Kapsaisiini ja sen vaikutus harjoitussuoritukseen, väsymys ja tulehdus

Ottaa yhteyttä:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Gaia Giuriato 1,2, Massimo Venturelli 1,3, Alexs Matias 2, Edgard MKVK Soares 2,4, Jessica Gaetgens 5, Kimberley A. Frederick 5 ja Stephen J. Ives 2,*

Abstrakti:Kapsaisiini (CAP) aktivoi ohimenevän reseptoripotentiaalin vanilloidi 1 (TRPV1) -kanavan onsensorisia hermosoluja, mikä parantaa ATP:n tuotantoa, verisuonten toimintaa, väsymyksen vastustuskykyä ja siten harjoitussuorituskykyä. CAP:n aiheuttamien ergogeenisten vaikutusten ja väsymyksenkestävyyden taustalla olevat mekanismit ovat kuitenkin edelleen vaikeaselkoisia. Arvioidakseen CAP:n mahdollisia väsymystä ehkäiseviä vaikutuksia 10 nuorta tervettä miestä suoritti jatkuvan kuormituksen pyöräilyn aika uupumukseen (TTE) -kokeet (maksimaalinen työnopeus 85 prosenttia) lumelääkkeen (PL; kuitu) tai CAP-kapseleiden nauttimisen jälkeen. sokkoutetussa, vastapainotetussa, ristikkäisessä suunnittelussa, kun taas sydän- ja hengityselimistön vasteita seurattiin. Väsymys arvioitiin interpolatedtwitch-tekniikalla, ennen harjoitusta, isometristen maksimaalisten vapaaehtoisten supistojen (MVC) aikana. Ei-merkittäviä eroja (p > 0,05) havaittiin kardiorespiratorisissa vasteissa ja itseraportoidussa väsymyksessä (RPE-asteikko) aika-ajon aikana tai TTE:ssä (375 ± 26 ja 327 ± 36 s, vastaavasti). CAP vaimenti voimistuneen nykimisen vähenemistä (PL: -52 ± 6 vs. CAP: -42 ± 11 prosenttia, p=0,037) ja pyrki vaimentamaan maksimaalisen rentoutumisnopeuden laskua (PL: -47 ± 33 vs. CAP: −29 ± 68 prosenttia, p=0.057), mutta ei maksimaalista voimankehityksen nopeutta, MVC:tä tai vapaaehtoista lihasaktivaatiota. Näin ollen CAP saattaa heikentää hermo-lihasväsymystä afferentin signaloinnin tai hermo-lihasrelaksaation kinetiikassa tapahtuvien muutosten kautta, mahdollisesti sarkoendoplasmisen retikulumin Ca2 plus ATPaasi (SERCA) -pumppujen välittämänä, mikä lisää Ca2:n sekä takaisinoton ja rentoutumisen nopeutta.

Avainsanat: motoneuroni; afferentti; luurankolihas; sydämen minuuttitilavuus; ilmanvaihto; aineenvaihdunta; perfuusio

Cistanche-lisäaineetonväsymystä ehkäisevä vaikutus.

1. Esittely

Tulipaprikan ensisijaista pistävää bioaktiivista ainesosaa, kapsaisiinia (CAP), on pitkään pidetty sen terapeuttisen potentiaalin vuoksi. Kapsaisiini (8-metyyli-N-vanillyyli-trans-6-ei amidia) on klassisesti kuvattu ärsyttäväksi aineeksi, ja se on tunnetun neuroneja moduloivien signaalien ohimenevän reseptoripotentiaalin vanilloidityypin 1 (TRPV1) endogeeninen aktivaattori. kuumuuteen ja/tai kipuun. Altistuminen CAP:lle laukaisee voimakkaan hermosolukalsiumin sisäänvirtauksen, jota seuraa usein TRPV1-aktiivisuuden refleksivähennys [1–3]. Tästä syystä CAP on lupaava kliininen työkalu moduloida TRPV{12}}liittyviä reittejä kivun havaitsemisesta [1–4], tulehduksesta [5] ja immuniteetista [6] vakavimpiin patologioihin, kuten skitsofreniaan [7], ahdistuneisuuteen, masennus [8], liikalihavuus [9] ja krooninen väsymys [10]. CAP:n nauttiminen lisää termogeneesiä stimuloimalla katekoliamiinin eritystä lisämunuaisen ytimestä, vähentämällä adipogeneesiä ja tehostamalla energia-aineenvaihduntaa [11–15], parantaen mitokondrioiden biogeneesiä ja adenosiinitrifosfaatin (ATP) synteesiä, ja sen jopa ehdotetaan parantavan sydän- ja verisuonisairauksien terveyttä [16–20] ].

