Abstract

È stato riportato che un abbondante contenuto di ossido nitrico nelle cellule endoteliali può aumentare le prestazioni dell’esercizio. Lo scopo di questo studio era di valutare i potenziali effetti benefici di un estratto combinato composto da L-arginina, L-glutammina, vitamina C, vitamina E, acido folico e estratto di tè verde (LVFG) sul contenuto di ossido nitrico per ridurre l’affaticamento da esercizio. I topi maschi ICR (Institute of Cancer Research) sono stati divisi casualmente in 4 gruppi e somministrati per via orale LVFG per 4 settimane. La supplementazione di LVFG di 4 settimane ha aumentato significativamente il contenuto di ossido nitrico sierico nei gruppi LVFG-1X e LVFG-2X. L’attività antifatigue e le prestazioni dell’esercizio sono state valutate utilizzando la forza di presa dell’arto anteriore, test di nuoto esaustivo e livelli di lattato sierico, ammoniaca, glucosio e creatin chinasi (CK) dopo un esercizio di nuoto acuto. LVFG supplementazione dose-dipendente migliorato le prestazioni di esercizio e il contenuto di ossido nitrico, e dose-dipendente diminuito ammoniaca siero e CK attività dopo test di nuoto esaustivo. Le proprietà antifatigue di LVFG sembrano manifestarsi preservando l’accumulo di energia (come glucosio nel sangue) e aumentando il contenuto di ossido nitrico. Presi insieme, i nostri risultati mostrano che LVFG potrebbe avere il potenziale per alleviare l’affaticamento fisico a causa del suo effetto farmacologico di aumentare il contenuto di ossido nitrico sierico.

1. Introduzione

L’ossido nitrico (NO) è noto come “fattore rilassante derivato dall’endotelio” per il mantenimento dell’omeostasi cardiovascolare. Le sintasi di ossido nitrico (NOS) sono enzimi contenenti gruppi protesici eme, responsabili della sintesi di NO da L-arginina . Nel corso degli anni, è diventato sempre più evidente che la ridotta biodisponibilità di NO gioca un ruolo in diversi disturbi cardiovascolari come l’aterosclerosi e l’ipertensione . È noto che l’esercizio fisico provoca un aumento della produzione reattiva di ossigeno (ROS), in particolare nel muscolo scheletrico attivo. NO è stato proposto per proteggere dai danni cellulari, spesso con la concomitante formazione di superossido / perossido di idrogeno. Pertanto, si presume frequentemente una relazione sinergica tra gli effetti citotossici dell’ossido nitrico e queste specie di ossigeno attivo . Uno studio precedente ha dimostrato che l’effetto dell’esercizio aerobico sulla funzione endoteliale è principalmente correlato al miglioramento della biodisponibilità NO dovuto all’aumento della produzione e/o alla diminuzione dell’inattivazione da parte del superossido . Alcuni studi suggeriscono che l’integrazione di L-arginina può ridurre il danno muscolare scheletrico dopo l’ischemia-riperfusione e ridurre lo stress ossidativo e l’infiammazione dopo un esercizio esaustivo nei ratti giovani e vecchi . Al meglio delle nostre conoscenze, la ricerca fino ad oggi ha dimostrato che il miglioramento delle prestazioni di esercizio utilizzando L-arginina da solo come integratore nutrizionale ergogenico è difficile . Ciò è in accordo con una precedente ipotesi che sia l’effetto sinergico di vari ingredienti negli integratori alimentari sportivi che possono essere responsabili dei miglioramenti riportati nelle prestazioni dell’esercizio . Come costituente delle proteine, la L-glutammina è l’amminoacido libero più abbondante nel muscolo umano e nel plasma ed è anche un veicolo importante per il trasporto dell’azoto . Studi precedenti hanno affermato che gli integratori di glutammina possono beneficiare gli atleti migliorando la capacità tampone e migliorando le prestazioni di esercizio ad alta intensità .

Sia L-arginina che L-glutammina sono aminoacidi non essenziali. Sebbene non siano necessari per stimolare la sintesi proteica muscolare, ciò non significa che non siano importanti per massimizzare l’adattamento all’allenamento negli atleti. Il consumo di bevande sportive liquide pre-allenamento ha guadagnato popolarità negli ultimi anni. La ricerca ha dimostrato che le bevande energetiche sono tra gli integratori alimentari più popolari consumati dai giovani negli Stati Uniti . Nelle bevande energetiche disponibili in commercio, la vitamina C, la vitamina E e l’estratto di tè verde sono tra gli ingredienti più comuni. Gli scopi primari dell’ingestione di bevande energetiche includono il miglioramento degli allenamenti, il miglioramento delle prestazioni sportive e la facilitazione di un adattamento più rapido dell’allenamento . D’altra parte, l’ingestione di acido folico ha dimostrato di migliorare il flusso sanguigno attraverso una maggiore conduttanza vascolare nel muscolo scheletrico dell’esercizio degli esseri umani invecchiati .

