Partea 1 Utilizarea curmalelor (Phoenix Dactylifera Linn și Cistanche) pentru a îmbunătăți metabolismul energetic la șobolani Sprague Dawley induși de oboseală

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

un Departament de Știința Alimentelor, Facultatea de Știința și Tehnologia Alimentației, UPM Serdang, Universiti Putra Malaysia, Selangor 43400, Malaezia

b Facultatea de Științe, Universitatea Al-Muthanna, Irak

c Institutul de Bioștiințe, UPM Serdang, Universiti Putra Malaysia, Selangor 43400, Malaezia

d Institutul de Cercetare a Produselor Halal, UPM Serdang, Universiti Putra Malaysia, Selangor 43400, Malaezia

e Facultatea de Științe, Universitatea Federală din Dutse, Dutse, Jigawa, Nigeria

f Programul de Științe Alimentare și Nutriționale, Universitatea de Stat A&T din Carolina de Nord, Greensboro, NC 27411, SUA

Abstract

obosealăcrește stresul oxidativ care dăunează celulelor corpului și crește riscul de dezvoltare a diferitelor boli cronice. În acest studiu,anti-obosealăactivitatea extractului de curmale Piyarom a fost evaluată la șobolani induși de oboseală folosind un test de înot forțat (FST). Rezultatele au arătat că șobolanii tratați cu extract de curmale de 500 mg/kg BW au prezentat o producție de energie îmbunătățită cu cea mai mare capacitate de rezistență (632,9±28,7 min). De asemenea, șobolanii tratați cu curmal au avut lactat din sânge mai scăzut, ceea ce indică o utilizare eficientă a energiei cu mai puținobosealăîn comparație cu șobolanii normali și obosiți. Mai mult decât atât, nivelurile serice de lactat dehidrogenază în extractele de curmale de 250 și 500 mg/kg BW și grupurile cu cafeină au fost semnificativ mai mici în comparație cuobositşobolani. Activitatea creatinkinazei a fost cea mai scăzută în grupul hrănit cu extract de curmale de 500 mg/kg BW. Sobolanii tratati au aratat o ameliorare a profilurilor lipidice, in timp ce studiul histologic a aratat o imbunatatire a diferitelor organe. Șobolanii tratați cu extract de curmale de 500 mg/kg BW au demonstrat o îmbunătățire a producției de energie și un metabolism energetic îmbunătățit, care s-ar putea datora prezenței compușilor bioactivi în curmale. Extractul de curmale Piyarom a demonstrat proprietăți anti-oboseală și ar putea fi folosit ca ingredient funcțional în dezvoltarea băuturilor sau gustărilor care abordează bolile asociate oboselii.

Pentru mai multe informații, vă rugăm contactați:emily.li@wecistanche.com

Cistanche deserticola și Cistanche stem click aici pentru a afla mai multe

1. Introducere

Obosealăeste un simptom comun, nespecific, experimentat de multe persoane și demonstrat în diferite condiții de sănătate.Fizicobosealăeste asociată cu o reducere a performanței ca urmare a utilizării ineficiente a energiei (Kim et al., 2002; Wan et al., 2017) și este definită în continuare ca un sentiment copleșitor de oboseală, lipsă de energie și un sentiment de epuizare care este legată de dificultatea de a iniția sau susține activități de voluntariat (Kadum et al., 2018; Li et al., 2020). Oboseala crește stresul oxidativ care poate deteriora celulele și crește riscul pentru dezvoltarea diverselorcronicboli (Lee și colab., 2018; Osman și Mohamed, 2018).

