Svojstvo Porphyridium Cruentuma protiv umora kod miševa

Kontakt: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Email:audrey.hu@wecistanche.com

Yongmei Huang1, Yongfu Wang2, Wenjie Li3, Jingting Zhan4, Jinli Lei4, Ning Li1, Lihua Tan2, Chang Qu2, Jiannan Chen2, Hui Luo4*

Institut za morska biomedicinska istraživanja, ključna laboratorija Zhanjianga za istraživanje i razvoj morskih mikrobnih resursa u rubu zaljeva Beibu,

Univerzitet kineske medicine Guangzhou, Akademija kineske medicine matematičkog inženjerstva, Ključna laboratorija za razvoj novih lijekova i istraživanja kineske medicine provincije Guangdong, Guangzhou, 510006,

Odjel za hematologiju, pridružena bolnica Medicinskog univerziteta Guangdong, Zhanjiang, 524001,

Sekcija za nastavu i istraživanje hemije, Ključna laboratorija Zhanjianga za istraživanje i razvoj morskih mikrobnih resursa u zaljevu Beibu, Medicinski univerzitet Guangdong, Zhanjiang 524023, PR Kina

svrha:Procijeniti potencijalne efekte Porphyridium cruentum(PC) na umor izazvan testom prisilnog plivanja kod miševa.

Metode:Miševi su nasumično podijeljeni u normalnu kontrolnu grupu (NC, tj. neliječeni neplivači); kontrolna grupa modela (MC, neliječeno plivanje); Grupa tretirana spirulinom (SP, 800 mg/kg); Grupe tretirane PC (50, 100 i 200 mg/kg), respektivno. Nakon intragastrične primjene 14 uzastopnih dana, na miševima je proveden eksperiment plivanja s opterećenjem i ispitani su biohemijski pokazatelji povezani s umorom, uključujući iscrpno vrijeme plivanja, nivoe glukoze (Glu), sadržaj glikogena u jetri (HG), mišićni glikogen sadržaj (MG), aktivnosti glutation peroksidaze (GSH-Px), kreatin kinaze (CK), malondialdehida (MDA), razine azota uree (SUN), aktivnosti laktat dehidrogenaze (LDH), mliječne kiseline (LA) kao i superoksid dismutaze ( SOD).

Rezultati:PC je značajno produžio vrijeme izdržljivosti u plivanju u odnosu na MC. Nakon PC

tretmanom, Glu, HG i MG su efektivno povećani u zavisnosti od doze, nivoi SUN, LA, LDH i CK u serumu su značajno smanjeni. Štaviše, PC tretman je povećao bioaktivnost dva antioksidativna enzima, naime, GSH-Px i SOD, dok je sadržaj MDA smanjen u poređenju sa MC grupom.

zaključak:Ovi rezultati pokazuju da PC ispoljava snažan efekat protiv umora. Dakle, PC može biti prikladan za ugradnju u funkcionalnu hranu za suzbijanje umora.

Ključne riječi: Porphyridium cruentum, Protiv umora,Energetski metabolizam, Štetni metaboliti, Oksidativni stres

UVOD

Porphyridium cruentum (PC), jednoćelijske crvene mikroalge koje se uglavnom proizvode u tropskim i suptropskim regijama, potencijalni su izvor biogoriva, hrane i farmaceutskih proizvoda [1]. Istraživanja su pokazala da PC posjeduje obilje polisaharida, polinezasićenih masnih kiselina (PUFA), fikoeritrina, pigmenata i drugih bioaktivnih supstanci [2]. Štaviše, ova bioaktivna jedinjenja iz PC imaju ključnu ulogu u kliničkoj praksi kao što su antioksidativna, antitumorska i imunomodulatorna svojstva [3]. Međutim, potencijalni efekat PC-a protiv umora privukao je ograničenu pažnju. Stoga je naša sadašnja studija imala za cilj da istraži potencijalnu aktivnost protiv umora i moguće mehanizme PC-a u modelu miševa izdržljivosti koji plivaju izazvano opterećenjem. osim toga,Spirulina(SP) je dokazano da posjeduje efikasnost protiv umora prema prethodnim studijama i izabran je kao pozitivna kontrola u ovoj studiji [4].

