Del 1 Brug af dadler (Phoenix Dactylifera Linn og Cistanche) til at forbedre energimetabolismen hos træthedsinducerede Sprague Dawley-rotter

Hana Kaduna,b, Azizah Hamida,∗, Faridah Abas a,c, Nurul Shazini Ramli a, Ahmad Haniffff Jaafar a,∗, Mohd Sabri Pak Deka, Belal J. Muhialdina,d, Hani Hafeeza Halima, Abdul Karim Sabo Mohammed,e , Salam A. Ibrahim

et Institut for Fødevarevidenskab, Fakultet for Fødevarevidenskab og Teknologi, UPM Serdang, Universiti Putra Malaysia, Selangor 43400, Malaysia

b Det Naturvidenskabelige Fakultet, Al-Muthanna University, Irak

c Institute of Bioscience, UPM Serdang, Universiti Putra Malaysia, Selangor 43400, Malaysia

d Halal Products Research Institute, UPM Serdang, Universiti Putra Malaysia, Selangor 43400, Malaysia

e Det Naturvidenskabelige Fakultet, The Federal University of Dutse, Dutse, Jigawa, Nigeria

f Food and Nutritional Sciences Program, North Carolina A&T State University, Greensboro, NC 27411, USA

Abstrakt

træthedøger oxidativ stress, som skader kroppens celler og øger risikoen for udvikling af forskellige kroniske sygdomme. I denne undersøgelse eranti-træthedaktiviteten af ​​Piyarom-datoekstrakt blev evalueret i træthedsinducerede rotter under anvendelse af en tvungen svømmetest (FST). Resultaterne viste, at rotter behandlet med 500 mg/kg BW dadelekstrakt udviste øget energiproduktion med den højeste udholdenhedskapacitet (632,9±28,7 min). De datobehandlede rotter havde også lavere blodlaktat, hvilket indikerer effektiv energiudnyttelse med laveretræthedsammenlignet med normale og trætte rotter. Desuden var serum lactat dehydrogenase niveauerne i 250 og 500 mg/kg lgv dadelekstrakter og koffein grupper signifikant lavere sammenlignet medtrætrotter. Kreatinkinaseaktiviteten var den laveste i gruppen, der blev fodret med 500 mg/kg lgv dadelekstrakt. De behandlede rotter viste forbedring af lipidprofiler, mens den histologiske undersøgelse afslørede forbedringer i forskellige organer. Rotter behandlet med 500 mg/kg BW dadelekstrakt viste en forbedring af energiproduktionen og forbedret energimetabolisme, hvilket kunne skyldes tilstedeværelsen af ​​bioaktive forbindelser i dadlerne. Piyarom dadelekstrakt demonstrerede anti-træthedsegenskaber og kunne bruges som en funktionel ingrediens i udviklingen af ​​drikkevarer eller snacks, der behandler træthedsrelaterede sygdomme.

For mere information kontakt venligst:emily.li@wecistanche.com

Cistanche deserticola og Cistanche stilk klik her for at vide mere

1. Introduktion

Trætheder et almindeligt, uspecifikt symptom, som mange mennesker oplever og demonstreres under forskellige helbredstilstande.Fysisktrætheder forbundet med en reduktion i ydeevne som følge af ineffektiv energiudnyttelse (Kim et al., 2002; Wan et al., 2017) og defineres yderligere som en overvældende følelse af træthed, mangel på energi og en følelse af udmattelse, der er relateret til vanskeligheder med at igangsætte eller opretholde frivillige aktiviteter (Kadum et al., 2018; Li et al., 2020). Træthed øger oxidativ stress, der kan beskadige celler og øge risikoen for udvikling af divkronisksygdomme (Lee et al., 2018; Osman og Mohamed, 2018).

Ergogen egenskab er stoffers evne til atforbedreenergiproduktion og udnyttelse (Halim et al., 2018). For eksempel drager idrætsudøvere og aktive mennesker fordel af ergogen hjælp, der hjælper med at øge deres konkurrencepræstationer og forbedre energiudnyttelsen (Kreideret al., 2010; Silver, 2001). Ergogen hjælp er med til at forbedre produktionen af ​​energi og dermed forebyggetræthedved at sænke oxidativ stress og forbedre sundheden generelt (Halim et al., 2017; Osman og Mohamed, 2018). Der er en stigende tendens til brug af naturlige produkter som en ergogen hjælp til at erstatte og/eller reducere brugen af ​​syntetiske forbindelser til at forhindre oxidativ stress-relaterettræthed.