Proprietatea ergogenă este capacitatea substanțelor de asporienergieproducție și utilizare (Halim et al., 2018). De exemplu, sportivii și persoanele active beneficiază de ajutor ergogenic care ajută la creșterea performanței lor competitive și la îmbunătățirea utilizării energiei (Kreideret al., 2010; Silver, 2001). Ajutorul ergogenic ajută la îmbunătățirea producției de energie și astfel previneobosealăprin reducerea stresului oxidativ și îmbunătățirea sănătății în general (Halim et al., 2017; Osman și Mohamed, 2018). Există o tendință în creștere spre utilizarea produselor naturale ca ajutor ergogenic pentru a înlocui și/sau reduce utilizarea compușilor sintetici în prevenirea stresului oxidativ.oboseală.

Datele (Phoenix dactylifera Linn șicistanche) sunt bogate în diverși compuși bioactivi și au fost raportate a fi o parte eficientă a unei diete care ajută la protejarea împotriva bolilor cronice (Al-Alawi et al., 2017). În plus, curmalele sunt cunoscute a fi bogate în compuși antioxidanți, cum ar fi fenolici, inclusiv flavonoide, acizi fenolici, acid ascorbic, tocoferoli și carotenoizi (Al-Farsi și Lee, 2008; Shabani și colab., 2016). În studiile anterioare, am demonstrat că curmale Piyarom și Rabbi au prezentat cele mai mari activități antioxidante, antimicrobiene și anti-elastaze dintre cele cinci soiuri de curmale testate (Kadum et al., 2019). Activitățile benefice observate în studii ar putea fi atribuite metaboliților identificați în curmalele care includ acid ascorbic, epicatechină, acid citric și acid galic. Acest rezultat a fost realizat pe baza unui studiu de corelare din biplotul Partial Least Squares obținut dintr-un studiu metabolomic al diferitelor extracte de date (Kadum et al., 2019). Antioxidanții menționați mai sus sunt cunoscuți că prezintă activitate de captare a radicalilor, care este crucială în atenuarea stresului oxidativ și asociatoboseală(Zhu și colab., 2021). În plus, am mai arătat că curmalele Piyarom constau în niveluri adecvate de electroliți și zaharuri despre care se știe că au atribute ergogenice (Kadum et al., 2018). În studiul de față, ne-am propus să evaluămanti-obosealăși proprietățile ergogenice ale extractului de curmale Piyarom și determină efectele acestuia asupra metabolismului energetic al șobolanilor Sprague Dawley induși de oboseală.

2. Materiale și metode

2.1. Materiale vegetale și extracție

Curmalele Piyarom au fost achiziționate de la un magazin local din Kuala Lumpur, Malaezia și nu aveau defecte și contaminanți. Semințele au fost îndepărtate, iar părțile comestibile au fost tăiate în bucăți și uscate la 40 de grade. Bucățile uscate au fost apoi măcinate în pulbere, distribuite aseptic în pungi de plastic sterile și depozitate la -80 de grade. Extracția a fost efectuată folosind 80% etanol la 25 de grade timp de 24 de ore, așa cum a fost optimizat în studiul anterior (Kadum et al., 2019). Solventul a fost evaporat folosind un evaporator rotativ cu vid (EYELA A-1000S, SUA) la 40 de grade, iar extractul rezultat a fost liofilizat și depozitat în sticle închise la culoare la 4 grade.

2.2. Experimentarea animalelor

Șobolani masculi Sprague Dawley (în vârstă de 5-6 săptămâni, greutate corporală medie de 204,5 g) au fost achiziționați de la Unitatea de resurse pentru animale (ARU), Facultatea de Medicină Veterinară, Universiti Putra Malaysia (UPM), iar aprobarea pentru studiu a fost obţinut de la Comitetul de etică a animalelor al UPM (UPM\IACUC\AUP-R037\2017). Șobolanii au fost lăsați să se aclimatizeze la condițiile standard de laborator timp de 1 w și au primit, de asemenea, acces liber la apă de la robinet și la dieta alimentară pe tot parcursul perioadei de o săptămână. Ei au fost împărțiți aleatoriu în grupuri, inclusiv grup normal (NG), grup oboseală normală (NFG), grup supus la 250 mg/kg BW DateExtract (LDFG) (250 date), grup supus la 500 mg/kg BW extract de curmal (500 Data) și Grupul supus la 5 mg/kg BW de cofeină (5C).

