Učinak sirćeta od prunus mume protiv umora kod pacova koji se intenzivno vježbaju

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

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

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

Abstract

U današnje vrijeme razvijene su nove vrste octa korištenjem različitih sirovina i biotehnoloških procesa. Plod Prunus mume je široko rasprostranjen u istočnoj Aziji i koristi se kao narodni lijek za umor. U ovoj studiji, sirće od Prunus mume (PV) proizvedeno je fermentacijom u dva koraka, a procijenjeno je njegovo djelovanje protiv umora od strane C2C12 mioblasta i pacova visokog intenziteta vježbanja. Primjena PV značajno je poboljšala izdržljivost trčanja i akumulaciju glikogena u jetri i mišićima štakora koji su uzimali PV u odnosu na kontrolne grupe koje su sedjele i vježbale. Osim toga, PV suplementacija je izazvala niže serumske biomarkere vezane za umor, na primjer, amonijak, neorganski fosfat i laktat. Pacovi kojima je davan PV pokazali su veću aktivnost laktat dehidrogenaze i glutation peroksidaze, te nižu aktivnost kreatin kinaze i nivoe malondialdehida. Nadalje, fenolna jedinjenja u PV su identifikovana pomoću HPLC analize. Fenolne kiseline analizirane u PV su protokatehuinska kiselina, siringinska kiselina, hlorogenska kiselina i njeni derivati. Ovi rezultati ukazuju da primjena PV sa antioksidativnim svojstvima doprinosi poboljšanju oporavka umora kod iscrpljenih štakora. Nalazi ove studije sugeriraju da se PV koji sadrži različite bioaktivne sastojke može koristiti kao funkcionalni materijal protiv umora uzrokovanog vježbama visokog intenziteta.

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

1. Uvod

Prunus mume Sieb. et Zucc., koji je poznat kao maesil, ume i meizi, široko se uzgaja u Koreji, Japanu i Kini i dugo se koristio kao narodni lijek za probavu, žeđ, detoksikaciju, povraćanje i groznicu [1 ]. Dosadašnje studije o farmakološkim i biološkim aktivnostima maesila su ga ispitivale kao potencijalni izvor hvatača slobodnih radikala, kao inhibitor virusa gripe A i pokretljivosti Helicobacter pylori, te kao proupalni medijator, kao i njegovu sposobnost za poboljšanje tečnosti krvi [1–3]. Osim toga, pokazalo se da ekstrakt maesila djeluje protiv umora kod treniranih pacova [4]. Iako postoji niz studija o korištenju ekstrakta maesila, studije o prerađenoj hrani uz korištenje maesila nisu u potpunosti istražene. Stoga je ova studija imala za cilj razviti ocat korištenjem maesila i istražiti njegovu aktivnost protiv umora. Ocat je alkalni proizvod koji se dugo koristio kao užitak i tradicionalni lijek [5]. Nedavno su razvijene mnoge vrste sirćeta koristeći osnovne izvore i tehnologije kako bi se zadovoljile potrebe kupaca. Budući da su glavne komponente sirćeta pokazale brojne korisne efekte, npr. antioksidativno, antihipertenzivno, antihiperglikemijsko i antimikrobno djelovanje, ono se popularno konzumira širom svijeta [6–9]. Nadalje, prethodne studije su pokazale da primjena octene kiseline povećava nadoknadu glikogena u jetri i skeletnim mišićima iscrpljenih pacova tokom vježbanja i da oralno dodat acetat inducira sintezu mišićnog glikogena nakon intenzivnog vježbanja kod konja [10,11]. Ove studije sugerirale su da kontinuirano uzimanje octa izaziva vrijedne efekte na sposobnost vježbanja izdržljivosti i oporavak od fizičkog umora. Međutim, fiziološke promjene koje su u osnovi efekata maesil sirćeta protiv umora još nisu u potpunosti shvaćene.

Umor, uobičajen simptom u većini zajednica koji su mnogi ljudi iskusili, smatra se poteškoćama u započinjanju ili održavanju spontanih aktivnosti i pogoršanjem performansi vježbanja [12]. Mnoga istraživanja su pokazala da su različiti faktori važni kada se uzme u obzir umor i vježba. Na primjer, iscrpljenost uzrokovana vježbama visokog intenziteta povezana je s umorom što ukazuje da je radni mišićni kapacitet ozbiljno oštećen [13]. Osim toga, tjelovježba visokog intenziteta izaziva smanjenje izvora energije, npr. glikogena u jetri i mišića, kao i nakupljanje metabolita, uključujući mliječnu kiselinu, anorganski fosfor i amonijak koji induciraju umor mišića unutarćelijskom acidozom u tijelu [12 ,14]. Dakle, oporavak od umora izazvanog vježbanjem zahtijeva da se poprave tjelesna oštećenja i da se eliminišu metaboliti nakupljeni tokom vježbanja. Osim toga, prijavljeno je da oksidativni stres uzrokuje različite kronične bolesti, npr. kronični umor, starenje kože, dijabetes melitus, rak i Alchajmerovu bolest [15–18]. Iz ovih razloga, istraživači su istraživali prirodne proizvode zbog njihove sposobnosti da poboljšaju fizičke sposobnosti, kao što su smanjenje umora i povećana izdržljivost pri vježbanju uz malo nuspojava. Stoga je u ovoj studiji sirće koje sadrži visok nivo organskih kiselina i aminokiselina proizvedeno fermentacijom u dva koraka korištenjem maesila dopunjenog sokom od kruške kao supstrata. Aktivnosti protiv umora sirćeta Prunus mume (PV) su zatim procijenjene na osnovu efekata vitalnosti ćelija i akumulacije glikogena in vitro i promjena biomarkera povezanih s umorom in vivo.

