Zusammenfassung

Es wurde berichtet, dass ein reichlicher Stickoxidgehalt in Endothelzellen die Trainingsleistung steigern kann. Ziel dieser Studie war es, die potenziellen positiven Auswirkungen eines kombinierten Extrakts aus L-Arginin, L-Glutamin, Vitamin C, Vitamin E, Folsäure und Grüntee-Extrakt (LVFG) auf den Stickoxidgehalt zu bewerten, um die Ermüdung des Trainings zu verringern. Männliche ICR-Mäuse (Institute of Cancer Research) wurden zufällig in 4 Gruppen eingeteilt und 4 Wochen lang oral LVFG verabreicht. Die 4-wöchige LVFG-Supplementierung erhöhte den Serumstickstoffoxidgehalt in den LVFG-1X- und LVFG-2X-Gruppen signifikant. Antifatigue-Aktivität und Trainingsleistung wurden unter Verwendung der Griffstärke der Vorderbeine, eines umfassenden Schwimmtests und der Serumlactat-, Ammoniak-, Glukose- und Kreatinkinase (CK) -spiegel nach einer akuten Schwimmübung bewertet. LVFG-Supplementierung verbesserte dosisabhängig die Trainingsleistung und den Stickoxidgehalt, und es verringerte dosisabhängig die Serum-Ammoniak- und CK-Aktivität nach einem erschöpfenden Schwimmtest. Die ermüdungshemmenden Eigenschaften von LVFG scheinen sich durch die Erhaltung der Energiespeicherung (als Blutzucker) und die Erhöhung des Stickoxidgehalts zu manifestieren. Zusammengenommen zeigen unsere Ergebnisse, dass LVFG aufgrund seiner pharmakologischen Wirkung der Erhöhung des Stickoxidgehalts im Serum das Potenzial zur Linderung körperlicher Ermüdung haben könnte.

1. Einleitung

Stickstoffmonoxid (NO) ist als „vom Endothel abgeleiteter Entspannungsfaktor“ zur Aufrechterhaltung der kardiovaskulären Homöostase bekannt. Stickoxidsynthasen (NOS) sind Enzyme, die Häm-prothetische Gruppen enthalten, die für die Synthese von NO aus L-Arginin verantwortlich sind . Im Laufe der Jahre wurde immer deutlicher, dass die verminderte Bioverfügbarkeit von NO bei mehreren Herz-Kreislauf-Erkrankungen wie Atherosklerose und Bluthochdruck eine Rolle spielt . Es ist bekannt, dass Bewegung eine Erhöhung der reaktiven Sauerstoffproduktion (ROS) verursacht, insbesondere im aktiven Skelettmuskel. Es wurde vorgeschlagen, NO vor Zellschäden zu schützen, häufig unter gleichzeitiger Bildung von Superoxid / Wasserstoffperoxid. Daher wird häufig ein synergistischer Zusammenhang zwischen den zytotoxischen Wirkungen von Stickoxid und diesen aktiven Sauerstoffspezies angenommen . Eine frühere Studie hat gezeigt, dass die Wirkung von Aerobic-Übungen auf die Endothelfunktion hauptsächlich mit einer verbesserten NO-Bioverfügbarkeit aufgrund einer erhöhten Produktion und / oder einer verringerten Inaktivierung durch Superoxid zusammenhängt . Einige Studien deuten darauf hin, dass L-Arginin-Supplementierung Skelettmuskelschäden nach Ischämie-Reperfusion reduzieren und oxidativen Stress und Entzündungen nach erschöpfendem Training bei jungen und alten Ratten reduzieren kann . Nach unserem besten Wissen hat die bisherige Forschung gezeigt, dass die Verbesserung der Trainingsleistung durch die alleinige Verwendung von L-Arginin als ergogenes Nahrungsergänzungsmittel schwierig ist . Dies stimmt mit einer früheren Hypothese überein, dass es die synergistische Wirkung verschiedener Inhaltsstoffe in Sportnahrungsmitteln ist, die für die gemeldeten Verbesserungen der Trainingsleistung verantwortlich sein können . Als Bestandteil von Proteinen ist L-Glutamin die am häufigsten vorkommende freie Aminosäure im menschlichen Muskel und Plasma und auch ein wichtiges Vehikel für den Stickstofftransport . Frühere Studien haben behauptet, dass Glutaminpräparate Sportlern zugute kommen können, indem sie die Pufferkapazität erhöhen und die hochintensive Trainingsleistung verbessern .

Sowohl L-Arginin als auch L-Glutamin sind nicht essentielle Aminosäuren. Obwohl sie nicht zur Stimulierung der Muskelproteinsynthese benötigt werden , bedeutet dies nicht, dass sie für die Maximierung der Trainingsanpassung bei Sportlern nicht wichtig sind. Der Konsum von flüssigen Sportgetränken vor dem Training hat in den letzten Jahren an Popularität gewonnen. Untersuchungen haben gezeigt, dass Energy-Drinks zu den beliebtesten Nahrungsergänzungsmitteln gehören, die von jungen Menschen in den USA konsumiert werden . In handelsüblichen Energy-Drinks gehören Vitamin C, Vitamin E und Grüntee-Extrakt zu den häufigsten Inhaltsstoffen. Zu den Hauptzwecken der Einnahme von Energy-Drinks gehören die Verbesserung des Trainings, die Verbesserung der sportlichen Leistung und die Erleichterung einer schnelleren Trainingsanpassung . Auf der anderen Seite hat sich gezeigt, dass die Einnahme von Folsäure den Blutfluss durch eine verbesserte Gefäßleitfähigkeit im Skelettmuskel älterer Menschen verbessert .