2.3. Design experiment

Șobolanii masculi Sprague Dawley (n=60) au fost împărțiți aleatoriu în două grupuri, după cum urmează: grupul 1 (NG) (n=12) care a fost numit grupul de control fără oboseală; și grupul 2 (n=48) care a fost supus testului de înot forțat (FST). Odată ce au devenit obosiți, șobolanii din grupul 2 au fost împărțiți în patru grupuri diferite. Două grupuri au fost hrănite cu extract de curmale la 250 mg/kg BW (doză mică) și 500 mg/kg BW (doză mare), așa cum este descris într-un studiu anterior (Sheikh și colab., 2016). Un grup a servit drept control pozitiv și a fost hrănit cu 5 mg/kg BW de cafeină, iar un grup de control a fost supus FST, dar nu a primit niciun tratament. Animalele au fost hrănite cu dietele lor, iar dozele de extract de curmale au fost administrate prin intubație gastrică. Extractul de curmale și cofeina au fost administrate grupurilor respective în mod continuu în fiecare zi timp de 8 w conform designului studiului.

2.4. Test de înot forțat

Șobolanii au fost supuși la FST pentru a induceobosealăși determină capacitățile lor de anduranță urmând metoda descrisă de Prasad și Khanum (2012). Pe scurt, a fost folosit un rezervor de apă care conține apă de 50 cm adâncime și menținut la 25 ± 2 grade. Saibe de oțel cântărind aproximativ 7% din greutatea corpului fiecărui șobolan au fost legate de cozi. Animalele au fost apoi plasate cu atenție în rezervor și se ia timpul pentru ca fiecare să înoate înainte ca epuizarea să fie înregistrată. Epuizarea/oboseala a fost determinată atunci când capul șobolanului nu a ieșit la suprafață în 7 s. Experimentul a fost repetat la fiecare 2 w pe o perioadă de 8 w de tratament.

2.5. Recoltare de sânge și organe

Au fost colectate probe de sânge de la șobolani în săptămânile 0 și 4 prin recoltarea venelor retro-orbitale și, la sfârșitul tratamentului (săptămâna 8), prin puncție cardiacă sub anestezie generală folosind ketamina și xilazină. Toate probele de sânge au fost transferate în tuburi care conțin EDTA, centrifugate la 3500 rpm la temperatura camerei timp de 15 minute, iar plasma a fost colectată și depozitată la grade -80 până la o analiză ulterioară. După 8 w de tratament, organele (ficat, rinichi, inimă, plămân, mușchi) au fost colectate pentru analiză.

2.6. Analize biochimice

În acest studiu au fost măsurați diferiți parametri biochimici legați de metabolismul energetic. Serul a fost utilizat pentru a analiza glucoza, azotul ureic seric (SUN), lactat (Lac), lactat dehidrogenază (LDH), creatinkinaza (CK) și creatina (Cr). Toți parametrii biochimici au fost testați pe baza procedurilor standard furnizate de kiturile de testare disponibile comercial (Span diagnostic Ltd., India). Unitățile pentru SUN și Cr au fost mg/dL, în timp ce LDH și CK au fost exprimate în UI/L. Profilurile lipidelor serice au fost, de asemenea, testate (trigliceride, TG, colesterol total, TC, colesterol cu ​​lipoproteine ​​cu densitate joasă, C-LDL și colesterol cu ​​lipoproteine ​​cu densitate mare HDL-C). Au fost efectuate teste ale funcției hepatice și renale, iar markerii lor testați au fost alanin aminotransferaza (ALT), aspartat aminotransferaza (AST) și gama-glutamil transferaza (GGT). A fost urmată procedura sistemului Roche/Hitachi Cobas C.

