAralia continentalis kitagawaekstrakt.

3.3. AC-ekstrakt bevarer ændringer i hæmodynamisk parameter og blodioner efter udtømmende svømning

Udtømmende svømning øgede markant Hct og flere blodioner (Mg2+Ca2+Na+,og K+). Ændringerne i værdierne havde imidlertid en tendens til at falde hos rotter, der var forbehandlet med ACuddrag; især 180 mg/kg AC-ekstrakt forbehandling hæmmede markant ændringerne efterudtømmende svømning, hvilket resulterer i lignende værdier som kontrolgruppens (tabel1). Derfordisse resultater indikerer, at AC-ekstrakt forbehandling var i stand til at opretholde blodhomeostase efterudtømmende svømning.

3.4. AC-ekstrakt dæmper ændringer i energimetabolismerelaterede serumbiomarkører efter udtømmendeSvømning

At evaluere træthedseffekterneaf AC-ekstraktet hos rotter, der underkastes udtømmende svømningtræthedsrelaterede biomarkører som glukose, TG og laktat blev målt. Hos rotter uden ACforbehandling, udtømmende svømning reducerede signifikant glukose- og TG-niveauer sammenlignet meddem i kontrolgruppen (fra 123,5 til 77,4 mg/dL og 85,0 til 19,8 mg/dL-glukose- og TG-niveauer,henholdsvis). Omvendt 120 og 180 mg/kg AC-forbehandlede rotter udviste højere niveauer af glukose ogTG sammenlignet med den køretøjsbehandlede gruppe efter udtømmende svømning (figur3A,B). Laktatniveauer iden køretøjsbehandlede gruppe efter udtømmende svømning var signifikant forhøjet sammenlignet med gruppen ikontrolgruppen (fra 3,3 til 13,3 mg/dL). Dog 120 og 180 mg/kg AC forbehandlinger betydeligtnedsat laktatakkumulering sammenlignet med niveauerne i den køretøjsbehandlede gruppe (figur3C). Derfor,disse data tyder på, at AC dæmpede ændringer i de energimetabolisme-relaterede indikatorer som følge afudtømmende svømning.

Figur 3.AC-ekstrakt dæmpede ændringer i energimetabolisme-relaterede serumbiomarkører fraudtømmende svømning. Serumniveauer af (En) glucose, (B) TG, og (C) laktat blev målt i rotter efterAC-forbehandling i tre uger (n=10 pr. gruppe). Data er gennemsnitlige±standard fejl i middelværdien (SEM).Signifikans blev målt ved hjælp af envejsanalyse af varians (ANOVA) efterfulgt af Bonferronispost hoc test. *p<>0.05, **p<>0.01 og ***p<>0.001. Cont, kontrol; Veh, køretøjsbehandlet; 60, 120 og180 AC, 60, 120, 180 mg/kg AC-ekstraktbehandlede grupper, henholdsvis. ACAralia kontinentale kitagawauddrag; TG, triglycerid.3.5. AC-ekstrakt forøger metabolisk acidose på grund af udtømmende svømningAt bestemme virkningerneaf AC-ekstrakt på metabolisk acidose efter udtømmende svømning,de hæmodynamiske parametre relateret til acidose, herunder pH-værdi i blodet, HCO3−,pO2ogpCO2blev målt hos rotter med eller uden AC-forbehandling efter udtømmende svømning. Resultaterne viserat niveauerne af pH, HCO3−ogpO2var signifikant lavere hos rotter uden AC-forbehandling efterudtømmende svømning sammenlignet med dem i kontrolgruppen (3,3, 57,4 og 62,4% fald i pH,HCO3−ogpO2vs. kontrolgruppe, henholdsvis) (Figur4A-C). I modsætning hertil er niveauer afpCO2Betydeligtøget hos rotter uden AC-forbehandling efter udtømmende svømning sammenlignet med rotter ikontrolgruppe (29,0% stigning ipCO2vs. kontrolgruppen) (Figur4D). Især var disse ændringerdramatisk svækket ved forbehandling af AC-ekstrakter med 120 og 180 mg/kg (Figur4). Disse dataindikerer, at AC forhindrer metabolisk acidose som følge af udtømmende svømning.

