高強度運動ラットにおけるウメ酢の抗疲労効果

Mar 18, 2022

キム・ジョンホ1、チョ・ヒョンドン2、ウォン・ヨンソン3、ホン・ソンミン4、クァン・ドグ・ムーン1、ソ・クォンイル3 *


1慶北大学校大学校食品科学技術学部、大邱41566、韓国。 kimjeoho90@gmail.com(J.-HK); kdmoon@knu.ac.kr(K.-DM)

2 Institute of Agricultural Life Sciences, Dong-A University, Busan 49315, Korea; chd0811@hanmail.net
3東亜大学食品バイオテクノロジー学部、釜山49315、韓国。 wonys@dau.ac.kr
4 College of Pharmacy and Gachon Institute of Pharmaceutical Science, Gachon University, Incheon 21936, Korea; hongsm0517@gmail.com

*対応:kseo@dau.ac.kr; 電話:プラス82-51-200-7565



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概要


今日では、さまざまな原材料とバイオテクノロジーのプロセスを使用して、新しいタイプの酢が開発されています。 ウメの実は東アジアに広く分布し、倦怠感の民間薬として使用されています。 この研究では、ウメ酢(PV)を2段階発酵で製造し、C2C12筋芽細胞と高強度運動ラットによる抗疲労活性を評価しました。 PVの投与は、座りがちな対照群および運動した対照群と比較して、PVを補給したラットの肝臓および筋肉におけるランニング持久力およびグリコーゲン蓄積を有意に改善しました。 さらに、PV補給は、アンモニア、無機リン酸塩、乳酸など、倦怠感に関連する血清バイオマーカーを低下させました。 PV投与ラットは、より高い乳酸デヒドロゲナーゼ活性とグルタチオンペルオキシダーゼ活性、およびより低いクレアチンキナーゼ活性とマロンジアルデヒドレベルを示しました。 さらに、PV中のフェノール化合物はHPLC分析を使用して同定されました。 PVで分析されたフェノール酸は、プロトカテク酸、シリング酸、クロロゲン酸、およびその誘導体でした。 これらの結果は、抗酸化特性を備えたPVの投与が、疲労したラットの疲労回復の改善に寄与することを示しています。 この研究の結果は、さまざまな生物活性成分を含むPVが、高強度の運動によって引き起こされる倦怠感に対する機能性材料として使用できることを示唆しています。


キーワード:ウメ; お酢; 抗疲労効果; 高強度の運動; フェノール酸





Cistanche

1.はじめに


ウメジーブ。 maesil、ume、meiziとして知られるet Zucc。は、韓国、日本、中国で広く栽培されており、消化、喉の渇き、解毒、嘔吐、発熱の民間療法として長い間使用されてきました[1 ]。 マエシルの薬理学的および生物学的活性に関する以前の研究は、フリーラジカルスカベンジャーの潜在的な供給源として、インフルエンザAウイルスおよびヘリコバクターピロリの運動性の阻害剤として、および炎症誘発性メディエーターとして、ならびにその能力としてそれを調査した。血液の流動性を改善するため[1–3]。 さらに、メシル抽出物は訓練されたラットで抗疲労活性を発揮することが示されています[4]。 メシル抽出物を使用した研究は数多くありますが、メシルを使用した加工食品に関する研究は十分に検討されていません。 したがって、この研究は、マエシルを使用して酢を開発し、その抗疲労活性を調査することを目的とした。 酢は、レリッシュや伝統的な薬として長い間使用されてきたアルカリ性の製品です[5]。 最近では、お客様のニーズを満たすために、基本的な供給源と技術を使用して多くの種類の酢が開発されています。 酢の主成分は、抗酸化作用、降圧作用、抗高血糖作用、抗菌作用など、多くの有益な効果を示しているため、世界中で広く消費されています[6–9]。 さらに、以前の研究では、酢酸の投与は運動中の消耗したラットの肝臓と骨格筋のグリコーゲン補充を高め、経口補給された酢酸は馬の激しい運動後に筋肉グリコーゲン合成を誘発することが示されています[10,11]。 これらの研究は、継続的に補充された酢が持久力運動能力と身体的疲労からの回復に貴重な効果を引き出すことを示唆しています。 しかし、マエシルビネガーの抗疲労効果の根底にある生理学的変化はまだ完全には理解されていません。