Datoer (Phoenix dactylifera Linn ogcistanche) er rige på forskellige bioaktive forbindelser og er blevet rapporteret at være en effektiv del af en kost, der hjælper med at beskytte mod kroniske sygdomme (Al-Alawi et al., 2017). Desuden er dadler kendt for at være rige på antioxidantforbindelser såsom phenoler, herunder flavonoider, phenolsyrer, ascorbinsyre, tocopheroler og carotenoider (Al-Farsi og Lee, 2008; Shabani et al., 2016). I tidligere undersøgelser har vi vist, at Piyarom- og Rabbi-dadler udviste de højeste antioxidant-, antimikrobielle og anti-elastase-aktiviteter blandt fem testede varianter af dadler (Kadum et al., 2019). De gavnlige aktiviteter, der blev noteret i undersøgelserne, kunne tilskrives de identificerede metabolitter i datoerne, som omfatter ascorbinsyre, epicatechin, citronsyre og gallussyre. Dette resultat blev gjort baseret på en korrelationsundersøgelse fra Partial Least Squares biplot opnået fra en metabolomisk undersøgelse af de forskellige datoekstrakter (Kadum et al., 2019). De ovennævnte antioxidanter er kendt for at udvise radikalfjernende aktivitet, som er afgørende for at lindre oxidativt stress og associerettræthed(Zhu et al., 2021). Derudover viste vi også, at Piyarom-datoerne består af tilstrækkelige niveauer af elektrolytter og sukkerarter, der vides at have ergogene egenskaber (Kadum et al., 2018). I denne undersøgelse havde vi til formål at evaluereanti-træthedog ergogene egenskaber af Piyarom-datoekstrakt og bestemmer dets virkninger på energimetabolismen hos træthedsinducerede Sprague Dawley-rotter.

2. Materialer og metoder

2.1. Plantematerialer og udvinding

Piyarom-dadler blev købt fra en lokal butik i Kuala Lumpur, Malaysia, og var fri for defekter og forurenende stoffer. Frøene blev fjernet, og de spiselige dele blev skåret i stykker og tørret ved 40 grader. De tørrede stykker blev derefter malet til pulver, dispenseret aseptisk i sterile plastikposer og opbevaret ved -80 grader. Ekstraktion blev udført med 80 procent ethanol ved 25 grader i 24 timer som optimeret i den tidligere undersøgelse (Kadum et al., 2019). Opløsningsmidlet blev afdampet under anvendelse af en rotationsvakuumfordamper (EYELA A-1000S, USA) ved 40 grader, og den resulterende ekstrakt blev frysetørret og opbevaret i mørke flasker ved 4 grader.

2.2. Dyreforsøg

Sprague Dawley-hanrotter (i alderen 5-6 uger, gennemsnitlig kropsvægt på 204,5 g) blev købt fra Animals Resource Unit (ARU), Fakultet for Veterinærmedicin, Universiti Putra Malaysia (UPM), og godkendelse af undersøgelsen var indhentet fra UPM's Dyreetiske Komité (UPM\IACUC\AUP-R037\2017). Rotterne fik lov til at akklimatisere sig til standardlaboratoriebetingelserne i 1 w og fik også fri adgang til postevand og foderdiæt i hele en uges periode. De blev tilfældigt opdelt i grupper, herunder normal gruppe (NG), normal træthedsgruppe (NFG), gruppe udsat for 250 mg/kg lgv datoekstrakt (LDFG) (250 dato), gruppe udsat for 500 mg/kg lgv af dadelekstrakt (500 Dato) og gruppe udsat for 5 mg/kg lgv koffein (5C).

2.3. Eksperimentdesign

Sprague Dawley-hanrotter (n=60) blev tilfældigt opdelt i to klynger som følger: klynge 1 (NG) (n=12), som blev navngivet non-fatigue kontrolgruppen; og klynge 2 (n=48), som blev udsat for Forced Swimming Test (FST). Efter at være blevet trætte, blev rotterne i klynge 2 opdelt i fire forskellige grupper. To grupper blev fodret med dadelekstrakt ved 250 mg/kg lgv (lav dosis) og 500 mg/kg lgv (høj dosis) som beskrevet i en tidligere undersøgelse (Sheikh et al., 2016). En gruppe fungerede som en positiv kontrol og blev fodret med 5 mg/kg BW koffein, og en kontrolgruppe blev udsat for FST, men modtog ingen behandling. Dyrene blev fodret med deres diæter, og doser af dadelekstraktet blev administreret gennem gastrisk intubation. Datoekstrakt og koffein blev givet til de respektive grupper kontinuerligt hver dag i 8 w pr. undersøgelsens design.

