植物エキス中の植物由来の抗疲労ペプチドに関する研究の進展

要約：植物由来抗疲労ペプチド植物タンパク質から抽出された生理活性ペプチドで、疲労に抵抗したり緩和したりします。 植物由来抗疲労ペプチドの由来、作用機序、評価方法、応用製品をまとめ、今後の展開を展望した。

キーワード: 植物; 生理活性ペプチド;抗疲労;作用機序; 評価方法

倦怠感身体的または精神的な疲労の期間の後に人体によって生成される複雑なメカニズムを伴う生理学的現象であり、通常は筋肉または臓器の一時的な生理学的機能障害をもたらし、特定の現象には眠気、不注意などがあります。 [1-2 ] . 現代社会の発展に伴い、疲労は多くの人々の生活の質に影響を与える問題となっています。 世界人口の 35% 以上が疲労を感じており、そのうち 60% を中年男性が占めています。 吸収され、毒性や副作用が少ない抗疲労ペプチドは、研究のホットスポットの 1 つになっています [3]。

の抗疲労ペプチド植物から分離されたものは、豊富なソース、豊富な種類、および高いコストパフォーマンスを備えています。 その吸収メカニズムは、個々のタンパク質やアミノ酸よりも優れており、人間のホルモン分泌の調節、生体内の酵素の促進または阻害、ミネラルの輸送と吸収の調節および改善など、2 つにはない独自の生理機能を持っています。人体[4-5]で。 伝統的な漢方薬で非常に高い栄養価と薬効を持ついくつかの薬用植物は、研究とテストの結果、抗疲労活性成分を持っていると特定することもできます [6]. さらに、小麦や大豆などの収穫量の多い作物は、加工および抽出後に抗疲労活性食品を調製するために使用することもできます [7-8]。 したがって、植物は研究の高価値抗疲労食品ベースです [9]。

本稿では、近年の植物由来の抗疲労ペプチドの原料、作用機序、評価方法、応用製品などをまとめ、食品分野における機能性ペプチドの研究開発の理論的参考資料を提供することを目的としています。 .

1 植物由来の抗疲労ペプチドの供給源

植物由来の抗疲労活性ペプチドの供給源は、植物原料の種類によって、穀物、豆類、ナッツ類、医薬品原料に大別できます。 表1に示すように、現在、国内外の研究は主に穀物やマメ科植物に焦点を当てていますが、ナッツや医薬品原料に由来する抗疲労ペプチドに関する報告は比較的少ない.

2 抗疲労ペプチドの作用機序

2.1 体内の酸化ストレスを抑える

ほとんどの研究は、人間や動物の身体活動中に体内のフリーラジカルが増加することを示しています. 活性酸素種の産生が過剰になったり、体の抗酸化力が低下したりすると、体内の ROS 代謝がアンバランスになり、DNA 水酸化、組織損傷、タンパク質変性などの酸化ストレスや体内酸化損傷につながります。など、身体の疲労[22-23]につながります。 in vivo での抗酸化能を持つ活性ペプチドは、スーパーオキシドジスムターゼ（SOD）を増やすおよびグルタチオン ペルオキシダーゼ (GSH-Px) の活動により、身体を過酸化物から保護しながら、フリーラジカルを除去する身体の能力を高めることができます。脂質過酸化を避けるにマロンジアルデヒドを発生させる（MDA）、それによって過剰なフリーラジカルによって引き起こされる炎症と過酸化損傷を軽減します.

したがって、そのようなペプチドの補給は、疲労を和らげるおよび身体によって引き起こされる損傷[24]。 さらに、抗酸化特性を持つアミノ酸は、上記の作用機序において重要な役割を果たしている可能性があります。 芳香族アミノ酸 (チロシン、フェニルアラニン、トリプトファンなど) は、プロトンをフリーラジカルに容易に供与することができ、そのようなアミノ酸を含むペプチドは抗酸化能を持つ傾向があります。 疎水性アミノ酸 (配列中の N 末端バリンまたはロイシン、およびプロリン、ヒスチジンまたはチロシンなど) は、ペプチドの抗酸化活性を高めることが示され [25]、これら 2 つのアミノ酸は通常、抗疲労ペプチドに存在します。 . また、動物のNrf2/Keap2シグナル伝達経路を活性化することにより、Nrf2およびHO-1タンパク質の発現がアップレギュレートされ、Keap1の発現がダウンレギュレートされるというメカニズムであることが証明されています。体の酸化ストレスを抑制する [26]。