多くの人が経験しているほとんどの地域社会で一般的な症状である倦怠感は、自発的な活動の開始または維持の困難、および運動パフォーマンスの低下と見なされます[12]。 多くの研究は、倦怠感や運動を考えるときにさまざまな要因が重要であることを示しています。 たとえば、激しい運動による倦怠感は倦怠感に関連しており、これは作業筋の能力がひどく損傷していることを示しています[13]。 さらに、高強度の運動は、肝臓や筋肉のグリコーゲンなどのエネルギー源の減少、および体内の細胞内アシドーシスによる筋肉疲労を誘発する乳酸、無機リン、アンモニアなどの代謝物の蓄積を誘発します[12 、14]。 したがって、運動による倦怠感からの回復には、身体の損傷を修復し、運動中に蓄積した代謝物を排除する必要があります。 さらに、酸化ストレスは、慢性疲労、皮膚の老化、糖尿病、癌、アルツハイマー病などのさまざまな慢性疾患を引き起こすことが報告されています[15–18]。 これらの理由から、研究者は、疲労の軽減や副作用の少ない運動持久力の向上など、身体能力を向上させる能力について天然物を調査しました。 そのため、本研究では、ナシ果汁を原料としたマエシルを用いた二段階発酵により、高レベルの有機酸とアミノ酸を含む酢を製造しました。 次に、ウメ酢(PV)の抗疲労活性を、in vitroでの細胞生存率とグリコーゲン蓄積の影響、およびinvivoでの疲労関連バイオマーカーの変化に基づいて推定しました。




Acteoside of Cistanche

2.材料とMethods


2.1。 材料


Prunus mumejuice(PJ)は、Choらの方法で生産されました。 [19]。 P. mumeの果実(maesil)は、Korea Maesil Organization(Suncheon、Korea)から入手しました。 Maesilを選別し、水で細心の注意を払って洗浄し、粉砕してから0 .1パーセント(w / v)ペクチナーゼ(Pectinex Ultra AFP、スイス、ノボザイムズ、1 0、000 Pectu / g)40◦Cで2時間細胞壁を破壊する。 次に、反応したマエシルを3500×gで15分間、4°Cで遠心分離しました。 ろ紙(Whatman No.2、8 µm)を使用して上澄みをろ過し、ロータリーエバポレーターで30°Cで56〜60°Brixに達するまで濃縮しました。 梨抽出物はESfoodCo.(Gunpo、Korea)から入手し、品質を維持するために4°Cで保存しました。 その特性は次のとおりです。69◦Brix、pH 3.4〜3.6、および0.52〜0.61パーセントの酸性度。 Saccharomyces cerevisiaeKCCM11306およびAcetobacteracetiKCCM 12654は、韓国微生物培養センター(ソウル、韓国)から入手しました。


2.2。 PVの生産


PJを用いたアルコールおよび酢酸発酵は、バッチ培養により3回行った。 アルコール発酵を開始する前に、30mLのPJと750mLの蒸留水を混合し、ナシ抽出物で最初のブロスとして16◦Brixに強化しました。 アルコール発酵工程では、Saccharomyces cerevisiae KCCM 11306(5%、v / v)をスターターとして3%(v / v)PJに接種した後、30°Cのインキュベーターで2日間培養しました。 アルコール発酵の最後に、Prunus mumeワイン(PW)を110 mmのポアサイズのろ紙でろ過し、Acetobacter aceti KCCM 12654(10%、v / v)を使用した振とうインキュベーターで30°C、200°Cで現像しました。 10日間rpm。 アセトバクターを除去するために、PVを1700×gで5分間遠心分離した後、上清を分離しました。 その結果、総酸性度5.7%のPVが開発され、4°Cで保管されました(図S1)。


2.3。 PVの物理化学的性質


2.3.1。 PVの総酸性度、アルコール含有量、および糖含有量


PVのアルコール含有量はGay-Lussac比重計で測定しました。 簡単に説明すると、フラスコから1 0 0 mLのPVを取り出し、1800×gで10分間遠心分離して、Saccharomyces cerevisiae KCCM 11306を取り除きました。次に、上清を蒸留し、蒸留水で100mLに再調整しました。 次に、留出物の温度を15℃に達するまで冷却し、その後、アルコール比重計を使用してアルコール含有量を測定しました。 PVの糖度は、携帯型屈折計(アタゴポケットPAL -3、アタゴ株式会社、深谷、埼玉、日本)を使用して測定した。 最後に、PVの全酸性度を、希釈したサンプルを0.1 N NaOHでpH8.3まで滴定することにより分析し、酢酸の量として表した。