Viele Forscher sind daran interessiert, die synergistischen Wirkungen verschiedener Inhaltsstoffe zu nutzen, um Müdigkeit zu verzögern und die Beseitigung ermüdungsbedingter Metaboliten zu beschleunigen . Bisher haben sich relativ wenige Studien direkt mit der ermüdungshemmenden Aktivität von L-Arginin, L-Glutamin, Vitamin C, Vitamin E, Folsäure und Grüntee-Extrakt-Komplex (LVFG) befasst. In der aktuellen Studie haben wir unsere etablierte In-vivo-Plattform verwendet, um die Auswirkungen einer LVFG-Supplementierung auf Antifatigue-Aktivitäten und Serum-Stickoxidspiegel zu bewerten.

2. Methoden

2.1. Herstellung von LVFG-Komplex

Ein kommerziell erhältliches Nahrungsergänzungsmittel bestehend aus LVFG (L-Arginin, L-Glutamin, Vitamin C, Vitamin E, Grüntee-Extrakt und Folsäure-Komplex) wurde von Pemey Bio-medical Co., Ltd. (Taichung, Taiwan). Das LVFG enthielt 4 kcal / g mit% (wt / wt) Bestandteilen wie folgt: 100% Protein, 0% Gesamtfett, 0% gesättigtes Fett, 0% Transfett, 0% Kohlenhydrate und 0,0002% Natrium. Die Mengen an L-Arginin, L-Glutamin, Vitamin C, Vitamin E, Grüntee-Extrakt und Folsäure in der LVFG betrugen 350 mg / g, 100 mg / g, 25 mg / g, 5 mg / g, 15 mg / g bzw. 5 mg / g. Das Supplement wurde bei Raumtemperatur gelagert und in einem dunklen und trockenen Schrank aufbewahrt. Es wurde vor jeder täglichen Verabreichung frisch zubereitet.

2.2. Tiere und Versuchsdesign

Männliche ICR-Mäuse (8 Wochen alt), die unter spezifisch pathogenfreien Bedingungen gezüchtet wurden, wurden von BioLASCO (Yi-Lan, Taiwan) gekauft. Alle Mäuse erhielten eine Standard-Labordiät (Nr. 5001; PMI Nutrition International, Brentwood, MO, USA) und destilliertem Wasser ad libitum und wurden in einem 12-Stunden-Licht / 12-Stunden-Dunkelzyklus bei Raumtemperatur (22 ° C ± 1 ° C) und 50% -60% Luftfeuchtigkeit untergebracht. Das Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) der National Taiwan Sport University (NTSU) inspizierte alle Tierversuche, und diese Studie entsprach den Richtlinien des Protokolls IACUC-10514, das von der IACUC-Ethikkommission genehmigt wurde. Die 1X Dosis von LVFG für Menschen verwendet wird, ist in der Regel 3000 mg pro Tag. Die von uns verwendete 1X Mausdosis (615 mg / kg) wurde aus einer Humanäquivalentdosis (HED) basierend auf der Körperoberfläche gemäß der Formel der US-amerikanischen Food and Drug Administration umgerechnet: Unter der Annahme eines menschlichen Gewichts von 60 kg die HED für 3000 (mg) / 60 (kg) = 50 × 12,3 = 615 mg / kg; Der Umwandlungskoeffizient 12,3 wurde verwendet, um Unterschiede in der Körperoberfläche zwischen Mäusen und Menschen wie zuvor beschrieben zu berücksichtigen. Insgesamt wurden 32 Mäuse randomisiert 4 Gruppen (8 Mäuse / Gruppe) für die tägliche Vehikel / LVFG-Oralsonde für 4 Wochen zugewiesen. Die 4 Gruppen waren das Fahrzeug, 615 mg / kg (LVFG-1X), 1230 mg / kg (LVFG-2X) und 3075 mg / kg (LVFG-5X) Gruppen. Die Fahrzeuggruppe erhielt das äquivalente Lösungsvolumen bezogen auf das individuelle Körpergewicht (BW). Mäuse wurden zufällig in Gruppen von 4 pro Käfig untergebracht.

2.3. Nachweis des Serumstickstoffoxidgehalts

Zum Nachweis des Serumstickstoffoxidgehalts wurde das Total Nitric Oxide Assay Kit (Thermo Fisher, Katalognummer: EMSNOTOT, Österreich) verwendet. Das Kit verwendet das Enzym Nitratreduktase, um Nitrat (NO3−) in Nitrit (NO2−) umzuwandeln. Nitrit wird als gefärbtes Azofarbstoffprodukt der Griess-Reaktion nachgewiesen, das sichtbares Licht bei 540 nm absorbiert. Das Gesamtstickstoffoxid, das durch Nitrat und Nitrit in einem System beigesteuert wird, wird als Nitrit gemessen, nachdem das gesamte Nitrat in Nitrit umgewandelt wurde .