2. Materijali i Methods

2.1. Materijali

Prunus mumejuice (PJ) proizveden je metodom Cho et al. [19]. Plodovi P. mume (maesil) nabavljeni su od Korejske organizacije Maesil (Suncheon, Koreja). Maesil je sortiran, pomno ispran vodom, zdrobljen i zatim reagovao sa 0.1 posto (w/v) pektinaze (Pectinex Ultra AFP, Novozyme, Švicarska, 10,000 Pectu/ g) da razbije ćelijski zid na 40 ◦C tokom 2 sata. Zatim je izreagirani maesil centrifugiran na 3500 × g 15 minuta na 4 ◦C. Supernatant je filtriran pomoću filter papira (Whatman No.2, 8 µm) i koncentriran na rotacionom isparivaču na 30 ◦C dok se ne postigne 56-60◦Brix. Ekstrakt kruške je dobijen od ESfood Co. (Gunpo, Koreja), a zatim je držan na 4 ◦C kako bi se sačuvali njegovi kvaliteti. Njegove karakteristike su bile sljedeće: 69◦Brix, pH 3,4–3,6 i 0,52–0,61 posto kiselosti. Saccharomyces cerevisiae KCCM 11306 i Acetobacter aceti KCCM 12654 dobijeni su iz Korejskog centra za kulturu mikroorganizama (Seul, Koreja).

2.2. Proizvodnja PV

2.3. Fizičko-hemijska 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 je uzeto iz tikvice i centrifugirano 10 minuta na 1800× g da bi se uklonio Saccharomyces cerevisiae KCCM 11306. Zatim je supernatant destiliran i ponovo podešen na 100 mL sa destilovanom vodom. Temperatura destilata je zatim hlađena do 15 ◦C, nakon čega je određen sadržaj alkohola pomoću alkoholnog hidrometra. Sadržaj šećera u PV mjeren je ručnim refraktometrom (Atago pocket PAL-3, Atago Co., Fukaya, Saitama, Japan). Konačno, ukupna kiselost PV je analizirana titriranjem razrijeđenog uzorka sa 0,1 N NaOH do pH 8,3 i izražena kao količina sirćetne kiseline.

2.3.2. Sadržaj organskih kiselina i slobodnih aminokiselina u PV

Sastav organske kiseline određen je tečnom hromatografijom visokih performansi (Shimadzu Co. Model Prominence, Kjoto, Japan). Odvajanje organskih kiselina je izvršeno pomoću PL Hi-Plex H kolone (7,7 × 300 mm, Agilent Co., Santa Clara, CA, USA) na 65 ◦C. Mobilna faza se sastojala od 5 mM H2SO4, a brzina protoka je održavana konstantnom na 0,6 mL/min. Kromatografski pik koji se podudara sa svakom organskom kiselinom identificiran je poređenjem vremena retencije s vremenom svakog standarda. Sadržaj slobodnih aminokiselina je analiziran korištenjem autoanalizera aminokiselina (L-8900, Hitachi, Tokio, Japan) sa jono-izmjenjivačkom kolonom napunjenom Hitachi smolom za ionsku izmjenu (2622 SC PF, 4,6×60 mm). Kolona je održavana na 50 ◦C u peći za kolonu, a temperatura reaktora je bila 135 ◦C. Za mobilnu fazu, bafer set (PF-1, PF-2, PF-3, PF-4, PF-6, PF-RG, R{ {25}} i C1, Kanto Co., Tokio, Japan) je korišten sa brzinom protoka od 1 mL/min. Svaka slobodna aminokiselina je identificirana poređenjem vremena zadržavanja s vremenom retencije standardnih otopina mješavine aminokiselina tipa AN-II i B

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

2.4. Citotoksičnost i akumulacija glikogena in vitro

2.4.1. Ćelijska kultura i diferencijacija

C2C12 ćelije (mioblasti miša) kupljene su od American Type Culture Collection (ATCC, Rockville, ND, SAD). Ćelije su uzgajane u Dulbeccovom modificiranom orlovom mediju (DMEM) sa dodatkom 10 posto fetalnog goveđeg seruma (FBS), penicilina (100 IU/mL) i streptomicina (100 µg/mL) (Gibco, Life Technologies, Grand Island, NY, SAD). C2C12 ćelije su inkubirane na 37 ◦C u vlažnoj atmosferi sa 5 posto CO2. Da bi se inducirala diferencijacija, 70 posto konfluentnih ćelija je potom kultivisano u DMEM sa dodatkom 2 procenta konjskog seruma (HS) i 10 µg/mL inzulina tokom 3 dana sa promenama medija svaka dva dana.