Molti ricercatori sono interessati a utilizzare gli effetti sinergici di vari ingredienti per ritardare l’affaticamento e accelerare l’eliminazione dei metaboliti correlati alla fatica . Ad oggi, relativamente pochi studi hanno affrontato direttamente l’attività antifatigue di L-arginina, L-glutammina, vitamina C, vitamina E, acido folico e complesso di estratti di tè verde (LVFG). Nell’attuale studio, abbiamo utilizzato la nostra piattaforma in vivo per valutare gli effetti della supplementazione di LVFG sulle attività antifatigue e sui livelli di ossido nitrico sierico.

2. Metodi

2.1. Preparazione del complesso LVFG

Un integratore alimentare disponibile in commercio composto da LVFG (L-arginina, L-glutammina, vitamina C, vitamina E, estratto di tè verde e complesso di acido folico) è stato fornito da Pemey Bio-medical Co., Ltd. (Taichung, Taiwan). Il LVFG conteneva 4 kcal / g con costituenti % (wt / wt) come segue: 100% di proteine, 0% di grassi totali, 0% di grassi saturi, 0% di grassi trans, 0% di carboidrati e 0,0002% di sodio. Le quantità di L-arginina, L-glutammina, vitamina C, vitamina E, estratto di tè verde e acido folico nel LVFG erano rispettivamente di 350 mg/g, 100 mg/g, 25 mg/g, 5 mg/g, 15 mg/g e 5 mg/g. Il supplemento è stato conservato a temperatura ambiente e conservato in un armadio buio e asciutto. Era preparato al momento prima di ogni somministrazione giornaliera.

2.2. Animali e progetto sperimentale

Topi maschi ICR (8 settimane) cresciuti in condizioni specifiche senza patogeni sono stati acquistati da BioLASCO (Yi-Lan, Taiwan). Tutti i topi sono stati forniti con una dieta standard di laboratorio (n. 5001; PMI Nutrition International, Brentwood, MO, USA) e acqua distillata ad libitum e sono stati alloggiati su un ciclo di 12 ore di luce/12 ore di buio a temperatura ambiente (22°C ± 1 ° C) e 50% -60% di umidità. Il comitato istituzionale per la cura e l’uso degli animali (IACUC) della National Taiwan Sport University (NTSU) ha ispezionato tutti gli esperimenti sugli animali e questo studio è conforme alle linee guida del protocollo IACUC-10514 approvato dal comitato etico IACUC. La dose 1X di LVFG usata per gli esseri umani è tipicamente 3000 mg al giorno. L’1X mouse dose (615 mg/kg) che abbiamo utilizzato è stato convertito da un uomo-dose equivalente (HED) basata sulla superficie corporea secondo la US Food and Drug Administration formula: supponendo che un uomo del peso di 60 kg, il HED per 3000 (mg)/60 (kg) = 50 × 12.3 = 615 mg/kg; il coefficiente di conversione 12.3 è stato utilizzato per rappresentare le differenze di superficie corporea tra topi e gli esseri umani, come descritto in precedenza . In totale, 32 topi sono stati assegnati in modo casuale a 4 gruppi (8 topi/gruppo) per la somministrazione orale giornaliera del veicolo/LVFG per 4 settimane. I 4 gruppi erano il veicolo, 615 mg/kg (LVFG-1X), 1230 mg/kg (LVFG-2X) e 3075 mg/kg (LVFG-5X) gruppi. Il gruppo di veicoli ha ricevuto il volume equivalente di soluzione in base al peso corporeo individuale (BW). I topi sono stati alloggiati casualmente in gruppi di 4 per gabbia.

2.3. Rilevazione del contenuto di ossido nitrico sierico

Il kit di analisi dell’ossido nitrico totale (Thermo Fisher, Numero di catalogo: EMSNOTOT, Austria) è stato utilizzato per la rilevazione del contenuto di ossido nitrico sierico. Il kit utilizza l’enzima nitrato reduttasi per convertire il nitrato (NO3 -) in nitrito (NO2−). Il nitrito viene rilevato come prodotto colorante azoico colorato della reazione di Griess che assorbe la luce visibile a 540 nm. L’ossido nitrico totale apportato da nitrato e nitrito in un sistema viene misurato come nitrito dopo aver convertito tutto il nitrato in nitrito .

