Anti-tretthetseffekt av Prunus Mume-eddik hos høyintensive treningsrotter

1 Institutt for matvitenskap og teknologi, Kyungpook National University, Daegu 41566, Korea; kimjeoho90@gmail.com (J.-HK); kdmoon@knu.ac.kr (K.-DM)

* Korrespondanse: kseo@dau.ac.kr; Tlf.: pluss 82-51-200-7565

Ta kontakt med:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Abstrakt

I dag er det utviklet nye typer eddik ved bruk av ulike råvarer og bioteknologiske prosesser. Frukten av Prunus mume har blitt mye distribuert i Øst-Asia og brukt som folkemedisin for tretthet. I denne studien ble Prunus mume-eddiken (PV) produsert ved en to-trinns gjæring og ble evaluert for sin anti-tretthetsaktivitet av C2C12 myoblaster og høyintensive trenede rotter. Administrering av PV forbedret løpsutholdenhet og glykogenakkumulering i leveren og muskelen til PV-supplerte rotter betydelig sammenlignet med stillesittende og trente kontrollgrupper. I tillegg fremkalte PV-tilskudd lavere utmattelsesrelaterte serumbiomarkører, for eksempel ammoniakk, uorganisk fosfat og laktat. PV-administrerte rotter viste høyere laktatdehydrogenaseaktivitet og glutationperoksidaseaktivitet, og lavere kreatinkinaseaktivitet og malondialdehydnivåer. Videre ble fenoliske forbindelser i PV identifisert ved bruk av HPLC-analyse. Fenolsyrene analysert i PV var protocatechuic syre, sprøytesyre, klorogensyre og dens derivater. Disse resultatene indikerer at administrering av PV med antioksidative egenskaper bidrar til forbedring av utmattelsesgjenoppretting hos utmattede rotter. Funnene i denne studien tyder på at PV-en som inneholder ulike bioaktive bestanddeler kan brukes som et funksjonelt materiale mot tretthet forårsaket av høyintensiv trening.

Stikkord: Prunus mume; eddik; anti-tretthetseffekt; trening med høy intensitet; fenolsyre

1. Introduksjon

Prunus mume Sieb. et Zucc., som er kjent som maesil, ume og meizi, er mye dyrket i Korea, Japan og Kina og har vært brukt i lang tid som et folkemedisin for fordøyelse, tørste, avgiftning, oppkast og feber [1 ]. Tidligere studier på de farmakologiske og biologiske aktivitetene til maesil har undersøkt det som en potensiell kilde til frie radikaler som fjerner frie radikaler, som en hemmer av influensa A-viruset og motiliteten til Helicobacter pylori, og som en pro-inflammatorisk mediator, så vel som dens evne. for å forbedre blodfluiditeten [1–3]. I tillegg har maesilekstrakt vist seg å utøve anti-tretthetsaktiviteter hos trente rotter [4]. Selv om det er en rekke studier som bruker maesilekstrakt, er studier på bearbeidet mat som bruker maesil ikke fullt ut undersøkt. Derfor hadde denne studien som mål å utvikle en eddik ved bruk av maesil og undersøke dens anti-tretthetsaktivitet. Eddik er et alkalisk produkt som lenge har vært brukt som en velsmakende og tradisjonell medisin [5]. Nylig har mange typer eddik blitt utviklet ved å bruke grunnleggende kilder og teknologier for å tilfredsstille kundenes behov. Fordi hovedkomponentene i eddik har vist en rekke gunstige effekter, f.eks. antioksidanter, antihypertensive, antihyperglykemiske og antimikrobielle effekter, er den populært konsumert over hele verden [6–9]. Videre har tidligere studier vist at administrering av eddiksyre øker glykogenreplesjonen i lever- og skjelettmuskulaturen til utmattede rotter under trening og at oralt tilsatt acetat induserer muskelglykogensyntese etter intensiv trening hos hester [10,11]. Disse studiene har antydet at kontinuerlig tilsatt eddik fremkaller verdifulle effekter på utholdenhetstreningskapasitet og restitusjon fra fysisk tretthet. Imidlertid er de fysiologiske endringene som ligger til grunn for anti-tretthetseffektene av maesileddik ennå ikke fullt ut forstått.

Tretthet, et vanlig symptom i de fleste samfunn som mange mennesker har opplevd, anses som vanskeligheter med å starte eller opprettholde spontane aktiviteter, og forverring av treningsytelsen [12]. Mange studier har vist at ulike faktorer er viktige når man vurderer tretthet og trening. For eksempel er høyintensiv treningsindusert utmattelse relatert til tretthet som indikerer at arbeidsmuskelkapasiteten er alvorlig skadet [13]. I tillegg induserer trening med høy intensitet reduksjon av energikilder, f.eks. lever- og muskelglykogen, samt akkumulering av metabolitter, inkludert melkesyre, uorganisk fosfor og ammoniakk som induserer muskeltretthet ved intracellulær acidose i kroppen [12 ,14]. Restitusjon fra treningsindusert tretthet krever således at kroppsskade er reparert og at metabolitter som samles under trening elimineres. I tillegg har oksidativt stress blitt rapportert å forårsake ulike kroniske sykdommer, for eksempel kronisk tretthet, aldring av huden, diabetes mellitus, kreft og Alzheimers sykdom [15–18]. Av disse grunnene har forskere undersøkt naturlige produkter for deres evne til å forbedre fysiske evner, som reduksjon av tretthet og økt treningsutholdenhet med få bivirkninger. Derfor, i denne studien, ble eddik som inneholder et høyt nivå av organiske syrer og aminosyrer produsert via to-trinns gjæring ved bruk av maesil supplert med pærejuice som substrat. Anti-tretthetsaktivitetene til Prunus mume-eddik (PV) ble deretter estimert basert på effekten av cellelevedyktighet og glykogenakkumulering in vitro og endringene av utmattelsesrelaterte biomarkører in vivo.