2.4.2. Sulfohodaminski B (SRB) test

Proliferacija ćelija je procenjena testom sulforhodamina B (SRB, Sigma, St. Louis, MO, SAD). C2C12 ćelije su zasijane na 1 × 104 ćelije/jažici u 48-ploče i diferencirane promjenom medija. Ćelije su zatim inkubirane sa 0.1–0,4 µg/mL PV tokom 3 dana na 37 ◦C u 5% CO2 vlažnom inkubatoru. Nakon tretmana, medijum je odbačen, a ćelije su obojene rastvorom SRB na sobnoj temperaturi 1 sat i isprane pet puta upotrebom 1% sirćetne kiseline. Svaki bunar je rastvoren sa 10 mM Tris i izmeren na 540 nm čitačem mikroploče (Molecular Devices, Inc., San Jose, Kalifornija, SAD)

2.4.3. In vitro sadržaj glikogena

2.5. Eksperimentalni dizajn na životinjama

2.5.1. Životinje i dijeta

Četiri sedmice stari mužjaci Sprague-Dawley (SD) pacova kupljeni su od Hyo-Chang Science Inc. (Busan, Koreja). Pacovi su pojedinačno podijeljeni u akrilne kaveze i smješteni na 22 ± 2 ◦C u ciklusu od 12 sati svjetlo-mrak. Svi pacovi su hranjeni peletima komercijalne hrane za eksperimentalni period. Štakori su zatim nasumično podijeljeni u pet grupa (n=6): sedentarna kontrola (SC), vježbana kontrola (EC) i vježbani pacovi kojima je davan 3 posto kondenziranog soka Prunus mume (PJ), 5 posto PV razrijeđenog destiliranim vode (PV5) i 7,5 posto PV razrijeđenog destilovanom vodom (PV7,5). Sve grupe su dopunjene oralnom primjenom u koncentraciji od 7 mL/kg tjelesne težine za eksperimentalni period, što se smatra dnevnim volumenom unosa kod ljudi. Suplementacija visoke koncentracije octene kiseline može izazvati upalu crijeva kod pacova. PV7.5 je korišten kao visoka koncentracija za eksperiment [12]. SC i EC pacovima su davane jednake količine destilovane vode. Nakon toga, svi pacovi su pozvani da trče na traci za trčanje. Tokom eksperimenta, pacovi su imali slobodan pristup hrani i vodi do posljednjih 12 h eksperimentalnog perioda, kada je hrana bila uskraćena. Svi pacovi su tretirani u skladu sa smjernicama Univerziteta Dong-A za njegu i korištenje laboratorijskih životinja (DIACUC-17-1).

2.5.2. Program vježbanja s postepenim opterećenjem i test izdržljivosti trčanja

Svi pacovi osim SC grupe su obučavani kroz program vježbanja postepenog opterećenja od 09:00 do 13:00, 6 dana u sedmici tokom 4 sedmice koristeći traku za trčanje (Daejong Instrument Industry, Seoul, Koreja) . Program uključuje postepeno povećanje intenziteta sa trčanjem 20 m/min u trajanju od 10 minuta, 25 m/min tokom 20 minuta, 30 m/min tokom 20 minuta i 35 m/min u trajanju od 30 minuta od 1. do 4. nedelje. Kada su pacovi iscrpljeni i ne mogu trčati, ploča za električni šok na kraju trake za trčanje ih je regulirala da nastave trčati.

Na kraju eksperimentalnog perioda, pacovi (n=6) su bili prisiljeni trčati brzinom od 40 m/min dok se ne iscrpe, a njihovi zapisi trčanja su zabilježeni kako bi se odredila izdržljivost trčanja. Svi pacovi su ocijenjeni kao iscrpljeni kada su ostali na električnoj ploči duže od 10 s. Ostali (n=6) su postavljeni na traku za trčanje brzinom od 40 m/min u trajanju od 60 min. Nakon eksperimenta, pacovi su žrtvovani etil eterom, a uzorci krvi su sakupljeni iz donje šuplje vene i stavljeni na sobnu temperaturu 2 h, a zatim centrifugirani na 2500 × g 20 minuta da bi se odvojili uzorci seruma. Jetra i gastrocnemius mišići su sakupljeni i isprani fiziološkom otopinom. Svi uzorci su pohranjeni na -80 ◦C u dubokom zamrzivaču.