2.7. Studiul histologic al organelor selectate

Colectarea organelor de interes (ficat, rinichi, inimă și mușchi) a fost urmată de cântărire și apoi depozitare în formol 10%. Țesutul cardiac a fost tăiat transversal pentru a obține secțiuni ventriculare, secțiunile transversale cu patru camere și țesuturile hepatice și musculare (soleus) au fost tocate și scufundate în parafină și apoi hematoxilină și eozină (H&E) pentru colorare. Examinarea țesuturilor de către un patolog veterinar (Huang și colab., 2015) a fost efectuată la un microscop luminos echipat cu o cameră CCD (BX-51, Olympus, Tokyo, Japonia).

2.8. analize statistice

ANOVA unidirecțională urmată de testul HSD al lui Tukey a fost utilizată pentru a obține diferențe statistice între probe și controale. Rezultatele au fost exprimate ca medie ± abatere standard (SD). O diferență în valorile medii cu p < 0.05="" a="" fost="" considerată="" a="" fi="" semnificativă="" statistic,="" iar="" datele="" obținute="" au="" fost="" analizate="" folosind="" minitab="" versiunea="" 16="" (minitab,="" inc.,="" state="" college,="" pennsylvania,="">

3. Rezultate si discutii

3.1. Aportul de alimente și consumul de apă

Rezultatele studiului nu au arătat nicio diferență semnificativă în aportul de hrană și apă între șobolani (Fig. 1 A și B). Cu toate acestea, șobolanii hrăniți cu extract de curmale au prezentat o ușoară creștere în greutate corporală pe tot parcursul experimentului (Fig. 1 C).

3.2. Test de înot forțat

Testul de înot forțat (FST) reprezintă un model animal valabil pentru testareaanti-obosealăproprietatea compușilor bioactivi (Prasad și Khanum, 2012; Hao și colab., 2014; Halim și colab., 2017). Rezultatele FST au arătat în mod clar oanti obosealaefectul extractului de curmale asupra șobolanilor în timpul înotului (Fig. 2). Șobolanii care au primit doza mai mare de extract de curmale (500 mg/kg BW) au prezentat cea mai lungă capacitate de rezistență de aproximativ 632,9 ± 28,7 s, care a fost semnificativ (p < 0,05)="" mai="" mare="" în="" comparație="" cu="" cea="" a="" grupurilor="" tratate="" cu="" 250="" mg/kg="" bw="" extract="" și="" 5="" mg/kg="" bw="" cofeină.="" interesant,="" capacitatea="" de="" înot="" îmbunătățită="" a="" șobolanilor="" hrăniți="" cu="" extract="" de="" curmale="" a="" fost="" observată="" încă="" din="" a="" patra="" săptămână="" a="" experimentului.="" timpul="" prelungit="" de="" înot="" al="" șobolanilor="" a="" indicat="" o="" rezistență="" mai="" mare="">obosealăîn timpul FST (Tanaka și colab., 2003; Ma și colab., 2007). Rezultate similare au fost raportate de mai mulți cercetători care au testat potențialul anti-oboseală al extractelor de plante (Prasad și Khanum, 2012; Xu et al., 2013). De exemplu, într-un studiu anterior, șobolanii hrăniți cu busuioc sfânt (Ocimum sanctum) au prezentat performanțe mai bune împotriva oboselii și și-au prelungit timpul de înot (Singh și colab., 2012b). Într-un studiu recent, ginsengul peruvian (Lepidium meyenii) hrănit șoarecilor în trei doze diferite timp de 28 de zile a dus la efecte anti-oboseală, iar cercetătorii au sugerat că L. meyenii a fost un ajutor ergogenic eficient (Zheng et al., 2018). Într-un alt raport, patru doze diferite de extracte de moringa (Moringa oleifera) au fost date șobolanilor pentru a le testa capacitatea de rezistență. În acel studiu, s-a descoperit că extractul a întârziat timpul de oboseală pentru șobolani și le-a îmbunătățit capacitățile de înot (Lamou et al., 2016). În studiul de față, s-a demonstrat că curmalele prezintă potențial de aplicare în băuturile energizante și sunt comparabile cu alte extracte naturale de plante.