2.4. Tvungen svømmeprøve

Rotterne blev udsat for FST for at induceretræthedog bestemme deres udholdenhedsevner ved at følge metoden beskrevet af Prasad og Khanum (2012). Kort fortalt blev der brugt en vandtank indeholdende vand 50 cm i dybden og holdt ved 25 ± 2 grader. Stålskiver, der vejede cirka 7 procent af hver rottes kropsvægt, blev bundet til halerne. Dyrene blev derefter forsigtigt anbragt i tanken, og det tager tiden for hver enkelt at svømme, før udmattelse blev registreret. Udmattelse/træthed blev bestemt, da rottens hoved ikke kom til overfladen inden for 7 s. Forsøget blev gentaget hver 2. w over en periode på 8 w behandling.

2.5. Blod- og organsamling

Fastende blodprøver blev indsamlet fra rotterne i ugerne 0 og 4 ved retro-orbital veneopsamling, og ved slutningen af ​​behandlingen (uge8) ved hjertepunktur under generel anæstesi med ketamin og xylazin. Alle blodprøverne blev overført til EDTA-holdige rør, centrifugeret ved 3500 rpm ved stuetemperatur i 15 minutter, og plasma blev opsamlet og opbevaret ved -80 grad indtil videre analyse. Efter 8 w behandling blev organerne (lever, nyre, hjerte, lunge, muskel) opsamlet til analyse.

2.6. Biokemiske analyser

Forskellige biokemiske parametre relateret til energimetabolisme blev målt i denne undersøgelse. Serum blev brugt til at analysere glucose, serumurinstofnitrogen (SUN), lactat (Lac), lactatdehydrogenase (LDH), kreatinkinase (CK) og kreatin (Cr). Alle biokemiske parametre blev analyseret baseret på standardprocedurer leveret af kommercielt tilgængelige analysesæt (Span diagnostic Ltd., Indien). Enhederne for SUN ogCr var mg/dL, mens LDH og CK blev udtrykt i IU/L. Serumlipidprofiler blev også analyseret (triglycerider, TG, totalt kolesterol, TC, lavdensitetslipoproteinkolesterol, LDL-C og højdensitetslipoproteinkolesterol HDL-C). Lever- og nyrefunktionstests blev udført, og deres analyserede markører var alaninaminotransferase (ALT), aspartataminotransferase (AST) og gamma-glutamyltransferase (GGT). Roche/Hitachi Cobas C-systemproceduren blev fulgt.

2.7. Histologisk undersøgelse af udvalgte organer

Indsamlingen af ​​interesseorganer (lever, nyre, hjerte og muskler) blev efterfulgt af vejning og derefter opbevaring i 10 procent formalin. Hjertevævet blev skåret på tværs for at opnå ventrikulære snit, firekammertværsnittene og lever- og muskelvæv (soleus) blev hakket og dyppet i paraffin og derefter hæmatoxylin og eosin (H&E) til farvning. Vævsundersøgelsen af ​​en veterinærpatolog (Huang et al., 2015) blev udført under et lysmikroskop udstyret med et CCD-kamera (BX-51, Olympus, Tokyo, Japan).

2.8. Statistisk analyse

Envejs ANOVA efterfulgt af Tukeys HSD-test blev brugt til at opnå statistiske forskelle mellem prøverne og kontrollerne. Resultater blev udtrykt som middel ± standardafvigelse (SD). En forskel i middelværdierne med p < 0.05="" blev="" anset="" for="" at="" være="" statistisk="" signifikant,="" og="" opnåede="" data="" blev="" analyseret="" ved="" hjælp="" af="" minitab="" version="" 16="" (minitab,="" inc.,="" state="" college,="" pennsylvania,="">

3. Resultater og diskussioner

3.1. Fødeindtag og vandforbrug

Resultaterne af undersøgelsen viste ingen signifikant forskel i foder- og vandindtaget blandt rotterne (fig. 1 A og B). Imidlertid viste rotter fodret med dadelekstrakt en lille vægtøgning under hele forsøget (fig. 1 C).