Jyrsijöillä CAP saa aikaan spontaanin aktiivisen käyttäytymisen, lisää pitovoimaa ja uintiaikaa uupumukseen annoksesta riippuvalla tavalla [21–24]. Nämä fyysisen suorituskyvyn parannukset korreloivat maksan glykogeenipitoisuuden nousun kanssa [21], mikä johtui todennäköisesti glykogeenin säästämisestä [24] ja kohonneesta rasvahappojen käytöstä CAP:n aiheuttaman lisämunuaisen katekoliamiinin erityksen vuoksi [22]. Lisäksi hiirillä tehdyt tutkimukset osoittivat, että CAP:n antamisen aiheuttama TRPV1-aktivaatio lisää PGC:tä-1, edistää mitokondrioiden biogeneesiä, lisää oksidatiivisen ATP-tuotannon osuutta ja lisää oksidatiivisten säikeiden ilmentymistä luurankolihaksissa [25,26]. Hiiren mallissa CAP:n aiheuttama lihasrelaksaatio välittyy suoran estävän vaikutuksen kautta solun sisällä oleviin jännitteillä toimiviin Ca2 plus -kanaviin [4]. Lisäksi yksi suuri CAP-annos heikentää mitokondrioiden irtoamisproteiinin UCP3:n ilmentymistä ja vähentää supistumisen ATP-kustannuksia huolimatta muuttumattomasta ja toisinaan lisääntyneestä sähköisen nykimisvoiman muodostumisesta [25,27]. Vaikka CAP:tä on tutkittu laajasti solu- ja hiirimalleissa, sen akuutteja in vivo fysiologisia vaikutuksia yhdistettynä harjoitukseen on kiinnitetty suhteellisen vähän huomiota erityisesti ihmisillä.

Tutkijat ovat tutkineet CAP-nielemisen vaikutuksia ja sen vaikutusta erilaisiin liikuntaparadigmoihin terveillä miehillä [28–31]. Näin ollen on raportoitu suorituskyvyn parannuksista, jotka johtuvat yhden 12 mg:n annoksen puhdistetun CAP:n nauttimisesta 1500-m juoksuaikakokeen aikana [30], korkean intensiteetin jaksoittaisessa harjoituksessa [28] ja vastustusharjoittelussa [29]. , mutta ei 10 km:n juoksusuoritusten aikana [31]. Lisäksi CAP alensi koetun rasituksen (RPE) arvoa kestävyys- ja vastustuskykytehtävissä ilman ryhmien välisiä eroja laktaattipitoisuuksissa, mikä viittaa CAP:n mahdolliseen välittävään vaikutukseen väsymykseen tai väsymyksen tuntemuksiin. Päinvastoin, Opheim ja työtoverit eivät havainneet 7 päivän 28,5 mg:n CAP:n nauttimisen vaikutusta suorituskykyyn tai havaittuun väsymykseen toistuvien sprinttivälien aikana (15 × 30 m sprintit 35 sekunnin välein), mutta tämä annostus aiheutti merkittävän maha-suolikanavan vaivoja [32], mikä korostaa annostuksen merkitystä. Lisäksi nämä edellä mainitut CAP-tutkimukset keskittyivät yksinomaan harjoitussuoritukseen, jolloin YMP:n taustalla olevat mekanismit väsymisprosessissa jäivät suurelta osin tutkimatta.

