A fenyőtűpor lenyelésének és az állóképességet növelő edzés antioxidáns és antiapoptikus hatása magas koleszterinszinttel táplált patkányokban

Hyobin Seo

1 Szabadidősport Tanszék, Kyungpook Nemzeti Egyetem, Sangju, Korea

2 Ökológiai és Környezettudományi Intézet, Kyungpook Nemzeti Egyetem, Sangju, Korea

Nam-Ho Lee

1 Szabadidősport Tanszék, Kyungpook Nemzeti Egyetem, Sangju, Korea

Sungpil Ryu

1 Szabadidősport Tanszék, Kyungpook Nemzeti Egyetem, Sangju, Korea

2 Ökológiai és Környezettudományi Intézet, Kyungpook Nemzeti Egyetem, Sangju, Korea

Absztrakt

[Célja]

A fenyőtű egyfajta gyógynövény, amelyet hagyományosan sokféle célra fogyasztanak. Ezért megvizsgáltuk a fenyőtű lenyelésének antioxidáns és antiapoptotikus képességét magas koleszterinszinttel táplált és állóképességű, edzett patkányokban.

[Mód]

Az állatokat hat csoportba osztottuk; CON: normál étrend kontrollcsoport; EX: normál étrend és testedzés edzéscsoport; HC: magas koleszterinszintű diétacsoport; HCE: magas koleszterinszintű étrend és testedzési csoport; HCP: magas koleszterinszint és fenyőtűcsoport; HCPE: magas koleszterinszint és fenyőtű étrend testedzési csoporttal. Mindegyik csoport hét Sprague-Dawley hím patkányból állt. Az úszóedző csoportok, az EX, a HCE és a HCPE 5 hétig 60 perc/nap és 5 nap/hét úszott az úszómedencében. A nevelési időszakokban fagyasztva szárított fenyőtűpor keveréket a magas koleszterinszintű étrend 5% -ával juttattunk a HCP és a HCPE csoportokhoz. A csontvázizomzatként a Gastrocnemius izmot használták. A malondialdehidet (MDA), az Mn-tartalmú szuperoxid-diszmutázt (Mn-SOD), a Cu-t, a Zn-t tartalmazó szuperoxid-diszmutázt (Cu, Zn-SOD) és a glutation-peroxidázt (GPx) elemeztük antioxidáns kapacitásuk szempontjából. Végül a p53, Bcl-2 (B-sejtes limfóma 2), kaszpáz-3 fehérje expressziót elemeztük az antiapoptotikus képesség meghatározásához.

[Eredmények]

Az MDA alacsony HCPE-tartalmat mutatott a HC-hez képest. Az Mn-SOD, a Cu, a Zn-SOD és a GPx fehérje expresszióját szignifikánsan fokozta a fenyőtű lenyelése és/vagy a testedzés. Ezenkívül a p53 fehérje expressziójának elnyomása Bcl-2 növekedést eredményezett, majd kaszpáz-3 csökkenést okozott fenyőtű bevitelével vagy anélkül és testedzéssel.

[Következtetés]

Az edzés a fenyőtűpor lenyelésén túl hasznos táplálkozási rend lehet a sportolók és a testedzők számára.

BEVEZETÉS

A magas zsír- és magas koleszterinszintű étrend növeli a súlyt, a vér lipid- és koleszterinkoncentrációját [1]. Ismeretes, hogy a megnövekedett belső lipid károsítja a fehérjéket és a sejteket, valamint a DNS-t azáltal, hogy reaktív oxigénfajtákat (ROS), például szuperoxid-aniont, hidrogén-peroxidot és hidroxilgyököt átalakít malondialdehiddé (MDA) [2]. Az is ismert, hogy az adipocita molekulák képződése gátolja a pro-apoptotikus és anti-apoptotikus tényezők egyensúlyát, következésképpen az apoptózis-rezisztencia növekedéséhez vezet, és elhízással járó betegségeket okoz [3,4].