2.3.2。 PV中の有機酸と遊離アミノ酸の含有量


有機酸の組成は、高速液体クロマトグラフィー(島津製作所、モデルプロミネンス、京都、日本)によって決定された。 有機酸の分離は、PL Hi-Plex Hカラム(7.7×3 0 0 mm、Agilent Co.、米国カリフォルニア州サンタクララ)を使用して65°Cで行いました。 移動相は5mMH2SO4で構成され、流速は0.6 mL/minで一定に保たれました。 各有機酸と一致するクロマトグラフィーピークは、保持時間を各標準の保持時間と比較することによって特定されました。 遊離アミノ酸含有量は、Hitachiカスタムイオン交換樹脂(2622 SC PF、4.6×60 mm)が充填されたイオン交換カラムを備えたアミノ酸自動分析装置(L -8900、日立、東京、日本)を使用して分析しました。 カラムはカラムオーブンで50°Cに維持され、反応器の温度は135°Cでした。 移動相の場合、バッファーセット(PF -1、PF -2、PF -3、PF -4、PF -6、PF-RG、R { {25}}およびC1、関東株式会社、東京、日本)を1 mL/minの流速で使用しました。 各遊離アミノ酸は、保持時間をアミノ酸混合物標準溶液タイプAN-IIおよびBの保持時間を比較することによって特定されました。

(富士フイルム和光純薬株式会社、大阪、日本)。


2.4。 invitroでの細胞毒性とグリコーゲン蓄積


2.4.1。 細胞培養と分化


C2C12細胞(マウス筋芽細胞)は​​、アメリカンタイプカルチャーコレクション(ATCC、ロックビル、ノースダコタ州、米国)から購入しました。 細胞は、10%ウシ胎児血清(FBS)、ペニシリン(100 IU / mL)、およびストレプトマイシン(100 µg / mL)を添加したダルベッコ改変イーグル培地(DMEM)(Gibco、Life Technologies、ニューヨーク州グランドアイランド、アメリカ合衆国)。 C2C12細胞は、5%のCO2条件で加湿雰囲気下、37°C​​で培養されました。 次に、分化を誘導するために、コンフルエントな細胞の70%を、2%の馬血清(HS)と10 µg / mLのインスリンを添加したDMEMで、2日ごとに培地を交換しながら3日間培養しました。


Echinacoside of Cistanche

2.4.2。 スルホローダミンB(SRB)アッセイ


細胞増殖は、スルホローダミンB(SRB、Sigma、セントルイス、ミズーリ州、米国)アッセイによって評価されました。 C2C12細胞を1×104cells / wellで48-ウェルプレートに播種し、培地を切り替えることで分化させました。 次に、細胞を0。1–0.4 µg / mLのPVとともに、5%CO2加湿インキュベーター内で37°Cで3日間インキュベートしました。 処理後、培地を廃棄し、細胞を室温で1時間SRB溶液で染色し、1パーセント酢酸を使用して5回洗浄した。 各ウェルを10mMTrisで可溶化し、マイクロプレートリーダー(Molecular Devices、Inc.、San Jose、CA、USA)によって540nmで測定しました。


2.4.3。 インビトログリコーゲンコンテンツ


C2C12筋芽細胞におけるグリコーゲン蓄積に対するサンプルの影響を評価するために、細胞内のグリコーゲン含有量を、グリコーゲンアッセイキット(Cell Biolabs、Inc.、San Diego、CA、USA)を使用して決定しました。 アミログルコシダーゼはグリコーゲンをグルコースに加水分解し、グルコースはグルコースオキシダーゼによって酸化され、過酸化水素を生成します。 過酸化水素は比色プローブで検出されます。 マイクロプレートリーダーを使用して540nmで色を測定し、標準曲線を使用してグリコーゲン含有量を計算しました。


2.5。 動物実験計画


2.5.1。 動物と食事


4週齢のオスのSprague-Dawley(SD)ラットは、Hyo-Chang Science Inc.(Busan、Korea)から購入しました。 ラットを個別にアクリルケージに分け、22±2°Cで12時間の明暗サイクルで飼育しました。 実験期間中、すべてのラットに市販のチャウチャウのペレットを与えた。 次に、ラットをランダムに5つのグループ(n=6)に分けました。座位コントロール(SC)、運動コントロール(EC)、および3%凝縮ウメジュース(PJ)、5%PVを蒸留水で希釈した運動ラットを投与しました。水(PV5)および蒸留水(PV7.5)で希釈された7.5パーセントのPV。 すべてのグループは、実験期間中、7 mL / kg体重の濃度で経口投与され、ヒトの1日あたりの摂取量を考慮しました。 高濃度の酢酸の補給は、ラットの腸の炎症を引き起こす可能性があります。 実験ではPV7.5を高濃度として使用しました[12]。 SCおよびECラットに等量の蒸留水を投与した。 その後、すべてのラットはトレッドミルで走るように誘発されました。 実験中、ラットは実験期間の最後の12時間まで餌と水を自由に摂取でき、その時点で餌は差し控えられた。 すべてのラットは、実験動物の世話と使用に関する東亜大学のガイドライン(DIACUC -17-1)に厳密に従って治療されました。