3.2. Tvungen svømmeprøve

Forced Swimming Test (FST) repræsenterer en gyldig dyremodel til at testeanti-træthedegenskab af bioaktive forbindelser (Prasad og Khanum, 2012; Hao et al., 2014; Halim et al., 2017). FST-resultaterne viste tydeligt enmod trætheddatoekstraktets effekt på rotterne under svømning (fig. 2). Rotterne, der modtog den højere dosis af dadelekstrakt (500 mg/kg lgv), udviste den længste udholdenhedskapacitet på ca. 632,9 ± 28,7 s, hvilket var signifikant (p < 0,05)="" højere="" sammenlignet="" med="" de="" behandlede="" grupper="" med="" 250="" mg/kg="" lgv="" ekstrakt="" og="" 5="" mg/kg="" lgv="" koffein.="" interessant="" nok="" blev="" den="" forbedrede="" svømmekapacitet="" hos="" rotterne="" fodret="" med="" dadelekstrakt="" observeret="" allerede="" i="" den="" fjerde="" uge="" af="" eksperimentet.="" rotternes="" forlængede="" svømmetid="" indikerede="" højere="" modstand="">træthedunder FST (Tanaka et al., 2003; Ma et al., 2007). Lignende resultater er blevet rapporteret af adskillige forskere, som har testet anti-træthedspotentialet af planteekstrakter (Prasad og Khanum, 2012; Xu et al., 2013). For eksempel udviste rotter fodret med hellig basilikum (Ocimum sanctum) i en tidligere undersøgelse bedre ydeevne mod træthed og forlængede deres svømmetider (Singh et al., 2012b). I en nylig undersøgelse resulterede peruviansk ginseng (Lepidium meyenii) fodret til mus i tre forskellige doser i 28 dage i anti-træthedseffekter, og forskerne foreslog, at L. meyenii var et effektivt ergogent hjælpemiddel (Zheng et al., 2018). I en anden rapport blev fire forskellige doser af moringa (Moringa oleifera) ekstrakter givet til rotter for at teste deres udholdenhedsevne. I denne undersøgelse viste ekstraktet sig at have forsinket træthedstiden for rotterne og forbedret deres svømmekapacitet (Lamou et al., 2016). I denne undersøgelse har datoer vist sig at udvise potentiale for anvendelse i energidrikke og er sammenlignelige med andre naturlige planteekstrakter.

3.3. Blodglukose, lactat og lactat dehydrogenase niveauer

Omfanget aftræthedi muskler efter træning kan måles med forskellige biokemiske markører, herunder glucose, lactat og lactat dehydrogenase. Rotternes blodglukoseniveauer efter 8 w behandling blev således målt for at bestemme virkningerne af dadelekstraktet. Resultaterne viste ingen signifikante forskelle i glukoseniveauer blandt rottegrupperne, bortset fra den normale træthedsgruppe (NFG), som var markant (p < {2}}.05)="" lavere="" (tabel="" 1).="" resultaterne="" indikerede="" beskyttende="" virkninger="" af="" dadelekstraktet,="" der="" kan="" tilskrives="" dadlers="" ergogene="" egenskab,="" der="" tilsyneladende="" er="" lige="" så="" god="" som="" koffeins.="" i="" skeletmuskler="" er="" glukose="" brændstoffet="" til="" energigenerering="" under="" træning,="" og="" glykogen="" forsyner="" hovedparten="" af="" ​​det="" gennem="" glykogenolyse="" for="" at="" opretholde="" glykolysen="" til="" energigenerering.="" det="" har="" vist="" sig,="" at="" ernæringsinterventioner="" via="" indtagelse="" af="" dadler="" kan="" hjælpe="" med="" at="" booste="" eller="" vedligeholde="" muskelglykogenkoncentrationer="" både="" før="" og="">motion (Li et al., 2018, 2017). Det er dog vigtigt at holde blodsukkerniveauet lavere end 6 mol/L for at undgå komplikationer fra diabetiske tilstande, der kan opstå, når hyperglykæmi får lov til at vare ved over en periode. I en tidligere undersøgelse blev mus fodret medCistanche deserticola ekstrakti 3 w viste øgede blodsukkerniveauer, hvilket resulterede i forbedrede energiniveauer (Cai et al., 2010). I en anden undersøgelse blev ekstrakten af ​​Radix Rehmannia rapporteret at være ansvarlig foranti-træthedaktivitet på grund af det øgede glykogen lagret i leveren og nedsat opbygning af glukose i blodet som følge af glukoseforbrug i musklerne (Liu og Liu, 2016; Tan et al., 2012).