2.4. Forelimb Grip Strength and Exhaustive Swimming

In unserer vorherigen Studie wurde ein Testsystem mit geringer Kraft (Modell RX-5, Aikoh Engineering, Nagoya, Japan) beschrieben . Der Swim-to-Exhaustion-Test umfasst Belastungen, die 5% der an den Schwänzen befestigten Mausschwänze entsprechen, um die Ausdauerzeiten wie zuvor beschrieben zu bewerten .

2.5. Ermüdungsassoziierte biochemische Indizes

Die Auswirkungen von LVFG auf Serumlactat, Ammoniak, Glukosespiegel und CK-Aktivität wurden nach dem Training bewertet. Eine Stunde nach der letzten Verabreichung wurde ein 15-minütiger Schwimmtest ohne Gewichtsbelastung durchgeführt. Laktat-, Ammoniak-, Glukosespiegel und CK-Aktivität im Serum wurden mit einem Autoanalysator (Hitachi 7060, Hitachi, Tokio, Japan) bestimmt. Die anderen biochemischen Variablen, wie in Tabelle 1 gezeigt, wurden mit einem Autoanalysator (Hitachi 7080) nach 40-wöchiger LVFG-Supplementierung ohne Bewegung gemessen.

Parameter Vehicle LVFG -2X LVFG-5X LVFG-1X Trend analysis
AST (U/L) 85 ± 6 85 ± 8 90 ± 6 75 ± 3 0.3792
ALT (U/L) 53 ± 5 54 ± 5 46 ± 4 47 ± 3 0.3529
BUN (mg/dL) 24.4 ± 0.5 25.3 ± 1.3 27.4 ± 0.8 31.7 ± 0.9 <0.0001
Kreatinin (mg/dl) 0.32 ± 0.02 0.35 ± 0.02 0.31 ± 0.01 0.32 ± 0.01 0.4556
DUSCHE (mg/dL) 1.41 ± 0.09 0.84 ± 0.07 0.78 ± 0.04 0.73 ± 0.03 <0.0001
TC (mg/dL) 162 c 5 b 143 c 4 a 162 c 4 b 174 c 4 b 0.0287
TG (mg/dL) 179pel 6b 168pat 9b 162pir6b 140ped6a <0.0001
THERAPIE WENN:) 5.5 ± 0.2 eine 6,3 senf 0,1 b 6,3 orange 0,1 b 6,2 repe 0,1 b 0.0372
Therapie (g/dl )) 3.6 ± 0.1 3.6 ± 0.0 3.6 ± 0.0 3.6 ± 0.0 0.4637
Glukose (mg/dl) 148 ± 4 150 ± 4 153 ± 3 148 ± 7 0.9310
Die Werte sind Mittelwert ± SEM für n = 8 Mäuse pro Gruppe. Werte in derselben Zeile mit unterschiedlichen hochgestellten Buchstaben (a, b, c) unterscheiden sich signifikant () durch Einweg-ANOVA. AST, Aspartataminotransferase; ALT, Alaninaminotransferase; BUN, Blutharnstoffstickstoff; UA, Harnsäure; TC, Gesamtcholesterin; TG, Triacylglycerin; TP, Gesamtprotein.
Tabelle 1
Biochemische Analyse von Mäusen, die am Ende der Studie einer LVFG-Supplementierung unterzogen wurden.

2.6. Gewebeglykogenbestimmung und viszerales Organgewicht

Die gespeicherte Form von Glukose ist Glykogen, das hauptsächlich in Leber- und Muskelgeweben vorkommt. Leber- und Muskelgewebe wurden herausgeschnitten, nachdem die Mäuse eingeschläfert und zur Glykogengehaltsanalyse gewogen worden waren, wie zuvor beschrieben .

2.7. Histologische Färbung von Geweben

Verschiedene Gewebe wurden gesammelt und in 10% Formalin fixiert, nachdem die Mäuse geopfert wurden. Nach der Formalinfixierung wurden die Gewebe in Paraffin eingebettet und für histologische und pathologische Untersuchungen in 4 µm dicke Scheiben geschnitten. Gewebeschnitte wurden dann mit Hämatoxylin und Eosin angefärbt und unter einem Lichtmikroskop mit einer CCD-Kamera (BX-51, Olympus, Tokio, Japan) von einem klinischen Pathologen untersucht.

2.8. Statistische Analyse

Alle Daten werden als Mittelwert ± SEM ausgedrückt. Statistische Unterschiede zwischen den Gruppen wurden durch eine Einweg-Varianzanalyse (ANOVA) analysiert, und der Cochran-Armitage-Test wurde für die Dosis-Wirkungs-Trendanalyse verwendet. Alle Statistiken wurden in SPSS Version 18.0 (SPSS, Chicago, IL, USA) berechnet, und Werte < 0,05 wurden als statistisch signifikant angesehen.