Figur 4.AC-ekstrakt forbedrer metabolisk acidose på grund af udtømmende svømning. Blodniveauerne af(En) pH, (B) HCO3-, (C)pO2, og (D)pCO2blev bestemt hos rotter efter AC-forbehandling for treuger (n=10 pr. gruppe). Data er gennemsnitlige±standard fejl i middelværdien (SEM). Betydning blev måltved hjælp af envejsanalyse af varians (ANOVA) efterfulgt af Bonferronis post hoc-test.*p<>0.05,**p<>0.01, og ***p<>0.001. Cont, kontrol; Veh, køretøjsbehandlet; 60, 120 og 180 AC, 60, 120, 180 mg/KgAC-ekstraktbehandlede grupper, henholdsvis. ACAralia continentalis kitagawauddrag; HCO3−, bicarbonat;pO2, partialtryk af ilt;pCO2, partialtryk af kuldioxid.3.6. AC-ekstrakt lindrer udtømmende svømmeinduceret muskelskadeAt evaluere virkningerneaf AC-ekstrakt om muskelskade efter udtømmende svømning, muskelskadebiomarkører som CK og UA [28] blev målt ved hjælp af rotter med eller uden AC-forbehandling efterudtømmende svømning. Niveauerne af CK og UA var signifikant højere efter udtømmende svømningsammenlignet med dem i kontrolgruppen (5,6- og 4,9 gange stigninger i CK og UA vs. kontrollengruppe, henholdsvis) (Figur5). Stigningen i niveauerne af disse proteiner var imidlertid signifikantforbedret ved AC-forbehandling med 120 og 180 mg/kg sammenlignet med de køretøjsbehandlede rotterefter udtømmende svømning (62,7 og 58,5% fald i CK og 67,6 og 63,6% fald i UA-niveauer irotter forbehandlet med 120 og 180 mg/kg AC vs. rotter uden ac-forbehandling) (figur5).Derfor viser disse data, at AC-ekstrakt mindsker muskelskader efter udtømmende svømning.

3.7. AC-ekstrakt undertrykker udtømmende svømmeinduceret apoptose

At vurdere de forbedrende effffect af AC-ekstrakt på udtømmende svømmeinduceret apoptose,ekspressionsniveauerne af apoptoserelaterede proteiner, herunder Bax, Bcl-2, pro- og spaltet caspase3, i gastrocnemius muskler blev bestemt. Resultaterne viser, at niveauer af Bax og spaltetcaspase 3 blev signifikant forøget hos udtømmende svømmepåførte rotter uden AC-forbehandling.Pro-caspase 3, en inaktiv form for caspase 3, og Bcl-2-protein, et anti-apoptotisk protein, signifikantnedsat i udtømmende svømmepåførte rotter (figur6). Især ændringerne i udtrykketniveauerne af disse proteiner blev signifikant svækket ved AC-forbehandling (figur6). DerforAC-ekstrakt kan hæmme apoptose i gastrocnemius muskel induceret af udtømmende svømning.

Figur 5.AC-ekstrakt forbedret udtømmende svømmeinduceret muskelskade. Serumniveauerneaf (En) CK og (B) UA blev målt hos rotter efter AC-forbehandling i 3 uger (n=10 pr. gruppe).Data er gennemsnitlige±standard fejl i middelværdien (SEM). Signifikans blev målt ved hjælp af envejsanalyse afvarians (ANOVA) efterfulgt af Bonferronis post hoc-test. **p<>0.01 og ***p<>0.001. Cont, kontrol;Veh, køretøjsbehandlet; 60, 120 og 180 AC, 60, 120, 180 mg/kg AC-ekstraktbehandlede grupper, henholdsvis.ACAralia continentalis kitagawauddrag; CK, kreatinkinase; UA, urinsyre.

Figur 6.AC-ekstrakt undertrykte udtømmende svømningsinduceret apoptose i gastrocnemius muskel.(En) Western blot-analyse af Bax-, Bcl-2-, pro- og spaltede caspase 3-proteinekspressionsniveauer hos rotterefter AC-forbehandling i 3 uger. (B) Proteinekspressionsniveauerne blev kvantificeret ved scanningdensitometri.β-actin blev brugt som belastningskontrol. Western blot analyse blev udført itredobles med tre uafhængige prøver. Data er gennemsnitlige±standard fejl i middelværdien (SEM). Betydningblev målt ved hjælp af envejsanalyse af varians (ANOVA) efterfulgt af Bonferronis post hoc-test.*p<>0,05 og **p<>0.01 og ***p<>0.001. Cont, kontrol; Veh, køretøjsbehandlet; 60, 120 og 180 AC, 60,120, 180 mg/kg AC-ekstraktbehandlede grupper, henholdsvis. ACAralia continentalis kitagawaekstrakt.