2. Materialer og Metoder

2.1. Materialer

Prunus mumejuice (PJ) ble produsert ved metoden til Cho et al. [19]. P. mume-frukter (maesil) ble hentet fra Korea Maesil Organization (Suncheon, Korea). Maesil ble sortert, grundig vasket med vann, knust og deretter reagert med 0.1 prosent (w/v) pektinase (Pectinex Ultra AFP, Novozyme, Sveits, 10,000 Pectu/ g) for å forstyrre celleveggen ved 40 ◦C i 2 timer. Deretter ble den reagerte maesilen sentrifugert ved 3500 x g i 15 minutter ved 4 ◦C. Supernatanten ble filtrert ved bruk av filterpapir (Whatman No.2, 8 µm) og konsentrert med en rotasjonsfordamper ved 30 ◦C inntil 56–60◦Brix ble nådd. Pæreekstraktet ble hentet fra ESfood Co. (Gunpo, Korea), deretter holdt ved 4 ◦C for å bevare dens kvaliteter. Dens egenskaper var som følger: 69◦Brix, pH 3,4–3,6 og 0,52–0,61 prosent surhet. Saccharomyces cerevisiae KCCM 11306 og Acetobacter aceti KCCM 12654 ble hentet fra Korea Culture Center of Microorganisms (Seoul, Korea).

2.2. Produksjon av PV

2.3. Fysisk-kjemiske egenskaper av PV

2.3.1. Total surhet, alkoholinnhold og sukkerinnhold i PV

Alkoholinnholdet til PV ble målt med et Gay-Lussac hydrometer. Kort fortalt ble 100 ml PV tatt fra kolben og sentrifugert i 10 minutter ved 1800 x g for å bli kvitt Saccharomyces cerevisiae KCCM 11306. Deretter ble supernatanten destillert og justert til 100 ml med destillert vann. Temperaturen på destillatet ble deretter avkjølt til den nådde 15 ◦C, hvoretter alkoholinnholdet ble bestemt ved bruk av et alkoholhydrometer. Sukkerinnholdet i PV ble målt ved hjelp av et håndholdt refraktometer (Atago pocket PAL-3, Atago Co., Fukaya, Saitama, Japan). Til slutt ble den totale surheten til PV analysert ved å titrere den fortynnede prøven med 0,1 N NaOH til pH 8,3 og uttrykt som en mengde eddiksyre.

2.3.2. Innhold av organiske syrer og frie aminosyrer i PV

Den organiske syresammensetningen ble bestemt ved høyytelses væskekromatografi (Shimadzu Co. Model Prominence, Kyoto, Japan). Separasjonen av organiske syrer ble utført ved å bruke en PL Hi-Plex H-kolonne (7,7 × 300 mm, Agilent Co., Santa Clara, CA, USA) ved 65 ◦C. Den mobile fasen besto av 5 mM H2SO4 og strømningshastigheten ble holdt konstant på 0,6 ml/min. Den kromatografiske toppen som falt sammen med hver organisk syre ble identifisert ved å sammenligne retensjonstiden med den for hver standard. Innholdet av frie aminosyrer ble analysert ved bruk av en aminosyreautoanalyzer (L-8900, Hitachi, Tokyo, Japan) med en ionebytterkolonne pakket med Hitachi tilpasset ionebytterharpiks (2622 SC PF, 4,6×60 mm). Kolonnen ble holdt ved 50 ◦C i en kolonneovn og temperaturen i reaktoren var 135 ◦C. For mobilfasen, et buffersett (PF-1, PF-2, PF-3, PF-4, PF-6, PF-RG, R{ {25}} og C1, Kanto Co., Tokyo, Japan) ble brukt med en strømningshastighet på 1 ml/min. Hver fri aminosyre ble identifisert ved å sammenligne retensjonstiden med den for aminosyreblanding standardløsning type AN-II og B

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

2.4. Cytotoksisitet og glykogenakkumulering in vitro

2.4.1. Cellekultur og differensiering

C2C12-cellene (musemyoblaster) ble kjøpt fra American Type Culture Collection (ATCC, Rockville, ND, USA). Cellene ble dyrket i Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) supplert med 10 prosent føtalt bovint serum (FBS), penicillin (100 IE/mL) og streptomycin (100 µg/mL) (Gibco, Life Technologies, Grand Island, NY, USA). C2C12-cellene ble inkubert ved 37 ◦C under en fuktig atmosfære med 5 prosent CO2-tilstand. For å indusere differensiering ble 70 prosent av konfluente celler deretter dyrket i DMEM supplert med 2 prosent hesteserum (HS) og 10 µg/mL insulin i 3 dager med mediumskift annenhver dag.