2.5.2。 段階的な負荷のある運動プログラムと実行中の持久力テスト


SCグループを除くすべてのラットは、トレッドミル(Daejong Instrument Industry、ソウル、韓国)を使用して、09:00から13:00まで週6日、4週間の段階的負荷運動プログラムを通じてトレーニングされました。 。 このプログラムでは、1週目から4週目まで、それぞれ20 m / minで10分間、25 m / minで20分間、30 m / minで20分間、35 m/minで30分間のランニングで強度を徐々に上げていきます。 ラットが疲れ果てて走ることができなくなったとき、トレッドミルの端にある電気ショックボードがラットを動かし続けるように調整しました。


実験期間の終わりに、ラット(n=6)は、使い果たされるまで40 m / minで走ることを余儀なくされ、走りの持久力を決定するために、それらの走りの記録が記録されました。 すべてのラットは、10秒以上電気ボード上にとどまったときに消耗したと評価されました。 他の人(n=6)は、40 m/minの速度で60分間トレッドミルに配置されました。 実験後、ラットをエチルエーテルで犠牲にし、血液サンプルを下大静脈から収集し、室温で2時間置き、次に2500×gで20分間遠心分離して血清サンプルを分離した。 肝臓と腓腹筋を集め、生理食塩水ですすいだ。 すべてのサンプルは、-80°Cで冷凍庫に保管されました。


2.6。 生化学的パラメータ


2.6.1。 倦怠感に関連するバイオマーカー


血清無機リン酸塩およびアンモニアのレベルは、Biovision Inc.(Milpitas、CA、USA)を使用して評価されました。 血清中の乳酸レベルは、乳酸アッセイキット(Bioassay Systems、Hayward、CA、USA)を使用して決定されました。


Flavonoids of Cistanche

2.6.2。 肝臓と筋肉のグリコーゲンレベルの分析


グリコーゲン含有量は、Choらによって記載された方法に従って分析された。 [5]。 簡単に説明すると、肝臓と筋肉の0.2gの組織を400 µLの30%水酸化カリウム溶液と反応させ、30分間煮沸した後、25°Cで冷却しました。 次に、1 mLのエタノールを混合物に加え、6000×g、4°Cで15分間遠心分離しました。 続いて上澄みを除去し、ペレットを0.5mLの蒸留水と混合し、その後、0.2パーセントのアントロン溶液を加えてグルコースを加水分解した。 最後に、分光光度計を使用して620nmで吸光度を測定しました。



2.6.3。 筋肉乳酸デヒドロゲナーゼ(LDH)および血清クレアチンキナーゼ(CK)活性の活性


乳酸代謝に関連する筋肉バイオマーカーを評価するために、ラットの後肢から腓腹筋を調製しました。 簡単に説明すると、5mlの10 0mMリン酸カリウム緩衝液を0.1gの筋肉組織に添加し、その後サンプルをホモジナイズしました。 次にホモジネートを10、000×g、4°Cで15分間遠心分離し、上清を分析に使用しました。 LDHおよびCKの活性は、比色キット(Bioassay Systems、Hayward、CA、USA)によって決定されました。


2.6.4。 マロンジアルデヒド(MDA)およびグルタチオンペルオキシダーゼ(GPx)活性のレベル


MDAレベルとGPx活性は、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)で凍結肝臓の0.1gのアリコートをホモジナイズすることによって評価されました。 ホモジナイズ後、サンプルを3500×g、4°Cで10分間遠心分離し、上清を分析に使用しました。 MDAレベルとGPx活性は、比色キット(Biovision Inc.、Milpitas、CA、USA)を使用して測定しました。


2.7。 総フェノール含有量(TPC)の決定


PVのTPCは、いくつかの変更を加えたFolin–Ciocalteu比色法によって決定されました[19]。 簡単に説明すると、PVをFolin-Ciocalteu試薬と反応させ、炭酸ナトリウム溶液で中和しました。 次に、青色の吸光度を分光光度計で760nmで測定した。 標準として、没食子酸(Sigma-Aldrich、純度> 99%)を使用し、TPCはmg没食子酸当量/ g(mg GAE / g)PVとして表されました。