EKSPERIMENTALNO

Materijali i hemikalije

PC i SP su nabavljeni iz ŠangajaGuangyu Biological Technology Co. Ltd i identifikovao ga je prof. Ziren Su u junu 2017. Komercijalni kompleti za biohemijsku analizu jetrenog glikogena (HG), mišićnog glikogena (MG), glutation peroksidaze (GSH-Px), malondialdehida (MDA), mlečne kiseline kiselinu (LA) i superoksid dismutazu (SOD) osigurao je Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute (Nanjing, Jiangsu, Kina).

Eksperimentalne životinje

Mužjaci Kunming miševa (20 ± 2 g) kupljeni su od Medicinskog centra za eksperimentalne životinje provincije Guangdong (Foshan, Kina). Sve životinje su bile smještene i adaptirane 7 dana u standardnom okruženju (temperatura 22 ± 2 stepena, vlažnost 55 ± 2 procenta i 12-h ciklus svjetlo/mrak). Cijeli eksperiment proveden je u skladu sa smjernicama koje je dao Komitet za brigu o životinjama [5] i odobren od strane Institucionalne etičke komisije Univerziteta kineske medicine Guangzhou (odobrenje br. 2016047).

Eksperimentalni dizajn

Nakon 7 dana aklimatizacije, miševi su randomizacijom razvrstani u šest različitih eksperimentalnih grupa (n=20): normalna kontrolna grupa (NC, normalna fiziološka otopina), model kontrolna grupa (MC, normalna fiziološka otopina), pozitivna kontrolna grupa (SP , 800 mg/kg) i tri PC interventne grupe grupe niske doze (PC-L, 50 mg/kg), grupe srednje doze (PC-M, 100 mg/kg) i grupe visoke doze (PC-H, 200 mg/kg), respektivno. Doze SP i PC su određene na osnovu naših preliminarnih testova i prethodne literature [6]. SP i PC su suspendovani u destilovanoj vodi i oralno davani jednom dnevno tokom 14 dana. Slika 1 je šematski grafikon ovog eksperimentalnog dizajna.

Test prisilnog plivanja

Prvo, test prisilnog plivanja wkao što je izvedeno na osnovu prethodnih istraživanja [4] sa skromnim modifikacijama. Ukratko, sat vremena nakon konačne primjene, 10 miševa svake eksperimentalne grupe korišteno je za test prisilnog plivanja i opterećeno olovnim žicama od 5 posto tjelesne težine pričvršćenim za repove. Potom su eksperimentalne životinje stavljene u plastični vodeni bazen (50 cm × 35 cm × 30 cm) sa vodom održavanom na 25 ± 2 stepena. U međuvremenu, vrijeme izdržljivosti je odmah zabilježeno kada nisu bili u stanju koordinirati pokrete i nisu se uspjeli vratiti na površinu vode u roku od 10 s [4,7].

Mjerenje biohemijskih indeksa

Nakon konačne primjene, preostalih 10 miševa iz svake grupe je bilo prisiljeno plivati kontinuiranih 90 minuta bez opterećenja osim NC grupe. Zatim su miševi žrtvovani pod anestezijom pentobarbitalom (60 mg/kg). Nakon toga, odmah su uzeti uzorci krvi iz očne jabučice pomoću heparinizirane kapilarne cijevi. Mišićima su izrezani mišići jetre i zadnje noge za određivanje HG i MG. Krv je centrifugirana na 3500 rpm, 4 stepena u trajanju od 10 minuta, a plazma je dobijena za mjerenje koncentracija SOD, GSH-Px, LA i MDA sa Elisa kompletima i određeni su nivoi SUN, LDH, CK i Glu biohemijski analizator tipa Hitachi 7180.

Statistička analiza

Vrijednosti su izražene kao srednja vrijednost ± SD. Statistički test za razlike urađen je jednosmjernom analizom varijanse, praćenom LSD testom i Duncan testom koristeći SPSS statistiku 23.0 (IBMInc, New York, SAD). Vrijednostip < 0.05="" were="" considered="" statistically="">

REZULTATI

Utjecaj PC-a na tjelesnu težinu

Težina miša, dnevno zabilježena tokom eksperimenta, prikazana je u tabeli 1. Podaci pokazuju da nije bilo značajne razlike u promjeni težine među svim grupama (p >0.05).