2.4.2. Sulforhodamine B (SRB)-analyse

Celleproliferasjonen ble evaluert ved sulforhodamin B (SRB, Sigma, St. Louis, MO, USA) assay. C2C12-cellene ble sådd med 1 × 104 celler/brønn i 48-brønnplater og differensiert ved å bytte medium. Cellene ble deretter inkubert med 0.1–0,4 µg/mL PV i 3 dager ved 37 ◦C i en 5 prosent CO2 fuktet inkubator. Etter behandling ble mediet kastet og cellene ble farget med SRB-løsning ved romtemperatur i 1 time og vasket fem ganger med 1 prosent eddiksyre. Hver brønn ble solubilisert med 10 mM Tris og målt ved 540 nm av en mikroplateleser (Molecular Devices, Inc., San Jose, CA, USA)

2.4.3. In vitro glykogeninnhold

2.5. Animal Experimental Design

2.5.1. Dyr og dietter

Fire uker gamle Sprague-Dawley (SD) hannrotter ble kjøpt fra Hyo-Chang Science Inc. (Busan, Korea). Rottene ble individuelt delt inn i akrylbur og holdt ved 22 ± 2 ◦C på en 12 timers lys-mørke syklus. Alle rottene ble foret med pellets av kommersiell chow for forsøksperioden. Rottene ble deretter tilfeldig delt inn i fem grupper (n=6): stillesittende kontroll (SC), utøvet kontroll (EC) og treningsrotter administrert med 3 prosent kondensert Prunus mume juice (PJ), 5 prosent PV fortynnet med destillert vann (PV5) og 7,5 prosent PV fortynnet med destillert vann (PV7,5). Alle gruppene ble supplert med oral administrering i en konsentrasjon på 7 ml/kg kroppsvekt for forsøksperioden, vurdert som det daglige inntaksvolumet hos mennesker. Tilskudd av høy konsentrasjon av eddiksyre er i stand til å forårsake tarmbetennelse hos rotter. PV7.5 ble brukt som en høy konsentrasjon for eksperimentet [12]. SC- og EC-rotter ble administrert med like mengder destillert vann. Etterpå ble alle rottene lokket til å løpe på en tredemølle. Under forsøket hadde rotter fri tilgang til mat og vann til de siste 12 timene av forsøksperioden, da mat ble holdt tilbake. Alle rottene ble behandlet i henhold til Dong-A Universitys retningslinjer for stell og bruk av laboratoriedyr (DIACUC-17-1).

2.5.2. Gradvis Loaded Exercise Program og Running Endurance Test

Alle rottene unntatt SC-gruppen ble trent gjennom treningsprogrammet for gradvis belastning fra 09:00 til 13:00, 6 dager per uke i 4 uker ved hjelp av en tredemølle (Daejong Instrument Industry, Seoul, Korea) . Programmet innebærer en gradvis økt intensitet med løping på 20 m/min i 10 min, 25 m/min i 20 min, 30 m/min i 20 min, og 35 m/min i 30 min fra henholdsvis uke 1 til 4. Når rotter er utslitte og ute av stand til å løpe, regulerte et elektrisk sjokkbrett på enden av tredemøllen dem til å fortsette å løpe.

På slutten av forsøksperioden ble rottene (n=6) tvunget til å løpe med 40 m/min til de var utslitte, og løperekordene deres ble notert for å bestemme løpeutholdenhet. Alle rottene ble vurdert som utslitte da de ble værende på det elektriske styret i over 10 s. De andre (n=6) ble plassert på tredemøllen med en hastighet på 40 m/min i 60 min. Etter eksperimentet ble rotter ofret med etyleter og blodprøver ble samlet fra den nedre hulvenen og plassert ved romtemperatur i 2 timer, og deretter sentrifugert ved 2500 x g i 20 minutter for å skille serumprøvene. Lever- og gastrocnemius-musklene ble samlet og skylt med saltvann. Alle prøvene ble lagret ved -80 ◦C i en dypfryser.

2.6. Biokjemiske parametere

2.6.1. Biomarkører relatert til tretthet

Nivåene av serum uorganisk fosfat og ammoniakk ble evaluert ved bruk av Biovision Inc. (Milpitas, CA, USA). Laktatnivåer i serumet ble bestemt ved bruk av et laktatanalysesett (Bioassay Systems, Hayward, CA, USA).

2.6.2. Analyse av glykogennivåer i lever og muskler

Glykogeninnhold ble analysert i henhold til metoden beskrevet av Cho et al. [5]. Kort fortalt ble 0,2 g vev fra lever og muskler reagert med 400 µL 30 prosent kaliumhydroksidløsning, kokt i 30 minutter og deretter avkjølt til 25 ◦C. Deretter ble 1 ml etanol tilsatt til blandingen og den ble sentrifugert ved 6000 x g og 4 ◦C i 15 min. Supernatanten ble deretter fjernet og pelleten ble blandet med 0,5 ml destillert vann, hvoretter 0,2 prosent antronløsning ble tilsatt for å hydrolysere glukosen. Til slutt ble absorbansen målt ved 620 nm med et spektrofotometer

2.6.3. Aktiviteter med muskellaktatdehydrogenase (LDH) og serumkreatinkinase (CK) aktiviteter

2.6.4. Nivåer av malondialdehyd (MDA) og glutationperoksidase (GPx) aktivitet

MDA-nivået og GPx-aktiviteten ble evaluert ved å homogenisere alikvoter på 0,1 g av den frosne leveren i fosfatbufret saltvann (PBS). Etter homogenisering ble prøvene sentrifugert ved 3500 x g ved 4 ◦C i 10 minutter, deretter ble supernatantene brukt til analyse. MDA-nivået og GPx-aktiviteten ble målt med kolorimetriske sett (Biovision Inc., Milpitas, CA, USA).

2.7. Bestemmelse av totalt fenolinnhold (TPC)

TPC for PV ble bestemt ved Folin-Ciocalteu kolorimetriske metode med noen modifikasjoner [19]. Kort fortalt ble PV reagert med Folin-Ciocalteu-reagens og nøytralisert med natriumkarbonatløsning. Deretter ble absorbansen til den blå fargen målt ved 760 nm med spektrofotometer. Som standard ble gallussyre (Sigma-Aldrich, renhet > 99 prosent) brukt og TPC ble uttrykt som mg gallussyreekvivalenter/g (mg GAE/g) PV.