2.8。 HPLC分析


HPLC分析のサンプル準備では、1 0mLのPVを0。2µm PVDFシリンジフィルター(Advantech、東京、日本)でろ過し、ロータリーエバポレーター(EYELA)で37°Cで濃縮しました。 、 東京、日本)。 次に、PV濃縮物を5 0 mg/mLの蒸留水で希釈しました。 PV中のフェノール化合物の含有量は、溶媒デリバリーユニットLC -20 A、オートサンプラーSIL -20 Aを含むHPLC-PDA(Shimadzu Inc.、Walnut Creek、CA、USA)によって同定されました。フォトダイオードアレイ検出器SPD-M20A、およびUV-VIS検出器SPD-20A。 カラム温度は、CTO-20Aカラムオーブンで40°Cに維持されました。 10 µLのサンプルを注入した後、Phenomenex C18カラム(5 µm、250mm×4.6mm ID)で分離を行いました。 化合物の検出と定量化のために、フォトダイオード検出器で205、210、216.8、および324.9nmでクロマトグラムを記録しました。 分離プロセスは、水中の0.1%トリフルオロ酢酸(溶媒A)とアセトニトリル(溶媒B)からなる3成分移動相グラジエントを1 mL/minの流量で使用して実行しました。 溶媒Aのパーセント組成は、92%で10分間、80%で50分間維持され、その後徐々に0%に15分間低下し、最後に95%に20分間上昇しました。 フェノール化合物、プロトカテク酸、シリング酸、クロロゲン酸、ネオクロロゲン酸、およびクリプトクロロゲン酸は、それぞれ8.738、23.784、18.663、9.660、および20.395分の保持時間範囲で溶出されました。 すべての標準化合物は、Chengdu Must Bio-Technology Co.、Ltd.(中国、成都、純度> 98%)から購入しました。


2.9。 統計分析


すべてのデータは平均値として表示されます±SEデータは、SPSS(シカゴ、イリノイ州、米国)ソフトウェアを使用した一元配置分散分析、およびダンカンの多重範囲検定を使用した平均値間の差異の決定によって評価されました。 値は、p<>


Cistanche can relieve muslce fatigue

3。結果と考察


3.1。 PV中の有機酸と遊離アミノ酸の含有量


発酵酢の主な味覚化合物は、発酵によって生成された有機酸と、発酵中にタンパク質が加水分解されて生成された遊離アミノ酸で構成されています[20]。 PVには、有機酸、酢酸、シュウ酸、クエン酸、コハク酸、リンゴ酸、乳酸がそれぞれ4034.46、72.76、1530.65、1075.51、140.95、390.87 mgパーセント含まれていました(表1)。 さらに、PVには多くの遊離アミノ酸、すなわちアスパラギン酸、チロシン、フェニルアラニン、ヒスチジン、リジン、アルギニンが含まれていました。 アスパラギン酸、チロシン、フェニルアラニン、ヒスチジン、リジン、アルギニンの含有量は、それぞれ7.56、5.46、4.43、32.93、4.11、20.76ppmでした。 二段階発酵後、PVはPJよりも高い有機酸、特に酢酸、および遊離アミノ酸含有量を示しました。 以前の研究と比較して、ソルガムを含む市販の酢の有機酸の含有量は、酢酸(3600 mgパーセント)、シュウ酸(16.62 mgパーセント)、クエン酸(49.7 mgパーセント)、コハク酸(92.5 mgパーセント)、リンゴ酸で構成されていました。酸(27.83 mgパーセント)および乳酸(820 mgパーセント)[21]。 PVには、遊離アミノ酸(23.4 ppm)、チロシン(検出されない)、フェニルアラニン(313.9 ppm)、ヒスチジン(4.6 ppm)、リジン(460.3 ppm)を大量に含むニンニクビネガーよりも遊離アミノ酸の量が少なく含まれていました。アルギニン(65.0ppm)。 Naetal。 (2013)は、発酵酢の品質特性はさまざまな成分に依存し、クエン酸、コハク酸、リンゴ酸、チロシン、ヒスチジンの量が多く、アスパラギン酸、フェニルアラニン、リジン、アルギニンの量が少ないことに関連していると報告しました。他の発酵酢と比較してPVで観察されました[22]。 全体として、ナシ抽出物で強化されたPJで発酵されたPVは、大量の有機酸とさまざまな遊離アミノ酸含有量を含んでいることを示しています。