3.8. AC-ekstrakt dæmper oxidativ stress induceret af udtømmende svømning

For at undersøge, om AC-ekstrakt har forebyggende virkningermod oxidativ stress på grund af udtømmendesvømning, serumniveauerne af oxidative stressrelaterede biomarkører, herunder LDH, MDA, SOD ogGSH, blev målt efter udtømmende svømning hos rotter med eller uden AC-ekstrakt forbehandling.Niveauerne af LDH og MDA var signifikant højere hos rotter uden AC-forbehandling sammenlignet medmed dem i kontrolgruppen (107% og 85% stigning i LDH og MDA vs. kontrolgruppen,henholdsvis). Niveauerne af disse proteiner blev imidlertid signifikant bevaret hos rotter, der var forbehandletmed 120 og 180 mg/kg AC (31,6% og 44,0% fald i LDH og 21,5% og 52,1% fald i MDAniveauer hos rotter, der er forbehandlet med 120 og 180 mg/kg AC vs. rotter uden henholdsvis AC-forbehandling)(Figur7A,B). For antioxidanterne SOD og GSH blev niveauerne dramatisk bevaret, når rotterblev forbehandlet med enten 120 og 180 mg/kg AC (17,6% og 61,9% stigning i SOD og 104,5% og243,3% stigning i GSH-niveauer hos rotter forbehandlet med 120 og 180 mg/kg AC vs. rotter uden ACbehandling, henholdsvis), selvom der blev set nedsatte niveauer hos rotter uden AC-forbehandling efterudtømmende svømning (henholdsvis 33,2% og 43,3% fald i SOD og GSH vs. kontrolgruppen)(Figur7C,D). Disse data viser, at AC-ekstraktet besidder antioxidantvirkningerhos rotter medudtømmende svømning-induceretudmatning.

Figur 7.AC-ekstrakt dæmpet oxidativ stress induceret af udtømmende svømning. Serumniveauerne af (A) LDH, (B) MDA, (C) SOD og (D) GSH blev målt hos rotter efter AC-forbehandling i tre uger (n = 10 pr. Gruppe). Data er gennemsnitlige ± standardfejl i middelværdien (SEM). Signifikans blev målt ved hjælp af envejsanalyse af varians (ANOVA) efterfulgt af Bonferronis post hoc-test. * p< 0.05,="" **="" p="">< 0.01,="" and="" ***="" p="">< 0.001.="" cont,="" control;="" veh,="" vehicle-treated;="" 60,="" 120,="" and="" 180="" ac,="" 60,="" 120,="" 180="" mg/kg="" ac="" extract-treated="" groups,="" respectively.="" ac,="" aralia="" continentalis="" kitagawa="" extract;="" ldh,="" lactate="" dehydrogenase;="" mda,="" malondialdehyde;="" sod,="" superoxide="" dismutase;="" gsh,="">

4. Drøftelse

Den fysiologiske tilstand af træthed, som omfatter idiopatisk træthed, kronisk træthedssyndrom og udefineret træthed, har skadelige virkninger på helbredet [29]. Træthed forårsager muskelsmerter, nedsat hukommelse, forstyrret søvn og andre problemer [30]. Desuden er træthed forbundet med en række sygdomme, herunder kræft, hypertension, diabetes og koronar hjertesygdom [31].

AC-roden besidder mange farmaceutiske egenskaber, herunderanti-slidgigt[32], vasorelaxant [33],antiinflammatorisk[17], oganti-kræft[34] Aktiviteter. Især har flere undersøgelser ved hjælp af forskellige sygdomsdyremodeller vist, at AC har antioxidantaktiviteter [35]. Faktisk forhindrede AC carcinogenese induceret af benzo(α)pyren gennem aktivering af antioxidantsystemet hos rotter [18]. AC har også en beskyttende virkning mod tert-butylhydroperoxid (t-BHP)-induceret hepatotoksicitet gennem hæmning af oxidativ stress i både in vitro- og in vivo-systemer [36]. På trods af disse tidligere undersøgelser af AC's farmakologiske virkninger er der lidt kendt omanti-træthedAC's aktiviteter i forbindelse med udtømmende udøvelse. Derfor evaluerede denne undersøgelse de beskyttende virkninger af AC-rødder mod træthed induceret af udtømmende motion. Tidligere undersøgelser rapporterede, at en af de bioaktive forbindelser i AC-ekstrakt er chlorogen syre.

