Hyobin Seo

1 Катедра за спорт за свободното време, Национален университет Kyungpook, Sangju, Корея

2 Институт по екология и наука за околната среда, Национален университет Kyungpook, Sangju, Корея

Нам-Хо Лий

1 Катедра за спорт за свободното време, Национален университет Kyungpook, Sangju, Корея

Sungpil Ryu

1 Катедра за спорт за свободното време, Национален университет Kyungpook, Sangju, Корея

2 Институт по екология и наука за околната среда, Национален университет Kyungpook, Sangju, Корея

Резюме

[Предназначение]

Боровата игла е вид лечебно растение, погълнато традиционно за различни цели. Следователно, ние изследвахме антиоксидантните и антиапоптотичните способности на поглъщането на борови игли при плъхове, хранени с висок холестерол и тренирани с издръжливост.

[Методи]

Животните бяха разделени на шест групи като; ПРОТИВ: нормална група за контрол на диетата; EX: група за нормална диета и упражнения; HC: диета с висок холестерол; HCE: тренировъчна група за диета с висок холестерол HCP: група с висок холестерол и борови игли; HCPE: диета с висок холестерол и борова игла, съответно с тренировъчна група. Всяка група се състоеше от седем мъжки плъхове Sprague-Dawley. Групите за обучение по плуване, EX, HCE и HCPE плуваха в плувния басейн 60 мин/ден и 5 дни/седмица в продължение на 5 седмици. По време на периодите на отглеждане, лиофилизирана смес от борова игла на прах с 5% от диетата с висок холестерол се доставя на групите HCP и HCPE. Gastrocnemius мускул се използва като скелетен мускул. Малондиалдехид (MDA), Mn-съдържаща супероксиддисмутаза (Mn-SOD), Cu, Zn, съдържаща супероксиддисмутаза (Cu, Zn-SOD) и глутатион пероксидаза (GPx) бяха анализирани за техните антиоксидантни способности. И накрая, p53, Bcl-2 (В-клетъчен лимфом 2), експресия на каспаза-3 протеин беше анализиран за определяне на антиапоптотичната способност.

[Резултати]

MDA показва ниско съдържание на HCPE в сравнение с HC. Експресията на протеин на Mn-SOD, Cu, Zn-SOD и GPx е значително увеличена чрез поглъщане на борова игла и/или тренировка за упражнения. В допълнение, потискането на експресията на p53 протеин води до повишаване на Bcl-2, последвано от намаляване на каспаза-3 с/без поглъщане на борова игла и тренировка.

[Заключение]

Когато тренировката за упражнения в допълнение към поглъщането на прах от борова игла може да бъде полезен хранителен режим за спортисти и трениращи.

ВЪВЕДЕНИЕ

Диетите с високо съдържание на мазнини и висок холестерол увеличават теглото, концентрацията на липиди в кръвта и холестерола [1]. Известно е, че повишеният вътрешен липид уврежда протеини и клетки, както и ДНК чрез превръщане на реактивни кислородни видове (ROS) като супероксиден анион, водороден пероксид и хидроксилен радикал в малондиалдехид (MDA) [2]. Известно е също така, че образуването на молекули на адипоцити инхибира баланса на про-апоптотичните и анти-апоптотичните фактори и следователно води до повишаване на устойчивостта на апоптоза и причинява заболявания, свързани със затлъстяването [3,4].

Подходящото упражнение във връзка с диетично лечение за превенция на затлъстяването се препоръчва като много важен метод за предотвратяване на метаболитен синдром. Консумацията на кислород по време на тренировка обаче се увеличава до 10-15 пъти, а снабдяването с кислород в мускулните тъкани се увеличава драстично. Също така се увеличава генерирането на окисление от електронната транспортна система [5,6]. Увеличението на ROS ускорява апоптозата на клетките, като нарушава окислението в митохондриалната мембрана и намалява увреждането на ДНК на лимфоцитите [7-9]. Супероксиддисмутазата (SOD), каталазата (CAT) и глутатионпероксидазата (GPX) са ендогенните антиоксидантни ензими, които премахват такива ROS, но тъй като има ситуации, при които техните способности за генериране и действие са надвишени, са необходими екзогенни антиоксиданти. Антиоксидантите значително допринасят за антиоксидантната защита, но тъй като синтезът в организма е невъзможен, тези антиоксиданти задължително трябва да се приемат като хранителни ресурси [10,11]. Следователно, за подобряване на хроничните заболявания и поддържане на здравето, изборът на храна е много важен.

