Ｒ Πρόοδος έρευνας σε φυτικά πεπτίδια κατά της κούρασης σε φυτικό εκχύλισμα

Περίληψη: Φυτική προέλευσηπεπτίδιο κατά της κόπωσηςήταν ένα βιοδραστικό πεπτίδιο που εξάγεται από φυτική πρωτεΐνη, το οποίο μπορούσε να αντισταθεί ή να ανακουφίσει την κόπωση. Συνοψίστηκαν η πηγή, ο μηχανισμός δράσης, οι μέθοδοι αξιολόγησης και τα προϊόντα εφαρμογής φυτικών πεπτιδίων κατά της κούρασης και προβλεπόταν η μελλοντική ανάπτυξη.

Λέξεις-κλειδιά: φυτό; βιοενεργό πεπτίδιο;κατά της κούρασης?μηχανισμός δράσης; μέθοδος αξιολόγησης

Κούρασηείναι ένα φυσιολογικό φαινόμενο με πολύπλοκο μηχανισμό που παράγεται από το ανθρώπινο σώμα μετά από μια περίοδο σωματικής ή πνευματικής εξάντλησης, που συνήθως οδηγεί σε προσωρινή φυσιολογική δυσλειτουργία μυών ή οργάνων και συγκεκριμένα φαινόμενα περιλαμβάνουν υπνηλία, απροσεξία κ.λπ. [1-2 ] . Με την ανάπτυξη της σύγχρονης κοινωνίας, η κόπωση έχει γίνει ένα πρόβλημα που επηρεάζει την ποιότητα ζωής των περισσότερων ανθρώπων. Πάνω από το 35 τοις εκατό του παγκόσμιου πληθυσμού θα αισθάνεται κούραση, εκ των οποίων οι μεσήλικες άνδρες αντιπροσωπεύουν το 60 τοις εκατό. Τα πεπτίδια κατά της κούρασης που απορροφώνται και έχουν χαμηλή τοξικότητα και παρενέργειες έχουν γίνει ένα από τα ερευνητικά hotspot [3].

οπεπτίδια κατά της κούρασηςπου απομονώνονται από φυτά έχουν ευρύ φάσμα πηγών, μεγάλη ποικιλία και υψηλή απόδοση κόστους. Ο μηχανισμός απορρόφησής του είναι καλύτερος από αυτόν των μεμονωμένων πρωτεϊνών και αμινοξέων και έχει μοναδικές φυσιολογικές λειτουργίες που δεν έχουν και τα δύο, όπως η ρύθμιση της έκκρισης ανθρώπινης ορμόνης, η προώθηση ή η αναστολή των ενζύμων στον οργανισμό, η ρύθμιση και η βελτίωση της μεταφοράς και απορρόφησης μετάλλων στο ανθρώπινο σώμα [4-5]. Ορισμένα φαρμακευτικά φυτά με εξαιρετικά υψηλή θρεπτική και φαρμακευτική αξία στην παραδοσιακή κινεζική ιατρική μπορούν επίσης να αναγνωριστούν ότι έχουν ενεργά συστατικά κατά της κούρασης μετά από έρευνα και δοκιμή [6]. Επιπλέον, καλλιέργειες υψηλής απόδοσης όπως το σιτάρι και η σόγια μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την παρασκευή ενεργών τροφών κατά της κούρασης μετά την επεξεργασία και την εκχύλιση [7-8]. Ως εκ τούτου, τα φυτά αποτελούν μια ερευνητική βάση υψηλής αξίας κατά της κούρασης [9].

Αυτή η εργασία στοχεύει να συνοψίσει τις πηγές υλικού, τους μηχανισμούς δράσης, τις μεθόδους αξιολόγησης και τα εφαρμοσμένα προϊόντα φυτικής προέλευσης πεπτιδίων κατά της κούρασης τα τελευταία χρόνια, προκειμένου να παράσχει θεωρητικές αναφορές για την έρευνα και ανάπτυξη τέτοιων λειτουργικών πεπτιδίων στον τομέα των τροφίμων. .