3. Ergebnisse

3.1. Morphologische Daten

Die morphologischen Daten jeder Versuchsgruppe sind in Tabelle 2 zusammengefasst. Es gab keine signifikanten Unterschiede in der Anfangs- oder Enddosis oder in der täglichen Aufnahme von Nahrung und Wasser zwischen den Vehikel-, LVFG-1X-, LVFG-2X- und LVFG-5X-Gruppen. Wir beobachteten, dass die LVFG-Supplementierung keinen Einfluss auf die Wasser- und Nahrungsaufnahme hatte, wobei der BW in jeder Gruppe während des gesamten Versuchszeitraums stetig zunahm (Daten nicht gezeigt). Wir beobachteten auch keine signifikanten Unterschiede in der Leber, Niere, Herz, Lunge, epididymale Fettpolster (EFP) und Muskelgewichte zwischen den Gruppen. Wir fanden jedoch, dass das Gewicht des braunen Fettgewebes (BAT) in den LVFG-2X- und LVFG-5X-Gruppen signifikant höher war (Δ1.13-fach, bzw. Δ1,15-fach,) als in der Fahrzeuggruppe. Wir haben auch die Wirkung von LVFG auf das relative Gewebegewicht gemessen. Die relativen BVT-Gewichte waren in den LVFG-2X- und LVFG-5X-Gruppen höher (Δ1,11-fach) als in der Fahrzeuggruppe.

Charakteristik Fahrzeug LVFG-1X LVFG-2X LVFG-5X Trendanalyse
Anfangs-BW (g) 34.59 ± 0.77 35.04 ± 0.78 35.31 ± 0.40 34.64 ± 0.67 0.8701
Endgültige BW (g) 36.91 ± 0.60 37.36 ± 0.74 37.38 ± 0.49 37.73 ± 0.51 0.2850
Nahrungsaufnahme (g/ Tag) 6.18 ± 0.07 6.12 ± 0.11 6.18 ± 0.04 6.16 ± 0.06 0.5236
Wasseraufnahme (g //Tag) 6.77 ± 0.06 6.79 ± 0.10 6.82 ± 0.12 6.79 ± 0.09 0.2626
Liver (g) 2.05 ± 0.02 2.05 ± 0.06 2.09 ± 0.02 2.04 ± 0.05 0.7861
Kidney (g) 0.57 ± 0.01 0.59 ± 0.03 0.56 ± 0.02 0.57 ± 0.01 0.9738
EFP(g) 0.54 ± 0.07 0.50 ± 0.05 0.53 ± 0.02 0.53 ± 0.02 0.1256
Heart (g) 0.23 ± 0.01 0.23 ± 0.01 0.23 ± 0.01 0.23 ± 0.01 0.4543
Lunge (g) 0.22 ± 0.00 0.21 ± 0.01 0.22 ± 0.00 0.22 ± 0.01 0.8911
Muskel (g) 0.39 ± 0.01 0.38 ± 0.01 0.39 ± 0.00 0.38 ± 0.01 0.8184
FLEDERMAUS (g) 0.11 ± 0.00 a 0,11 ± 0,00a 0,13 ± 0,00 b 0,13 ± 0,01 b <0.0001
Relatives Lebergewicht (%) 5.56 ± 0.10 5.51 ± 0.16 5.61 ± 0.10 5.40 ± 0.08 0.5681
Relatives Nierengewicht (%) 1.54 ± 0.03 1.57 ± 0.07 1.50 ± 1.52 1.52 ± 0.03 0.5037
Relatives EFP-Gewicht (%) 1.46 ± 0.17 1.33 ± 0.13 1.42 ± 0.06 1.41 ± 0.06 0.2622
Relatives Herzgewicht (%) 0.63 ± 0.02 0.61 ± 0.02 0.62 ± 0.02 0.59 ± 0.02 0.1839
Relatives Lungengewicht (%) 0.58 ± 0.01 0.57 ± 0.02 0.58 ± 0.01 0.58 ± 0.02 0.8147
Relatives Muskelgewicht (%) 1.05 ± 0.02 1.01 ± 0.04 1.05 ± 0.02 1.01 ± 0.03 0.5788
Relatives Fledermausgewicht 0,30 ± 0,01a 0,30 ± 0,01a 0,34 ± 0,01b 0,34 ± 0,01b 0.0008
Tabelle 2
Allgemeine Merkmale von Mäusen mit LVFG-Supplementierung.

3.2. Wirkung der LVFG-Supplementierung auf die Trainingsleistung und die Serumstickstoffoxid (NO) -Spiegel

Wie in Abbildung 1 (a) gezeigt, war die Griffkraft der Vorderbeine in den Gruppen LVFG-1X, LVFG-2X und LVFG-5X höher als in der Fahrzeuggruppe. Trendanalyse zeigte, dass die Griffstärke dosisabhängig mit LVFG erhöht (). Typischerweise ist ein reguliertes Trainingsprogramm erforderlich, um eine Erhöhung der Griffkraft zu erreichen; Unsere Ergebnisse zeigten jedoch, dass die LVFG-Behandlung die Griffkraft auch ohne Trainingsintervention verbessern konnte. Die Schwimmzeit war in allen LVFG-Gruppen höher als in der Fahrzeuggruppe () (Abbildung 1(b)). Somit erhöhte sich die Schwimmzeit in den LVFG-1X-, LVFG-2X- und LVFG-5X-Gruppen signifikant (Δ2,78-fach, Δ2,89-fach bzw. Δ2,25-fach) im Vergleich zu der in der Fahrzeuggruppe. Darüber hinaus wurde ein signifikanter dosisabhängiger Effekt auf die Schwimmzeit beobachtet (). Wie in Abbildung 1 (c) gezeigt, waren die Serumstickstoffoxidspiegel in den Vehikel-, LVFG-1X-, LVFG-2X- und LVFG-5X-Gruppen 5.93 ± 0.24, 7.23 ± 0.20, 7.21 ± 0.49, und 6,60 ± 0,51 µmol/l, beziehungsweise. Die Serumstickstoffoxidspiegel waren in den LVFG-1X- und LVFG-2X-Gruppen (bzw.) signifikant höher als in der Fahrzeuggruppe.