Harjoitus lisää tiettyjen tulehdussytokiinien, esim. interleukiini-6 (IL-6) ja interleukiini-1 (IL-1 ) [33,34], pitoisuuksia, joita on ehdotettu. keskushermoston väsymyksen mahdollisia välittäjiä erilaisissa sairauksissa [35]. Korkean intensiteetin harjoittelu lisää myös syljen amylaasiaktiivisuutta [36] ja kortisolitasoja [37], mikä todennäköisesti heijastaa neuroendokriinista vastetta harjoitteluun; kortisolilla on osoitettu olevan anti-inflammatorisia ominaisuuksia, joten tulehduksellisia ja anti-inflammatorisia vasteita tulee tarkastella yhdessä. Lisäksi CAP:lla on tunnettuja kipua lievittäviä ja anti-inflammatorisia ominaisuuksia sekä kyky vähentää useiden proinflammatoristen sytokiinien ja kemokiinien ilmentymistä [38,39]. Tietojemme mukaan mikään tutkimuksissa ei ole tähän mennessä tutkinut CAP:hen liittyvien suorituskyvyn parannusten mahdollisia mekanismeja, erityisesti sitä, voiko CAP muuttaa tulehduksellisia tai endokriinisiä vasteita harjoitteluun ja siten vaikuttaa väsymysvasteeseen ihmisillä.

Näin ollen tiedon niukkuuden vuoksi pyrimme tutkimaan akuutin oraalisen CAP-kulutuksen mahdollista vaikutusta harjoitussuoritukseen, väsymykseen ja tulehdus-umpieritysvasteeseen käyttämällä sokkoutettua, lumekontrolloitua, vastapainotettua crossover-mallia. Tutkimuksemme ensisijainen tavoite oli ymmärtää paremmin kapsaisiinin antamisen luontaisia ​​fysiologisia vaikutuksia nuorille, terveille yksilöille ja täyttää aukon kirjallisuudessa, joka koskee kapsaisiinin ergogeenisuutta ja väsymyskestävyyttä ihmisillä. Tämän saavuttamiseksi käytimme nykimisinterpolaatiotekniikkaa paljastaaksemme ääreisväsymyksen laajuuden ja tulkitaksemme keskushermoston osuutta (tahtoehtoinen aktivaatio) maksimaaliseen tahdonvastaiseen supistukseen. Oletimme, että CAP-lisä parantaa pyöräilysuorituskykyä ja/tai heikentää havaittua hermo-lihasväsymystä pyöräilyharjoituksen ja uupumuskokeen jälkeen käyttämällä interpoloitua nykimistekniikkaa, mikä saattaa johtua heikentyneestä endokriinisestä ja tulehdusvasteesta harjoitteluun.

2. Materiaalit ja metodit

2.1. Aiheet ja yleiset menettelytavat

Kolmetoista nuorta ja fyysisesti aktiivista miestä värvättiin tähän tutkimukseen Skid-more Collegesta ja ympäröivästä yhteisöstä. Osallistujien on täytynyt olla terveitä, jotta heillä ei ole aiempia kardiovaskulaarisia, hermo-lihas-, keuhko- tai aineenvaihduntasairauksia. Lisäksi osallistujat eivät saa olla nykyisin tai äskettäin (alle 6 kuukautta) tupakoivia, heillä ei ole tunnettuja allergioita ja/tai liiallista herkkyyttä mausteisille ruoille (esim. paprika, jalapenos, paprika jne.) tai kuiduille (psyllium-kuori). Osallistujien terveyshistoria ja kelpoisuus seulottiin terveyskyselylomakkeilla kelpoisuuden arvioimiseksi (AHA/ACSMPre-Participation Screening Questionnaire ja Physical Activity Readiness Questionnaire [PAR-Q]). Osallistujia pyydettiin pidättäytymään vitamiinien tai ergogeenisten lisäravinteiden (eli L-arginiini, sitrulliini-malaatti, Pre-Workout) nauttimisesta vähintään 2 päivää ennen jokaista koekäyntiä ja pidättäytymään alkoholista ja kofeiinista 24 tuntia ennen testausta. Heitä pyydettiin ilmoittautumaan laboratorioon 2 tuntia ennen testejä. Kaikki osallistujat antoivat kirjallisen suostumuksen ennen tutkimukseen osallistumista. Tutkimusprotokolla tehtiin Helsingin julistuksen viimeisimpien tarkistusten mukaisesti, ja sen hyväksyivät Institutional Review Board (IRB#1807-733) ja Institutional Biosafety Committees of Skidmore College.