2.4. Forza di presa dell’arto anteriore e nuoto esaustivo

Un sistema di test a bassa forza (Model-RX-5, Aikoh Engineering, Nagoya, Giappone) è stato descritto nel nostro precedente studio . Il test swim-to-esaurimento prevede carichi corrispondenti al 5% del BW del topo attaccato alle code per valutare i tempi di resistenza come descritto in precedenza .

2.5. Indici biochimici associati alla fatica

Gli effetti di LVFG sul lattato sierico, sull’ammoniaca, sui livelli di glucosio e sull’attività CK sono stati valutati dopo l’esercizio. Un’ora dopo l’ultima somministrazione, è stato eseguito un test di nuoto di 15 minuti senza carico di peso. Lattato, ammoniaca, livelli di glucosio e attività CK nel siero sono stati determinati con un autoanalyzer (Hitachi 7060, Hitachi, Tokyo, Giappone). Le altre variabili biochimiche, come mostrato nella Tabella 1, sono state misurate con un autoanalyzer (Hitachi 7080) dopo 40 settimane di supplementazione di LVFG senza esercizio.

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
Creatinina (mg/dL) 0.32 ± 0.02 0.35 ± 0.02 0.31 ± 0.01 0.32 ± 0.01 0.4556
DOCCIA (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 5b 143 c 4a 162 c 4b 174 c 4b 0.0287
TG (mg/dL) 179pel 6b 168pat 9b 162pir6b 140ped6a <0.0001
la TERAPIA, SE:) 5.5 ± 0.2 un 6.3 senape 0,1 b 6.3 arancione 0,1 b 6.2 repe 0,1 b 0.0372
Terapia (g/dL )) 3.6 ± 0.1 3.6 ± 0.0 3.6 ± 0.0 3.6 ± 0.0 0.4637
Glucosio (mg/dL) 148 ± 4 150 ± 4 153 ± 3 148 ± 7 0.9310
I valori sono la media ± SEM per n = 8 topi per gruppo. I valori nella stessa riga con lettere apici diverse (a, b, c) differiscono significativamente () per ANOVA a senso unico. AST, aspartato aminotransferasi; ALT, alanina aminotransferasi; BUN, azoto ureico nel sangue; UA, acido urico; TC, colesterolo totale; TG, triacilglicerolo; TP, proteina totale.
Tabella 1
Analisi biochimica di topi sottoposti a supplementazione di LVFG alla fine dello studio.

2.6. Determinazione del glicogeno tissutale e peso dell’organo viscerale

La forma immagazzinata di glucosio è il glicogeno, che esiste principalmente nel fegato e nei tessuti muscolari. I tessuti del muscolo e del fegato sono stati asportati dopo che i topi sono stati eutanasia e pesati per l’analisi del contenuto di glicogeno come descritto in precedenza .

2.7. Colorazione istologica dei tessuti

Diversi tessuti sono stati raccolti e fissati in formalina al 10% dopo che i topi sono stati sacrificati. Dopo la fissazione della formalina, i tessuti sono stati incorporati nella paraffina e tagliati in fette spesse 4 µm per valutazioni istologiche e patologiche. Le sezioni di tessuto sono state quindi colorate con ematossilina ed eosina ed esaminate al microscopio ottico con una telecamera CCD (BX-51, Olympus, Tokyo, Giappone) da un patologo clinico.

2.8. Analisi statistica

Tutti i dati sono espressi come media ± SEM. Le differenze statistiche tra i gruppi sono state analizzate da un’analisi unidirezionale della varianza (ANOVA) e il test di Cochran-Armitage è stato utilizzato per l’analisi del trend dose-effetto. Tutte le statistiche sono state calcolate in SPSS versione 18.0 (SPSS, Chicago, IL, USA) e valori < 0.05 sono stati considerati statisticamente significativi.

