Lycium Barbarum polüsahhariidi väsimusevastane toime rottidel

1. Sissejuhatus

Väsimus, mida tavaliselt defineeritakse kui füüsilist suutmatust säilitada teatud energiataset või üldist võimetust säilitada etteantud treeningu intensiivsust, on ajutine töövõime ja kehalise funktsiooni vähenemine, mis on tingitud kehalisest aktiivsusest põhjustatud energiatarbimise suurenemisest erinevates organites.1–3]. Väsimus põhjustab sageli motoorse funktsiooni halvenemist, töö efektiivsust ja rohkem õnnetusi. Pikaajaline väsimus suurendab sageli teiste haiguste esinemist, nthulgiskleroos, Parkinsoni tõbijadepressioon, mis ohustavad tõsiselt patsientide tööd ja elu [4–8]. 

KLÕPSA SIIA, ET TEADA VÄSIMUSE VÄSIMUSE RAVI

Väsimuson tugevas korrelatsioonis kõrge intensiivsusega treeninguga. Suure intensiivsusega treeningu ajal toodab keha metaboliite, nagu piimhape ja uurea lämmastik. Nende metaboliitide kuhjumine muudab organismi mikrokeskkonda, mis viib rakusisese atsidoosini, mis mõjutab veelgi lihaste funktsiooni ja põhjustab seega väsimust [9]. Tugev treening võib põhjustada vabade radikaalide tootmist ja kogunemist ning kiiresti tarbida energiaaineid, nagu glükoos, maksa- ja lihasglükogeen. Vabade radikaalide kuhjumisest tingitud energiasisalduse vähenemine ja oksüdatiivne stress on perifeerse väsimuse võtmetegurid [10,11]. Praegu põhjustavad tõhusad väsimuse raviks kasutatavad ravimid, nagu mõned antidepressandid ja kesknärvisüsteemi stimulandid, tavaliselt teatud kahju südame-, aju- ja närvisüsteemile ning on altid ravimisõltuvusele [12].

Seetõttu loomulikväsimusevastased ainedÜha enam otsitakse ilma kõrvaltoimeteta, et parandada inimese liikumisvõimet ja vähendada väsimust. Qinghai–Tiibeti platool on kõrgel kõrgusel asuv looduskeskkond, kus on madal hapnikusisaldus, tugev päikesevalgus ja suured temperatuurierinevused. Sellises keskkonnas on kerge väsida. Seetõttu kasutatakse Tiibeti meditsiinisüsteemis looduslikke taimi laialdaselt väsimussümptomite leevendamiseks [13].

Lycium barbarum (Goji mari) on sugukonna Solanaceae perekonda kuuluva põõsa Lycium barbarum L. küps vili. Lycium barbarum L. õitseb enamasti igal aastal juulist augustini ja kannab vilja igal septembril; seda koristatakse septembri lõpus [14] ja seda on tuhandeid aastaid kasutatud Tiibeti traditsioonilise meditsiinina väsimuse leevendamiseks [15]. Teatatud Lycium barbarumi keemiliste koostisosade hulka kuuluvad polüsahhariidid, polüfenoolid, flflavonoidid, lignaanid, alkaloidid, terpenoidid jne [16]. LBP on vees lahustuv polümeer, mis sisaldab peamiselt arabinoosi, glükoosi, galaktoosi, mannoosi, ramnoosi, ksüloosi jne. LBP on Lycium barbarumi üks peamisi toimeaineid [17]. Kaasaegsed farmakoloogilised uuringud on näidanud, et LBP-l on mitmesuguseid funktsioone, sealhulgas antioksüdantne, vananemisvastane, kasvajavastane, immuunregulatsiooni, hüpoglükeemiline ja hüpolipideemiline toime [18]. Siiski puuduvad varasemad uuringud LBP väsimusvastase mehhanismi kohta. Selles uuringus eraldati LBP Lycium barbarumist. Pärast puhastamist analüüsiti LBP keemilist struktuuri ja monosahhariidide koostist FI-IR ja IC abil. Lisaks töötati välja funktsionaalne väsimusevastane kihisev tablett, kombineerides LBP-d abiainega [19]. Rottidel sunnitud ujumisest põhjustatud väsimusmudelit kasutati LBP väsimusvastase toime ja sellega seotud potentsiaalse mehhanismi uurimiseks, kasutades positiivse kontrollina Rhodiola Crenulata kapslit [20] ja paralleelkontrollina LBPT-d. LBP kasutamine kihisevates tablettides sobib väsinud patsientidele ja paneb aluse LBP tõhusale kasutamisele tulevikus.