cistanche-uutejauhe

2.2. Kokeellinen suunnittelu

Koehenkilöt raportoivat laboratorioon kolmena eri päivänä, jolloin istuntojen välissä oli vähintään 72 tuntia (katso kuva 1). Antropometriset ja ruumiinkoostumustiedot kerättiin ensimmäisellä istunnolla käyttämällä ilmasyrjäytyspletysmografiaa (Bod Pod, Cosmed, Concord, CA, USA) [40]. Osallistujia pyydettiin tämän jälkeen suorittamaan maksimilisätesti magneettijarrutellulla sykliergometrillä (828E, Monark, Cosmed, Vansbro, Ruotsi) alkaen 50 W:sta 25 W/min askelin itse valitulla poljinnopeudella, jota pidettiin yllä inkrementaalinen testi sekä myöhemmät kokeelliset kokeet.Testiä jatkettiin, kunnes osallistujat eivät pystyneet jatkamaan määrättyä työmäärää.Istunnon lopussa osallistujat tutustuttiin isometrisiin maksimaalisiin tahattomiin supistuksiin ja sähköisesti aiheuttamiin lihasten supistuksiin. Yksisokkoutetussa, vastapainotetussa risteytyssuunnitelmassa osallistujia pyydettiin nielemään päivinä 2 ja 3 joko 2 × 390 mg CAP-kapseleita (Capsicool, Natures Way, Medley FL, USA) tai 2 × 500 mg lumetabletteja (PL; Fibre) , Psyllium Husk, Kirkland Signature, Seattle, WA, USA). Kapselit olivat samankaltaisia ​​ulkonäöltään (esim. väri, koko jne.), maku (molemmat olivat koteloitu selluloosa/hypromelloosikapseleilla) ja ne koodattiin huomaamattomasti sokaistumisen varmistamiseksi. Annostelu oli valmistajan suosittelemien ohjeiden mukainen ja se oli hyvin siedetty pilottitesteissä. Aika seerumin CAP:n huippupitoisuuden saavuttamiseen suun kautta ottamisen jälkeen on ~1 tunti [41]; Tästä syystä väsymyksen arviointi levossa arvioitiin 50 minuuttia pillerin nauttimisen jälkeen riittävän biologisen hyötyosuuden varmistamiseksi. Tätä seurasi tasaisen kuormituksen pyöräily (85 prosenttia huipputehosta) uupumukseen (TTE) ja toinen väsymysarviointi välittömästi harjoituksen jälkeen (vähemmän tai yhtä suuri kuin 60 s). Neuromuskulaarinen arviointi koostui kuudesta maksimaalisesta vapaaehtoisesta supistuksesta (MVC) ja päällekkäisistä nykimiskokeista, ennen ja jälkeen-uupumuskokeista. Pyörätesti lopetettiin, kun koehenkilöt eivät pystyneet ylläpitämään itse valitsemaa vauhtia yli 10 sekuntiin. Sylkinäytteet kerättiin kolme kertaa kokeellisten kokeiden aikana: ennen ensimmäisen hermolihasarvioinnin aloittamista, viimeisen hermolihasarvioinnin jälkeen ja 5 minuutin toipumisen jälkeen.

Kuva 1. Tutkimuksen kokeellinen suunnittelu.

Hengitys (VE) ja keuhkojen kaasunvaihto (VO2, VCO2) mitattiin hengitys kerrallaan levossa ja kahden kokeen aikana suukappaleen ja yksisuuntaisen ei-uudelleenhengitysventtiilin kautta (Hans Rudolph 2700, Shawnee, KS, USA), nenäklipsi ja uloshengitysaukko yhdistettynä metaboliseen kärryyn (TrueOne 2400, Parvomedics, Sandy, UT, USA) [42]. Samanaikaisesti kerättiin keskeiset hemodynaamiset markkerit (HR: syke; SV: aivohalvaustilavuus; CO: sydämen minuuttitilavuus) käyttämällä ei-invasiivista rintakehän impedanssikardiografiaa (PhysioFlow®, Pariisi, Ranska). Tämän menetelmän validiteetti ja luotettavuus on vahvistettu aiemmin [43].