Utjecaj PC-a na kapacitet plivanja

Da direktno istraži da li je PC izloženprotiv umora, zabilježeno je vrijeme plivanja sa opterećenjem (slika 2). Kao što se i očekivalo, u poređenju sa MC grupom, iscrpno vrijeme plivanja je produženo nakon PC tretmana. Konkretno, grupe PC-M, PC-H i SP značajno su produžile iscrpnovrijeme plivanja za 59,3, 80,5 i 97,1 posto (p < 0.01),="" respectively.="" the="" results="" showed="" that="" pc="" could="" increase="" the="" exhaustive="" swimming="" capacity="" of="">

Slika 1: Utjecaj PC-a na iscrpno vrijeme plivanja kod miševa. Podaci su izraženi kao srednja vrijednost ± SD (n=10). **p < 0.01="" compared="" to="" mc="">

Utjecaj PC-a na potrošnju energije

Nakon testa plivanja bez opterećenja u trajanju od 90 min, mjeren je nivo Glu (Slika 3 A). U poređenju sa miševima koji ne plivaju, nivo Glu u MC grupi je značajno smanjen (p <0.01). nevertheless,="" glu="" level="" in="" pc-l,="" pc-m,="" pc-h,="" and="" sp="" groups="" was="" increased="" by="" 23.4,="" 68.4,73.6,="" and="" 76.8="" %,="" respectively="" compared="" to="" mcgroup.="" among="" the="" treatment="" groups,="" pc-m,="" pch,="" and="" sp="" exhibit="" significant="" changes="" (all="">p <0.01). as="" the="" major="" source="" of="" energy="" consumption,="" glycogen="" in="" muscle="" and="" liver="" were="" also="" determined.="" as="" figure="" 3="" b="" shows,="" the="" mg="" content="" of="" the="" mc="" group="" declined="" significantly="" when="" compared="" with="" the="" nc="" group="">p < 0.01).="" however,="" the="" mg="" content="" of="" pc-m,="" pc-h,="" and="" sp="" groups="" significantly="" increased="" by="" 56.3,="" 66.9,="" and="" 72.8="">p < 0.01)="" compared="" with="" the="" mc="" group.="" in="" addition,the="" hg="" content="" of="" mc="" group="" declined="" notably(figure="" 3c,="">p < 0.01),="" the="" hg="" content="" of="" three="" pc-treated="" groups="" and="" sp="" group="" significantly="" improved="" by="" 77.2,="" 93.2,="" 126.0,="" and="" 147.3="" %,respectively="">p <>

Utjecaj PC-a na SUN, LA, LDH i CK aktivnosti

SUN, LA, LDH, CK su osetljivi indikatori kapaciteta za vežbanje. Kao što je prikazano na slici 4 A, nakon primjene PC-a tokom 14 dana, aktivnost SUN-a u MC grupi bila je veća od one u NC grupi (7,32 ± 0.80 u odnosu na 16,25 ± 2,91 mmol/L,p <0.01). after="" treatment,="" sun="" activity="" in="" pc="" or="" sp="" groups="" were="" remarkably="" decreased="" (13.89="" ±2.51,="" 10.87="" ±="" 1.59,="" 10.68="" ±="" 2.21="" and="" 10.48="" ±1.62="" mmol/l,="" respectively,="" versus="" 16.25="" ±="" 2.91mmol/l,="">p < 0.05="" or="">p < 0.01).="" as="" shown="" in="" figure="" 4="" b,="" the="" level="" of="" la="" in="" three="" doses="" of="" pc="" groups="" and="" sp="" group="" significantly="" decreased="" by28.1,="" 28.5,="" 30.7,="" and="" 32.1="" %,="" respectively,="" versus="" the="" mc="" c="" group="">p < 0.01).="" in="" figure="" 4="" c,="" the="" effects="" of="" pc="" and="" sp="" on="" ldh="" activities="" were="" presented.the="" activity="" of="" ldh="" was="" significantly="" inhibited="" in="" pc-m,="" pc-h="" and="" sp="" groups="" by="" 7.2="" %="">p < 0.05),12.6="" %="">p < 0.01)="" and="" 13.8="" %="">p < 0.01),compared="" with="" mc="">