2.8. HPLC-analyse

2.9. Statistisk analyse

3. Resultater og diskusjon

3.1. Innhold av organiske syrer og frie aminosyrer i PV

De viktigste smaksforbindelsene i fermentert eddik består av organiske syrer generert fra fermentering, samt frie aminosyrer produsert ved hydrolysering av protein under fermentering [20]. PV inneholdt organiske syrer, eddiksyre, oksalsyre, sitronsyre, ravsyre, eplesyre og melkesyre, på henholdsvis 4034,46, 72,76, 1530,65, 1075,51, 140,95 og 390,87 mg prosent 1). I tillegg inneholdt PV en rekke frie aminosyrer, nemlig asparaginsyre, tyrosin, fenylalanin, histidin, lysin og arginin. Innholdet av asparaginsyre, tyrosin, fenylalanin, histidin, lysin og arginin var henholdsvis 7,56, 5,46, 4,43, 32,93, 4,11 og 20,76 ppm. Etter en to-trinns gjæring viste PV høyere organiske syrer, spesielt eddiksyre, og innhold av frie aminosyrer enn PJ. Sammenlignet med tidligere studier, besto innholdet av organiske syrer i kommersiell eddik med sorghum av eddiksyre (3600 mg prosent ), oksalsyre (16,62 mg prosent ), sitronsyre (49,7 mg prosent ), ravsyre (92,5 mg prosent ), eplesyre syre (27,83 mg prosent) og melkesyre (820 mg prosent) [21]. PV inneholdt lavere mengder frie aminosyrer enn hvitløkseddik, som inneholdt høye mengder av de frie aminosyrene (23,4 ppm), tyrosin (ikke påvist), fenylalanin (313,9 ppm), histidin (4,6 ppm), lysin (460,3 ppm) og arginin (65,0 ppm). Na et al. (2013) rapporterte at kvalitetsegenskapene i fermentert eddik avhenger av ulike ingredienser og er relatert til høyere mengde sitronsyre, ravsyre, eplesyre, tyrosin og histidin, og lavere mengde asparaginsyre, fenylalanin, lysin og arginin, som ble observert i PV sammenlignet med annen fermentert eddik [22]. Samlet sett indikerer resultatene at PV fermentert med PJ forsterket med pæreekstrakt inneholder en høy mengde organiske syrer og ulike frie aminosyreinnhold.

Tabell 1.Innhold av organiske syrer og frie aminosyrer i Prunus mume-eddik (PV).

3.2. Identifikasjon og kvantifisering av fenoliske forbindelser i PV

TPC for PV var 25,86 mg GAE/g (data ikke vist). For ytterligere å identifisere de fenoliske forbindelsene som er tilstede i PV, ble HPLC-PDA-analyse utført. Protokatekusyre, sprøytesyre, klorogensyre, neoklorogensyre og kryptoklorogensyre med konsentrasjoner på 0.08, 0.22, 0.37, 0.82 og 1.36 mg/g ble henholdsvis identifisert ved bruk av HPLC-analyse ved sammenligning med hver standard fenolsyre (figur 1). Dette resultatet indikerte at kryptoklorogensyre og neoklorogensyre var de viktigste fenolsyrene i PV. Mange studier har rapportert at fenoliske forbindelser påvirker funksjonelle egenskaper, som antioksidanter, anti-kreft og anti-diabetes [23–25]. I en relatert studie utført av Yuan et al. (2019), forbedret polyfenolrikt Sonchus arvensis-ekstrakt som inneholder klorogensyre, luteolin og sikorsyre antioksidantenzymaktiviteter og glykogensyntese hos treningstrene mus [26]. Det vandige ekstraktet av Abelmoschus esculentus Moench-frø som inneholder høye mengder polyfenoler og flavonoider viste signifikante antioksidant- og anti-tretthetseffekter hos mus etter den vektbelastede svømmetesten [27]. Fenolforbindelser inkludert 5-HMF, neoklorogensyre, protokatechuic syre og sprøytesyre ble også identifisert i pektinasebehandlet Prunus mume fruktkonsentrat som har vist hemmende effekter på kolorektale kreftceller [19]. Selv om det kreves ytterligere studier for å undersøke de molekylære mekanismene bak anti-tretthetsaktivitetene til de fenoliske forbindelsene, indikerer dette resultatet at anti-tretthetsaktivitetene til PV var relatert til dets fenoliske forbindelser, slik som protokatekusyre, sprøytesyre, klorogensyre og dens derivater.

Figur 1.Fenoliske forbindelser i Prunus mume-eddik (PV) ble analysert ved HPLC. protokatechuinsyre (205 nm, 8,774 min); sprøytesyre (216,8 nm, 23,857 min); klorogensyre (326,1 nm, 18,663 min); neoklorogensyre (324,9 nm, 9,660 min); kryptoklorogensyre (326,1 nm, 20,395 min).