2.4. Neuromuskulaarisen toiminnan ja väsymyksen arviointi

Seuraavat menetelmät suoritettiin samalla tavalla kuin aikaisemmat tutkimukset [44,45]. Sen mukaisesti, kun iho oli valmisteltu asianmukaisesti, nelipäiseen reisilihakseen asetettiin kaksi koko pintaa kattavaa kiinteää tarttuvaa hydrogeeliä stimuloivaa elektrodia (koko: 50 90 mm, Myotrode Plus, Globus G0465): anodi asetettiin reiden proksimaaliseen osaan. , kun katodi asetettiin jalan ojentajien distaaliosaan, 3 cm polvilumpion yläpuolelle. Stimulaation intensiteetti määritettiin ennen mittauksia 25-mA:n lisäyksillä, kunnes herätetyn nykimisen koko ja yhdistetty lihasten toimintapotentiaali (M-aalto) eivät enää lisääntyneet. Stimuloitu nykimisvoima mitattiin riittävän kalibroidulla voimamuuntimella (MLP-300; Transducer Techniques, Temecula, CA, USA), joka oli staattisesti liitetty mittatilaustyönä valmistettuun tuoliin nilkan ympärille sijoitetulla ei-yhteensopivalla hihnalla. -ilmoitettu hallitseva raaja (oikea jalka kaikissa tapauksissa). Väsymysarvioinnin aikana koehenkilöt istuivat 90◦ polven taivutuksella. Päällekkäinen nykiminen (SIT) ja leponykitysvoima (Qtw, potti) mitattiin polven ojentajalihasten 5-s MVC:n aikana ja 2-s rento lihaksen jälkeen. Tämä toimenpide toistettiin kuusi kertaa ennen ja jälkeen uupumuspyöräilyharjoituksen. Kolmen parhaan MVC:n tiedot analysoitiin ja niistä laskettiin keskiarvo. Vapaaehtoinen lihasaktivaatio (VMA-prosentti) laskettiin VMA-prosenttina=[1- (SIT/Qtw,potti)x100]. Huippuvoima, maksimaalinen voimankehitysnopeus (MRFD) ja maksimaalinen rentoutumisnopeus (MRR) analysoitiin kaikelle Qtw:lle, potille. Huippuvoima laskettiin korkeimpana arvona, joka saavutettiin jokaiselle Qtw:lle, potti, MRFD ja leponykityksen huippu-MRR laskettiin kaltevuuden maksimaaliseksi jyrkkyydeksi 10- ms:n aikavälillä. Tiedot kerättiin käyttämällä Biopac-järjestelmää (MP150) ja tallennettiin käyttämällä AcqKnowledge AD -hankintajärjestelmää (v. 4.4, Biopac, Goleta, CA, USA) erilliselle tietokoneelle. Kaikki uupumusajan tiedot analysoitiin 30 sekunnin välein. Ymmärtääksemme CAP:n mahdollisen vaikutuksen väsymyksen havaitsemiseen arvioimme koko kehon ja jalkojen koetun rasituksen taajuuden (RPEtot ja RPEleg, vastaavasti) joka minuutti kokeiden aikana.

2.5. Mikrovaskulaarinen hapetus

Mikrovaskulaarista hapetusta seurattiin usean etäisyyden taajuuserotteisella lähi-infrapunaspektroskopiaoksimetrillä (NIRS; Oxiplex TS; ISS, Champaign, IL, USA). NIRS-tekniikka tarjoaa non-invasiivisia ja jatkuvia mittauksia happipitoisesta (HbO2), happittomasta (HHb) ja kokonaishemoglobiinitasosta (Hbtot) 2 Hz:n taajuudella. Anturi kalibroitiin joka kerta ennen käyttöä ja asetettiin sitten ei-dominoivan (vasemman) jalan vastus lateralis-puolelle ja kiinnitettiin teipillä ja siteellä valokontaminaation välttämiseksi, kuten aikaisemmissa tutkimuksissa [46–48]. Identtisten spektriominaisuuksien vuoksi hemoglobiinia ja myoglobiinia ei voida yksilöidä NIRS:n avulla, ja ne edustavat siten konglomeraattisignaalia.

2.6. Syljen analyysi

Näytteet {{0}} ml:sta kokonaista sylkeä kerättiin edellä kuvatulla tavalla passiivisella kuolaamistekniikalla ja säilytettiin välittömästi -80 ◦C:ssa määritykseen asti. Kortisolin, IL-1, IL-6 ja -amylaasin analyysi suoritettiin käyttämällä kaupallisesti saatavia ELISA- ja entsymaattisia välinepakkauksia (Sali-metrics, Carlsbad, CA, USA). Määritykset suoritettiin näytteillä/standardeilla kahtena rinnakkaisena, valmistajan ohjeiden mukaisesti, ja ne luettiin kolorimetrisellä spektrofotometrillä (iMark, Biorad, Hercules, CA, USA). Näiden määritysten lineaarisuus oli R2 > 0,99, kun taas variaatiokerroin (CV) oli<5% on="" standards="" for="" all="">