(a)
(a)
(b)
(b)
(c)
(c)

(a)
(a)(b)
(b)(c)
(c)

Figure 1
Effect of LVFG supplementation exercise performance. (a) Forelimb grip strength. (b) Swimming exercise performance: mäuse wurden einer erschöpfenden Schwimmübung mit einer Belastung unterzogen, die 5% des Körpergewichts der Maus am Schwanz entsprach, und Übungstest männliche ICR-Mäuse wurden mit Vehikel oder 615, 1230 und 3075 mg / kg LVFG vorbehandelt (1X, 2X bzw. 5X), bevor sie 1 h nach der letzten verabreichten Dosis einem Grifffestigkeitstest und einem Schwimmtest unterzogen wurden. (c) Wirkung von LVFG auf Serumstickstoffoxid (NO) in Ruhe: Alle Mäuse wurden getötet und nach der endgültigen Behandlung auf Stickoxidspiegel untersucht. Die Daten werden als Mittelwert ± SEM für n = 8 Mäuse in jeder Gruppe ausgedrückt. Für die Analyse wurde eine Einweg-ANOVA verwendet, und verschiedene Buchstaben (a, b) weisen auf einen signifikanten Unterschied bei hin .

3.3. Biochemische Spiegel nach akuter Belastungsbelastung

Laktatakkumulation und metabolische Azidose sind zelluläre Manifestationen von Müdigkeit. In der vorliegenden Studie waren die Laktatspiegel in den Vehikel-, LVFG-1X-, LVFG-2X- und LVFG-5X-Gruppen 6.5 ± 0.3, 5.5 ± 0.3, 5.2 ± 0.2, und 5,7 ± 0,3 mmol/l, beziehungsweise. Dies entspricht Abnahmen in den Gruppen LVFG-1X, LVFG-2X und LVFG-5X (▽-14.86%, ; ▽-19.66%, ; und ▽-12.07%) im Vergleich zur Fahrzeuggruppe (Abbildung 2(a)). Dies deutet darauf hin, dass eine LVFG-Supplementierung das Potenzial hat, die Clearance oder Verwertung von Blutlaktat während des Trainings zu erhöhen.

( a)
(ein)
( b)
(b)
( c)
(c)
( d)
(d)

( a)
(a)(b)
(b)(c)
(c)(d)
(d)

Abbildung 2
Auswirkungen einer LVFG-Supplementierung auf die Serum- (a) Laktat-, (b) Ammoniak-, (c) Glucose- und (d) Kreatinkinase (CK) -Spiegel nach einer akuten Belastungsbelastung. Mäuse wurden 4 Wochen lang mit dem Vehikel 615, 1230 und 3075 mg / kg LVFG vorbehandelt. Eine Stunde nach Verabreichung der letzten Behandlungsdosis wurde ein 15-minütiger Schwimmtest ohne Gewichtsbelastung durchgeführt. Die Daten werden als Mittelwert ± SEM von acht Mäusen in jeder Gruppe ausgedrückt. Spalten mit unterschiedlichen Buchstaben (a, b) unterscheiden sich signifikant durch Einweg-ANOVA ().

Die stickstoffhaltigen Abfallprodukte des Aminosäureabbaus werden durch die Bildung von Harnstoff und geringen Mengen Ammoniak eliminiert . Der Ammoniakgehalt war in den Gruppen LVFG-1X, LVFG-2X und LVFG-5X signifikant niedriger (▽-33.40%, ; ▽- 39.71%, ; und ▽-41.15%) als in der Fahrzeuggruppe (Abbildung 2(b)). In der Trendanalyse verringerten sich die Ammoniakspiegel im Serum dosisabhängig mit einer erhöhten LVFG-Dosis (), was darauf hindeutet, dass eine kontinuierliche Supplementierung mit LVFG über einen Zeitraum von 4 Wochen die Ammoniakakkumulation während des Trainings mildern könnte.

Der Blutzuckerspiegel ist ein wichtiger Index für die Leistungserhaltung während des Trainings. Wenn das Training fortgesetzt wird, nimmt die Glukoseaufnahme zu und die intramuskuläre Glukosekonzentration nimmt ab, da die Hexokinase-Hemmung durch eine niedrigere Glucose-6-phosphat-Konzentration (G-6-P) gelindert wird . Die Serumglukosespiegel waren in den LVFG-1X-, LVFG-2X- und LVFG-5X-Gruppen (Δ1,14-fach; Δ1,17-fach; und Δ1,23-fach) höher als in der Fahrzeugkontrolle (Abbildung 2 (c)). Die Trendanalyse zeigte einen dosisabhängigen Anstieg des Serumglukosespiegels mit erhöhter LVFG-Supplementierung ().