3. Risultati

3.1. Dati morfologici

I dati morfologici di ciascun gruppo sperimentale sono riassunti nella Tabella 2. Non ci sono state differenze significative nel BW iniziale o finale o nell’assunzione giornaliera di dieta e acqua tra i gruppi di veicoli, LVFG-1X, LVFG-2X e LVFG-5X. Abbiamo osservato che la supplementazione di LVFG non ha avuto alcun effetto sull’assunzione di acqua e dieta, con BW in ciascun gruppo in costante aumento durante il periodo sperimentale (dati non mostrati). Abbiamo anche osservato differenze significative nel fegato, rene, cuore, polmone, pad grasso epididimale (EFP), e pesi muscolari tra i gruppi. Tuttavia, abbiamo trovato che il peso del tessuto adiposo bruno (BAT) è significativamente più alto nei gruppi LVFG-2X e LVFG-5X (Δ1.13-fold, , e Δ1.15-fold, , rispettivamente) rispetto al gruppo di veicoli. Abbiamo anche misurato l’effetto di LVFG sul peso relativo del tessuto. I pesi relativi delle BAT erano più alti nei gruppi LVFG-2X e LVFG-5X (Δ1.11-fold, , , rispettivamente) rispetto a quelli del gruppo veicolo.

Caratteristiche Veicoli LVFG-1X LVFG-2X LVFG-5X Trend analysis
Iniziale BW (g) 34.59 ± 0.77 35.04 ± 0.78 35.31 ± 0.40 34.64 ± 0.67 0.8701
BW Finale (g) 36.91 ± 0.60 37.36 ± 0.74 37.38 ± 0.49 37.73 ± 0.51 0.2850
L’assunzione di cibo (g/giorno) 6.18 ± 0.07 6.12 ± 0.11 6.18 ± 0.04 6.16 ± 0.06 0.5236
l’assunzione di Acqua (g//giorno) 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
Polmone (g) 0.22 ± 0.00 0.21 ± 0.01 0.22 ± 0.00 0.22 ± 0.01 0.8911
Muscolare (g) 0.39 ± 0.01 0.38 ± 0.01 0.39 ± 0.00 0.38 ± 0.01 0.8184
BAT (g) 0.11 ± 0.00 un 0.11 ± 0.00 a 0.13 ± 0.00 b 0.13 ± 0.01 b <0.0001
Relativo peso del fegato (%) 5.56 ± 0.10 5.51 ± 0.16 5.61 ± 0.10 5.40 ± 0.08 0.5681
Relativo peso del rene (%) 1.54 ± 0.03 1.57 ± 0.07 1.50 ± 1.52 1.52 ± 0.03 0.5037
Relativa EFP peso (%) 1.46 ± 0.17 1.33 ± 0.13 1.42 ± 0.06 1.41 ± 0.06 0.2622
Relativo peso del cuore (%) 0.63 ± 0.02 0.61 ± 0.02 0.62 ± 0.02 0.59 ± 0.02 0.1839
Relativo peso del polmone (%) 0.58 ± 0.01 0.57 ± 0.02 0.58 ± 0.01 0.58 ± 0.02 0.8147
Relativo peso muscolare (%) 1.05 ± 0.02 1.01 ± 0.04 1.05 ± 0.02 1.01 ± 0.03 0.5788
Relativa BAT peso 0.30 ± 0,01 a 0.30 ± 0,01 a 0.34 ± 0.01 b 0.34 ± 0.01 b 0.0008
Tabella 2
Caratteristiche generali dei topi con supplementazione di LVFG.

3.2. Effetto della supplementazione di LVFG sulle prestazioni di esercizio e sui livelli sierici di ossido nitrico (NO)

Come mostrato nella Figura 1(a), la forza di presa dell’arto anteriore era più elevata nei gruppi LVFG-1X, LVFG-2X e LVFG-5X rispetto a quella del gruppo veicolo. L’analisi delle tendenze ha mostrato che la forza di presa dose-dipendente è aumentata con LVFG (). In genere, è necessario un programma di allenamento regolamentato per ottenere l’elevazione della forza di presa; tuttavia, i nostri risultati hanno indicato che il trattamento LVFG è stato in grado di migliorare la forza di presa anche senza intervento di allenamento. Il tempo di nuoto è stato più elevato in tutti i gruppi LVFG rispetto a quello del gruppo veicolo () (Figura 1 (b)). Pertanto, il tempo di nuoto nei gruppi LVFG-1X, LVFG-2X e LVFG-5X è aumentato significativamente (Δ2, 78 volte, Δ2, 89 volte e Δ2, 25 volte, rispettivamente) rispetto a quello del gruppo di veicoli. Inoltre, è stato osservato un significativo effetto dose-dipendente sul tempo di nuoto (). Come mostrato nella Figura 1 (c), i livelli sierici di ossido nitrico nel veicolo, i gruppi LVFG-1X, LVFG-2X e LVFG-5X erano 5.93 ± 0.24, 7.23 ± 0.20, 7.21 ± 0.49, e 6,60 ± 0,51 µmol / L, rispettivamente. I livelli sierici di ossido nitrico erano significativamente più alti nei gruppi LVFG-1X e LVFG-2X (, , rispettivamente) rispetto a quelli del gruppo veicolo.