2.7. Kapseleiden biokemiallinen analyysi

Kapsaisiinilisät (n {0}}) ja kontrollikuituvalmisteet (n=3) analysoitiin uuttamalla etanolilla analyyttien kapsaisiinin ja dihydrokapsaisiinin määrän määrittämiseksi kussakin lisäaineessa, koska molemmat vaikuttavat TRPV1:een. . Kunkin lisäaineen sisältö yhdistettiin 1,5 ml:aan etanolia ja jätettiin uuttumaan kahdeksan tunnin ajan uunissa 80 ◦C:ssa säännöllisin väliajoin ravistellen. Näytteet suodatettiin ja uute analysoitiin HPLC:llä (Thermo Vanquish, Waltham, MA, USA) massaspektrometrisellä detektiolla (Thermo ISQ-EC, Waltham, MA, USA) kapsaisiini- ja dihydrokapsaisiinipitoisuuden kvantifioimiseksi. Ulkoiset standardit olivat käytetään kalibrointiin tyypillisellä määrityksen sisäisellä CV:llä 3 prosenttia ja lineaarisuudesta R2 > 0,995.

2.8. Tilastollinen analyysi

Yksisuuntaisessa, parillisen otoksen suunnittelussa, jonka tehosteen koko oli 0.8 ja alfa 0.05, 12 osallistujan otoskoon arvioitiin varmistavan tilastollinen teho {{10}}.80 (G*Powersoftware, Kiel, Saksa). Tilastolliset vertailut suoritettiin kaupallisesti saatavalla ohjelmistolla (Prism v. 8.0, GraphPad Software, San Diego, CA, USA). TTE:n aikana saadut tiedot (kardiovaskulaariset, ventilaatio-, tulehdus- ja RPE-muuttujat) analysoitiin käyttämällä kaksisuuntaista toistuvien mittausten varianssianalyysiä (ANOVA) kokeiden välisten erojen arvioimiseksi. Normaalisuoritus- ja olettamustestit suoritettiin, jos merkittävä rikkomus havaittiin, vapausasteisiin tehtiin sopiva säätö. TTE:lle viimeinen aikapiste oli subjektiivinen aika tehtävän epäonnistumiseen. Parinäytteiden t-testejä käytettiin olosuhteiden välisten erojen arvioimiseksi ennen-jälkeisissä TTE-muutoksissa sitteneuromuskulaarisissa arvioinneissa. Tilastollinen merkitsevyys ilmoitettiin, kun p < 0,05.="" tiedot="" esitetään="" keskiarvoina="" ±="" sd,="" ellei="" toisin="">

3. Tulokset

3.1. Osallistujan ominaisuudet

Kymmenen nuorta, tervettä ja fyysisesti aktiivista miestä täytti kaikki osallistumiskriteerit ja suoritti kaikki kokeet (taulukko 1). Harjoitusta edeltävät sydän-hengitysparametrit eivät eronneet kokeiden välillä (kaikki p > 0,05, tietoja ei näytetä).

3.2. Täydennysanalyysi

Kapsaisiinin ja dihydrokapsaisiinin absorbanssispektrien näytejäljitys, jota käytettiin myöhempään kvantifiointiin, on esitetty kuvassa 2. Jokaisen lisäaineen keskimääräinen kapsaisiinipitoisuus oli 0,957 mg/tabletti vaihteluvälillä 0,951–{ {5}},969 mg/kapseli, joten kokonaisannos oli 1,914 mg. Dihydrokapsaisiinin keskiarvo oli 0,329 mg/kapseli vaihteluvälillä 0,326–0,332 mg/kapseli, joten kokonaisannos oli 0. 658 mg. Kontrollikuitulisät eivät sisältäneet havaittavissa olevia kapsaisiini- tai dihydrokapsaisiinipitoisuuksia.