През последните години, поради повишения интерес към приема на холестерол и намаляването на холестерола, беше установено, че са необходими проучвания за ефектите на праха от борова игла и упражнения върху антиоксидантните ензими и клетъчната смърт в комбинация с диети с високо съдържание на холестерол. Следователно в това проучване авторите са възнамерявали да изследват механизма на взаимно действие за антиоксидантната ензимна система и клетъчната смърт чрез използване на прах от борови игли, който е сравнително лесно и евтино да се получи и служи като функционална храна.

МЕТОДИ

Грижа за животните

В това проучване са използвани 42 мъжки SD плъха на възраст четири седмици, получени от Hyochang Science в Тегу. Плъховете се отглеждат индивидуално, а вътрешната среда на помещението за разплод е 23-25 ​​℃. Относителната влажност се поддържа около 60%, а светлината и тъмнината се поддържат на 12-часови интервали от 08:00 до 20:00. Групите бяха разделени на контролна група (CON), контролна диета + упражнения (EX), група с високо съдържание на холестерол + упражнения (HCE), група с високо съдържание на холестерол + борова игла (HCP) и диета с високо съдържание на холестерол + борова игла + група упражнения (HCPE).

Диетичен състав

Боровите иглички бяха приготвени въз основа на диетичния състав на AIN-76, чрез обработка на борови иглички, събрани в Корея, на прах след лиофилизиране. Прахът от борова игла се приготвя чрез добавяне на 5% от определената диета [18]. Плъховете приемаха храната в количества от 10 g, доставени в 8:00 ч. И 20:00 ч. В продължение на един час, и те можеха свободно да пият вода.

Обучение за упражнения

Упражнението се извършва в продължение на 5 седмици, когато плъховете стават на 6-седмична възраст след предварително размножаване. Упражнението за плуване се извършваше 5 пъти седмично, като температурата на водата се поддържаше на 35,0 ± 1,0 ℃ във воден резервоар (30 см широчина × 30 см дължина × 80 см дълбочина) и осигурено пространство, за да може всеки плъх да има достатъчно място за плуване. Отначало упражнението продължи 10 минути и постепенно се увеличаваше всеки ден. До третата седмица упражненията по плуване продължиха 60 минути след тренировка за адаптация.

Вземане на проби

Количествено се определят пробите чрез извличане и отделяне на гастрокнемия след анестезиране с използване на преносима система за анестезия на малки животни. Пробите се екстрахират след гладуване в продължение на 12 часа и се съхраняват във фризера при -80 ℃ до анализ след спиране на мускулната активност в течен азот.

Анализ

Мускулни MDA

0,5 g мускул се хомогенизира с 5 ml HEPES буфер (0,25 M захароза, 0,5 mM EDTA, 5 mM HEPES) чрез измерване на концентрацията на MDA в мускулите. Горната проба се използва за анализ след отделяне на 2 ml от супернатантната течност чрез центрофугиране при 6500 rpm в продължение на 20 минути. След смесване на 500 μl от пробата, отделена за анализ на концентрацията на MDA, с 2,5 ml 10% TCA буфер, сместа се оставя при стайна температура за 10 минути. След това сместа се отделя при 3500 об/мин за 10 минути с помощта на центробежен сепаратор. Супернатантата се изхвърля и долният слой се смесва с 2,5 ml 0,05 M H2S04 и 3 ml TBA буфер. Тази смес се вари на водна баня в продължение на 30 минути при 95 ℃ и се охлажда, като се отстранява от водната баня и се оставя при стайна температура. След това се добавят 3 ml от буфера, смесен в съотношение n-бутанол: пиридин (15: 1), и сместа се отделя чрез центрофугиране при 3000 rpm след смесване в продължение на 90 минути. MDA се измерва при дължина на вълната 530 nm чрез UV-спектрометър (Optizen POP, Корея), като се използва супернатантата на пробата.

Уестърн блотинг

Имунопреципитация (IP)

За имунопреципитационна предварителна обработка с използване на пробата с количествено определяне на протеина се извършва хомогенизация след добавяне на 0,5 М EDTA (Duksan, Корея), лизисен буфер (Gendepot, R4200-100, САЩ) и фосфатазен инхибитор 100 × (Gendepot, P3200-001 САЩ) към извадката. След добавяне на 200 μg/ml всеки от Cu-Zn-SOD и GPx, които са основните антитела, към хомогенизираната проба от 1 ml, сместа се оставя за една нощ (12 часа) при 4 ℃. След вмъкване на 30 μl мъниста (Dynabeads, протеин А) и 1 × PBS от 500 μl в пробата, оставена за една нощ, и инкубиране при 4 ℃ за 1 час, инкубираната проба се измива 3 пъти за 5 минути с 1 × PBS, като се използва концентратор на магнитни частици. 1 × PBS от 50 μl се добавя към измитата проба и пробите се определят количествено чрез смесване с пробен буфер на Laemmli. Western blot за Cu, Zn-SOD (Santa cruz, sc-11407, USA) и GPx (Santa cruz, sc-22145, USA), които са първични антитела, и техните вторични антитела са извършени в съответствие с инструкциите на производителя. Идентификацията на лентата е разработена върху рентгенов филм след осветяване на мембрана с помощта на усилен хемилуминесцен (ECL) комплект. Плътността на развитата лента се изчислява чрез лента/β-актин, като се използва софтуер за изображение j.