(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: i topi sono stati sottoposti a un esercizio completo di nuoto con un carico equivalente al 5% del peso corporeo del topo attaccato alla coda, e i topi ICR maschi sono stati pretrattati con veicolo o 615, 1230 e 3075 mg/kg LVFG (1X, 2X e 5X, rispettivamente) prima di sottoporsi a un test di forza di presa e test di nuoto 1 h dopo la dose finale somministrata. c) Effetto di LVFG sull’ossido nitrico sierico (NO) a riposo: tutti i topi sono stati sacrificati ed esaminati per i livelli di ossido nitrico dopo il trattamento finale. I dati sono espressi come media ± SEM per n = 8 topi in ciascun gruppo. ANOVA unidirezionale è stata utilizzata per l’analisi e diverse lettere (a, b) indicano una differenza significativa a .

3.3. I livelli di biochimica dopo la sfida acuta dell’esercizio fisico

L’accumulo di lattato e l’acidosi metabolica sono manifestazioni cellulari di affaticamento. Nel presente studio, i livelli di lattato nel veicolo, i gruppi LVFG-1X, LVFG-2X e LVFG-5X erano 6.5 ± 0.3, 5.5 ± 0.3, 5.2 ± 0.2, e 5,7 ± 0,3 mmol / L, rispettivamente. Ciò corrisponde alle diminuzioni nei gruppi LVFG-1X, LVFG-2X e LVFG-5X (▽-14.86%, ; ▽-19.66%, ; e–12.07%,, rispettivamente) rispetto al gruppo di veicoli (Figura 2 (a)). Ciò suggerisce che la supplementazione di LVFG ha il potenziale per aumentare la clearance o l’utilizzo del lattato di sangue durante l’esercizio.

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

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

Figura 2
Effetti di LVFG supplementazione nel siero (a) lattato, (b) ammoniaca, (c) il glucosio, e (d) la creatina chinasi (CK) livelli dopo un esercizio acuto sfida. I topi sono stati pretrattati con il veicolo, 615, 1230 e 3075 mg / kg di LVFG per 4 settimane. Un’ora dopo la somministrazione dell’ultima dose di trattamento, è stato eseguito un test di nuoto di 15 minuti senza carico di peso. I dati sono espressi come media ± SEM di otto topi in ciascun gruppo. Le colonne con lettere diverse (a, b) differiscono significativamente per ANOVA a senso unico ().

I prodotti di scarto azotati della degradazione degli aminoacidi vengono eliminati attraverso la formazione di urea e piccole quantità di ammoniaca . I livelli di ammoniaca erano significativamente più bassi nei gruppi LVFG-1X, LVFG-2X e LVFG-5X (▽-33.40%, ; ▽- 39.71%, ; e4 -41.15%,, rispettivamente) rispetto a quelli del gruppo di veicoli (Figura 2, lettera b)). Nell’analisi delle tendenze, i livelli sierici di ammoniaca sono diminuiti in modo dose-dipendente con l’aumento della dose di LVFG (), suggerendo che la supplementazione continua con LVFG per 4 settimane potrebbe mitigare l’accumulo di ammoniaca durante l’esercizio.

Il livello di glucosio nel sangue è un indice importante del mantenimento delle prestazioni durante l’esercizio. Man mano che l’esercizio fisico continua, vi è un aumento dell’assorbimento di glucosio e una diminuzione della concentrazione di glucosio intramuscolare poiché l’inibizione dell’esochinasi è alleviata da una concentrazione inferiore di glucosio 6-fosfato (G-6-P). I livelli di glucosio sierico erano più alti nei gruppi LVFG-1X, LVFG-2X e LVFG-5X (Δ1.14-fold, Δ1.17-fold, e Δ1.23-fold, , rispettivamente) rispetto a quelli nel controllo del veicolo(Figura 2 (c)). L’analisi delle tendenze ha mostrato aumenti dose-dipendenti del livello di glucosio sierico con un aumento della supplementazione di LVFG ().