1 Πηγές φυτικής προέλευσης πεπτιδίων κατά της κόπωσης

Οι πηγές φυτικής προέλευσης ενεργών πεπτιδίων κατά της κούρασης μπορούν να χωριστούν χονδρικά σε δημητριακά, φασόλια, ξηρούς καρπούς και φαρμακευτικά υλικά ανάλογα με τους τύπους των φυτικών πρώτων υλών. Όπως φαίνεται στον Πίνακα 1: Επί του παρόντος, οι έρευνες στο εσωτερικό και στο εξωτερικό επικεντρώνονται κυρίως στα δημητριακά και τα όσπρια, ενώ υπάρχουν σχετικά λίγες αναφορές για πεπτίδια κατά της κούρασης που προέρχονται από ξηρούς καρπούς και φαρμακευτικά υλικά.

2 Ο μηχανισμός δράσης των πεπτιδίων κατά της κόπωσης

2. 1 Αναστέλλουν το οξειδωτικό στρες στον οργανισμό

Οι περισσότερες μελέτες έχουν δείξει ότι οι ελεύθερες ρίζες στο σώμα αυξάνονται κατά τη διάρκεια της φυσικής δραστηριότητας σε ανθρώπους και ζώα. Εάν η παραγωγή ενεργών ειδών οξυγόνου είναι υπερβολική ή η αντιοξειδωτική ικανότητα του σώματος μειωθεί, ο μεταβολισμός των ROS στο σώμα θα είναι ανισόρροπος, γεγονός που θα οδηγήσει σε οξειδωτικό στρες ή οξειδωτική βλάβη στο σώμα, όπως υδροξυλίωση του DNA, βλάβη ιστού και μετουσίωση πρωτεΐνης , κ.λπ., με αποτέλεσμα την κούραση στο σώμα [ 22-23]. Τα ενεργά πεπτίδια με αντιοξειδωτική ικανότητα in vivo μπορούναύξηση της υπεροξειδικής δισμουτάσης (SOD)και οι δραστηριότητες της υπεροξειδάσης της γλουταθειόνης (GSH-Px), ενισχύουν την ικανότητα του σώματος να καθαρίζει τις ελεύθερες ρίζες προστατεύοντας παράλληλα το σώμα από τα υπεροξείδια.αποφύγετε την υπεροξείδωση των λιπιδίωνπρος τηνπαράγουν μηλονοδιαλδεΰδη(MDA), μειώνοντας έτσι τη φλεγμονή και την υπεροξειδωτική βλάβη που προκαλείται από υπερβολικές ελεύθερες ρίζες.

Ως εκ τούτου, η συμπλήρωση τέτοιων πεπτιδίων μπορεί να θεωρηθεί ως αποτελεσματικό μέσο γιαανακουφίζουν από την κούρασηκαι τη βλάβη που προκαλεί το σώμα [24]. Επιπλέον, αμινοξέα με αντιοξειδωτικές ιδιότητες μπορεί να διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο στον προαναφερθέντα μηχανισμό δράσης. Τα αρωματικά αμινοξέα (όπως η τυροσίνη, η φαινυλαλανίνη και η τρυπτοφάνη) μπορούν εύκολα να δωρίσουν πρωτόνια σε ελεύθερες ρίζες και τα πεπτίδια που περιέχουν τέτοια αμινοξέα τείνουν να έχουν αντιοξειδωτική ικανότητα. Τα υδρόφοβα αμινοξέα (όπως η Ν-τερματική βαλίνη ή η Λευκίνη και η προλίνη, η ιστιδίνη ή η τυροσίνη στην αλληλουχία) έχει αποδειχθεί ότι ενισχύουν την αντιοξειδωτική δράση των πεπτιδίων [25] και αυτά τα δύο αμινοξέα υπάρχουν συνήθως σε πεπτίδια κατά της κόπωσης . Επιπλέον, με την ενεργοποίηση της οδού σηματοδότησης Nrf2/Keap2 στα ζώα, η έκφραση των πρωτεϊνών Nrf2 και HO-1 ρυθμίζεται προς τα πάνω και η έκφραση του Keap1 ρυθμίζεται προς τα κάτω, κάτι που έχει επίσης αποδειχθεί ότι είναι ένας μηχανισμός για την αναστολή του οξειδωτικού στρες του σώματος [26].