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2.2 エネルギー代謝への参加と調節

生命活動の過程で体のエネルギーとなる主な物質には、アデノシン三リン酸、クレアチンリン酸、グリコーゲン、血糖などがありますが、エネルギーの供給不足は運動能力の低下や疲労につながる主な要因の一つです。 エネルギー物質は、さまざまな疲労メカニズムとさまざまな程度の疲労を引き起こす可能性があります [27]。 活性ペプチドは人体に消化、吸収、利用されやすく、体のエネルギー物質を素早く補充することができます。

激しい運動は体を低酸素状態にします。 この状態では、解糖の過程で乳酸が生成され、その結果、血中の乳酸が増加し、組織のpHが低下し、酸塩基バランスが崩れ、代謝に影響を与え、運動能力と筋肉の収縮が低下します. 28]。 さらに、一部の運動副産物のレベルの増加は、疲労の出現または悪化につながる可能性もあります[29-30]。 近年の研究では、特定の抗疲労ペプチドが、肝臓や筋肉のグリコーゲン レベルを増加させ、血中の代謝産物のレベルを低下させることで、運動による疲労を軽減できることが示されています [31]。 結論として、グリコーゲン産生の増加と産生された代謝副産物の排除は、抗疲労ペプチドが運動による疲労を軽減する潜在的なメカニズムである可能性があります。

2.3 炎症を抑える

いくつかの研究は、生理学的現象としての疲労が、炎症誘発性サイトカインの増加を特徴とする激しい運動下での体の自発的な炎症反応に関連している可能性があることを示唆しており、そのマーカーにはインターロイキン (IL-1 、IL -6)、腫瘍壊死因子-(TNF-)および陽性急性期タンパク質(CRPおよびエラスターゼなど)[32-33]。 NAM ら [34] は、ブタの胎盤ジペプチドの抗疲労メカニズムを研究し、2 つの短いペプチド、Gly-Leu と Leu-Gly-OH が LSP 刺激による RAW264 を阻害できることを発見しました。 7 細胞におけるTNF-、IL-1およびIL-6の産生

抗疲労ペプチドが炎症反応を抑制し、疲労を軽減することとの関連性は、ある程度証明されています。

さらなる研究により、慢性炎症に対する抗疲労ペプチドの阻害効果は、炎症因子の 2 つの主要なシグナル伝達経路である NF-κB と MAPK の調節に関連している可能性があることが示されました [35]。 たとえば、YE et al。 [36] ナマコから分離された抗疲労ペプチドを強制水泳ラットに投与した後、NF-κB および炎症誘発性サイトカイン (TNF- 、IL1 および IL-6) の発現が減少したことを発見しました。 抗炎症性サイトカイン IL10 のレベルは、腓腹筋で増加しました。 MAJUMDER等。 [37] また、ペプチドが抗炎症効果に関与するシグナル伝達経路を調節することにより、炎症誘発性サイトカインおよび抗炎症性サイトカインの発現に影響を与えることができることを確認しました。 これらの研究は、一部の抗疲労ペプチドが NF-κB および MAPK シグナル伝達経路をブロックすることによって抗疲労効果を発揮する可能性があることを強く示唆しています。

2.4 神経伝達物質の調節

運動による疲労と神経伝達物質との関係については多くの研究がありますが、具体的なメカニズムはまだ不明です。 一般的な理論は、運動誘発性のセロトニン (5-HT)、ドーパミン (DA)、およびノルメチル化 エピネフリン (NE) レベルの変化が運動中の疲労につながるというものです [38]。 いくつかの抗疲労ペプチドは、中枢神経系およびコリン作動系の運動関連神経伝達物質を調節することにより、抗疲労効果を達成する可能性があることが研究により示されています。 例えば、グルタミンが豊富な小麦ペプチドの長期摂取は、マウスの中枢神経系を改善することができます. システムのセロトニン作動性およびコリン作動性システム[39]。 ハンら。 [40] マウスに Leu-Gly と Gly-Leu を経口投与すると、DA レベルが上昇し、試験動物の持久力運動能力が向上することがわかりました。 さらに、運動中の脂肪代謝の加速により、遊離脂肪酸のレベルが増加し、これがタンパク質の結合部位に対するFFAとトリプトファンの間の競合を引き起こし、最終的に体内のセロトニンのレベルの増加につながります.脳[36、41]。