2. Tulemused

2.1. FT-IR spekter

Tulemused näitavad, et neeldumisriba lainepikkusel 3600–3200 cm−1 on -OH veniva vibratsiooni neeldumise tipp ja selle piirkonna neeldumispiik on sahhariidi iseloomulik tipp (joonis 1) [21]. Neeldumispiik on 1644 cm−1 juures, mis on seotud C=O asümmeetrilise venitusvibratsiooniga [22]. Neeldumispiik on 1556 cm−1 juures, mis on omistatud C=O venitusvibratsioonile, ja neeldumispiik 1417 cm−1 juures, mis on CO venitusvibratsioon [23]. Neeldumispiigid 1384 cm−1 ja 1315 cm−1 juures on omistatud C=O sümmeetrilisele venitusvibratsioonile [24] ning neeldumispiigid on 1074 cm−1 ja 1039 cm−1 juures, mis on omistatud. COH ja COC rühma venitusvibratsioonile [25,26]. Neeldumispiik lainepikkusel 879 cm−1 on seotud ekvatoriaalse sideme CH-nurkvibratsiooniga, välja arvatud püraanitsükli terminaalse rühma CH isomerisatsioon; võib järeldada, et LBP-d sisaldavad peamiselt püranoose, nagu galaktoos, glükoos ja -D-arabinoosi derivaadid [27,28]. Neeldumispiik 836 cm-1 juures on seotud püraanitsükli terminaalse rühma erinevuse CH nurkvibratsiooniga. Seetõttu võib järeldada, et -D-galaktopüraan võib olla LBP põhikomponent [29].

Joonis 1. LBP infrapunaspekter. 2.0 min juures tuvastati ramnoosi (Rha) iseloomulik tipp 11,65 minuti pärast, söe

2.2. Monosahhariidide koostise analüüs

LBP monosahhariidide koostis selgus veelgi ioonkromatograafia abil ja tulemusi võrreldi standardaine omadega (joonis S1). Kromatogramm näitab, et naatriumhüdroksiidi iseloomulik piik ilmnes 2.0 min. ramnoosi (Rha) iseloomulik piik tuvastati 11,65 minuti pärast, arabinoosi (Ara) iseloomulik piik leiti 12,19 minuti pärast, galaktoosi (Gal) iseloomulik piik täheldati 15,19 minuti pärast, glükoosi (Glu) iseloomulik piik tuvastati 17,26 minuti pärast, ksüloosi (Xyl) iseloomulik piik ilmnes 19,97 minuti pärast, mannoosMani iseloomulik piik registreeriti 20,57 minuti pärast ja naatriumatsetaadi iseloomulik piik tuvastati 41 minuti pärast (joonis 2).

Seetõttu järeldame, et LBP koosneb Rha, Ara, Gal, Glu, Xyl ja Man molaarsuhtega 1.00:11.35:6.10:0.56 :1.08:0.71. Koos infrapunaspektroskoopia tulemustega leidsime, et cD-arabinoos ja 3-D-galaktopüranoos võivad olla LBP peamised komponendid.

2.3. LBP ja LBPT mõju kehakaalule ja elunditele

Rottide indeks Rottide kehakaalu registreerimisel leiti, et pärast 28-päevast sekkumist ei olnud sekkumisrühma ja SC-rühma vahel olulist kehakaalu erinevust (joonis 3B). Iga rühma rottide südamed, maks ja neerud kaaluti elundiindeksi hindamiseks. Tulemused näitavad, et LBP ja LBPTdid ravi ei muuda oluliselt südame, maksa ja neerude elundiindeksit (joonis 3C-E). Seetõttu ei muutnud LBP ja LBPT oluliselt ka peamise piirkonna kehamassi ja elundiindeksit. organid rottidel.

Joonis 3. LBP ja LBPT mõju kehakaalule ja elundiindeksile. (A) Katse skeem, (B) rottide kehamass, (C) südameindeks, (D) maksaindeks, (E) neeruindeks. Andmed on väljendatud kui keskmine + SD,N =8.

2.4. LBP ja LBPT mõju kehamassile ja elundiindeksile rottidel Põhjalik ujumistest on sageli kasutatav väsimusevastane hindamismeetod, mida kasutatakse paljudes väsimusevastastes uuringutes. Ammendavates ujumistestides pikaajaline ujumine. ming aeg näitab suurenenud koormustaluvust ja väsimuse vähenemist (30,31]. Võrreldes SC rühmaga oli LBP ja LBPT ravigrupi iga annuse ammendav ujumisaeg pikem ning erinevus statistiliselt oluline (p < 0,05) (joonis 4) (need tulemused viitavad sellele, et LBP-l ja LBPT-l on märkimisväärne väsimusevastane toime ja need võivad annusest sõltuval viisil suurendada harjutuste taluvust).