Derfor analyserede vi AC-ekstraktet, der blev brugt i denne undersøgelse, og fandt ud af, at det indeholdt 2,24 mg / g chlorogen syre. At bestemmeanti-træthedvirkninger af AC, rotter blev anvendt til tvungen svømning for at fremkaldeudmatningder allerede er observeret i tidligere undersøgelser [7,37]. Resultaterne viser, at forbehandling med AC effektivt øgede den tvungne svømmetid. Derudover blev blodsukker og TG, de primære energikilder til motion [38,39], signifikant bevaret ved AC-forbehandling. Derfor viser vores resultater, at AC kan forsinke den tid, det tager for udtømning af næringsstoffer. Under normale tilstande anvendes ATP, som produceres ved glykolyse gennem omdannelse af glykogen til glucose, som en energikilde [40]. Energiforsyningen ændres imidlertid ved omdannelse af pyruvat til laktat under de anaerobe forhold forårsaget af udtømmende motion. Akkumuleringen af laktat under udtømmende træning forårsager yderligere en reduktion i pH og acidose [6,41], og følgelig opstår træthed. I overensstemmelse hermed viste vores undersøgelse, at niveauerne af blodsukker, laktat pH, HCO3- og pO2 faldt, og pCO2 steg på grund af udtømmende svømning. Det er vigtigt, at disse ændringer blev dramatisk svækket af AC-forbehandling. Disse resultater viser, at AC har en forebyggende rolle mod metabolisk acidose som følge af udtømmende motion. Den foreliggende undersøgelse viste, at flere blodionniveauer blev påvirket af udtømmende svømning.

Faktisk er forholdet mellem blodioner og motion blevet grundigt undersøgt [42]. Mg2+ og K + ioner er tæt forbundet med adskillige muskelfunktioner, der omfatter kontraktilitet, energiproduktion, oxidativ stress og elektrolytbalance [7]. Især omfordels Mg2+ ioner for at justere stofskiftet til opretholdelse af muskelkontraktilitet under træning [43–45]. I denne henseende viste vores tidligere undersøgelse, at blod Mg2+ ioner steg efter udtømmende svømning. Mg2+ ioner har også et positivt forhold til laktat, UA, LDH og CK, men et negativt forhold til glukose og TG [7]. Andre ioner som K +, Ca2+ og Na+ viste sig også at stige under træning [7,46]. Den foreliggende undersøgelse viste, at AC-forbehandling dæmpede stigningen i disse ioner på grund af udtømmende svømning. Reduktionen af blodgennemstrømningen på grund af udtømmende motion fører til en øget Hct-værdi, hvilket yderligere forårsager forringelse af iltforsyningen og energiproduktionen [47]. Derfor er Hct blevet brugt som indikator for graden af træthed forårsaget af motion. Vores resultater viser, at AC-forbehandling bevarede Hct-niveauer under udtømmende svømning. Derudover er udtømmende træning tæt forbundet med muskel- og nyreskader, hvilket kan påvirke den fysiske ydeevne [48]. Serum CK og UA betragtes som afgørende biomarkører for forskellige typer muskelskader såsom hjertesygdomme, muskeldystrofi og akut nyresvigt [28].