_20220107152112

Tabela 1:Promjena tjelesne težine (srednja vrijednost ± SD, n=10)

Osim toga, uočeno je značajno smanjenje aktivnosti CK u grupama tretiranim PC i SP u poređenju sa MC grupom (Slika 4 D). Konkretno, koncentracije CK su smanjene za 20,7, 36,1, 39,3 i 40,1 posto (p < 0.01),="" respectively,="" indicating="" that="" pc="" treatment="" leads="" to="" a="" reduction="" in="" ck="" activity="" in="" a="" dose-dependent="">

Utjecaj PC na indeks oksidativnog stresa

Da bi se procenili efekti PC na indeks oksidativnog stresa izazvanog umorom, izmereni su nivoi SOD, GSH-Px i MDA (Slika 5 A). Postojala je značajna razlika između MC i NC grupa na SOD-u (p < 0.01),="" which="" were="" notably="" improved="" by="" pc-="" and="" sp-="" treatment="" than="" those="" in="" the="" mc="" group="">p < 0.05="" or="">p < 0.01).="" additionally,="" sod="" levels="" in="" pc-m,="" pc-h,="" and="" sp="" groups="" were="" significantly="" elevated="" by="" 15.0,="" 15.9,="" and="" 19.0="" %respectively.="" similarly,="" the="" concentration="" of="" gshpx="" in="" pc-m,="" pc-h,="" and="" sp="" groups="" displayed="" a="" significant="" increase="" of="" 53.7,="" 121.9,="" and="" 129.3="" %.(figure="" 5="" b,="">p < 0.05="" or="">p < 0.01)moreover,="" serum="" mda="" levels="" in="" pc-m,="" pc-h="" andsp="" groups="" descend="" significantly="" when="" compared="" to="" that="" of="" the="" mc="" group="" (20.2,="" 24.4,="" and="" 24.8="" %,="" respectively,="">p < 0.01)="" in="" figure="" 5="" c.="" morespecifically,="" pc-h="" group="" showed="" a="" similar="" reduction="" after="" sp="">

DISKUSIJA

Danas se široko primjenjuje test prisilnog plivanja s opterećenjem za procjenu efekta protiv umora i izdržljivosti kod miševa [8]. U ovoj studiji prvo smo istraživali uticaj PC na tjelesnu težinu i fiziološki status miševa. Rezultati sugeriraju da PC nije imao toksični učinak na životinje niti negativan utjecaj na njihovu tjelesnu težinu nakon 14-dnevnog uzastopnog tretmana, što također ukazuje da su korištene doze PC-a bile sigurne za miševe. Također smo otkrili da PC grupe produžavaju vrijeme iscrpljivanja, posebno PC-M i PC-H grupe, što ukazuje na potencijalni efekat PC-a protiv umora na miševe. Utvrđeno je nekoliko relevantnih biohemijskih indikatora koji su usko povezani sa umorom kako bi se dalje istražila svojstva PC-ja protiv umora. Kao što je ranije objavljeno, intenzivna tjelovježba dovodi do brzog iscrpljivanja ATP-a i nedostatka energije, što je faktor koji doprinosi umoru [9]. Tokom fizičkog vježbanja, Glu se prvo oksidira kako bi stvorio ATP za opskrbu energetskih potreba mišića [10]. Osim toga, tjelesna energija se može dobiti i iz glikogenolize, koja je važno sekundarno dugotrajno skladište energije koje osigurava dovoljno energije za mišićnu kontrakciju i koristi se za zadovoljavanje hitne potrebe za glukozom [11].