Κάντε κλικ εδώ για να λάβετε ένα δείγμα αντικόπωσης pepties στο φυτικό εκχύλισμα-Cistanche

2. 2 Συμμετέχουν και ρυθμίζουν τον ενεργειακό μεταβολισμό

Στη διαδικασία της ζωής, οι κύριες ουσίες που παρέχουν ενέργεια στο σώμα είναι η τριφωσφορική αδενοσίνη, η φωσφορική κρεατίνη, το γλυκογόνο και το σάκχαρο του αίματος κ.λπ., και η ανεπαρκής παροχή ενέργειας είναι ένας από τους κύριους παράγοντες που οδηγούν σε μειωμένη ικανότητα άσκησης και κόπωση. Οι ενεργειακές ουσίες μπορούν να προκαλέσουν διαφορετικούς μηχανισμούς κόπωσης και διαφορετικούς βαθμούς κόπωσης [27]. Τα ενεργά πεπτίδια είναι εύκολο να αφομοιωθούν, να απορροφηθούν και να χρησιμοποιηθούν από το ανθρώπινο σώμα και μπορούν να αναπληρώσουν γρήγορα τις ενεργειακές ουσίες του σώματος.

Η έντονη άσκηση βάζει το σώμα σε κατάσταση υποξίας. Σε αυτή την κατάσταση, το γαλακτικό οξύ παράγεται κατά τη διαδικασία της γλυκόλυσης, με αποτέλεσμα την αύξηση του γαλακτικού οξέος στο αίμα, το οποίο με τη σειρά του μειώνει το pH των ιστών, διαταράσσει την οξεοβασική ισορροπία, επηρεάζει το μεταβολισμό και οδηγεί σε μειωμένη ικανότητα άσκησης και μυϊκή σύσπαση. 28]. Επιπλέον, η αύξηση του επιπέδου ορισμένων υποπροϊόντων της άσκησης μπορεί επίσης να οδηγήσει σε εμφάνιση ή επιδείνωση της κόπωσης [29-30]. Τα τελευταία χρόνια, μελέτες έχουν δείξει ότι ορισμένα πεπτίδια κατά της κούρασης μπορούν να ανακουφίσουν την κόπωση που προκαλείται από την άσκηση αυξάνοντας τα επίπεδα γλυκογόνου στο ήπαρ και τους μύες και μειώνοντας τα επίπεδα των μεταβολιτών στο αίμα [31]. Συμπερασματικά, η αυξημένη παραγωγή γλυκογόνου και η αποβολή των παραγόμενων μεταβολικών υποπροϊόντων μπορεί να είναι δυνητικοί μηχανισμοί με τους οποίους τα πεπτίδια κατά της κόπωσης ανακουφίζουν την κόπωση που προκαλείται από την άσκηση.

2. 3 Καταστολή της φλεγμονής

Ορισμένες μελέτες υποδεικνύουν ότι η κόπωση, ως φυσιολογικό φαινόμενο, μπορεί να σχετίζεται με την αυθόρμητη φλεγμονώδη απόκριση του σώματος υπό έντονη άσκηση, η οποία χαρακτηρίζεται από αύξηση των προφλεγμονωδών κυτοκινών και οι δείκτες της περιλαμβάνουν ιντερλευκίνες (IL-1 , IL -6) , παράγοντας νέκρωσης όγκου- (TNF-) και θετικές πρωτεΐνες οξείας φάσης (όπως CRP και ελαστάση) [32-33]. Οι NAM et al[34] μελέτησαν τον μηχανισμό κατά της κόπωσης του διπεπτιδίου του πλακούντα χοίρου και διαπίστωσαν ότι δύο βραχέα πεπτίδια, το Gly-Leu και το Leu-Gly-OH, θα μπορούσαν να αναστείλουν το διεγερμένο από LSP RAW264. Παραγωγή 7 TNF-, IL{-1 και IL-6 σε κύτταρα