3.3. Effekter av PV på celleproliferasjon og glykogenakkumulering i C2C12 myoblaster

Skjelettmuskelen spiller en viktig rolle i å støtte energiproduksjonen i kroppen [27]. Som vist i figur 2, evaluerte vi cytotoksisitet og glykogenakkumulering av PV på C2C12 myoblast. For å evaluere cytotoksisiteten til PV ble SRB-analyser utført i C2C12 myoblaster, og etter differensiering ble cellene behandlet med ulike konsentrasjoner av PV (0.1, 0.2, {{1{{ 12}}}}.3 og 0.4 µg/ml) i 48 timer (Figur 2A). Cellelevedyktigheten til C2C12-myoblaster behandlet med PV var over 95 prosent, noe som indikerer ingen signifikante forskjeller sammenlignet med kontroll. For å vurdere glykogeninnholdet i C2C12 myoblaster ble det utført en glykogenanalyse ved bruk av cellelysater. Som vist i figur 2B ble glykogeninnholdet i C2C12 myoblaster betydelig økt av PV på en doseavhengig måte. Behandlingen av PV ved en dose på 0,4 µg/mL viste imidlertid ikke signifikante forskjeller sammenlignet med 0,3 µg/mL PV. Disse resultatene antydet at PV-behandling kan øke glykogenakkumulering med ikke-cytotoksiske konsentrasjoner i skjelettmuskulatur.

Figur 2.Effekter av PV på (A) celleproliferasjon og (B) glykogenakkumulering i C2C12 myoblaster. Dataverdier uttrykkes som middel ± SE (n=3). Ulike bokstaver på linjen er betydelig forskjellige (p <>

3.4. Effekter av PV på tredemøllens kjøretid

Løpetiden til utmattet er en markør for treningskapasitet som representerer utmattelsesgjenoppretting [5]. I denne studien ble et treningsprogram med tredemølle utført på rotter i 4 uker. Etter trening med høy intensitet til utmattelse avslørte alle gruppene signifikant økt løpsutholdenhet sammenlignet med SC-rottene, og PV7.5 registrerte den lengste løpetiden blant alle gruppene (Figur 3). Reidy & Rasmussen (2016) rapporterte at tilskudd med aminosyrer økte treningsytelsen via induksjon av proteinsyntese i menneskelig skjelettmuskulatur etter motstandstrening [28]. Dette resultatet indikerte at PV effektivt økte utholdenhetskapasiteten hos trente rotter med høy intensitet.

Figur 3.Effekt av PV på løpsutholdenhetstid. Dataverdier uttrykkes som middel ± SE (n {{0}}). SC: stillesittende kontroll, EC: utøvd kontroll, PJ: Prunus mume juice, PV5: 5 prosent Prunus mume eddikdrikk, PV7.5: 7.5 prosent Prunus mume eddikdrikk. Ulike bokstaver på søylen er signifikant forskjellige (p <>

3.5. Effekter av PV på serumbiomarkører relatert til tretthet

Forekomsten av fysisk tretthet er knyttet til energiunderskudd mens du trener. Fordi store mengder energi, væsker og aminosyrer forbrukes under høyintensiv trening, kan sportsdrikker bidra til å opprettholde væskebalansen og resyntesen av proteiner [29]. Av denne grunn kan PV brukes som en sportsdrikk for å forbedre tretthet forårsaket av trening. Dessuten induserer intracellulær acidose muskeltretthet som følge av akkumulering av laktat og uorganisk fosfat [12]. Under intens trening akkumulerer serumbiomarkører relatert til tretthet som serumammoniakk, uorganisk fosfat og laktat muskeltretthet som følge av intracellulær acidose [30]. Dermed er reduksjonen av følsomhet for tretthet relatert til økt løpetid og reduserte biomarkører for tretthet. Lever- og muskelglykogen, som er velkjente kilder til substrat for glykolyse og energiproduksjon, fungerer som det første forsvaret mot energiutarming [5]. Derfor er glykogen en av indeksene for tretthet. Nivåene av serumammoniakk, uorganisk fosfat og laktat i PV7.5-gruppen var 64,57 ug/mL, 2,98 mM og 1,21 mM (figur 4A–C). Disse verdiene ble redusert betydelig med henholdsvis 28,22 prosent, 25,91 prosent og 18,24 prosent i forhold til EC-gruppen. Sammenlignet med serumbiomarkørene i EC-rotter, viste SC- og PJ-rotter ingen signifikante forskjeller. Fushimi et al. (2001) rapporterte at eddiktilskudd signifikant reduserte serumlaktat og ammoniakk etter trening til utmattelse hos rotter, og Stephens et al. (2008) rapporterte at oral administrering av acetat forbedret nivået av blodlaktat hos griser [31,32]. Basert på disse resultatene kan de høye nivåene av organiske syrer og ulike frie aminosyrer i PV ha påvirket reguleringen av serumammoniakk, uorganisk fosfat og laktat. Derfor utøvde PV-administrasjon effektivt anti-tretthetseffekt ved å regulere utmattelsesrelaterte serumbiomarkører hos treningstrente rotter.

Figur 4.Effekt av PV på serum (A) ammoniakk, (B) uorganisk fosfor og (C) laktat hos utmattede rotter. Dataverdier uttrykkes som middel ± SE (n {{0}}). SC: stillesittende kontroll, EC: utøvd kontroll, PJ: Prunus mume juice, PV5: 5 prosent Prunus mume eddikdrikk, PV7.5: 7.5 prosent Prunus mume eddikdrikk. Ulike bokstaver på søylen er signifikant forskjellige (p <>

3.6. Effekter av PV på endringer av glykogenakkumulering

Effektene av PV på lever- og muskelglykogen er vist i figur 5. EC-gruppen viste et høyere innhold av gastrocnemius muskelglykogen, men det var ingen signifikante forskjeller mellom SC- og EC-gruppene (Figur 5A). Imidlertid ble det observert en signifikant økning av glykogeninnholdet (34,25 prosent ) i forhold til EC- og PV7.5-gruppene. Leverglykogeninnholdet økte også som svar på tilskudd med PV7.5 med opptil 24,21 prosent i forhold til EC-gruppen (Figur 5B). Tidligere studier rapporterte at oral tilskudd av eddiksyre øker glykogensyntesen i leveren og muskler etter trening hos rotter og hester [10,11,31]. Derfor tyder dette resultatet på at økningen i lever- og muskelglykogennivåer kan være relatert til anti-tretthetsaktivitet hos høyintensive trente rotter.