2.6. Biohemijski parametri

2.6.1. Biomarkeri povezani sa umorom

Nivoi neorganskog fosfata i amonijaka u serumu su procijenjeni pomoću Biovision Inc. (Milpitas, Kalifornija, SAD). Nivo laktata u serumu određivan je pomoću kompleta za analizu laktata (Bioassay Systems, Hayward, Kalifornija, SAD).

2.6.2. Analiza nivoa glikogena u jetri i mišićima

Sadržaj glikogena je analiziran prema metodi koju su opisali Cho et al. [5]. Ukratko, 0.2 g tkiva iz jetre i mišića reagovano je sa 400 µL 30-postotnog rastvora kalijum hidroksida, kuvano 30 minuta i zatim ohlađeno na 25 ◦C. Zatim je u smešu dodat 1 mL etanola i centrifugirana je na 6000× g i 4 ◦C 15 min. Supernatant je zatim uklonjen i pelet je pomešan sa 0,5 mL destilovane vode, nakon čega je dodato 0,2% rastvora antrona da bi se hidrolizovala glukoza. Konačno, spektrofotometrom je izmjerena apsorpcija na 620 nm

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

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

Nivo MDA i aktivnost GPx procijenjeni su homogenizacijom alikvota od 0.1 g smrznute jetre u fiziološkom rastvoru puferovanom fosfatom (PBS). Nakon homogenizacije, uzorci su centrifugirani na 3500 × g na 4 ◦C tokom 10 min, a zatim su supernatanti korišćeni za analizu. Nivo MDA i aktivnost GPx mjereni su kolorimetrijskim kompletima (Biovision Inc., Milpitas, Kalifornija, SAD).

2.7. Određivanje ukupnog sadržaja fenola (TPC)

TPC PV je određen Folin–Ciocalteu kolorimetrijskom metodom uz određene modifikacije [19]. Ukratko, PV je reagirao s Folin-Ciocalteu reagensom i neutraliziran otopinom natrijevog karbonata. Zatim je spektrofotometrom izmjerena apsorpcija plave boje na 760 nm. Kao standard, korišćena je galna kiselina (Sigma-Aldrich, čistoća > 99 procenata), 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 diskusija

3.1. Sadržaj organskih kiselina i slobodnih aminokiselina u PV

Glavna jedinjenja ukusa u fermentisanom sirćetu sastoje se od organskih kiselina nastalih fermentacijom, kao i slobodnih aminokiselina proizvedenih hidrolizom proteina tokom 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 i 390,87 mg T postotaka, redom. Osim toga, PV je sadržavao niz slobodnih aminokiselina, odnosno asparaginsku kiselinu, tirozin, fenilalanin, histidin, lizin i arginin. Sadržaj asparaginske kiseline, tirozina, fenilalanina, histidina, lizina i arginina bio je 7,56, 5,46, 4,43, 32,93, 4,11 i 20,76 ppm, respektivno. Nakon fermentacije u dva koraka, PV je pokazao veći sadržaj organskih kiselina, posebno octene kiseline i slobodnih aminokiselina od PJ. U poređenju sa prethodnim istraživanjima, sadržaj organskih kiselina u komercijalnom sirćetu sa sirkom sastojao se od octene kiseline (3600 mg posto), oksalne kiseline (16,62 mg posto), limunske kiseline (49,7 mg posto), jantarne kiseline (92,5 mg posto), jabučne kiseline kiselina (27,83 mg posto) i mliječna kiselina (820 mg posto) [21]. PV je sadržavao manje količine slobodnih aminokiselina od bijelog octa, koji je sadržavao velike količine slobodnih aminokiselina (23,4 ppm), tirozina (nije otkriven), fenilalanina (313,9 ppm), histidina (4,6 ppm), lizina (460,3 ppm) i arginin (65,0 ppm). Na et al. (2013) navode da karakteristike kvaliteta fermentiranog octa zavise od različitih sastojaka 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, koji su uočene u PV u poređenju sa drugim fermentisanim sirćetom [22]. Sveukupno, rezultati pokazuju da PV fermentiran s PJ obogaćenim ekstraktom kruške sadrži veliku količinu organskih kiselina i različitih sadržaja slobodnih aminokiselina.

Tabela 1.Sadržaj organskih kiselina i slobodnih aminokiselina u sirćetu Prunus mume (PV).