Ein ungewöhnlich hohes Trainingsvolumen kann zu einem erhöhten Kreatinkinasespiegel (CK) führen, was auf Muskelschäden und Muskelermüdung hinweist . Serum-CK ist ein wichtiger klinischer Biomarker für Muskelschäden wie Muskeldystrophie, schweren Muskelabbau, Myokardinfarkt, Autoimmunmyositis und akutes Nierenversagen. Die CK-Aktivität war in den Gruppen LVFG-1X, LVFG-2X und LVFG-5X niedriger (▽-44.21%, ; ▽-46.45%, ; und ▽-48.50%, , beziehungsweise) als in der Fahrzeuggruppe (Abbildung 2(d)). Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine LVFG-Supplementierung Skelettmuskelverletzungen, die durch akute körperliche Belastung hervorgerufen werden, verbessern könnte. Die Trendanalyse zeigte, dass die LVFG-Behandlung einen signifikanten dosisabhängigen Effekt auf den CK-Spiegel hatte (). Nach diesen Daten kann die Bereitstellung von L-Arginin und L-Glutamin Muskelschäden minimieren.

3.4. Leberglykogenspiegel

Der Glykogengehalt in Leber und Muskelgewebe der Mäusegruppen wurde untersucht (Abbildungen 3(a) und 3(b)). Die Leberglykogenspiegel in den Gruppen Vehikel, LVFG-1X, LVFG-2X und LVFG-5X waren 12.41 ± 1.54, 14.63 ± 1.41, 22.46 ± 1,99 und 16,21 ± 1,61 mg/ g Leber. Die LVFG-2X-Gruppe zeigte einen signifikant höheren (Δ1,81-fachen) Leberglykogenspiegel als die Vehikelgruppe. Die Muskelglykogengehalte in den LVFG-1X-, LVFG-2X- und LVFG -5X-Gruppen zeigten im Vergleich zur Vehikelgruppe einen Anstieg um das 2,66-fache (), das 2,66-fache () und das 4,79-fache (). Die Trendanalyse ergab, dass die LVFG-Behandlung einen signifikanten dosisabhängigen Effekt auf die Glykogenspiegel in Leber () und Muskel () hatte. Bei den höheren LVFG-5X-Dosen zeigten die Ergebnisse auch, dass das Leberglykogen nicht signifikant anstieg, die Trainingsleistung jedoch mit LVFG-Supplementierung signifikant erhöht war. Einige Studien haben gezeigt, dass eine Glutamin-Supplementierung die Glykogensynthese in den ersten Stunden der Erholung nach dem Training fördert .

( a)
(ein)
( b)
(b)

( a)
(a)(b)
(b)

Abbildung 3
Wirkung von LVFG auf (a) Muskel- und (b) Leberglykogenspiegel in Ruhe. Mäuse wurden 4 Wochen lang entweder mit Vehikel, 615, 1230 oder 3075 mg / kg LVFG vorbehandelt. Alle Mäuse wurden 1 h nach der Endbehandlung geopfert und auf Glykogenspiegel im Muskel- und Lebergewebe untersucht. Die Daten werden als Mittelwert ± SEM mit n = 8 Mäusen in jeder Gruppe ausgedrückt. Für die Analyse wurde eine Einweg-ANOVA verwendet, und verschiedene Buchstaben (a, b) weisen auf einen signifikanten Unterschied bei hin .

3.5. Biochemische Marker

Wir beobachteten, dass eine 4-wöchige LVFG-Supplementierung die Serumstickstoffoxidspiegel erhöhte, die Herausforderungszeit für erschöpfendes Training verlängerte und die Antifatigue-Indikatoren verbesserte, einschließlich Laktat-, Ammoniak-, Glukose- und CK-Spiegel. Die Leber- und Muskelglykogenspeicherkapazitäten wurden beide durch LVFG erhöht. Weitere biochemische Analysen, die am Ende der Studie durchgeführt wurden, untersuchten, ob die 4-wöchige LVFG-Behandlung andere biochemische Marker in den gesunden Mäusen beeinflusste. Wir untersuchten gewebe- und gesundheitsbezogene biochemische Variablen und wichtige Organe wie Skelettmuskulatur, Herz, Niere und Lunge.

Die Ergebnisse der Analyse sind in Tabelle 1 dargestellt. Die AST-, ALT-, Kreatinin-, Albumin- und Glucosespiegel unterschieden sich zwischen den Gruppen nicht signifikant. Die Serum-BUN-Spiegel waren jedoch in den LVFG-2X- und LVFG-5X-Gruppen höher als in der Vehikelgruppe. Die Gesamtproteinspiegel (TP) waren auch in den LVFG-1X-, LVFG-2X- und LVFG-5X-Gruppen signifikant höher. In Bezug auf das Lipidprofil waren die Gesamtcholesterinspiegel (TC) in der LVFG-1X-Gruppe signifikant niedriger (11,82%), und Serumtriacylglycerin (TG) war in der LVFG-5X-Gruppe um 21,68% niedriger () im Vergleich zur Vehikelgruppe. Die Serumharnsäure (UA) -Spiegel der Mäuse in den LVFG-1X-, LVFG-2- und LVFG-5X-Gruppen wurden reduziert durch 40.43% (), 44.68% (), bzw. 48,23% () im Vergleich zur Fahrzeuggruppe.