Joonis 4, LBP ja LBPT mõju rottide ujumisajale. Andmed on väljendatud keskmisena=SD N=8. #: vs. SC, p < 0.05.

2.5. LBP ja LBPT biokeemilised parameetrid treeningväsimuse parandamisel

2.5.1. LBP ja LBPT mõju seerumi biokeemilistele parameetritele väsimuse korral

Rotid Treeningujärgse väsimuse hindamiseks on kasutatud mitmesuguseid biokeemilisi näitajaid, nagu CK, AST, ALT, LDH, BUN ja BLA [32,33]. Võrreldes RC rühmaga suurenesid ALT, CK ja LDH aktiivsus rottide seerumis pärast ujumistesti oluliselt (p < 0.05) ning ALT, CK tasemed. ja LDH pärast treeningut vähenesid oluliselt pärast ravi LBP ja LBPT-ga (p < 0.05) (joonis 5A, D, F). Sarnased suundumused leiti ka AST, BUN ja BLA indeksites. Raske treening viis AST aktiivsuseni seerumis ning BUN ja BLA sisaldus suurenes oluliselt (p < 0,05); need aga vähenesid märkimisväärselt HL, MET ja HET rühmades (p < 0,05) (joonis 5B, C, E). Ülaltoodud tulemused näitavad, et intensiivne treening võib põhjustada paljude metaboliitide tootmist ja kogunemist organismis, muutes seeläbi organismi sisekeskkonna homöostaasi. LBP ja LBPT võivad pärast intensiivset treeningut parandada treeningu väsimusega seotud biokeemilisi parameetreid, vähendades seeläbi väsimuse kahju.

2.5.2. LBP ja LBPT reguleerimine lihaskoe oksüdatiivse stressi korral väsimusrottidel Treeningu ajal võib oksüdatiivne stress põhjustada lihaste kahjustusi ja väsimust [34]. Seetõttu uurisime LBP ja BPT mõju lihaste oksüdatiivsele stressile rottidel ja tuvastasime oksüdatiivse stressiga seotud näitajad, sealhulgas CAT, MDA, GSH ja SOD. Võrreldes RC rühmaga oli rottide lihaste SOD tase pärast intensiivset treeningut oluliselt langenud, samas kui MDA tase oluliselt tõusnud (p < 0.05); selle oleku muutsid suure tüve LBP ja LBP (p < 0.05) (joonis 6A, B). Pärast treeningut vähenes GSH sisaldus rottide lihastes oluliselt (p < 0,05), kuid suurenes pärast ravi LBP ja LBPT-ga (p < 0,05) (Joonis 6, Sarnaselt GSH sisalduse muutusega, CAT aktiivsus vähenes oluliselt pärast treeningut, kuid suurenes LBP ja LBPT ravirühmades (p < 0,05) (Joonis 6D Ülaltoodud tulemused näitavad, et treeningu ajal intensiivistub oksüdatiivse stressi nähtus, mis kahjustab rakke ja LBPT võib parandada oksüdatiivset lihasstressi pärast rasket treeningut, vähendades seeläbi lihaste väsimust.

Joonis 6. LBP ja LBPT mõju oksüdatiivse stressi parameetritele. (A) SOD, (B) MDA, (C) GSH(D) CAT. Andmed on väljendatud keskmisena 士 SD, N=8, *: vs. RC p < 0.05, #: vs. SC, p < 0,05.

2.5.3. LBP ja LBPT reguleerimine väsimusrottide energiavahetuse kohta Energia salvestamise tarbimine võib samuti põhjustada väsimust ning veresuhkru, maksa glükogeeni ja lihaste glükogeeni tase on üks olulisi kriteeriume väsimuse hindamisel (35). RC rühmas langes grupi veresuhkru tase pärast treeningut oluliselt (p < 0.05), samas kui LBP ja LBPT rühmade veresuhkru tase tõusis oluliselt (p < {{9 }}.05) (Joonis 7A). Seerumi glükoositaseme trendi järgi vähenes oluliselt ka glükogeenisisaldus lihastes ja maksas (p < 0,05). glükogeeni sisaldus LBP ja LBPT rühmades suurenes oluliselt (p < 0,05) (joonis 7B, C).