3.2. Identifikacija i kvantifikacija fenolnih jedinjenja u PV

TPC PV je bio 25.86 mg GAE/g (podaci nisu prikazani). Za dalju identifikaciju fenolnih jedinjenja prisutnih u PV, izvršena je HPLC-PDA analiza. Protokatehuinska kiselina, siringinska kiselina, hlorogenska kiselina, neohlorogenska kiselina i kriptoklorogenska kiselina sa koncentracijama od 0.08, 0.22, 0.37, 0.82 i 1.36 mg/g, respektivno, identifikovani su HPLC analizom poređenjem sa svakom standardnom fenolnom kiselinom (Slika 1). Ovaj rezultat je pokazao da su kriptohlorogenska kiselina i neohlorogenska kiselina bile glavne fenolne kiseline u PV. Mnoge studije su objavile da fenolna jedinjenja utiču na funkcionalna svojstva, kao što su antioksidans, antikancer i dijabetes [23-25]. U povezanoj studiji koju su uradili Yuan et al. (2019), ekstrakt Sonchus arvensis bogat polifenolima koji sadrži hlorogensku kiselinu, luteolin i cikoricnu kiselinu poboljšao je aktivnost antioksidativnih enzima i sintezu glikogena kod miševa treniranih vježbanjem [26]. Vodeni ekstrakt sjemena Abelmoschus esculentus Moench koji sadrži velike količine polifenola i flavonoida pokazao je značajno antioksidativno djelovanje i djelovanje protiv umora kod miševa nakon testa plivanja pod opterećenjem [27]. Također, fenolna jedinjenja uključujući 5-HMF, neohlorogensku kiselinu, protokatekuinsku kiselinu i siringinsku kiselinu su identificirana u koncentratu voća Prunus mume tretiranog s pektinazom koji su pokazali inhibitorne efekte na ćelije raka debelog crijeva [19]. Iako su potrebne daljnje studije kako bi se istražili molekularni mehanizmi koji stoje iza aktivnosti fenolnih jedinjenja protiv umora, ovaj rezultat ukazuje da su aktivnosti PV protiv umora bile povezane s njegovim fenolnim jedinjenjima, kao što su protokatehuinska kiselina, siringinska kiselina, hlorogenska kiselina i njegovih derivata.

Slika 1.Fenolna jedinjenja u sirćetu Prunus mume (PV) analizirana su HPLC. Protokatehuinska kiselina (205 nm, 8,774 min); siringična kiselina (216,8 nm, 23,857 min); hlorogena kiselina (326,1 nm, 18,663 min); neohlorogenska kiselina (324,9 nm, 9,660 min); kriptohlorogenska kiselina (326,1 nm, 20,395 min).

3.3. Učinci PV na proliferaciju stanica i akumulaciju glikogena u C2C12 mioblastima

Skeletni mišić igra važnu ulogu u podržavanju proizvodnje energije u tijelu [27]. Kao što je prikazano na slici 2, procijenili smo citotoksičnost i akumulaciju glikogena PV na C2C12 mioblastu. Da bi se procijenila citotoksičnost PV, SRB testovi su sprovedeni u C2C12 mioblastima, a nakon diferencijacije, ćelije su tretirane različitim koncentracijama PV (0.1, 0.2, {{1{{ 12}}}}.3 i 0.4 µg/mL) tokom 48 sati (Slika 2A). Vijabilnost ćelija C2C12 mioblasta tretiranih sa PV bila je preko 95 procenata, što znači da nema značajnih razlika u poređenju sa kontrolom. Za procjenu sadržaja glikogena u C2C12 mioblastima, proveden je test glikogena korištenjem ćelijskih lizata. Kao što je prikazano na slici 2B, sadržaj glikogena u C2C12 mioblastima je značajno povećan PV na način ovisan o dozi. Međutim, tretman PV dozom od 0,4 µg/mL nije pokazao značajne razlike u poređenju sa 0,3 µg/mL PV. Ovi rezultati sugeriraju da PV tretman može povećati akumulaciju glikogena uz necitotoksične koncentracije u skeletnim mišićima.

Slika 2.Efekti PV na (A) ćelijsku proliferaciju i (B) akumulaciju glikogena u C2C12 mioblastima. Vrijednosti podataka su izražene kao srednja vrijednost ± SE (n=3). Različita slova na traci se značajno razlikuju (p <>

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

Vrijeme trčanja do iscrpljivanja je marker kapaciteta vježbanja koji predstavlja oporavak od umora [5]. U ovoj studiji, program vježbanja pomoću trake za trčanje proveden je na pacovima tokom 4 sedmice. Nakon vježbanja visokog intenziteta do iscrpljenosti, sve grupe su otkrile značajno povećanu izdržljivost trčanja u poređenju sa SC pacovima, a PV7.5 je zabilježio najduže vrijeme trčanja među svim grupama (Slika 3). Reidy & Rasmussen (2016) su izvijestili da suplementacija aminokiselinama povećava performanse vježbanja putem indukcije sinteze proteina u ljudskim skeletnim mišićima nakon vježbanja otpora [28]. Ovaj rezultat je pokazao da je PV efektivno povećao kapacitet izdržljivosti kod pacova visokog intenziteta vježbanja.