3.3. Nivelurile de glucoză din sânge, lactat și lactat dehidrogenază

Amploareaobosealăîn mușchi după efort poate fi măsurat cu diverși markeri biochimici, inclusiv glucoză, lactat și lactat dehidrogenază. Nivelurile de glucoză din sânge ale șobolanilor după 8 w de tratament au fost astfel măsurate pentru a determina efectele extractului de curmale. Rezultatele nu au arătat diferențe semnificative în nivelurile de glucoză între grupurile de șobolani, cu excepția grupului de oboseală normală (NFG), care este semnificativ (p < 0.05)="" mai="" scăzut="" (tabelul="" 1).="" rezultatele="" au="" indicat="" efecte="" protectoare="" ale="" extractului="" de="" curmale="" care="" pot="" fi="" atribuite="" proprietății="" ergogenice="" a="" curmalelor,="" care="" este="" aparent="" la="" fel="" de="" bună="" ca="" cea="" a="" cofeinei.="" în="" mușchii="" scheletici,="" glucoza="" este="" combustibilul="" pentru="" generarea="" de="" energie="" în="" timpul="" efortului,="" iar="" glicogenul="" furnizează="" cea="" mai="" mare="" parte="" a="" acesteia="" prin="" glicogenoliză="" pentru="" a="" menține="" partenerul="" de="" glicoliză="" pentru="" generarea="" de="" energie.="" s-a="" demonstrat="" că="" intervențiile="" nutriționale="" prin="" consumul="" de="" curmale="" pot="" ajuta="" la="" creșterea="" sau="" menținerea="" concentrațiilor="" de="" glicogen="" muscular="" atât="" înainte,="" cât="" și="" în="">exercițiu (Li et al., 2018, 2017). Cu toate acestea, este important să se mențină nivelurile de glucoză din sânge mai mici de 6 mol/L pentru a evita complicațiile din afecțiunile diabetice care pot apărea atunci când hiperglicemia este lăsată să persistă pe o perioadă de timp. Într-un studiu anterior, șoarecii s-au hrănit cuExtract de Cistanche deserticolatimp de 3 săptămâni au arătat niveluri crescute de glucoză din sânge, ceea ce a dus la niveluri de energie îmbunătățite (Cai și colab., 2010). Într-un alt studiu, extractul de Radix Rehmannia a fost raportat a fi responsabil pentruanti-obosealăactivitate datorită creșterii glicogenului stocat în ficat și scăderii acumulării de glucoză în sânge ca urmare a consumului de glucoză de către mușchi (Liu și Liu, 2016; Tan et al., 2012).