1

表1。ウメ酢(PV)に含まれる有機酸と遊離アミノ酸の含有量。


3.2。 PV中のフェノール化合物の同定と定量


PVのTPCは25でした。86mgGAE / g(データは示していません)。 PVに存在するフェノール化合物をさらに特定するために、HPLC-PDA分析を実施しました。 0。08、0。22、0。37、0.82、および1.36の濃度のプロトカテク酸、シリング酸、クロロゲン酸、ネオクロロゲン酸、およびクリプトクロロゲン酸。 mg / gは、それぞれ、HPLC分析を使用して、各標準フェノール酸と比較して同定されました(図1)。 この結果は、クリプトクロロゲン酸とネオクロロゲン酸がPVの主なフェノール酸であることを示しています。 多くの研究で、フェノール化合物が抗酸化剤、抗癌剤、抗糖尿病剤などの機能特性に影響を与えることが報告されています[23–25]。 元らによって行われた関連する研究では。 (2019)、クロロゲン酸、ルテオリン、チコール酸を含むポリフェノールが豊富なSonchus arvensis抽出物は、運動訓練を受けたマウスの抗酸化酵素活性とグリコーゲン合成を改善しました[26]。 大量のポリフェノールとフラボノイドを含むAbelmoschusesculentusMoench種子の水性抽出物は、体重負荷水泳試験後、マウスで有意な抗酸化作用と抗疲労作用を示しました[27]。 また、5- HMF、ネオクロロゲン酸、プロトカテク酸、シリング酸などのフェノール化合物が、結腸直腸癌細胞に対して阻害効果を示したペクチナーゼ処理ウメ果実濃縮物で同定されました[19]。 フェノール化合物の抗疲労活性の背後にある分子メカニズムを調査するにはさらなる研究が必要ですが、この結果は、PVの抗疲労活性がプロトカテク酸、シリング酸、クロロゲン酸などのフェノール化合物に関連していることを示しています。その派生物。


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3

図1。ウメ酢(PV)中のフェノール化合物をHPLCで分析しました。 プロトカテク酸(205 nm、8.774分); シリング酸(216.8 nm、23.857分); クロロゲン酸(326.1 nm、18.663分); ネオクロロゲン酸(324.9 nm、9.660分); クリプトクロロゲン酸(326.1 nm、20.395分)。


3.3。 C2C12筋芽細胞における細胞増殖とグリコーゲン蓄積に対するPVの影響


骨格筋は、体内のエネルギー生成をサポートする上で重要な役割を果たします[27]。 図2に示すように、C2C12筋芽細胞でのPVの細胞毒性とグリコーゲン蓄積を評価しました。 PVの細胞毒性を評価するために、SRBアッセイをC2C12筋芽細胞で実施し、分化後、細胞をさまざまな濃度のPV(0。1、0。2、{{1 {{ 12}}}}。3および0。4µg / mL)を48時間(図2A)。 PVで処理されたC2C12筋芽細胞の細胞生存率は95%を超えており、コントロールと比較して有意差がないことを示しています。 C2C12筋芽細胞のグリコーゲン含有量を評価するために、細胞溶解物を使用したグリコーゲンアッセイを実施しました。 図2Bに示すように、C2C12筋芽細胞のグリコーゲン含有量は、PVによって用量依存的に有意に増加しました。 ただし、0。4 µg / mLの用量でのPVの処理では、0.3 µg/mLのPVと比較して有意差は示されませんでした。 これらの結果は、PV治療が骨格筋における非細胞毒性濃度でグリコーゲン蓄積を増強できることを示唆しました。


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図2。C2C12筋芽細胞における(A)細胞増殖および(B)グリコーゲン蓄積に対するPVの影響。 データ値は平均値±SE(n=3)として表されます。 バーの文字が異なれば、大幅に異なります(p <0>


3.4。 トレッドミルの稼働時間に対するPVの影響


消耗するまでの実行時間は、倦怠感の回復を表す運動能力のマーカーです[5]。 この研究では、トレッドミルを使用した運動トレーニングプログラムをラットで4週間実施しました。 高強度の運動から倦怠感まで、すべてのグループでSCラットと比較して大幅に増加したランニング持久力が明らかになり、PV7.5はすべてのグループの中で最長のランニング時間を記録しました(図3)。 Reidy&Rasmussen(2016)は、アミノ酸の補給が、抵抗運動後のヒト骨格筋におけるタンパク質合成の誘導を介して運動パフォーマンスを向上させることを報告しました[28]。 この結果は、PVが高強度の運動ラットの持久力を効果的に増加させたことを示しています。