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

3.5. Efekti PV na serumske biomarkere povezane sa umorom

Pojava fizičkog umora povezana je sa energetskim deficitima tokom vježbanja. Budući da se velike količine energije, tekućine i aminokiselina troše tokom vježbanja visokog intenziteta, sportski napici mogu pomoći u održavanju ravnoteže tekućine i resintezi proteina [29]. Iz tog razloga, PV bi se mogao koristiti kao sportski napitak za poboljšanje umora izazvanog vježbanjem. Štaviše, intracelularna acidoza izaziva umor mišića koji je rezultat akumulacije laktata i anorganskog fosfata [12]. Tokom intenzivnog vježbanja, serumski biomarkeri povezani s umorom, kao što su serumski amonijak, neorganski fosfat i laktat, akumuliraju se uzrokuju umor mišića kao rezultat intracelularne acidoze [30]. Dakle, smanjenje osjetljivosti na umor povezano je s povećanjem vremena rada i smanjenjem biomarkera umora. Glikogen jetre i mišića, koji su dobro poznati izvori supstrata za glikolizu i proizvodnju energije, djeluju kao prva odbrana od iscrpljivanja energije [5]. Dakle, glikogen je jedan od pokazatelja umora. Nivoi amonijaka, neorganskog fosfata i laktata u serumu grupe PV7.5 bili su 64,57 ug/mL, 2,98 mM i 1,21 mM (Slika 4A-C). Ove vrijednosti su značajno smanjene za 28,22 posto, 25,91 posto i 18,24 posto u odnosu na EC grupu, respektivno. U poređenju sa serumskim biomarkerima kod EC pacova, SC i PJ pacovi nisu pokazali značajne razlike. Fushimi et al. (2001) su izvijestili da je dodatak sirćetu značajno smanjio serumski laktat i amonijak nakon vježbanja do iscrpljenosti kod pacova, a Stephens et al. (2008) izvještavaju da oralna primjena acetata poboljšava nivo laktata u krvi kod svinja [31,32]. Na osnovu ovih rezultata, visoki nivoi organskih kiselina i različitih slobodnih aminokiselina u PV-u mogli su uticati na regulaciju serumskog amonijaka, neorganskog fosfata i laktata. Stoga je primjena PV djelotvorno djelovala protiv umora regulacijom serumskih biomarkera povezanih s umorom kod pacova treniranih vježbanjem.

Slika 4.Utjecaj PV na serum (A) amonijak, (B) neorganski fosfor i (C) laktat kod iscrpljenih pacova. Vrijednosti podataka su izražene kao srednja vrijednost ± SE (n {{0}}). SC: sedentarna kontrola, EC: vježbana kontrola, PJ: sok od Prunus mume, PV5: 5 posto Prunus mume napitak sirćeta, PV7.5: 7,5 posto Prunus mume napitak sirćeta. Različita slova na traci se značajno razlikuju (p <>

3.6. Efekti PV na promjene akumulacije glikogena

Efekti PV na glikogen jetre i mišića prikazani su na slici 5. EC grupa je pokazala veći sadržaj glikogena u mišićima gastrocnemiusa, ali nije bilo značajnih razlika između SC i EC grupa (Slika 5A). Međutim, uočeno je značajno povećanje sadržaja glikogena (34,25 posto) u odnosu na grupe EC i PV7.5. Sadržaj glikogena u jetri se također povećao kao odgovor na suplementaciju sa PV7.5 za do 24,21 posto u odnosu na EC grupu (slika 5B). Prethodne studije su objavile da oralna suplementacija octene kiseline povećava sintezu glikogena u jetri i mišićima nakon vježbanja kod pacova 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 pacova koji su intenzivno vježbali.

Slika 5. Utjecaj PV na akumulaciju glikogena u (A) mišićima i (B) jetri kod iscrpljenih pacova. Vrijednosti podataka su izražene kao srednja vrijednost ± SE (n {{0}}). SC: sedentarna kontrola, EC: vježbana kontrola, PJ: sok od Prunus mume, PV5: 5 posto Prunus mume napitak sirćeta, PV7.5: 7,5 posto Prunus mume napitak sirćeta. Različita slova na traci se značajno razlikuju (p <>

3.7. Učinci PV na promjene aktivnosti LDH i CK

Laktat dehidrogenaza (LDH) je oksidoreduktaza u glikolizi koja katalizuje reverzibilnu konverziju mliječne kiseline u piruvat [33]. Serumska kreatin kinaza (CK) je važan enzim koji ukazuje na ozljedu mišića [34]. Stoga smo procijenili nivoe mišićnog LDH i CK u serumu kako bismo procijenili nivo oštećenja mišića. Nivo gastrocnemiusa LDH kod EC pacova nije se značajno razlikovao u poređenju sa SC grupom (Slika 6A). Aktivnost LDH kod pacova kojima je davan PV7.5 značajno se povećala za 27,75 procenata u poređenju sa EC grupom. Kao što je prikazano na slici 6B, nivo CK u serumu grupe SC bio je 60,35 U/L. Vrijednost CK EC grupe iznosila je 54,71 U/L, što se nije značajno razlikovalo od poređenja SC grupe. Međutim, dodatak PV7.5 značajno je smanjio nivoe CK za 35,66 procenata u poređenju sa EC pacovima. U sličnim studijama, ekstrakt Prunus mume poboljšao je oporavak od umora povećanjem aktivnosti LDH i regulacijom serumskih biomarkera kod treniranih pacova, te povećao CK u serumu kao odgovor na oštećenje mišića uzrokovano zatezanjem mišića, izazivajući umor [4,35]. Ovi nalazi sugeriraju da je primjena PV spriječila umor promicanjem metabolizma mliječne kiseline u mišićnim stanicama i smanjenjem oštećenja mišića smanjenjem nivoa serumskih markera umora kod pacova.