Σε κάποιο βαθμό, η σύνδεση μεταξύ των πεπτιδίων κατά της κόπωσης που αναστέλλουν τις φλεγμονώδεις αποκρίσεις και την ανακούφιση της κόπωσης έχει αποδειχθεί.

Περαιτέρω έρευνα έδειξε ότι η ανασταλτική επίδραση των πεπτιδίων κατά της κόπωσης στη χρόνια φλεγμονή μπορεί να σχετίζεται με τη ρύθμιση του NF-κB και του MAPK, των δύο κύριων οδών σηματοδότησης των φλεγμονωδών παραγόντων [35]. Για παράδειγμα, οι ΥΕ κ.ά. [36] διαπίστωσε ότι η έκφραση του NF-κB και των προφλεγμονωδών κυτοκινών (TNF-, IL1 και IL-6) ​​μειώθηκε μετά τη χορήγηση πεπτιδίων κατά της κόπωσης που απομονώθηκαν από αγγούρι θαλάσσης σε αρουραίους που κολυμπούσαν αναγκαστικά. Το επίπεδο της αντιφλεγμονώδους κυτοκίνης IL10 αυξήθηκε στον γαστροκνήμιο μυ. MAJUMDER et al. [37] επιβεβαίωσε επίσης ότι τα πεπτίδια μπορούν να επηρεάσουν την έκφραση των προφλεγμονωδών κυτοκινών και των αντιφλεγμονωδών κυτοκινών ρυθμίζοντας τις οδούς σηματοδότησης που εμπλέκονται στις αντιφλεγμονώδεις επιδράσεις. Αυτές οι μελέτες υποδηλώνουν σθεναρά ότι ορισμένα πεπτίδια κατά της κούρασης μπορεί να ασκούν αντι-κόπωση αποκλείοντας τις οδούς σηματοδότησης NF-κB και MAPK.

2. 4 Ρυθμίζει τους νευροδιαβιβαστές

Υπάρχουν πολλές μελέτες για τη σχέση μεταξύ της κόπωσης που προκαλείται από την άσκηση και των νευροδιαβιβαστών, αλλά ο συγκεκριμένος μηχανισμός είναι ακόμα ασαφής. Μια κοινή θεωρία είναι ότι η επαγόμενη από την άσκηση σεροτονίνη (5-HT), ντοπαμίνη (DA) και νορμεθυλίωση Οι αλλαγές στα επίπεδα της επινεφρίνης (NE) οδηγούν σε κόπωση κατά τη διάρκεια της άσκησης [38]. Μελέτες έχουν δείξει ότι ορισμένα πεπτίδια κατά της κούρασης μπορούν να επιτύχουν αντι-κόπωση ρυθμίζοντας τους νευροδιαβιβαστές που σχετίζονται με την κίνηση στο κεντρικό νευρικό σύστημα και το χολινεργικό σύστημα. Για παράδειγμα, η μακροχρόνια πρόσληψη πεπτιδίων σιταριού πλούσιων σε γλουταμίνη μπορεί να βελτιώσει το κεντρικό νευρικό σύστημα των ποντικών. Τα σεροτονινεργικά και χολινεργικά συστήματα του συστήματος [39]. Οι HAN et al. [40] διαπίστωσε ότι η από του στόματος χορήγηση Leu-Gly και Gly-Leu σε ποντίκια θα μπορούσε να αυξήσει τα επίπεδα DA και να βελτιώσει την απόδοση της άσκησης αντοχής των πειραματόζωων. Επιπλέον, λόγω της επιτάχυνσης του μεταβολισμού του λίπους κατά τη διάρκεια της άσκησης, το επίπεδο των ελεύθερων λιπαρών οξέων αυξάνεται, το οποίο με τη σειρά του πυροδοτεί τον ανταγωνισμό μεταξύ FFA και τρυπτοφάνης για θέσεις δέσμευσης στις πρωτεΐνες, που τελικά οδηγεί σε αύξηση του επιπέδου της σεροτονίνης στο εγκέφαλος [36, 41].