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図3。走行耐久時間に対するPVの影響。 データ値は、平均値±SE(n {{0}})として表されます。 SC:座りがちなコントロール、EC:運動コントロール、PJ:ウメジュース、PV5:5%ウメ酢飲料、PV7.5:7.5%ウメ酢飲料。 バーの文字が異なれば、大幅に異なります(p <>


3.5。 倦怠感に関連する血清バイオマーカーに対するPVの影響


身体的倦怠感の発生は、運動中のエネルギー不足に関連しています。 激しい運動では大量のエネルギー、水分、アミノ酸が消費されるため、スポーツドリンクは水分とタンパク質の再合成のバランスを維持するのに役立ちます[29]。 このため、PVは運動による倦怠感を改善するスポーツドリンクとして利用できます。 さらに、細胞内アシドーシスは、乳酸と無機リン酸塩の蓄積に起因する筋肉疲労を誘発します[12]。 激しい運動中、血清アンモニア、無機リン酸塩、乳酸などの疲労に関連する血清バイオマーカーが蓄積し、細胞内アシドーシスの結果として筋肉疲労を引き起こします[30]。 したがって、倦怠感の低下は、ランニングタイムの増加と倦怠感バイオマーカーの減少に関連しています。 解糖とエネルギー生成の基質としてよく知られている肝臓と筋肉のグリコーゲンは、エネルギーの枯渇に対する最初の防御として機能します[5]。 したがって、グリコーゲンは倦怠感の指標の1つです。 PV7.5グループの血清アンモニア、無機リン酸塩および乳酸塩のレベルは、64.57 ug / mL、2.98 mM、および1.21 mMでした(図4A–C)。 これらの値は、ECグループと比較してそれぞれ28.22パーセント、25.91パーセント、18.24パーセント大幅に減少しました。 ECラットの血清バイオマーカーと比較した場合、SCラットとPJラットは有意差を示さなかった。 伏見ほか (2001)酢の補給がラットの運動後の血清乳酸とアンモニアを有意に減少させたことを報告しました、そして、Stephens等。 (2008)酢酸塩の経口投与がブタの血中乳酸のレベルを改善したことを報告しました[31,32]。 これらの結果に基づくと、PV中の高レベルの有機酸とさまざまな遊離アミノ酸が、血清アンモニア、無機リン酸塩、乳酸の調節に影響を及ぼしている可能性があります。 したがって、PV投与は、運動訓練を受けたラットの倦怠感関連の血清バイオマーカーを調節することにより、効果的に倦怠感抑制効果を発揮しました。


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図4。消耗したラットの血清(A)アンモニア、(B)無機リン、および(C)乳酸に対するPVの影響。 データ値は、平均値±SE(n {{0}})として表されます。 SC:座りがちなコントロール、EC:運動コントロール、PJ:ウメジュース、PV5:5%ウメ酢飲料、PV7.5:7.5%ウメ酢飲料。 バーの文字が異なれば、大幅に異なります(p <>


3.6。 グリコーゲン蓄積の変化に対するPVの影響


肝臓と筋肉のグリコーゲンに対するPVの影響を図5に示します。 ECグループは腓腹筋グリコーゲンの含有量が高いことを示しましたが、SCグループとECグループの間に有意差はありませんでした(図5A)。 ただし、ECおよびPV7.5グループと比較して、グリコーゲン含有量の大幅な上昇(34.25パーセント)が観察されました。 肝臓のグリコーゲン含有量も、PV7.5の補給に応じて、ECグループと比較して最大24.21パーセント増加しました(図5B)。 以前の研究では、酢酸の経口補給は、ラットと馬の運動後の肝臓と筋肉でのグリコーゲン合成を促進することが報告されています[10、11、31]。 したがって、この結果は、肝臓と筋肉のグリコーゲンレベルの増加が、高強度の運動ラットの抗疲労活性に関連している可能性があることを示唆しています。

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図5。 消耗したラットの(A)筋肉と(B)肝臓のグリコーゲン蓄積に対するPVの影響。 データ値は、平均値±SE(n {{0}})として表されます。 SC:座りがちなコントロール、EC:運動コントロール、PJ:ウメジュース、PV5:5%ウメ酢飲料、PV7.5:7.5%ウメ酢飲料。 バーの文字が異なれば、大幅に異なります(p <>