Prijavljeno je da je obnavljanje HG i MG korisno za poboljšanje izdržljivosti u sportovima kao što je plivanje [12]. U ovoj studiji, naš rezultat je pokazao da tretman PC-M i PC-H značajno povećava nivo Glu. Takođe, PC je značajno povećao HG i MG u zavisnosti od doze tokom vežbanja plivanja. Štaviše, efekti tretmana PC-H na sadržaj HG i MG bili su uporedivi sa efektom pozitivnog leka SP. Ovi rezultati sugeriraju da PC ima pozitivan učinak na poboljšanje tolerancije na vježbanje i odgađanje pojave fizičkog umora. Dobro je poznato da kada tijelo ne može dobiti dovoljno energije iz aerobnog metabolizma, anaerobna glikoliza postaje alternativni izvor za zadovoljavanje energetskih potreba. Stoga je LA, metaboliti glikolize, određen kao jedan od biohemijskih parametara zamora mišića [13]. Što se tiče intenziteta vježbanja, povećava se i sadržaj SUN-a, zbog katabolizma proteina i aminokiselina, kako bi se kompenzirao katabolizam šećera i masti i zadovoljile potrebe organizma za potrošnjom energije [14]. Kao što rezultati dobijeni u ovoj studiji pokazuju, PC tretman značajno je smanjio akumulaciju SUN-a i LA kod miševa. Rezultati sugeriraju da je PC ispoljavao svoje efekte protiv umora smanjujući nakupljanje metaboličkih supstanci koje indukuju izduvne gasove tokom iscrpnih eksperimenata plivanja.

Istovremeno, kao enzim koji katalizuje oksidaciono-redukcionu reakciju piruvata, LDH igra važnu ulogu u anaerobnoj glikolizi. To je osjetljiv indeks vezan za umor, a njegov nivo utiče na kapacitet izdržljivosti tokom testa plivanja [7]. Kao citosolni enzim obilno pohranjen u stanicama tijela, CK je klinički biomarker povezan s umorom uglavnom zbog svog odraza oštećenja uzrokovanih strukturama mišića i ćelijske membrane [15]. Rezultati su pokazali da su nivoi CK i LDH u grupama koje su tretirane PC bile značajno smanjene u poređenju sa MC grupom. Ovi podaci ukazuju na to da PC vjerovatno ispoljava svojstvo protiv umora tako što olakšava eliminaciju mliječne kiseline i smanjenje oštećenja mišića i struktura stanične membrane. Nadalje, oksidativni stres je usko povezan s fizičkim umorom [16]. Kao što su prethodne studije otkrile, iscrpna vježba proizvodi obilje ROS [17]. Istovremeno, antioksidativni enzimi kao što su SOD i GSH-Px imaju funkciju uklanjanja ROS-a [7]. Štaviše, SOD uglavnom katalizira superoksidne radikale za stvaranje H2O2 i O2. GSH-Px katalizira razgradnju H2O2 do H2O i O2 [18]. Dakle, SOD i GSH-Px su dobro poznati enzimi relevantni za umor i otporni su na oksidativno oštećenje. Osim toga, MDA, konačni proizvod peroksidacije lipida, pokazatelj je oksidativnog oštećenja u eksperimentima protiv umora [13]. U ovoj studiji, PC tretman je potaknuo bioaktivnost SOD i GSH-PX u plazmi od one u MC grupi, posebno u grupi PC-H. Osim toga, nivoi MDA su značajno opali nakon PC tretmana. Dakle, ovi rezultati pokazuju da je PC efikasanperformanse protiv umorakod miševa poboljšavajući funkciju antioksidacije i sprječavajući peroksidaciju lipida nakon iscrpnog vježbanja.

ZAKLJUČAK

Nalazi ove studije pokazuju da PC posjeduje svojstva protiv umora i ubrzava oporavak od umora, posebno kod PC-H, te se dobro poredi sa pozitivnom (referentnom) kontrolom SP. Stoga PC može biti prikladan za uključivanje u funkcionalnu hranu kako bi se smanjio umor.

Ovo je naš proizvod protiv umora! Kliknite na sliku za više informacija!

REFERENCE

1. Freitas AC, Rodrigues D, Rocha-Santos TAP, Gomes AMP, Duarte AC. Morska biotehnologija napreduje prema primjeni u novoj funkcionalnoj hrani. Biotechnol Adv 2012; 30: 1506-1515.

2. Fuentes MMR, Fernandez GGA, Perez JAS, Guerrero JLG. Profili nutrijenata biomase mikroalge Porphyridium cruentum. Food Chem 2000; 70: 345-353.