Kuva 2. Näytteen absorbanssisignaali

3.3. Harjoitussuorituskyky, neuromuskulaarinen toiminta ja väsymys

Sekä lumelääke- että kapsaisiiniolosuhteet osoittivat samanlaisia ​​​​uupumusaikoja (TTE) 375 ± 26 ja 327 ± 36 s, vastaavasti (p > 0.05, kuva 3A). Mitä tulee voimaan ennen harjoittelua, MVC:t eivät eronneet näiden kahden ehdon välillä (640 ± 127 vs. 643 ± 161 N, p > 0.05), samoin kuin TTE:n jälkeen (479 ± 125 vs. 499 ± 133 N, p > 0.05). Näin ollen perustason leponykitykset (Qtw, pot) osoittivat samanlaisia ​​arvoja (201 64 vs. 205 59 N, p > 0,05), mutta suuntasivat kohti suurempaa Qtw-pottia välittömästi harjoituksen jälkeen CAP-tilassa. verrattuna PL-tilaan (100 ± 28 vs. 116 ± 37 N, p=0.07, kuva 4F). Tämä näkyy myös prosentuaalisena muutoksena harjoituksen jälkeisessä Qtw:n laskussa kahdessa tilassa, mikä saavutti tilastollisen merkitsevyyden (52 ± 6 vs. 42 ± 11 prosenttia, p=0,037, kuva 4E). Kun tehostettu nykiminen (Qtw,pot-prosentti) piirrettiin TTE:n funktiona, merkittävä positiivinen korrelaatio sekä PL:n (r=0.7, p=0.04) että CAP:n (r {{42) kanssa }}.7, p=0.04) havaittiin (kuvio 3B). Liikunta tai lisäravinteet eivät vaikuttaneet VMA-prosenttiin (p > 0,05). Kun tarkastellaan lihasten sisäisiä supistumistoimintoja, MRR ja MRFD osoittivat merkittäviä laskuja ennen-jälkeisissä TTE:ssä (p < 0.{52}}).="" lisäksi="" cap="" lievensi="" harjoituksen="" aiheuttamaa="" mrr:n="" laskua="" (p="0,01;" kuva="" 4c).="" erityisesti="" pl-tilassa="" mrr="" pieneni="" 57="" ±="" 22="" prosenttia,="" kun="" taas="" vain="" 41="" ±="" 19="" prosenttia="" cap:ssa.="" sitä="" vastoin="" mrfd="" laski="" samalla="" tavalla="" molemmissa="" olosuhteissa,="" nimittäin="" 55="" ±="" 16="" prosenttia="" ja="" 49="" ±="" 21="" prosenttia="" pl:ssä="" ja="" cap:ssa,="" vastaavasti="" (kuvio="">

Kuva 3. Aika uupumukseen

3.4. Mikrovaskulaarinen hapetus TTE:n aikana

CAP:n tai PL:n nauttimisen jälkeen lihasten hapetustasot ennen harjoittelua (StO2 prosenttia ; 64 ± 3 vs. 68 ± 8 prosenttia ), kokonaishemoglobiinipitoisuus (THC; 63 ± 23 vs. 66 ± 20 μM) , hapetettu hemoglobiini (HbO; 40 ± 14 vs. 44 ± 11 μM) ja happiton hemoglobiini (Hb; 23 ± 10 vs. 22 ± 10 μM) eivät eronneet olosuhteiden välillä (p > 0,05). TTE:n aloitus muutti mikrovaskulaaristen lihasten hapetusindeksejä, mutta muutokset eivät olleet erilaisia ​​CAP-hoidossa. Lihasverenkierto osoitti kuitenkin yleisen suuntauksen korkeampiin arvoihin CAP:lla, mikä kääntyi päinvastaiseksi harjoituksen aikana, jolloin THC (77,5 ± 28,1 vs. 80,2 ± 30,9 μM) ja Hb (36,2 ± 20,3 vs. 40,2 ± 19,4 μM) olivat korkeampia. kunto. Kun tarkastelemme hyperemiaa toipumisen aikana, CAP osoitti korkeampaa StO2-prosenttia PL:ään verrattuna (71,6 ± 1,6 vs. 69,5 ± 2,8 prosenttia, p=0,02), mutta sairauksien välillä ei ollut eroja. [THC] (90,1 ± 29,7 vs. 88,9 ± 31,8 μM), [HbO] (64,7 ± 22,0 vs. 62,3 ± 23,1 μM) ja [Hb] (25,4 ± 7,9 vs. 26,3 μM).