3 Μέθοδοι αξιολόγησης πεπτιδίων κατά της κόπωσης

Επειδή η κόπωση που προκαλείται από την άσκηση είναι ένα πολύπλοκο συστημικό σύνδρομο, είναι δύσκολο να χαρακτηριστούν διάφορες αλλαγές στο σώμα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κόπωσης βασιζόμενοι μόνο σε ορισμένους in vitro δείκτες. Ως εκ τούτου, μελέτες που χρησιμοποιούν ζωικά μοντέλα ως πλατφόρμες έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως για την αξιολόγηση της επίδρασης των πεπτιδίων κατά της κόπωσης. Αποτέλεσμα.

3. 1 πείραμα κολύμβησης ποντικιού

Το τεστ αναγκαστικής κολύμβησης σε ποντίκια είναι ένα κλασικό τεστ συμπεριφοράς που μπορεί να αντανακλά την ικανότητα του σώματος να ασκείται και χρησιμοποιείται ευρέως στη λειτουργική αξιολόγηση των πεπτιδίων κατά της κόπωσης. Η φύση των πειραμάτων κολύμβησης συνήθως καθορίζεται ανάλογα με τον βαθμό κόπωσης ή την κατάσταση. Για παράδειγμα, το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο εξαντλητικό τεστ κολύμβησης είναι να αφήνετε ποντίκια ή αρουραίους να κολυμπούν συνεχώς μέχρι να βυθιστούν στο νερό λόγω εξάντλησης. Τα πειραματικά βήματα της εξαντλητικής κολύμβησης είναι τα εξής [42]: (1) Σε ποντίκια/ποντίκια δόθηκε μια ορισμένη δόση

πεπτίδιο κατά της κόπωσης; (2) τοποθετήστε το ζώο σε μια δεξαμενή με κατάλληλη ποσότητα νερού και αφήστε το να κολυμπήσει με κομμάτια μολύβδου κατάλληλης ποιότητας δεμένα στα πόδια/ουρές. (3) καταγράψτε τα ποντίκια που πέφτουν λόγω πλήρους εξάντλησης Το πείραμα αναγκαστικής κολύμβησης μπορεί επίσης να τερματιστεί σε ένα ποσοτικό χρονικό σημείο (συνήθως 20-30 λεπτά), αυτό το σχέδιο μπορεί να αντανακλά τις αλλαγές διαφόρων φυσιολογικών δεικτών σε ποντίκια/ποντίκια μετά από άσκηση της ίδιας έντασης και διάρκειας. 43].

3. Πείραμα 2 ποντικών με ράβδο αναρρίχησης

Το τεστ αναρρίχησης με ράβδο είναι επίσης ένα πείραμα που χρησιμοποιείται συχνά για την αξιολόγηση της επίδρασης τουπεπτίδια κατά της κούρασης. Σε μια γυάλινη ράβδο (σταθερή στο πάνω άκρο και αναρτημένη στο κάτω άκρο), οι μύες τους έμπαιναν σε κατάσταση έντασης, και όταν εξαντλούνταν από την κούραση, γλιστρούσαν από τη γυάλινη ράβδο και τέλος η ώρα να σκαρφαλώσουν η ράβδος χρησιμοποιήθηκε ως κύριος δείκτης αξιολόγησης.