Joonis 7. Energia metabolismi reguleerimine LBP ja LBPT poolt. (A) vere Glu; (B) maksa glükogeenisisaldus, LG; (C) lihaste glükogeenisisaldus, MG; (D) lihaste ATP; ja (E) lihaste PK. Andmed on väljendatud keskmisena 士 SD,N=8, *: vs. RC p < 0.05, #: vs. SC, p < 0,05.

Selleks, et edasi uurida LBP ja LBPT mõju energia metabolismi põhiprotsessidele, võrdlesime PK ja ATP taset rottide lihastes. Intensiivsed harjutused vähendasid oluliselt ATP sisaldust lihastes (p < {{0}},05) (joonis 7D) ja vähendasid lihaste Pkaktiivsust (joonis 7E). LBP ja LBPT ravi võib seda seisundit tõhusalt muuta (p < 0,05). Andmed näitavad, et trenn võib viia energiaainete kiire kulumiseni ja halvendada organismi normaalset energiavahetuse tsüklit. LBP ja LBPT sekkumine võib tõhusalt reguleerida treeningust põhjustatud energia metabolismi tasakaalustamatust ja täiendada treeninguga kaotatud energiat kiiremini.

2.5.4. Biokeemiliste parameetrite korrelatsioonianalüüs ja PCA analüüs

Uurida biokeemiliste parameetrite panust ammendavasse ujumisaega (ST). Analüüsisime iga biokeemilise parameetri ja ammendava ujumisaja vahelist seost. Tulemused näitavad, et ammendav ujumisaeg oli oluliselt positiivses korrelatsioonis lihaste glükogeeni, maksa glükogeeni, PK, ATP, GSH, SOD ja Glu tasemetega. ALT, AST, BUN, BLA, LDH CK ja MDA tasemed olid ujumisajaga oluliselt negatiivses korrelatsioonis (joonis 8A). Seega võime järeldada, et energia metabolismi ja oksüdatiivsete stressifaktorite parandamine võib tõhusalt tõsta rottide liikumisvõimet. Lisaks leidsime, et keha võime metaboliitidega toime tulla oli märkimisväärselt korrelatsioonis võimega läbida energia metabolismi ja oksüdatiivset stressi. Näiteks oli BUN oluliselt negatiivses korrelatsioonis lihaste glükogeeni ja ATP-ga, kuid oli oluliselt positiivses korrelatsioonis MDA-ga (joonis 8A); see viitab sellele, et LBP ja LBP võivad parandada väsimusrottide mikrokeskkonda, reguleerides energia metabolismi ja oksüdatiivset stressi; seetõttu võib see mängida väsimusevastast rolli ja parandada rottide treenimisvõimet.

Joonis 8. Biokeemiliste parameetrite korrelatsioonianalüüs ja PCA analüüs. (A) Korrelatsioonianalüüs (B) PCA analüüs. N=8,*: p < 0.05, **: p < 0.01,***: p < 0,001. Usaldusellipsi usaldustase PCA analüüsis on 95%.

Selleks, et täiendavalt uurida LBP ja LBPT üldist mõju väsimusrottidele, analüüsiti põhikomponentanalüüsi (PCA) abil 15 biokeemilist parameetrit. Andmed näitavad, et rühm koondus RC-rühmast kaugemale ja erinevus kahe rühma vahel oli märkimisväärne. Võrreldes SC rühmaga, ei ristunud PD, LL, LH, LETMET ja HET rühmade usaldusellipsid SC rühmaga, mis näitab, et iga ravimirühm erines oluliselt SC rühmast. PD, HL ja HET rühmade usaldusellipsid lõikuvad RC rühmaga, mis viitab sellele, et PD, HL ja HET rühmad näitasid 15 biokeemilise parameetri osas RC-ga võrreldes vähe erinevusi (joonis 8B). Seetõttu usun, et tõsine treening võib põhjustada muutusi rottidel paljudes biokeemilistes parameetrites ning LBP ja LBPT sekkumine võib väsimuse tõhusalt tagasi pöörata, sealhulgas PD, Hland HET rühmadel on parem mõju.

Lisaks leidsime, et LL-rühmal ja LET-rühmal, HL-rühmal ja HET-rühmal oli suurem usaldusellipsi kattumine (joonis 8B), mis viitab sellele, et nende rühmade sarnasus on suur, mis näitab, et LBPT-ravi ei pruugi mõjutada ravi efektiivsust. LBP. Samuti leidsime, et LET, MET ja HET usaldusellipsid näitasid progresseeruvat liikumist, mis viitab sellele, et LBPT efektiivsus võib olla annusest sõltuv.