Az elhízás megelőzésére szolgáló megfelelő testmozgás diétás kezeléssel együtt nagyon fontos módszer a metabolikus szindróma megelőzésére. Az edzés közbeni oxigénfogyasztás azonban akár 10-15-szeresére nő, és az izomszövetek oxigénellátása drámaian megnő. Emellett az elektrontranszport rendszer által okozott oxidáció keletkezik [5,6]. A ROS növekedése felgyorsítja a sejtek apoptózisát azáltal, hogy károsítja a mitokondriális membrán oxidációját és csökkenti a limfociták DNS-károsodását [7-9]. A szuperoxid-diszmutáz (SOD), a kataláz (CAT) és a glutation-peroxidáz (GPX) az endogén antioxidáns enzimek, amelyek eltávolítják az ilyen ROS-t, de mivel vannak olyan helyzetek, amikor a generációs és cselekvési képességeik meghaladják, exogén antioxidánsokra van szükség. Az antioxidánsok jelentősen hozzájárulnak az antioxidáns védekezéshez, de mivel a szintézis a szervezetben lehetetlen, ezeket az antioxidánsokat szükségszerűen élelmiszer-erőforrásként kell felhasználni [10,11]. Ezért a krónikus betegségek javítása és az egészség fenntartása érdekében az étel kiválasztása nagyon fontos.

Az elmúlt években a koleszterin bevitel iránti fokozott érdeklődés és a koleszterinszint csökkentése miatt megállapították, hogy tanulmányozni kell a fenyőtűpor és a testmozgás antioxidáns enzimekre és sejthalálra gyakorolt hatását magas koleszterinszintű étrenddel kombinálva. Ezért ebben a tanulmányban a szerzők az antioxidáns enzimrendszer és a sejthalál kölcsönös hatásának mechanizmusát kívánták megvizsgálni fenyőtűpor felhasználásával, amelyet viszonylag könnyű és olcsó beszerezni, és funkcionális élelmiszerként szolgál.

MÓD

Állatgondozás

Ebben a vizsgálatban 42 négy hetes hím SD patkányt használtunk, amelyet a Daegu-i Hyochang Science kapott. A patkányokat egyedileg tenyésztették, és a tenyészterem belső környezete 23-25 ℃ volt. A relatív páratartalmat 60% körüli értéken, a világos és sötét periódust 12 órás időközönként, 08:00 és 20:00 között tartottuk. A csoportokat a kontroll étrend (CON), a kontroll étrend + testmozgás (EX), a magas koleszterin tartalmú étrend + a testmozgás (HCE), a magas koleszterin tartalmú diéta + a fenyőtű (HCP) és a magas koleszterin tartalmú diéta csoportokra osztottuk. + fenyőtű + testgyakorlás (HCPE) csoport.

Diétás összetétel

A fenyőtűket az AIN-76 étrendi összetétele alapján készítettük, fagyasztva szárítás után a Koreában összegyűjtött fenyőtűk porrá történő feldolgozásával. A fenyőtűport az előírt étrend 5% -ának hozzáadásával állítottuk elő [18]. A patkányok 10 g mennyiségben, 8: 00-kor és 20: 00-kor szállítottak egy órán át táplálékot, és szabadon itathattak vizet.

Testedzés

A gyakorlatot 5 hétig végeztük, amikor a patkányok az előtenyésztés után 6 hetesek lettek. Az úszási gyakorlatot hetente ötször hajtották végre úgy, hogy a víz hőmérsékletét 35,0 ± 1,0 ℃ -on tartották egy víztartályban (30 cm szélesség × 30 cm hosszúság × 80 cm mélység), és helyet biztosítottak ahhoz, hogy minden patkánynak elegendő hely legyen az úszáshoz. Eleinte a gyakorlat 10 percig tartott, és minden nap fokozatosan növelték. A harmadik hétre az úszás az adaptációs edzés után 60 percig tartott.