3. 3 πειράματα Rotarod

Το πείραμα rotarod σχεδιάστηκε αρχικά για να εξετάσει τις επιδράσεις των φαρμάκων στα νεύρα και έχει επίσης χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση των επιπέδων κόπωσης και της φυσικής απόδοσης [45]. Η γενική διαδικασία για τη δοκιμή rotarod είναι η εξής: (1) Πριν από τη δοκιμή, όλα τα ποντίκια υποβλήθηκαν σε αρκετές ημέρες προσαρμοστικής εκπαίδευσης. (2) Την ημέρα της δοκιμής, τα ποντίκια τοποθετήθηκαν στο ροταρόντ του ροταρόντ για να ξεκινήσει η δοκιμή. Στατιστική ανάλυση των ποσοτικών δεικτών των ποντικών για να εκτιμηθεί η κατάσταση κόπωσης [46].

3. 3 Πείραμα ανάρτησης ουράς ποντικιού

Το τεστ εναιώρησης της ουράς ποντικιού χρησιμοποιείται συνήθως σε ποντίκια και όχι σε βαρύτερους αρουραίους (για να αποφευχθεί βλάβη στην ουρά του ίδιου του αρουραίου λόγω υπερβολικού βάρους). Το πείραμα βασίζεται στη δημιουργία ενός αναπόφευκτα αγχωτικού περιβάλλοντος όπου τα ζώα περνούν από μια διαδικασία από τον αγώνα στην εξάντληση και στη συνέχεια στη διακοπή. Επομένως, η δράση κατά της κόπωσης διαφόρων ελεγχόμενων ουσιών μπορεί να εκτιμηθεί μετρώντας τη διαφορά στο χρονικό διάστημα που τα πειραματόζωα προσπαθούν να επιμείνουν στη συμπεριφορά διαφυγής [47]. Το πείραμα της ανάρτησης ουράς πραγματοποιείται συνήθως σύμφωνα με τα ακόλουθα βήματα

Σειρά [48]: (1) Τοποθετήστε το εξεταζόμενο ζώο σε ένα ηχομονωμένο κουτί συμπεριφοράς και κρεμάστε την ουρά του σε μια ράβδο ανάρτησης ή ράφι. (2) Χρησιμοποιήστε συσκευή εγγραφής βίντεο για να καταγράψετε τη συμπεριφορά των ζώων κατά τη διάρκεια του πειράματος (ο πειραματικός χρόνος είναι συνήθως 6 λεπτά). (3) Στατιστικά στοιχεία του χρόνου ακινησίας των πειραματόζωων μέσω του αρχείου ανάλυσης συμπεριφοράς ζώων.

4 Εφαρμογές και προοπτικές πεπτιδίων κατά της κόπωσης

Τα τελευταία χρόνια, τα πεπτίδια φυτικής προέλευσης χρησιμοποιούνται συχνά ως βασικές πρώτες ύλες λειτουργικών συστατικών σε προϊόντα υγειονομικής περίθαλψης κατά της κούρασης λόγω των πλεονεκτημάτων της χαμηλής τιμής, της εύκολης διαθεσιμότητας και της καλής διασποράς, της πρώτης ύλης πεπτιδίων φυτικής προέλευσης.

Προς το παρόν, η έρευνα της χώρας μου για πεπτίδια κατά της κούρασης φυτικής προέλευσης έχει επιτύχει ορισμένα αποτελέσματα. Στο μέλλον, μπορεί να προωθηθεί στις ακόλουθες δύο κατευθύνσεις: (1) Αύξηση της ανάπτυξης προϊόντων φυτικής προέλευσης με δράση κατά της κούρασης και να γίνουν πιο συμβατά με την εμπορική παραγωγή. (2) Σε βάθος διερεύνηση του μηχανισμού δράσης των πεπτιδίων κατά της κούρασης, καθιέρωση σαφών και αποτελεσματικών μεθόδων αξιολόγησης για τη δράση κατά της κούρασης και δοσολογία ενεργών πεπτιδίων κατά της κούρασης, προκειμένου να προωθηθεί η ανάπτυξη νέων αντι-κόπωσης -Κόπωση τρόφιμα και φάρμακα.