Lactatul din sânge, un marker esențial al oboselii în timpul exercițiilor intense, este utilizat pentru a măsura o patologie existentă într-un test de stres de rutină (Halim și colab., 2017). Acidul lactic este un produs al glicolizei din cauza condițiilor anaerobe, care este forma principală de metabolism în mușchi în timpul efortului (Fu și colab., 2{{10}}1{0; Sun și colab. ., 2014). Acumularea de lactat este considerată a fi un inductor major al oboselii și astfel inhibarea acumulării de lactat sau reducerea nivelului de lactat reprezintă un efect anti-oboseală (Blasiak et al., 2014). Rezultatele obținute în studiul curent au demonstrat o reducere semnificativă (p < 0,05)="" a="" nivelurilor="" de="" lactat="" între="" grupurile="" de="" șobolani="" tratate="" cu="" extract="" de="" curmal="" și="" cafeină="" în="" comparație="" cu="" cea="" a="" grupurilor="" de="" oboseală="" normală="" și="" normală="" (tabelul="" 1).="" nivelurile="" de="" lactat="" au="" fost="" de="" 10,75="" ±="" 0,90,="" 11,08="" ±="" 0,26="" și="" 12,09="" ±="" 0,761="" mmol/l="" pentru="" grupurile="" de="" șobolani="" tratate="" cu="" 500="" mg/kg="" bw,="" cafeină="" 5="" mg/kg="" bw="" și,="" respectiv,="" 250="" mg/kg="" bw="" extract="" de="" date.="" nivelurile="" de="" lactat="" pentru="" grupul="" normal="" și="" grupurile="" de="" oboseală="" au="" fost="" 14,41="" ±="" 0,45="" și,="" respectiv,="" 16,35="" ±="" 0,18="" mmol/l.="" rezultatele="" au="" indicat="" efecte="" pozitive="" de="" la="" extractul="" de="" curmale="" care="" au="" cauzat="" reducerea="" nivelului="" de="" lactat="" la="" grupurile="" de="" șobolani.="" efectele="" observate="" ar="" putea="" fi="" atribuite="" performanței="" îmbunătățite="" a="" șobolanilor="" în="" timpul="" fst.="" acest="" rezultat,="" la="" rândul="" său,="" s-ar="" putea="" datora="" reducerii="" leziunilor="" musculare="" cauzate="" de="" acumularea="" inferioară="" de="" lactat.="" într-un="">

studiu, șobolanii hrăniți cu extract de Amarkand au avut o scădere a lactatului din sânge și o rezistență crescută asociată cu oboseala (Narkhede și colab., 2016). Raportul anterior este în acord cu concluziile prezentului studiu, indicând activitatea anti-oboseală a diferitelor extracte de plante că suntem capabili să scădem nivelurile de lactat din sânge la șobolani și, prin urmare, să îmbunătățim performanța animalelor.

Prezența unor niveluri ridicate de LDH în sânge este un indiciu al utilizării excesive a mușchilor și, prin urmare, este un marker al oboselii (Halim și colab., 2017). LDH excesivă este, de asemenea, o indicație a necrozei în celule și a leziunilor țesuturilor (Li și colab., 2017). Rezultatele noastre au arătat că FST a crescut semnificativ (p < 0,05)="" nivelurile="" de="" ldh="" din="" sânge="" ale="" șobolanilor="" normali="" obosiți="" (588="" ±="" 13,30="" u/l),="" ceea="" ce="" a="" fost="" semnificativ="" (p="">< 0,05)="" mai="" mare="" decât="" cel="" al="" șobolanilor="" hrăniți="" cu="" 500="" mg/kg="" bw="" de="" extract="" de="" curmale="" (297="" ±="" 29,21="" u/l),="" doza="" mai="" mică="" (316,16="" ±="" 27,58="" u/l)="" de="" extract="" de="" curmale="" și="" cafeină="" (305="" ±="" 25,91="" u/l)="" după="" tratament="" de="" 8="" w.="" astfel,="" se="" poate="" sugera="" că="" extractul="" de="" curmale="" a="" putut="" crește="" producția="" de="" energie="" la="" șobolani="" și,="" în="" consecință,="" a="" redus="" deteriorarea="" mușchiului="" șobolanului.="" rezultatele="" noastre="" au="" fost="" de="" acord="" cu="" cele="" raportate="" anterior="" de="" narkhede="" et="" al.,="" (2016).="" în="" acel="" studiu,="" extractele="" de="" amarkand="" au="" fost="" date="" șobolanilor="" wistar="" și,="" după="" 2="" săptămâni,="" a="" existat="" o="" reducere="" semnificativă="" a="" nivelurilor="" de="" ldh="" din="" sângele="" animalelor.="" rezultate="" similare="" au="" fost="" raportate="" și="" într-un="" alt="" studiu="" în="" care="" șobolanii="" obosiți="" tratați="" cu="" extract="" de="" apă="" din="" tărâțe="" de="" orez="" fermentate="" au="" arătat="" o="" scădere="" a="" nivelurilor="" serice="" de="" ldh="" (kim="" et="" al.,="">