Mintavétel

A mintákat kvantitatívan meghatároztuk a gastrocnemius kivonásával és elválasztásával, egy kis állat hordozható érzéstelenítő rendszerrel végzett érzéstelenítés után. A mintákat 12 órán át éhezés után extraháltuk, és a fagyasztóban -80 ° C-on tároltuk az elemzésig az izomaktivitás leállítása után folyékony nitrogénben.

Elemzés

Izom MDA

0,5 g izomot 5 ml HEPES-pufferrel (0,25 M szacharóz, 0,5 mM EDTA, 5 mM HEPES) homogenizáltunk az izom MDA-koncentrációjának mérésével. A fenti mintát használtuk az elemzéshez, miután 2 ml felülúszó folyadékot 20 percig 6500 fordulat/perc sebességű centrifugálással elválasztottunk. Miután az MDA koncentráció-analízishez elválasztott mintából 500 μl-t összekevertünk 2,5 ml 10% -os TCA pufferrel, az elegyet 10 percig szobahőmérsékleten hagytuk. Az elegyet ezután 3500 fordulat/perc sebességgel 10 percig elválasztottuk centrifugális szeparátor alkalmazásával. A felülúszót eldobtuk, és az alsó réteget összekevertük 2,5 ml 0,05 M H2SO4-tal és 3 ml TBA-pufferrel. Ezt a keveréket 30 percig vízfürdőben forraljuk 95 ° C-on, és lehűtjük úgy, hogy kivesszük a vízfürdőből és szobahőmérsékleten hagyjuk. Ezután 3 ml n-butanol: piridin (15: 1) arányban elegyített puffert adunk hozzá, és az elegyet 3000 fordulat/perc sebességű centrifugálással elválasztjuk 90 perc keverés után. Az MDA-t 530 nm hullámhosszon mértük UV-spektrométerrel (Optizen POP, Korea) a minta felülúszójával.

Western blottolás

Immuncsapadék (IP)

Az immunprecipitáció előkezeléséhez, a mintát felhasználva, fehérje mennyiségi meghatározással, a homogenizálást 0,5 M EDTA (Duksan, Korea), lízispuffer (Gendepot, R4200-100, USA) és 100x foszfatáz inhibitor (Gendepot, P3200-001, USA) a mintához. Miután az 1 ml-es homogenizált mintába 200 μg/ml Cu-Zn-SOD-t és GPx-et, amelyek az elsődleges antitestek voltak, hozzáadtuk egy éjszakán át (12 óra) 4 ° C-on. Miután 30 µl gyöngyöt (Dynabeads, Protein A) és 1 × PBS 500 μl-t behelyeztünk az éjszakán át hagyott mintába, és 4 ° C-on 1 órán át inkubáltuk, az inkubált mintát háromszor, 5 percig mossuk 1 × PBS-sel. mágneses részecskekoncentrátor. 1 × PBS 50 μl-t adunk a mosott mintához, és a mintákat Laemmli mintapufferrel összekeverve meghatározzuk. Western-blottolás a Cu, a Zn-SOD (Santa cruz, sc-11407, USA) és a GPx (Santa cruz, sc-22145, USA) esetében, amelyek elsődleges antitestek, és szekunder antitestjeiket a gyártók utasításai szerint végeztük. A sáv azonosítását röntgenfilm segítségével fejlesztettük ki, miután megemeltük a membránt egy fokozott kemilumineszcén (ECL) készlet alkalmazásával. A kifejlesztett sáv sűrűségét sáv/β-aktinnal számítottuk ki image j szoftver segítségével.