Slika 6.Učinci PV na aktivnosti (A) laktat dehidrogenaze i (B) kreatin kinaze kod pacova iscrpljenih vježbanjem. Vrijednosti podataka su izražene kao srednja vrijednost ± SE (n {{0}}). SC: sedentarna kontrola, EC: vježbana kontrola, PJ: sok od Prunus mume, PV5: 5 posto Prunus mume napitak sirćeta, PV7.5: 7,5 posto Prunus mume napitak sirćeta. Različita slova na traci se značajno razlikuju (p <>

3.8. Efekti PV na promjene u nivou MDA i GPx aktivnosti u jetri

Povreda mišića uzrokuje promjene u aktivnosti antioksidativnih enzima i nivoa MDA [34]. MDA je jedan od nusproizvoda peroksidacije lipida izazvane oksidativnim stresom. Da bismo uočili promjene u antioksidativnim enzimima i peroksidaciji lipida, mjerili smo nivoe MDA i GPx u tkivu jetre davanjem PV-a iscrpljenim pacovima koji vježbaju. Rezultati su otkrili značajne promjene kao odgovor na primjenu PV-a. Konkretno, sadržaj MDA u EC grupi smanjen je za 10 posto u odnosu na SC grupu (slika 7A). Primjena PJ, PV5 i PV7.5 izazvala je smanjenje sadržaja MDA od 18,35 posto, 20,36 posto i 25,05 posto, respektivno, u odnosu na EC grupu. Primjena PV-a pod intenzivnim iscrpljenim vježbanjem uzrokovana značajnom povećanjem GPx aktivnosti (Slika 7B). U jetri, tretman PV7.5 je značajno povećao aktivnost GPx za 19,65 posto i 41,14 posto, iako PV5 nije pokazao nikakvu razliku u poređenju sa EC pacovima. U prethodnim studijama, egzogena suplementacija antioksidansima i antioksidativna dijeta smanjili su nivoe oksidativnog stresa kod sportista nakon iscrpnog vežbanja [36]. Davanje antioksidansa sprječava bol u mišićima kod ljudi nakon vježbanja [37]. Štaviše, kineski crni ocat je inducirao antioksidativne aktivnosti putem inhibicije reaktivnih vrsta kiseonika, kao i povećanje aktivnosti SOD i CAT [38]. Uzeti zajedno, ovi rezultati sugeriraju da dodatak octa s antioksidativnim djelovanjem poboljšava oporavak od umora. Stoga, aktivnosti PV protiv umora mogu biti povezane s regulacijom antioksidativnih enzima kod iscrpljenih pacova.

Slika 7.Učinci PV na aktivnosti (A) malondialdehida i (B) glutation peroksidaze kod pacova iscrpljenih vježbanjem. Vrijednosti podataka su izražene kao srednja vrijednost ± SE (n {{0}}). SC: sedentarna kontrola, EC: vježbana kontrola, PJ: sok od Prunus mume, PV5: 5 posto Prunus mume napitak sirćeta, PV7.5: 7,5 posto Prunus mume napitak sirćeta. Različita slova na traci se značajno razlikuju (p <>

4. Zaključak

U ovoj studiji, PV koji sadrži različite slobodne aminokiseline i organske kiseline razvijen je postupkom fermentacije u dva koraka i procijenjen analizom citotoksičnosti i akumulacije glikogena u C2C12 mioblastima, kao i in vivo efektima protiv umora kod iscrpljenih štakora nakon visokog intenziteta. vježbe. Visoki nivoi akumulacije glikogena su uočeni in vitro, a primena PV je doprinela prevenciji umora regulacijom serumskih biomarkera umora i markera mišićnih povreda kod iscrpljenih pacova. Nadalje, identificirani su fenolni spojevi kao što su protokatehuinska kiselina, siringinska kiselina i derivati ​​hlorogenske kiseline u PV. Zajedno, moglo bi se očekivati ​​da se PV koristi kao funkcionalni materijal protiv umora izazvanog vježbama 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 suplementacije Prunus mume na nivoe energetskih 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, ekstrakt mume TS Prunus ublažava umor izazvan vježbanjem kod treniranih pacova. 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 sa antioksidativnim djelovanjem i djelovanjem protiv umora od 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 sirćeta starog Shanxi i njegova korelacija sa polifenolima i flavonoidima tokom procesa kuvanja. J. Food Sci. 2017, 82, 2479–2486. [CrossRef]