Derfor er disse enzymer blevet anvendt i vid udstrækning som indikatorer for muskel- og nyreskader forårsaget af udtømmende motion [43]. Med hensyn til dette målte vi serumniveauerne af CK og UA for at vurdere, om AC kan dæmpe muskelskader under udtømmende træning, og som forventet reducerede behandlingen med ekstraktet effektivt serum CK- og UA-niveauer efter udtømmende træning. Derfor kan AC forhindre muskel- og nyreskader på grund af den udtømmende træning. Apoptose defineres som en programmeret celledød, der sikrer cellulær homeostase; det er følsomt over for det intracellulære redoxmiljø og er således impliceret i oxidativ stress [49]. Udtømmende motion forårsager forstørret apoptose, som inducerer DNA-fragmentering og ændret apoptoserelateret genet og proteinekspression, herunder Bax, Bcl-2 og caspaserne [50,51]. Derfor har apoptose en skadelig virkning på nuklear og mitokondriel integritet og udløser følgelig skeletmuskelskader, der forårsager træthed under udtømmende træning. Her demonstrerede vi, at AC-ekstrakt effektivt dæmpede stigningerne i apoptotisk-inducerbare proteiner, herunder Bax og pro-caspase 3. Behandlingen reducerede imidlertid niveauerne af spaltet caspase 3, et apoptotisk inducerbart protein, og Bcl-2, et anti-apoptotisk protein, i gastrocnemius muskler induceret af udtømmende svømning, hvilket viser, at AC kan dæmpe træthed ved at hæmme apoptose i gastrocnemius muskler. Vi forsøgte at belyse de beskyttende virkninger af AC mod den oxidative stress induceret af udtømmende motion og de underliggende mekanismer, der var involveret. Intens fysisk træning forårsager en ubalance mellem oxidanter og antioxidantsystemer på grund af frigivelsen af iltafledte frie radikaler såsom ROS, hvilket yderligere bidrager til induktion af muskeltræthed [37]. Faktisk har et væld af beviser vist, at oxidativ stress er tæt forbundet med trætheden ved udtømmende motion [52]. Under udtømmende træning øges iltbehovet, og blodstipendiat i skeletmuskulaturen ændres. Disse ændringer forårsager produktion af frie radikaler og forstyrrelser i muskelhomeostase, hvilket fører til oxidativ skade i skeletmuskulaturen, et efterfølgende inflammatorisk respons og produktion af cytokiner, hvilket yderligere bidrager til muskeltræthed. Tidligere undersøgelser ved hjælp af dyremodeller afslørede også, at udtømmende træning med høj intensitet resulterede i en reduktion i niveauerne af antioxidanterne SOD og GSH og forhøjelse i niveauerne af MDA, et lipidperoxidations biprodukt, som følge af oxidativ skade [53,54]. Således kan bevarelsen af antioxidantsystemer mod oxidativ stress være en effektiv metode til at forbedre træningsevnen under udtømmende træning. Den foreliggende undersøgelse viste, at stigningen i niveauerne af pro-oxidanterne LDA og MDA og faldet i niveauerne af antioxidanterne SOD og GSH på grund af udtømmende motion effektivt blev vendt ved forbehandling med AC. Disse resultater indikerer, at AC's anti-træthedseffekt medierer ved modulering af oxidativ stress efter udtømmende træning.

5. Konklusioner

Afslutningsvis tyder resultaterne af den aktuelle undersøgelse på, at AC dæmperfysisk træthedinduceret ved udtømmende motion ved at forbedre metabolisk acidose og besidder antioxidantbeskyttelseskapacitet. Derfor foreslår vi AC som et potentielt stof til forebyggelse og behandling af fysisk træthed fra udtømmende træning. Forfatterbidrag: Konceptualisering, S.-J.K.; Metodologi, D.K.Y. og S.-J.K.; Software, D.K.Y. og S.-J.L.; Validering, D.K.Y., S.-J.L. og S.-J.K.; Formel analyse, D.K.Y., G.O.A., S.-J.L. og S.-J.K.; Undersøgelse, D.K.Y., G.O.A. og S.-J.L.; Ressourcer, S.-J.K.; Datakuratering, D.K.Y., G.O.A. og S.-J.K.; Skrivning – originalt udkast til forberedelse, D.K.Y.; Skrivning – gennemgang og redigering, S.-J.K.; Visualisering, D.K.Y. og S.-J.L.; Tilsyn, S.-J.K.; Projektadministration, S.-J.L. og S.-J.K.; Finansiering erhvervelse, S.-J.L. og S.-J.K. Alle forfattere har læst og accepteret den offentliggjorte version af manuskriptet. Finansiering: Denne forskning blev finansieret af Ministeriet for Videnskab og Teknologi (NRF-2018R1A2B6003332 og NRF-2018R1D1A3B07049191) og Korean Society of Ginseng fra Korea Ginseng Corporation, Korea. Interessekonflikter: Forfatterne erklærer ingen interessekonflikter.