Adatfeldolgozás

Az SPSS/PC + 21.0 for Windows statisztikai programot használták adatelemző programként a kutatási eredményekhez. Valamennyi kísérleti eredményt átlagként és szórásként ábrázoltuk, és egyirányú varianciaanalízist (ANOVA) végeztünk az egyes csoportok szignifikanciájának igazolása céljából. Azoknál a tételeknél, ahol szignifikáns különbségeket jeleztek, post-hoc összehasonlítást végeztek a legkevésbé szignifikáns különbség (LSD) módszerrel. Statisztikailag szignifikáns különbséget állítottunk be p 1. ábra. A HCPE statisztikailag szignifikánsan alacsony értéket mutatott 7,55 ± 0,21 értéken, összehasonlítva a CON 8,57 ± 1,45, EX 8,75 ± 0,25, HCE 9,55 ± 0,20 és a HCP 9,30 ± 0,31 értékkel. A HC statisztikailag szignifikánsan magas tartalmat mutatott az egyes csoportokhoz viszonyítva 12,17 ± 0,23-nál (p. 2A. Ábra). A Cu, Zn-SOD fehérje expressziója az izomsejtekben a HC 0,79 ± 0,10, HCE 1,01 ± 0,02, a HCP 0,93 ± 0,05 és a HCPE 1,25 ± 0,15 csoportokban szignifikánsan magasabb volt a CON 0,37 ± 0,19 és az EX 0,71 ± 0,13 (p 2B ábra). Az izom GPx fehérje expressziójában a HCE 0,90 ± 0,01, a HCP 0,87 ± 0,00 és a HCPE 1,14 ± 0,00 szignifikánsan magasabb volt, mint a CON 0,66 ± 0,00, EX 0,50 ± 0,00, míg a HC 0,51 ± 0,01 (p. 2C. Ábra).

Az antioxidáns aktivitású fehérje expressziók különbsége. A: Mn-SOD expresszió gastrocnemius izomban, B: Cu, Zn-SOD expresszió gastrocnemius izomban, C: GPx expresszió gastrocnemius izomban. CON: normál étrend kontrollcsoport; EX: normál étrend és testedzés edzéscsoport; HC: magas koleszterinszintű diétacsoport; HCE: magas koleszterinszintű étrend és testedzési csoport; HCP: magas koleszterinszint és fenyőtű csoport; HCPE: magas koleszterinszint és fenyőtű diéta és testedzés edzéscsoport; a különböző betű jelentőséget jelent a p ábra 3A). A pcl3 aktivitását gátló antiapoptotikus marker, a Bcl-2 expressziós szintje szignifikánsan magasabb volt, mint a CON 0,33 ± 0,07, az EX csoportban 0,87 ± 0,14, HC 0,87 ± 0,13, HCE 1,04 ± 0,07, HCP 0,84 ± 0,08 és HCPE 0,95 ± 0,08 (p. 3B. Ábra). A kaszpáz-3 fehérje expressziós szintje nem mutatott szignifikáns különbséget: 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 és HCPE 0,47 ± 0,22. A HCE és a HCPE azonban tendenciát mutatott csökkenésre más csoportokhoz képest (3C. Ábra).

Az apoptózis fehérje expresszióinak különbsége. A: P53 expresszió gastrocnemius izomban, B: Bcl-2 expresszió gastrocnemius izomban, C: Caspase-3 expresszió gastrocnemius izomban. CON: normál étrend kontrollcsoport; EX: normál étrend és testedzés edzéscsoport; HC: magas koleszterinszintű diétacsoport; HCE: magas koleszterinszintű étrend és testedzési csoport; HCP: magas koleszterinszint és fenyőtű csoport; HCPE: magas koleszterinszint és fenyőtű diéta és testedzés edzéscsoport; a különböző betű jelentőséget jelent p Ňygaard EB, Møller CL, Kievit P, Grove KL, Andersen B. Fokozott 21-es fibroblaszt növekedési faktor expresszióban a magas zsírtartalmú étrendben érzékeny nem főemlősökben (Macaca mulatta) 10.1038/ijo.79. [PMC ingyenes cikk] [PubMed] [Google Tudós]