3 抗疲労ペプチドの評価方法

運動誘発性疲労は複雑な全身性症候群であるため、いくつかの in vitro 指標に頼るだけでは、疲労プロセス中の身体のさまざまな変化を特徴付けることが困難です。 したがって、プラットフォームとして動物モデルを使用した研究は、抗疲労ペプチドの効果を評価するために広く使用されています。 効果。

3.1 マウスの遊泳実験

マウスの強制水泳試験は、身体の運動能力を反映できる古典的な行動試験であり、抗疲労ペプチドの機能評価に広く使用されています。 水泳実験の性質は、通常、疲労の程度や状況に応じて決定されます。 たとえば、最も広く使用されている徹底的な水泳テストは、マウスまたはラットが疲労のために水中に沈むまで連続的に泳がせることです。 徹底的な水泳の実験手順は次のとおりです [42]: (1) マウス/ラットに一定量の

抗疲労ペプチド; (2) 適切な量の水の入った水槽に動物を入れ、適切な品質のリードを足/尾に結び付けて泳がせます。 (3) マウスが完全に消耗して落下したことを記録する強制水泳実験は、定量的な時点 (通常 20-30 分) で終了することもできます。この設計は、その後のマウス/ラットのさまざまな生理学的指標の変化を反映できます。同じ強度と持続時間の運動。 43]。

3.2 マウスクライミングロッド実験

ロッドクライミングテストも、その効果を評価するためによく使われる実験です。抗疲労ペプチド. グラスロッド（上端を固定、下端を吊るす）の上で筋肉を緊張状態にし、疲労でぐったりするとグラスロッドから滑り落ち、いよいよ登頂の時を迎える。ロッドを主な評価指標として使用しました。

3.3 ロータロッド実験

ロータロッド実験は、もともと神経に対する薬物の影響をスクリーニングするために設計されたもので、疲労レベルや身体能力の測定にも使用されています [45]。 ロータロッド テストの一般的な手順は次のとおりです。(1) テストの前に、すべてのマウスに数日間の適応トレーニングを行いました。 （２）試験当日、マウスをロータロッドのロータロッドに乗せて試験を開始した。 疲労状態を評価するためのマウスの落下時間の定量的指標の統計分析 [46]。

3.3 マウス尾懸垂実験

マウス尾懸垂試験は通常、体重の重いラットではなくマウスで使用されます (過剰な体重によるラット自身の尾への損傷を避けるため)。 この実験は、動物が闘争から疲労、そして停止へと至るプロセスを経る、やむを得ないストレスの多い環境を作り出すことに基づいています。 したがって、さまざまな試験物質の抗疲労活性は、試験動物が逃避行動を持続しようとする時間の長さの違いを測定することによって評価できます[47]。 テールサスペンション実験は、通常、次の手順に従って行われます

行 [48]: (1) 対象の動物を防音行動ボックスに入れ、尾をつり棒またはラックに掛けます。 (2) ビデオ録画装置を使用して、実験中の動物の行動を記録します (実験時間は通常 6 分です)。 (3) 動物行動解析ファイルによる試験動物の不動時間の統計。

4 抗疲労ペプチドの応用と展望

近年、植物由来ペプチドの原料である低価格、入手しやすさ、分散性の良さから、抗疲労ヘルスケア製品の機能性素材の中核原料として利用されることが多くなっています。

現在、植物由来の抗疲労ペプチドに関する我が国の研究は一定の成果を上げています。 今後は、次の 2 つの方向で推進することができます。 (1) 抗疲労効果のある植物由来製品の開発を増やし、商業生産に適合させる。 (2) 抗疲労ペプチドの作用機序の深堀り、抗疲労活性の明確かつ効果的な評価方法の確立、有効な抗疲労ペプチドの投与により、新たな抗疲労薬の開発を推進-疲労食品および医薬品。