Un volume di esercizio insolitamente elevato può causare un aumento dei livelli di creatina chinasi (CK), indicando danni muscolari e affaticamento muscolare . Il CK del siero è un biomarker clinico importante per danno del muscolo, quali la distrofia muscolare, la ripartizione severa del muscolo, l’infarto del miocardio, la miosite autoimmune e l’insufficienza renale acuta. L’attività CK era inferiore nei gruppi LVFG-1X, LVFG-2X e LVFG-5X (▽-44.21%, ; ▽-46.45%, ; e respectively -48,50%,, rispettivamente) rispetto a quello del gruppo di veicoli (Figura 2 (d)). I nostri risultati suggeriscono che l’integrazione di LVFG potrebbe migliorare la lesione muscolare scheletrica indotta dalla sfida acuta dell’esercizio. L’analisi delle tendenze ha mostrato che il trattamento con LVFG ha avuto un significativo effetto dose-dipendente sul livello di CK (). Secondo questi dati, la fornitura di L-arginina e L-glutammina può ridurre al minimo i danni muscolari.

3.4. Livello di glicogeno epatico

Il contenuto di glicogeno nel fegato e nei tessuti muscolari dei gruppi murini è stato esaminato (Figure 3(a) e 3(b)). I livelli di glicogeno epatico nel veicolo, i gruppi LVFG-1X, LVFG-2X e LVFG-5X erano 12.41 ± 1.54, 14.63 ± 1.41, 22.46 ± 1,99 e 16,21 ± 1,61 mg/g di fegato, rispettivamente. Il gruppo LVFG-2X ha mostrato un livello di glicogeno epatico significativamente più alto (Δ1, 81 volte ) rispetto a quello del gruppo veicolo. Il contenuto di glicogeno muscolare nei gruppi LVFG-1X, LVFG-2X e LVFG-5X ha mostrato aumenti di 2,66 volte (), 2,66 volte () e 4,79 volte () rispetto a quello del gruppo veicolo. L’analisi delle tendenze ha rivelato che il trattamento con LVFG ha avuto un significativo effetto dose-dipendente sui livelli di glicogeno epatico () e muscolare (). Alle dosi più elevate di LVFG-5X, i risultati hanno anche indicato che il glicogeno epatico non è aumentato significativamente, ma le prestazioni di esercizio sono state significativamente elevate con la supplementazione di LVFG. Alcuni studi hanno dimostrato un effetto della supplementazione di glutammina nel promuovere la sintesi del glicogeno nelle prime ore di recupero dopo l’esercizio .

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

Figura 3
Effetto di LVFG (a) muscolo e (b) fegato livelli di glicogeno a riposo. I topi sono stati pretrattati con entrambi i veicoli, 615, 1230 o 3075 mg/kg di LVFG per 4 settimane. Tutti i topi sono stati sacrificati ed esaminati per i livelli di glicogeno nei tessuti muscolari e epatici 1 h dopo il trattamento finale. I dati sono espressi come media ± SEM con n = 8 topi in ciascun gruppo. ANOVA unidirezionale è stata utilizzata per l’analisi e diverse lettere (a, b) indicano una differenza significativa a .

3.5. Marcatori biochimici

Abbiamo osservato che la supplementazione di LVFG a 4 settimane ha migliorato i livelli di ossido nitrico sierico, aumentato il tempo di sfida dell’esercizio esaustivo e migliorato gli indicatori antifatigue, inclusi i livelli di lattato, ammoniaca, glucosio e CK. Le capacità di immagazzinamento del glicogeno nel fegato e nel muscolo sono state entrambe aumentate da LVFG. Ulteriori analisi biochimiche effettuate alla fine dello studio hanno esaminato se il trattamento LVFG di 4 settimane influisse su altri marcatori biochimici nei topi sani. Abbiamo esaminato le variabili biochimiche legate allo stato di salute e allo stato di salute e i principali organi, tra cui il muscolo scheletrico, il cuore, i reni e i polmoni.

I risultati dell’analisi sono riportati nella Tabella 1. I livelli di AST, ALT, creatinina, albumina e glucosio non differivano significativamente tra i gruppi. Tuttavia, i livelli sierici di BUN erano più alti nei gruppi LVFG-2X e LVFG-5X rispetto a quelli del gruppo veicolo. I livelli di proteine totali (TP) erano anche significativamente più alti nei gruppi LVFG-1X, LVFG-2X e LVFG-5X, rispettivamente. Passando al profilo lipidico, i livelli di colesterolo totale (TC) erano significativamente più bassi nel gruppo LVFG-1X (11,82%) e il triacilglicerolo sierico (TG) era inferiore del 21,68% () nel gruppo LVFG-5X, rispetto al gruppo veicolo. I livelli sierici di acido urico (UA) dei topi nei gruppi LVFG-1X, LVFG-2 e LVFG-5X sono stati ridotti di 40.43% (), 44.68% (), e 48,23% (), rispettivamente, rispetto al gruppo di veicoli.