Blodlaktat, en afgørende markør for træthed under tung træning, bruges til at måle en eksisterende patologi i en rutinemæssig stresstest (Halim et al., 2017). Mælkesyre er et produkt af glykolyse på grund af anaerobe forhold, som er den primære form for metabolisme i musklerne under træning (Fu et al., 2{{10}}10; Sun et al. ., 2014). Laktatakkumulering anses for at være en væsentlig inducer af træthed, og derfor repræsenterer hæmningen af ​​laktatakkumulering eller reduktionen af ​​laktatniveauer en anti-træthedseffekt (Blasiak et al., 2014). Resultaterne opnået i den aktuelle undersøgelse viste en signifikant (p < 0,05)="" reduktion="" i="" lactatniveauer="" mellem="" rottegrupper="" behandlet="" med="" dadelekstrakt="" og="" koffein="" sammenlignet="" med="" den="" for="" normale="" og="" normale="" træthedsgrupper="" (tabel="" 1).="" laktatniveauerne="" var="" 10,75="" ±="" 0,90,="" 11,08="" ±="" 0,26="" og="" 12,09="" ±="" 0,761="" mmol/l="" for="" rottegrupperne="" behandlet="" med="" henholdsvis="" 500="" mg/kg="" lgv,="" koffein="" 5="" mg/kg="" lgv="" og="" 250="" mg/kg="" lgv="" datoekstrakt.="" laktatniveauerne="" for="" normalgruppen="" og="" træthedsgrupperne="" var="" henholdsvis="" 14,41="" ±="" 0,45="" og="" 16,35="" ±="" 0,18="" mmol/l.="" resultaterne="" indikerede="" positive="" effekter="" fra="" dadelekstraktet,="" der="" forårsagede="" reduktionen="" i="" laktatniveauer="" i="" rottegrupperne.="" de="" observerede="" effekter="" kunne="" tilskrives="" rotternes="" forbedrede="" ydeevne="" under="" fst.="" dette="" resultat="" kan="" igen="" skyldes="" reduktionen="" i="" muskelskader="" forårsaget="" af="" den="" lavere="" laktatakkumulering.="" i="" en="">

undersøgelse havde rotter fodret med Amarkand-ekstrakt nedsat blodlaktat og øget udholdenhed forbundet med træthed (Narkhede et al., 2016). Den tidligere rapport er i overensstemmelse med resultaterne af denne undersøgelse, hvilket indikerer anti-træthedsaktiviteten af ​​forskellige planteekstrakter, at vi er i stand til at reducere blodlaktatniveauer i rotterne og derved forbedre dyrenes præstationer.

Tilstedeværelsen af ​​høje niveauer af LDH i blodet er en indikation på overdreven muskelforbrug og er således en markør for træthed (Halim et al., 2017). Overdreven LDH er også en indikation på nekrose i celler og beskadigelse af væv (Li et al., 2017). Vores resultater viste, at FST signifikant (p < 0,05)="" øgede="" blodets="" ldh-niveauer="" hos="" de="" normale="" træthedsrotter="" (588="" ±="" 13,30="" u/l),="" hvilket="" var="" signifikant="" (p="">< 0,05)="" højere="" end="" hos="" rotter="" fodret="" med="" 500="" mg/kg="" lgv.="" dadelekstrakt="" (297="" ±="" 29,21="" u/l),="" den="" lavere="" dosis="" (316,16="" ±="" 27,58="" u/l)="" af="" dadelekstrakt="" og="" koffein="" (305="" ±="" 25,91="" u/l)="" efter="" 8="" w="" behandling.="" det="" kan="" således="" antydes,="" at="" dadelekstraktet="" var="" i="" stand="" til="" at="" øge="" energiproduktionen="" hos="" rotter="" og="" som="" følge="" heraf="" reducerede="" skader="" på="" rottemusklen.="" vores="" resultater="" stemte="" overens="" med="" det="" tidligere="" rapporteret="" af="" narkhede="" et="" al.,="" (2016).="" i="" den="" undersøgelse="" blev="" amarkand-ekstrakter="" givet="" til="" wistar-rotter,="" og="" efter="" 2="" w="" var="" der="" en="" signifikant="" reduktion="" i="" dyrenes="" blod-ldh-niveauer.="" lignende="" resultater="" er="" også="" blevet="" rapporteret="" i="" en="" anden="" undersøgelse,="" hvor="" trætte="" rotter="" behandlet="" med="" vandekstrakt="" fra="" fermenteret="" risklid="" viste="" et="" fald="" i="" serum-ldh-niveauer="" (kim="" et="" al.,="">