Figur 5. Effekt av PV på glykogenakkumulering av (A) muskel og (B) lever hos utmattede rotter. Dataverdier uttrykkes som middel ± SE (n {{0}}). SC: stillesittende kontroll, EC: utøvd kontroll, PJ: Prunus mume juice, PV5: 5 prosent Prunus mume eddikdrikk, PV7.5: 7.5 prosent Prunus mume eddikdrikk. Ulike bokstaver på søylen er signifikant forskjellige (p <>

3.7. Effekter av PV på endringer av LDH- og CK-aktiviteter

Laktatdehydrogenase (LDH) er en oksidoreduktase i glykolyse som katalyserer den reversible omdannelsen av melkesyre til pyruvat [33]. Serumkreatinkinase (CK) er et viktig enzym som indikerer muskelskade [34]. Dermed evaluerte vi muskel LDH og serum CK nivåer for å evaluere nivået av muskelskade. Gastrocnemius LDH-nivået til EC-rottene skilte seg ikke signifikant sammenlignet med SC-gruppen (Figur 6A). LDH-aktiviteten til rotter administrert med PV7.5 økte signifikant med 27,75 prosent sammenlignet med EC-gruppen. Som vist i figur 6B var serum-CK-nivået til SC-gruppen 60,35 U/L. CK-verdien til EC-gruppen var 54,71 U/L, som ikke var signifikant forskjellig fra sammenligningen av SC-gruppen. Imidlertid reduserte PV7.5-tilskudd betydelig CK-nivåer med 35,66 prosent sammenlignet med EC-rottene. I lignende studier forbedret Prunus mume-ekstrakt utmattelsesgjenoppretting via en økning i LDH-aktivitet og regulering av serumbiomarkører hos trente rotter, og økt serum-CK som respons på muskelskade forårsaket av muskelstramhet, indusert tretthet [4,35]. Disse funnene tyder på at PV-administrasjon forhindret tretthet ved å fremme metabolismen av melkesyre i muskelceller og redusere muskelskade ved å redusere nivået av serumtretthetsmarkører hos rotter.

Figur 6.Effekter av PV på (A) laktatdehydrogenase og (B) kreatinkinaseaktiviteter hos rotter utmattet av trening. Dataverdier uttrykkes som middel ± SE (n {{0}}). SC: stillesittende kontroll, EC: utøvd kontroll, PJ: Prunus mume juice, PV5: 5 prosent Prunus mume eddikdrikk, PV7.5: 7.5 prosent Prunus mume eddikdrikk. Ulike bokstaver på søylen er signifikant forskjellige (p <>

3.8. Effekter av PV på endringer i MDA-nivå og GPx-aktivitet i leveren

Muskelskade forårsaker endringer i aktiviteten til antioksidantenzymer og MDA-nivåer [34]. MDA er et av biproduktene av lipidperoksidasjon indusert av oksidativt stress. For å observere endringer i antioksidantenzym og lipidperoksidasjon, målte vi MDA- og GPx-nivåer i levervev ved å administrere PV til utmattede treningsrotter. Resultatene avslørte signifikante endringer som respons på administrering av PV. Spesifikt sank MDA-innholdet i EC-gruppen med 10 prosent i forhold til SC-gruppen (Figur 7A). Administreringen av PJ, PV5 og PV7.5 fremkalte en reduksjon i MDA-innhold på henholdsvis 18,35 prosent, 20,36 prosent og 25,05 prosent i forhold til EC-gruppen. Administrering av PV under intens utmattet trening-indusert signifikant økning i GPx-aktivitet (Figur 7B). I leveren økte PV7.5-behandlingen GPx-aktiviteten signifikant med 19,65 prosent og 41,14 prosent, selv om PV5 ikke viste noen forskjell sammenlignet med EC-rottene. I tidligere studier har eksogent tilskudd av antioksidanter og et antioksidativt kosthold redusert nivåene av oksidativt stress hos idrettsutøvere etter utmattende trening [36]. Administrering av antioksidanter forhindrer muskelsår hos mennesker etter trening [37]. Dessuten induserte kinesisk svart eddik antioksidantaktiviteter via hemming av reaktive oksygenarter, samt økninger i SOD- og CAT-aktiviteter [38]. Til sammen antyder disse resultatene at tilskudd av eddik med antioksidantaktivitet forbedrer utmattelsesgjenoppretting. Derfor kan anti-tretthetsaktivitetene til PV være assosiert med reguleringen av antioksidantenzymer hos utmattede rotter.

Figur 7.Effekter av PV på (A) malondialdehyd og (B) glutationperoksidaseaktiviteter hos rotter utmattet av trening. Dataverdier uttrykkes som middel ± SE (n {{0}}). SC: stillesittende kontroll, EC: utøvd kontroll, PJ: Prunus mume juice, PV5: 5 prosent Prunus mume eddikdrikk, PV7.5: 7.5 prosent Prunus mume eddikdrikk. Ulike bokstaver på søylen er signifikant forskjellige (p <>

4. Konklusjoner

I denne studien ble PV som inneholder ulike frie aminosyrer og organiske syrer utviklet ved en to-trinns gjæringsprosess og evaluert ved analyser av cytotoksisitet og glykogenakkumulering i C2C12 myoblaster samt in vivo anti-tretthetseffekter hos utmattede rotter etter høy intensitet trening. Høye nivåer av glykogenakkumulering ble observert in vitro, og administrering av PV bidro til å forhindre tretthet ved å regulere serumtretthetsbiomarkører og muskelskademarkører hos utmattede rotter. Videre ble fenolforbindelser som protokatechuinsyre, sprøytesyre og klorogensyrederivater i PV identifisert. Samlet kan PV forventes å bli brukt som et funksjonelt materiale mot tretthet indusert av høyintensiv trening.