Inoltre, i nostri risultati suggeriscono anche che la supplementazione di LVFG può avere il potenziale per prevenire l’accumulo di lipidi attraverso la riduzione di TC e TG. Uno studio precedente ha dimostrato che una dieta arricchita con L-arginina abbassava il trigliceride diminuendo i livelli di TC e TG. Abbiamo anche scoperto che i livelli totali di proteine erano significativamente aumentati dal trattamento con LVFG. I risultati dell’esame istopatologico dei principali organi, tra cui il fegato, i muscoli, il cuore, i reni e i tessuti polmonari, sono mostrati nella Figura 4. L’osservazione istologica delle sezioni ha mostrato che fegato, muscoli, cuore, reni, polmoni, EFP e BAT dei topi integrati con LVFG non differivano da quelli del gruppo veicolo.

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Figura 4
Effetto di LVFG supplementazione sulla morfologia della lettera a), del fegato, (b) muscolo scheletrico, (c) cuore, lettera d), del rene, (e) dell’epididimo cuscinetto grasso e (f) tessuto adiposo marrone. I campioni sono stati fotografati con un microscopio ottico (Olympus BX51). H & E macchia, ingrandimento: 400×. Barra di scala, 10 µm.

4. Discussione

La nutrizione svolge un ruolo importante nell’esercizio, nell’allenamento e nella riduzione della fatica. Un’adeguata idratazione e manutenzione degli elettroliti, un’adeguata assunzione di energia e un’adeguata assunzione di proteine, carboidrati, grassi, vitamine e minerali consentono agli atleti di trarre i massimi benefici dall’esercizio. L-arginina e l’estratto di tè verde attivano la crescita e lo sviluppo dei PIPISTRELLI attraverso meccanismi che coinvolgono l’espressione genica, la segnalazione di ossido nitrico e la sintesi proteica . Questa attivazione ha il potenziale per migliorare l’ossidazione dei substrati energetici e ridurre l’accrescimento del grasso bianco nel corpo. L’arginina è necessaria per la sintesi di proteine e creatina e il suo metabolismo provoca la produzione di ossido nitrico. Sono state riportate pochissime prove scientifiche a sostegno delle affermazioni relative alla supplementazione di arginina, come la capacità di elevare i livelli di ossido nitrico, aumentare il flusso sanguigno muscolare e migliorare le prestazioni dell’esercizio. Alcuni studi hanno scoperto che l’integrazione di arginina da sola non ha alcun effetto sulle prestazioni dell’esercizio . I risultati di un presente studio suggeriscono che l’integrazione di L-arginina e L-glutammina, in combinazione con vitamina C, vitamina E, acido folico ed estratto di tè verde, è in grado di migliorare la composizione corporea e le prestazioni dell’esercizio. I nostri dati suggeriscono che diverse concentrazioni di LVFG possono contribuire in modo diverso alle attività fisiologiche e la dose di LVFG-2X (1230 mg/kg) può essere l’intervallo ottimale per l’esplosività e la capacità di resistenza. È interessante notare che la L-arginina o la L-glutammina usata da sola non hanno avuto alcun effetto significativo sulle prestazioni muscolari, sulla composizione corporea o sulla degradazione delle proteine muscolari negli adulti sani . Invece, il nostro studio suggerisce che la supplementazione continua con LVFG per 4 settimane potrebbe aumentare i livelli di glucosio nel siero e migliorare la capacità di assorbimento del glucosio verso attività antifatigue benefica.

Gli atleti possono ridurre significativamente le loro riserve di glicogeno muscolare durante l’esercizio, portando ad affaticamento muscolare . Sostituire completamente le riserve di glicogeno muscolare prima di un successivo incontro di esercizio o competizione può prolungare il tempo fino alla fatica e migliorare le prestazioni . I nostri dati suggeriscono che diverse concentrazioni di LVFG possono contribuire in modo diverso ad aumentare il contenuto di glicogeno e che una dose di 1230 mg/kg può essere la più appropriata per ottimizzare il contenuto di glicogeno epatico e muscolare. La supplementazione di LVFG ha contribuito ad aumentare l’accumulo di glicogeno muscolare nei topi, portando ad un maggiore utilizzo di energia.

Durante l’esercizio fisico, i livelli di ossido nitrico sono naturalmente aumentati e più sangue può fluire attraverso le arterie e le arteriole allo scopo di fornire ossigeno e substrati di carburante ai muscoli scheletrici di lavoro. In precedenti ricerche, è stato stabilito che l’esercizio induce l’espressione iNOS e provoca basse concentrazioni di ossido nitrico negli esseri umani . L’esercizio fisico pesante induce una risposta immunitaria che a sua volta induce l’espressione di iNOS . Pertanto, la concentrazione di ossido nitrico e una maggiore espressione di iNOS sono possibili meccanismi di danno cellulare dopo l’esercizio.