3. Sun L, Wang L, Zhou Y. Imunomodulacija i antitumorska aktivnost polisaharida različite molekularne težine iz Porphyridium cruentum. Carbohydr Polym 2012; 87: 1206-1210.

4. Zhao XN, Wang XF, Liao JB, Guo HZ, Yu XD, Liang JL, Zhang X, Su ZR, Zhang XJ, Zeng HF. Efekat protiv umora Millettiae speciosae Champ (Leguminosae) ekstrakta kod miševa. Trop J Pharm Res 2015; 14: 479-485.

5. Nacionalni, istraživački savjet, Vodič za njegu i korištenje laboratorijskih životinja, 7. i. National Academy Press, Washington DC, 1996.

6. Zhao XN, Liang JL, Chen HB, Liang YE, Guo HZ, Su ZR, Li YC, Zeng HF, Zhang XJ. Anti-zamor i antioksidativna aktivnost polisaharida izolovanih iz Millettiae speciose Champ. Leguminosae. Nutrients 2015; 7:8657-8669.

7. Zhong L, Zhao L, Yang F, Yang W, Sun Y, Hu Q. Procjena svojstva protiv zamora ekstrudiranog proizvoda zrna žitarica pomiješanih sa Cordyceps militarist na miševima. J Int Soc Sports Nutr 2017; 14: 1-10.

8. Jiang X, Chu Q, Li L, Qin L, Hao J, Kou L, Lin F, Wang D. Aktivnosti protiv umora Tuber melanosporum u modelu miša. Exp Ther Med 2018; 15: 3066-3073.

9. Belluardo N, Westerblad H, Mudo G, Casabona A, Bruton J, Caniglia G, Pastoris O, Grassi F, Ibanez CF. Demontaža neuromišićnog spoja i zamor mišića kod miševa kojima nedostaje neurotrofin-4. Mol Cell Neurosci 2001; 18: 56-67.

10. Bergstrom J, Hermansen L, Hultman E, Saltin B. Dijeta, mišićni glikogen i fizičke performanse. Acta Physiol Scand 1967; 71: 140-150.

11. Wang MY, LG. Efekti ekstrakta sjemenki Plantago major L. na sposobnost vježbanja izdržljivosti kod miševa. J Med Plants Res 2011; 5: 1659-1663.

12. Huang WC, Lin CI, Chiu CC, Lin YT, Huang WK, Huang HY, Huang CC. Pileća esencija poboljšava performanse vježbanja i ublažava fizički umor. Nutrients 2014; 6: 2681-2696.

13. Chen Y, Miao Y, Huang L, Li J, Sun H, Zhao Y, Yang J, Zhou W. Antioksidativna aktivnost saponina ekstrahiranih iz Radix Trichosanthis: in vivo i in vitro evaluacija. BMC Complement Altern Med 2014;

14.1-8.14. Li X, Zhang H, Xu H. Analiza hemijskih komponenti shiitake polisaharida i njihov efekat protiv zamora pod vibracijama. Int J Biol Macromol 2009; 45: 377-380.

15. Wang SY, Huang WC, Liu CC, Wang MF, Ho CS, Huang WP, Hou CC, Chuang HL, Huang CC. Ekstrakt voća bundeve (Cucurbita moschata) poboljšava fizički umor i performanse vježbanja kod miševa. Molecules 2012; 17: 11864-11876.

16. Coombes JS, Rowell B, Dodd SL, Demirel HA, Naito H, Shanely RA, Powers SK. Efekti nedostatka vitamina E na umor i kontraktilna svojstva mišića. Eur J Appl Physiol 2002; 87: 272-277.

17. Powers SK, DeRuisseau KC, Quindry J, Hamilton KL. Antioksidansi u ishrani i vježbanje. J Sports Sci 2004; 22: 81-94.

18.You L, Zhao M, Regenstein JM, Ren J. In vitro antioksidativna aktivnost i in vivo efekat protiv umora peptida vijuna (Misgurnus anguillicaudatus) pripremljenih digestijom papaina. Food Chem 2011; 124: 188-194.

Istraživanje umora uzrokovanog rakom, dio A

Neučenje u djeliću sekunde: razvijanje teorije psihofiziološke bolesti Ⅰ