Dette er vårt produkt for anti-fatigue! Klikk på bildet for mer informasjon!

Referanser

1. Hwang, JY; Ham, JW; Nam, SH Antioksidantaktiviteten til maesil (Prunus mume). Koreansk J. Food Sci. Teknol. 2004, 36, 461–464.

2. Paik, IY; Chang, WR; Kwak, YS; Cho, SY; Jin, HE Effekten av Prunus mume-tilskudd på energisubstratnivåer og tretthetsinduksjonsfaktorer. J. Life Sci. 2010, 20, 49–54. [CrossRef]

3. Nakajima, S.; Fujita, K.; Inoue, Y.; Nishio, M.; Seto, Y. Effekten av folkemidlet, Bainiku-ekisu, et konsentrat av Prunus mume juice, på Helicobacter pylori-infeksjon hos mennesker. Helicobacter 2006, 11, 589–591. [CrossRef]

4. Kim, SY; Park, SH; Lee, HN; Park, TS Prunus mume-ekstrakt forbedrer treningsindusert tretthet hos trente rotter. J. Med. Mat. 2008, 11, 460–468. [CrossRef] [PubMed]

5. Cho, HD; Lee, JH; Jeong, JH; Kim, JY; Ja, ST; Park, SK; Lee, MK; Seo, KI Produksjon av ny eddik med antioksidant- og anti-tretthetsaktiviteter fra 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. Antioksidantaktivitet av kinesisk shanxi-lagret eddik og dens korrelasjon med polyfenoler og flavonoider under bryggeprosessen. J. Food Sci. 2017, 82, 2479–2486. [CrossRef]

7. Kondo, S.; Tayama, K.; Tsukamoto, Y.; Ikeda, K.; Yamori, Y. Antihypertensive effekter av eddiksyre og eddik på spontant hypertensive rotter. Biosci. Bioteknologi. Biochem. 2001, 65, 2690–2694. [CrossRef]

8. Sakakibara, S.; Yamauchi, T.; Oshima, Y.; Tsukamoto, Y.; Kadowaki, T. Eddiksyre aktiverer hepatisk AMPK og reduserer hyperglykemi hos diabetiske KK-A(y) mus. Biochem. Bioph. Res. Co. 2006, 344, 597–604. [CrossRef]

9. Yagnik, D.; Serafin, V.; Shah, AJ Antimikrobiell aktivitet av eplecidereddik mot Escherichia coli, Staphylococcus aureus og Candida albicans; nedregulering av cytokin og mikrobiell proteinekspresjon. Sci. Rep. 2018, 8, 1732–1744. [CrossRef]

10. Fushimi, T.; Tayama, K.; Fukaya, M.; Kitakoshi, K.; Nakai, N.; Tsukamoto, Y.; Sato, Y. Effekten av eddiksyre for glykogenreplesjon i rotteskjelettmuskulatur etter trening. Int. J. Sports Med. 2002, 23, 218–222. [CrossRef]

11. Waller, AP; Geor, RJ; Spriet, LL; Heigenhauser, GJF; Lindinger, MI Oralt acetattilskudd etter langvarig trening med moderat intensitet forbedrer tidlig muskelglykogenresyntese hos hester. Exp. Physiol. 2009, 94, 888–898. [CrossRef] [PubMed]

12. Cho, HD; Kim, JH; Lee, JH; Hong, SM; Ja, ST; Seo, KI Anti-tretthetseffekt av en agurkeddikdrikk på rotter etter trening med høy intensitet. Koreansk J. Food Sci. Teknol. 2017, 49, 209–214. [CrossRef]

13. Blain, GM; Hureau, TJ Begrensning av tretthet og ytelse under trening: hjerne-muskel-interaksjonen. Exp. Physiol. 2017, 102, 3–4. [CrossRef] [PubMed]

14. Xu, C.; Lv, J.; Se, YM; Cui, SW; Hu, X.; Fan, M. Effekter av havreglukan på utholdenhetstrening og dets anti-tretthetsegenskaper hos trente rotter. Karbohydr. Polym. 2013, 92, 1159–1165. [CrossRef]

15. Maes, M.; Twisk, FNM Kronisk utmattelsessyndrom: Harvey og Wesselys (bio)psykososiale modell versus en bio(psykososial) modell basert på inflammatoriske og oksidative og nitrosative stressveier. BMC Med. 2010, 8, 1–13. [CrossRef]

16. Rittie, L.; Fisher, GJ UV-lysinduserte signalkaskader og aldring av huden. Aldring Res. Rev. 2002, 1, 705–720. [CrossRef]

17. Kaulmann, A.; Bohn, T. Karotenoider, betennelse og oksidativt stress-implikasjoner av cellulære signalveier og forhold til forebygging av kronisk sykdom. Nutr. Res. 2014, 34, 907–929. [CrossRef]

18. Shen, Y.; Zhang, H.; Cheng, L.; Wang, L.; Wian, H.; Qi, X. In vitro og in vivo antioksidantaktivitet av polyfenoler ekstrahert fra svart høylandsbygg. Food Chem. 2016, 194, 1003–1012. [CrossRef]

19. Cho, HD; Kim, JH; Vant, YS; Moon, KD; Seo, KI Hemmende effekter av pektinase-behandlet Prunus mume fruktkonsentrat på kolorektal kreftproliferasjon og angiogenese av endotelceller. J. Food Sci. 2019, 84, 3284–3295. [CrossRef]

20. Jung, KM; Lee, YS; Kim, JW; Seol, JM; Jung, YH; Kim, SR Lavtemperatur alkoholgjæring for produksjon av høykvalitets eddik ved bruk av fersken. Koreansk Soc. Bioteknologi. Bioeng. J. 2018, 33, 95–103.