È stato ipotizzato che, elevando i livelli di ossido nitrico, la supplementazione di arginina è utile per migliorare le prestazioni sportive o massimizzare gli adattamenti di allenamento per atleti o individui fisicamente attivi. Tuttavia, precedenti studi sulla supplementazione di arginina non sono riusciti a mostrare alcun effetto o risultati benefici . Qui, il nostro studio attuale dimostra che L-arginina, in combinazione con L-glutammina, vitamina C, vitamina E, acido folico ed estratto di tè verde, aumenta l’ossido nitrico sierico e migliora le prestazioni sportive. Abbiamo trovato un contenuto di proteine totali del siero potenziato (TP) con l’integrazione di LVFG, suggerendo che gli aminoacidi non essenziali L-arginina e L-glutammina stimolavano la sintesi proteica muscolare . Tuttavia, questo miglioramento nel contenuto di TP non si è riflesso come aumento della crescita muscolare nel nostro studio. Tuttavia, raccomandiamo ancora di aggiungere L-arginina e L-glutammina al complesso per massimizzare gli adattamenti dell’allenamento negli atleti.

5. Conclusioni

Nell’attuale studio, abbiamo scoperto che la supplementazione di LVFG a 4 settimane ha aumentato significativamente il peso delle BAT nei gruppi trattati con LVFG e ha mostrato effetti benefici sul profilo lipidico. Le prestazioni dell’esercizio sono state significativamente migliorate nel gruppo LVFG-2X. Inoltre, i parametri legati alla fatica indotta dall’esercizio, inclusi i livelli di lattato, ammoniaca, glucosio e CK, sono stati modulati positivamente dalla supplementazione di LVFG e in modo dose-dipendente per ammoniaca, glucosio e CK. Per quanto riguarda i livelli sierici di ossido nitrico, abbiamo anche scoperto che la dose LVFG-2X (1230 mg/kg) può essere la dose ottimale per aumentare i livelli di ossido nitrico. Presi insieme, i risultati di cui sopra suggeriscono che LVFG-2x può essere un potenziale aiuto ergogenico per aumentare i livelli di ossido nitrico, aumentare l’accumulo di glicogeno e migliorare le prestazioni dell’esercizio. In conclusione, LVFG può avere benefici diretti per gli atleti migliorando le prestazioni sportive e / o massimizzando gli adattamenti all’allenamento.

I valori sono espressi come media ± SEM per n = 8 topi in ciascun gruppo. I valori nella stessa riga con lettere apici diverse (a, b, c) differiscono significativamente da ANOVA a senso unico (). La massa muscolare comprende sia i muscoli gastrocnemio che soleo nella parte posteriore della parte inferiore delle gambe. EFP: cuscinetto adiposo epididimale; PIPISTRELLO: tessuto adiposo bruno.

Abbreviazioni

LFG: 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.

Disponibilità dei dati

I dati utilizzati a supporto dei risultati di questo studio sono inclusi nell’articolo.

Approvazione etica

Il protocollo animale (IACUC-10514) è stato esaminato e approvato dal Comitato istituzionale per la cura e l’uso degli animali (IACUC) della National Taiwan Sport University, Taiwan. Questa ricerca aderisce alle linee guida ARRIVE (https://www.nc3rs.org.uk/arrive-guidelines).

Divulgazione

Pemey Bio-medical Co., Ltd., non ebbe ruolo nella progettazione, analisi, o scrivendo di questo articolo.

Conflitti di interesse

Tutti gli autori dichiarano di non avere conflitti di interesse per quanto riguarda il contenuto di questo articolo.

Contributi degli autori

Yi-Ming Chen e Yen-Shuo Chiu contribuirono ugualmente a questo lavoro. YMC, CCH e YSC progettarono gli esperimenti; YMC e YSC eseguirono gli esperimenti di laboratorio; YMC, HL, WCC e YSC analizzarono i dati, interpretarono i risultati, prepararono le figure e scrissero il manoscritto; YMC e YSC contribuirono con reagenti, materiali e piattaforme di analisi e revisionarono il manoscritto.

Riconoscimenti

Gli autori ringraziano Chien-Chao Chiu per l’assistenza tecnica negli esami istologici. Il presente studio è stato sostenuto dal Fondo di cooperazione Università–Industria n. SCRPF3F0161 (Chang Gung Università della Scienza e della Tecnologia, Taoyuan, Taiwan).