3.7。 LDHおよびCK活性の変化に対するPVの影響


乳酸デヒドロゲナーゼ(LDH)は解糖系の酸化還元酵素であり、乳酸からピルビン酸への可逆的変換を触媒します[33]。 血清クレアチンキナーゼ(CK)は、筋肉の損傷を示す重要な酵素です[34]。 したがって、我々は筋肉の損傷のレベルを評価するために筋肉のLDHと血清CKのレベルを評価しました。 ECラットの腓腹筋LDHレベルは、SCグループと比較した場合に有意差はありませんでした(図6A)。 PV7.5を投与されたラットのLDH活性は、ECグループと比較して27.75パーセント有意に増加しました。 図6Bに示すように、SCグループの血清CKレベルは60.35 U/Lでした。 EC群のCK値は54.71U/ Lであり、SC群の比較と有意差はなかった。 ただし、PV7.5の補給は、ECラットと比較してCKレベルを35.66パーセント大幅に減少させました。 同様の研究で、ウメ抽出物は、訓練を受けたラットのLDH活性の増加と血清バイオマーカーの調節を介して疲労回復を改善し、筋肉の緊張によって引き起こされる筋肉損傷に応答して血清CKを増加させ、疲労を誘発しました[4,35]。 これらの発見は、PV投与が筋細胞における乳酸の代謝を促進することによって疲労を防ぎ、ラットの血清疲労マーカーのレベルを下げることによって筋肉の損傷を減らすことを示唆しています。


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図6。運動によって消耗したラットの(A)乳酸デヒドロゲナーゼおよび(B)クレアチンキナーゼ活性に対するPVの影響。 データ値は、平均値±SE(n {{0}})として表されます。 SC:座りがちなコントロール、EC:運動コントロール、PJ:ウメジュース、PV5:5%ウメ酢飲料、PV7.5:7.5%ウメ酢飲料。 バーの文字が異なれば、大幅に異なります(p <>


3.8。 肝臓のMDAレベルとGPx活性の変化に対するPVの影響


筋肉の損傷は、抗酸化酵素の活性とMDAレベルの変化を引き起こします[34]。 MDAは、酸化ストレスによって誘発される脂質過酸化の副産物の1つです。 抗酸化酵素と脂質過酸化の変化を観察するために、消耗した運動ラットにPVを投与して肝臓組織のMDAとGPxレベルを測定しました。 その結果、PVの投与に応じて大きな変化が見られました。 具体的には、ECグループのMDA含有量はSCグループと比較して10%減少しました(図7A)。 PJ、PV5、およびPV7.5の投与により、ECグループと比較してMDA含有量がそれぞれ18.35パーセント、20.36パーセント、および25.05パーセント減少しました。 GPx活動の激しい運動誘発性の有意な増加の下でのPVの投与(図7B)。 肝臓では、PV7.5治療によりGPx活性が19.65%および41.14%有意に増加しましたが、PV5はECラットと比較して差がありませんでした。 以前の研究では、抗酸化物質の外因性サプリメントと抗酸化食は、徹底的な運動後のアスリートの酸化ストレスのレベルを低下させました[36]。 抗酸化剤の投与は、運動後の人間の筋肉痛を防ぎます[37]。 さらに、中国の黒酢は、活性酸素種の阻害を介して抗酸化活性を誘発し、SODおよびCAT活性を増加させました[38]。 まとめると、これらの結果は、抗酸化作用のある酢の補給が倦怠感の回復を促進することを示唆しています。 したがって、PVの抗疲労活性は、消耗したラットの抗酸化酵素の調節に関連している可能性があります。


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図7。運動によって消耗したラットの(A)マロンジアルデヒドおよび(B)グルタチオンペルオキシダーゼ活性に対するPVの影響。 データ値は、平均値±SE(n {{0}})として表されます。 SC:座りがちなコントロール、EC:運動コントロール、PJ:ウメジュース、PV5:5%ウメ酢飲料、PV7.5:7.5%ウメ酢飲料。 バーの文字が異なれば、大幅に異なります(p <>




4.結論


この研究では、さまざまな遊離アミノ酸と有機酸を含むPVが、2段階の発酵プロセスによって開発され、C2C12筋芽細胞における細胞毒性とグリコーゲン蓄積、および高強度後の消耗ラットにおけるinvivo抗疲労効果の分析によって評価されました。エクササイズ。 高レベルのグリコーゲン蓄積がinvitroで観察され、PVの投与は、疲労したラットの血清疲労バイオマーカーと筋肉損傷マーカーの調節によって疲労の予防に貢献しました。 さらに、PV中のプロトカテク酸、シリング酸、クロロゲン酸誘導体などのフェノール化合物が同定されました。 まとめると、PVは高強度の運動によって引き起こされる疲労に対する機能性材料として使用されることが期待されるかもしれません。


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