Darüber hinaus deuten unsere Ergebnisse auch darauf hin, dass eine LVFG-Supplementierung das Potenzial haben könnte, eine Lipidakkumulation durch die Reduktion von TC und TG zu verhindern. Eine frühere Studie zeigte, dass eine mit L-Arginin angereicherte Diät das Triglycerid senkte, indem sie die TC- und TG-Spiegel senkte. Wir fanden auch heraus, dass die Gesamtproteinspiegel durch die LVFG-Behandlung signifikant erhöht wurden. Die Ergebnisse der histopathologischen Untersuchung der wichtigsten Organe, einschließlich Leber-, Muskel-, Herz-, Nieren- und Lungengewebe, sind in Abbildung 4 dargestellt. Die histologische Beobachtung der Schnitte zeigte, dass sich Leber, Muskel, Herz, Niere, Lunge, EFP und BAT der mit LVFG supplementierten Mäuse nicht von denen der Vehikelgruppe unterschieden.

( a)
(ein)
( b)
(b)
( c)
(c)
( d)
(d)
( e)
(e)
( f)
(f)

(a)
(a)(b)
(b)(c)
(c)(d)
(d)(e)
(e)(f)
(f)

Abbildung 4
Wirkung der LVFG-Supplementierung auf die Morphologie von (a) Leber, (b) Skelettmuskel, (c) Herz, (d) Niere, (e) Nebenhoden Fettpolster und (f) braunes Fettgewebe. Die Proben wurden mit einem Lichtmikroskop (Olympus BX51) fotografiert. H & E fleck, vergrößerung: 400×. Maßstabstab, 10 µm.

4. Diskussion

Ernährung spielt eine wichtige Rolle bei Bewegung, Training und Verringerung der Müdigkeit. Ausreichende Flüssigkeitszufuhr und Elektrolytwartung, angemessene Energiezufuhr und ausreichende Protein-, Kohlenhydrat-, Fett-, Vitamin- und Mineralstoffzufuhr ermöglichen es Sportlern, den maximalen Nutzen aus dem Training zu ziehen. L-Arginin und Grüntee-Extrakt aktivieren FLEDERMAUSWACHSTUM und -entwicklung über Mechanismen, die Genexpression, Stickoxid-Signalisierung und Proteinsynthese beinhalten . Diese Aktivierung hat das Potenzial, die Oxidation von Energiesubstraten zu verbessern und die Ansammlung von weißem Fett im Körper zu reduzieren. Arginin wird für die Synthese von Protein und Kreatin benötigt, und sein Metabolismus führt zur Produktion von Stickoxid. Es wurde berichtet, dass nur sehr wenige wissenschaftliche Beweise die Behauptungen bezüglich der Arginin-Supplementierung stützen, wie z. B. die Fähigkeit, den Stickoxidspiegel zu erhöhen, den Muskelblutfluss zu erhöhen und die Trainingsleistung zu verbessern. Einige Studien haben gezeigt, dass die Supplementierung von Arginin allein keinen Einfluss auf die Trainingsleistung hat . Ergebnisse einer vorliegenden Studie legen nahe, dass die Supplementierung von L-Arginin und L-Glutamin in Kombination mit Vitamin C, Vitamin E, Folsäure und Grüntee-Extrakt die Körperzusammensetzung und die Trainingsleistung verbessern kann. Unsere Daten legen nahe, dass unterschiedliche Konzentrationen von LVFG unterschiedlich zu physiologischen Aktivitäten beitragen können, und die LVFG-2X-Dosis (1230 mg / kg) kann der optimale Bereich für Explosivität und Ausdauerfähigkeit sein. Interessanterweise hatten L-Arginin oder L-Glutamin allein keinen signifikanten Einfluss auf die Muskelleistung, die Körperzusammensetzung oder den Muskelproteinabbau bei gesunden Erwachsenen . Stattdessen legt unsere Studie nahe, dass eine kontinuierliche Supplementierung mit LVFG über einen Zeitraum von 4 Wochen den Serumglukosespiegel erhöhen und die Glukoseaufnahmekapazität in Richtung einer vorteilhaften Antifatigue-Aktivität verbessern könnte.

Sportler können ihre Muskelglykogenspeicher während des Trainings signifikant reduzieren, was zu Muskelermüdung führt . Das vollständige Ersetzen der Muskelglykogenspeicher vor einem nachfolgenden Trainings- oder Wettkampfkampf kann die Zeit bis zur Ermüdung verlängern und die Leistung verbessern . Unsere Daten legen nahe, dass unterschiedliche Konzentrationen von LVFG unterschiedlich zur Erhöhung des Glykogengehalts beitragen können und dass eine Dosis von 1230 mg / kg zur Optimierung des Glykogengehalts in Leber und Muskel am besten geeignet ist. LVFG-Supplementierung half, die Muskelglykogenspeicherung in den Mäusen zu erhöhen, was zu einer verbesserten Energienutzung führte.

Während des Trainings ist der Stickoxidspiegel auf natürliche Weise erhöht und es kann mehr Blut durch die Arterien und Arteriolen fließen, um den arbeitenden Skelettmuskeln Sauerstoff und Kraftstoffsubstrate zuzuführen. In früheren Untersuchungen wurde festgestellt, dass Bewegung die iNOS-Expression induziert und beim Menschen niedrige Stickoxidkonzentrationen verursacht . Schwere körperliche Betätigung induziert eine Immunantwort, die wiederum die Expression von iNOS induziert . Daher sind Stickoxidkonzentration und erhöhte iNOS-Expression mögliche Mechanismen der Zellschädigung nach dem Training.

Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass eine Arginin-Supplementierung durch Erhöhung des Stickoxidspiegels die sportliche Leistung verbessert oder die Trainingsanpassungen für Sportler oder körperlich aktive Personen maximiert. Frühere Studien zur Arginin-Supplementierung haben jedoch keine Wirkung oder vorteilhafte Ergebnisse gezeigt . Unsere aktuelle Studie zeigt, dass L-Arginin in Kombination mit L-Glutamin, Vitamin C, Vitamin E, Folsäure und Grüntee-Extrakt das Stickoxid im Serum erhöht und die sportliche Leistung verbessert. Wir fanden einen erhöhten Serum-Gesamtproteingehalt (TP) mit LVFG-Supplementierung, was darauf hindeutet, dass die nicht essentiellen Aminosäuren L-Arginin und L-Glutamin die Muskelproteinsynthese stimulierten . Diese Verbesserung des TP-Gehalts spiegelte sich jedoch in unserer Studie nicht als erhöhtes Muskelwachstum wider. Dennoch empfehlen wir weiterhin, dem Komplex L-Arginin und L-Glutamin zuzusetzen, um die Trainingsanpassungen bei Sportlern zu maximieren.

5. Schlussfolgerungen

In der aktuellen Studie fanden wir heraus, dass eine 4-wöchige LVFG-Supplementierung das Fledermausgewicht in den mit LVFG behandelten Gruppen signifikant erhöhte und positive Auswirkungen auf das Lipidprofil zeigte. Die Trainingsleistung wurde in der LVFG-2X-Gruppe signifikant verbessert. Darüber hinaus wurden belastungsinduzierte ermüdungsbezogene Parameter, einschließlich Laktat-, Ammoniak-, Glukose- und CK-Spiegel, durch LVFG-Supplementierung und dosisabhängig für Ammoniak, Glukose und CK positiv moduliert. In Bezug auf die Serumstickstoffoxidspiegel haben wir auch festgestellt, dass die LVFG-2X-Dosis (1230 mg / kg) die optimale Dosis für die Erhöhung des Stickoxidspiegels sein kann. Zusammengenommen deuten die obigen Ergebnisse darauf hin, dass LVFG-2x eine potenzielle ergogene Hilfe sein kann, um den Stickoxidspiegel zu erhöhen, die Glykogenspeicherung zu erhöhen und die Trainingsleistung zu verbessern. Zusammenfassend kann LVFG direkte Vorteile für Sportler haben, indem es die sportliche Leistung verbessert und / oder die Trainingsanpassungen maximiert.

Die Werte werden als Mittelwert ± SEM für n = 8 Mäuse in jeder Gruppe ausgedrückt. Werte in derselben Zeile mit verschiedenen hochgestellten Buchstaben (a, b, c) unterscheiden sich signifikant durch Einweg-ANOVA (). Muskelmasse umfasst sowohl Gastrocnemius- als auch Soleusmuskeln im hinteren Teil der Unterschenkel. EFP: epididymale Fettpolster; BAT: braunes Fettgewebe.

Abkürzungen

LVFG: L-arginine, L-glutamine, vitamin C, vitamin E, folic acid, and green tea extract
NO: Nitric oxide
NOS: Nitric oxide synthases
ROS: Reactive oxygen production
NO3−: Nitrate
NO2−: Nitrite
EFP: Epididymal fat pad
BAT: Brown adipose tissue
AST: Aspartate aminotransferase
ALT: Alanine aminotransferase
BUN: Blood urea nitrogen
UA: Uric acid
TC: Total cholesterol
TG: Triacylglycerol
TP: Total protein
iNOS: Inducible nitric oxide synthase.

Datenverfügbarkeit

Die Daten, die zur Unterstützung der Ergebnisse dieser Studie verwendet wurden, sind im Artikel enthalten.

Ethische Zulassung

Das Tierprotokoll (IACUC-10514) wurde vom Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) der National Taiwan Sport University, Taiwan, überprüft und genehmigt. Diese Forschung hält sich an die ARRIVE-Richtlinien (https://www.nc3rs.org.uk/arrive-guidelines).

Offenlegung

Pemey Bio-medical Co., Ltd., hatte keine Rolle bei der Gestaltung, Analyse oder dem Schreiben dieses Artikels.

Interessenkonflikte

Alle Autoren erklären, dass sie keine Interessenkonflikte in Bezug auf den Inhalt dieses Artikels haben.

Beiträge der Autoren

Yi-Ming Chen und Yen-Shuo Chiu trugen gleichermaßen zu dieser Arbeit bei. YMC, CCH und YSC entwarfen die Experimente; YMC und YSC führten die Laborexperimente durch; YMC, HL, WCC und YSC analysierten die Daten, interpretierten die Ergebnisse, bereiteten Zahlen vor und schrieben das Manuskript; YMC und YSC steuerten Reagenzien, Materialien und Analyseplattformen bei und überarbeiteten das Manuskript.

Danksagung

Die Autoren danken Chien-Chao Chiu für die technische Unterstützung bei den histologischen Untersuchungen. Die vorliegende Studie wurde unterstützt durch die Universität-Industrie-Kooperationsfonds Nr. SCRPF3F0161 (Chang Gung Universität für Wissenschaft und Technologie, Taoyuan, Taiwan).