7. Kondo, S.; Tayama, K.; Tsukamoto, Y.; Ikeda, K.; Yamori, Y. Antihipertenzivni efekti sirćetne kiseline i sirćeta na spontano hipertenzivne pacove. Biosci. Biotechnol. Biochem. 2001, 65, 2690–2694. [CrossRef]

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

9. Yagnik, D.; Serafin, V.; Shah, AJ Antimikrobna aktivnost jabukovog sirćeta protiv Escherichia 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. Efikasnost octene kiseline za obnavljanje glikogena u skeletnim mišićima pacova nakon vježbanja. Int. J. Sports Med. 2002, 23, 218–222. [CrossRef]

11. Waller, AP; Geor, RJ; Spriet, LL; Heigenhauser, GJF; Lindinger, MI Oralna suplementacija acetatom nakon produžene vježbe umjerenog intenziteta pojačava ranu resintezu mišićnog glikogena kod konja. Exp. Physiol. 2009, 94, 888–898. [CrossRef] [PubMed]

12. Cho, HD; Kim, JH; Lee, JH; Hong, SM; Yee, ST; Seo, KI Efekat napitka od sirćeta od krastavca protiv umora na pacove nakon vežbanja visokog intenziteta. Korean J. Food Sci. Technol. 2017, 49, 209–214. [CrossRef]

13. Blain, GM; Hureau, TJ Ograničenje umora i performansi tokom vježbanja: interakcija mozga i mišića. Exp. Physiol. 2017, 102, 3–4. [CrossRef] [PubMed]

14. Xu, C.; Lv, J.; Lo, YM; Cui, SW; Hu, X.; Fan, M. Efekti zob-glukana na vježbe izdržljivosti i njegova svojstva protiv umora kod treniranih pacova. Ugljikohidrati. Polym. 2013, 92, 1159–1165. [CrossRef]

15. Maes, M.; Twisk, FNM Sindrom hroničnog umora: Harvey i Wesselyjev (bio)psihosocijalni model naspram bio(psihosocijalnog) modela zasnovanog na upalnim i oksidativnim i nitrozativnim putevima stresa. BMC Med. 2010, 8, 1–13. [CrossRef]

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

17. Kaulmann, A.; Bohn, T. Karotenoidi, inflamacija i oksidativni stres – implikacije ćelijskih signalnih puteva i povezanost s prevencijom 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; Moon, KD; Seo, KI Inhibicijski efekti koncentrata ploda Prunus mume tretiranog pektinazom na proliferaciju kolorektalnog karcinoma i angiogenezu endotelnih ćelija. 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 pomoću breskve. Korean Soc. Biotechnol. Bioeng. J. 2018, 33, 95–103.

21. Kong, Y.; Zhang, LL; Sun, Y.; Zhang, YY; Sun, BG; Chen, HT Određivanje slobodne aminokiseline, organske kiseline i nukleotida u komercijalnom sirćetu. J. Food Sci. 2017, 82, 1116–1123. [CrossRef] [PubMed]

22. Na, HS; Choi, GC; Yang, SI; Lee, JH; Cho, JY; Ma, SJ; Kim, JY Poređenje karakteristika komercijalnog fermentiranog sirćeta napravljenog od različitih sastojaka. Korean J. Food Preserv. 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 ishrani, mediteranska dijeta, predijabetes i dijabetes tipa 2: narativni pregled dokaza. Oksid. Med. Cell. 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. Aktivnost vodenih ekstrakata Sonchus arvensis L. protiv umora kod 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. Nutrients 2015, 7, 8846–8858. [CrossRef]

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

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

30. Robergs, RA; Ghiasvand, F.; Parker, D. Biohemija metaboličke acidoze izazvane vežbanjem. Am. J. Physiol. Regular. Integer. Comp. Physiol. 2004, 287, R502–R516. [CrossRef]

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

32. Stephens, JW; Dikeman, ME; Unruh, JA; Haub, MD; Tokach, MD; Dritz, SS Učinci oralne primjene natrijum citrata ili acetata svinjama na krvne parametre, postmortem glikolizu, pad mišićne pH vrijednosti i 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 macamida 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, BS; Saravanan, S.; Almeida, GKM; Filho, JERM; Santos, MMB; Araujo, AAS; de Oliveira, ED Efekt 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, zategnutost mišića nogu i odgođena bol u mišićima nakon maratonske trke. J. Sports Med. Phys Fitness. 2016, 56, 782–788.

36. Pingitore, A.; Lima, GP; Mastorci, F.; Quinones, A.; Lervasi, G.; Vassalle, C. Vježbanje i oksidativni stres: Potencijalni efekti antioksidativnih dijetetskih strategija u sportu. Nutrition 2015, 31, 916–922. [CrossRef]

37. Ranchordas, MK; Rogerson, D.; Soltani, H.; Costello, JT Antioksidansi za prevenciju 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]