21. Kong, Y.; Zhang, LL; Sun, Y.; Zhang, YY; Sun, BG; Chen, HT Bestemmelse av fri aminosyre, organisk syre og nukleotid i kommersiell eddik. J. Food Sci. 2017, 82, 1116–1123. [CrossRef] [PubMed]

22. Na, HS; Choi, GC; Yang, SI; Lee, JH; Cho, JY; Ma, SJ; Kim, JY Sammenligning av egenskaper i kommersiell fermentert eddik laget med forskjellige ingredienser. Koreansk J. Food Conserv. 2013, 20, 482–487. [CrossRef]

23. Xu, DP; Li, Y.; Meng, X.; Zhou, T.; Zhou, Y.; Zheng, J.; Zhang, JJ; Li, HB Naturlige antioksidanter i matvarer og medisinske planter: utvinning, vurdering og ressurser. Int. J. Mol. Sci. 2017, 18, 96. [CrossRef] [PubMed]

24. Zhou, Y.; Zheng, J.; Li, Y.; Xu, DP; Li, S.; Chen, YM; Li, HB Naturlige polyfenoler for forebygging og behandling av kreft. Næringsstoffer 2016, 8, 515. [CrossRef] [PubMed]

25. Guasch-Ferré, M.; Merino, J.; Sun, Q.; Fit6, M.; Sales-Salvad6, J. Dietary polyphenols, Mediterranean diet, prediabetes, and Type 2 diabetes: A narrative review of the evidence. Oksyd. Med. Celle. 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. Anti-tretthetsaktivitet av vandige ekstrakter av Sonchus arvensis L. i trente mus. Molecules 2019, 24, 1168. [CrossRef]

27. Xia, F.; Zhong, Y.; Li, M.; Chang, Q.; Liao, Y.; Liu, X.; Pan, R. Antioksidant og anti-tretthetsbestanddeler av okra. Næringsstoffer 2015, 7, 8846–8858. [CrossRef]

28. Reidy, PT; Rasmussen, BB Rollen til inntatte aminosyrer og proteiner i fremme av motstandstreningsindusert muskelproteinanabolisme. J. Nutr. 2016, 146, 155–183. [CrossRef]

29. Evans, GH; James, LJ; Shirrefs, SM; Maughan, RJ Optimalisering av gjenoppretting og vedlikehold av væskebalanse etter treningsindusert dehydrering. J. Appl. Physiol. 2017, 122, 945–951. [CrossRef]

30. Robergs, RA; Ghiasvand, F.; Parker, D. Biokjemi av treningsindusert metabolsk acidose. Er. J. Physiol. Regul. Heltall. Comp. Physiol. 2004, 287, R502–R516. [CrossRef]

31. Fushimi, T.; Tayama, K.; Fukaya, M.; Kitakoshi, K.; Nakai, N.; Tsukamoto, Y.; Sato, Y. Eddiksyrefôring øker glykogenreplesjonen i leveren og skjelettmuskulaturen til rotter. J. Nutr. 2001, 131, 1973–1977. [CrossRef] [PubMed]

32. Stephens, JW; Dikeman, ME; Unruh, JA; Haub, MD; Tokach, MD; Dritz, SS Effekter av oral administrering av natriumsitrat eller acetat til griser på blodparametere, postmortem glykolyse, muskel-pH-nedgang og kvalitetsegenskaper til svinekjøtt. 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 To macamidekstrakter lindrer fysisk tretthet ved å dempe muskelskade hos mus. 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 Effekt av pulserende terapeutisk ultralyd og diosmin på oksidativ parameter i skjelettmuskulaturen. Ultralyd Med. Biol. 2018, 44, 359–367. [CrossRef]

35. Tojima, M.; Noma, K.; Torii, S. Endringer i serumkreatinkinase, tetthet i beinmuskler og forsinket muskelømhet etter et helt maratonløp. J. Sports Med. Fysisk kondisjon. 2016, 56, 782–788.

36. Pingitore, A.; Lima, fastlege; Mastorci, F.; kinoner, A.; Lervasi, G.; Vassalle, C. Trening og oksidativt stress: Potensielle effekter av antioksidant-diettstrategier i sport. Ernæring 2015, 31, 916–922. [CrossRef]

37. Ranchordas, MK; Rogerson, D.; Soltani, H.; Costello, JT Antioksidanter for å forebygge og redusere muskelsår etter trening. Cochrane Database Syst. Rev. 2017, 12, CD009789. [CrossRef]

38. Chen, J.; Tian, ​​J.; Ge, H.; Liu, R.; Xiao, J. Effekter av tetrametylpyrazin fra kinesisk svart eddik på antioksidant- og hypolipidemiske aktiviteter i HepG2-celler. Food Chem. Toxicol. 2017, 109 Pt 2, 930–940. [CrossRef]