Обработка на данни

Статистическата програма SPSS/PC + 21.0 за Windows е използвана като програма за анализ на данни за резултати от изследвания. Всички експериментални резултати са представени като средно и стандартно отклонение и е извършен еднопосочен дисперсионен анализ (ANOVA), за да се провери значимостта на всяка група. За елементите, при които са посочени значителни разлики, е извършено post-hoc сравнение, използвайки метода на най-малката разлика (LSD). Статистически значима разлика е определена на p Фиг. 1. HCPE показва статистически значимо ниска стойност при 7,55 ± 0,21 в сравнение с CON 8,57 ± 1,45, EX 8,75 ± 0,25, HCE 9,55 ± 0,20 и HCP 9,30 ± 0,31. HC показа статистически значимо високо съдържание в сравнение с всяка група при 12,17 ± 0,23 (p Фиг. 2А). За експресия на Cu, Zn-SOD протеин в мускулните клетки, HC 0.79 ± 0.10, HCE 1.01 ± 0.02, HCP 0.93 ± 0.05 и HCPE 1.25 ± 0.15 групи са значително по-високи в сравнение с CON 0.37 ± 0.19 и EX 0.71 ± 0.13 (p Фиг. 2B). В експресията на мускулен GPx протеин, HCE 0.90 ± 0.01, HCP 0.87 ± 0.00 и HCPE 1.14 ± 0.00 са значително по-високи от CON 0.66 ± 0.00, EX 0.50 ± 0.00, докато HC 0.51 ± 0.01 (p Фиг. 2C).

антиоксидантни

Разлика в антиоксидантната активност на протеиновите изрази. A: Експресия на Mn-SOD в мускула на гастрокнемия, B: Cu, експресия на Zn-SOD в мускула на гастрокнемия, C: Експресия на GPx в мускула на гастрокнемия. ПРОТИВ: нормална група за контрол на диетата; EX: група за нормална диета и упражнения; HC: диетична група с висок холестерол; HCE: група за обучение с диета и упражнения с високо съдържание на холестерол; HCP: група с висок холестерол и борови иглички; HCPE: група за диета с високо съдържание на холестерол и борови игли; различна буква означава значение при p Фиг. 3А). Нивото на експресия на Bcl-2, антиапоптотичен маркер, който инхибира активността на p53, е значително по-високо от CON 0,33 ± 0,07, с EX група 0,87 ± 0,14, HC 0,87 ± 0,13, HCE 1,04 ± 0,07, HCP 0,84 ± 0,08 и HCPE 0,95 ± 0,08 (p Фиг. 3В). Нивото на експресия на каспаза-3 протеин не показва значителна разлика с CON 0.88 ± 0.33, EX 0.93 ± 0.29, HC 0.62 ± 0.24 HCE 0.48 ± 0.12, HCP 0.92 ± 0.36 и HCPE 0.47 ± 0.22. Въпреки това, HCE и HCPE показват тенденция към намаляване в сравнение с други групи (фиг. 3С).

Разлика в експресията на апоптоза протеин. A: Експресия на P53 в мускула на гастрокнемиус, B: Експресия на Bcl-2 в мускула на гастрокнемиус, C: Експресия на каспаза-3 в мускула на стомаха ПРОТИВ: нормална група за контрол на диетата; EX: група за нормална диета и упражнения; HC: диетична група с висок холестерол; HCE: група за обучение с диета и упражнения с високо съдържание на холестерол; HCP: група с висок холестерол и борови иглички; HCPE: група за диета и упражнения с високо съдържание на холестерол и борови игли; различна буква означава значение при p Ňygaard EB, Møller CL, Kievit P, Grove KL, Andersen B. Повишена експресия на фактор за растеж на фибробластите 21 при диети, чувствителни към мазнини, нечовешки примати (Macaca mulatta) Int J Obes (Lond) 2013 doi: 10.1038/ijo.79. [PMC безплатна статия] [PubMed] [Google Scholar]