Kuva 4. Neuromuskulaaristen toimintojen parametrit ilmaistuna harjoituksen aiheuttamana suhteellisena muutoksena uupumusajan (TTE) jälkeen nuorilla aktiivisilla miehillä (n=10).

3.5. Keskushemodynamiikka, hengitys ja havaittu rasitus TTE:n aikana

Sentraalisen hemodynaamisen indekseihin (HR, SV ja CO) nämä kaksi tilaa eivät vaikuttaneet eri tavalla (kuva 5). Tilastollisesti merkitseviä tila x aika -vuorovaikutuksia (p > 0.05) ei havaittu HR:n, SV:n ja CO:n osalta sekä lähtötilanteen että harjoituksen aikana. Kuten odotettiin, kaikilla keskeisillä hemodynaamisilla markkereilla oli pääasiallinen vaikutus aikaan (p < 0.00),="" mutta="" ei="" cap:n="" tai="" pl:n="" antamisen="" vaikutusta.="" cap:lla="" hr-huippu="" harjoituksen="" aikana="">

180 ± 7 bpm, SV oli 212 ± 48 ml/min ja CO oli 36 ± 8 l/min. PL:n mukaisesti HR:n huippu oli 181 ± 9 bpm, SV oli 225 ± 49 ml/min ja CO oli 38 ± 9 l/min. Merkittävä aikavaikutus havaittiin harjoituksen ventilaatiovasteilla (p < {{30}},05)="" vo2:ssa,="" ve:ssä="" ja="" rer:ssä="" (tietoja="" ei="" näytetä),="" kun="" taas="" vuorovaikutusta="" tai="" kuntovaikutusta="" ei="" osoitettu="" .="" lisäksi="" sekä="" koko="" kehon="" että="" jalkojen="" koetun="" rasituksen="" luokitus="" (kuva="" 5d)="" nousi="" vastaavasti="" harjoituksen="" etenemisen="" ja="" hoidosta="" riippumatta="" (rpetot:="" 7,8="" ±="" 2,2="" vs.="" 6,9="" ±="" 2,8;="" rpe-jalka:="" 9,3="" ±="" 1,3="" vs.="" 9,0="" ±="" 1,1;="" kaikki="" p=""> 0,05).

3.6. Stressi ja tulehdusta edistävät biomarkkerit

CAP ei vaikuttanut syljen kortisolin eritykseen lähtötilanteessa, harjoituksen aikana eikä sen jälkeen. Itse asiassa ajan (p {0}}.002) pääasiallinen vaikutus oli syljen kortisolipitoisuuden nousu toipumisen aikana; CAP ei kuitenkaan vaikuttanut kokonaiskinetiikkaan (p > 0,05, taulukko 2). Syljen amylaasin aktiivisuus väheni yleensä CAP:lla (p=0,07), ja molemmissa olosuhteissa osoitti pääasiallisen ajan vaikutusta (p < 0,001,="" taulukko="" 2).="" interleukiineja="" tarkasteltaessa="" cap="" nosti="" keskimääräistä="" syljen="" il-6-pitoisuutta="" (p="0.009)" lähtötilanteessa="" ja="" harjoituksen="" aikana,="" minkä="" jälkeen="" taso="" laski="" pl-pitoisuuksiin="" harjoituksen="" jälkeen.="" lisäksi="" cap="" pyrki="" vähentämään="" harjoituksen="" jälkeistä="" il-1:n="" nousua="" (p="0.053," taulukko="">

4. Keskustelu

Tässä tutkimuksessa pyrittiin määrittämään akuutin oraalisen kapsaisiinin (CAP) annon mahdollinen vaikutus pyöräilyn kestävyyteen uupumukseen ja jäsentämään neuromuskulaarisen väsymyksen taustalla olevat fysiologiset mekanismit. Huolimatta eroista CAP:n ja PL:n välillä pyöräilysuorituskyvyn ajassa uupumukseen, CAP vaimensi harjoituksen jälkeistä heikkenemistä voimistuneessa nykimisessä. Se vaikutti osittain lihaksen supistumiskinetiikkaan tarjoten suuremman rentoutumisnopeuden, mutta ei eroa supistumisnopeudessa. CAP:lla ei ollut vaikutusta sydän- ja hengityselimiin, väsymyshavaintoihin tai mikrovaskulaarisiin vasteisiin TTE-tutkimuksessa. Tämä viittaa mahdolliseen sarkoendoplasmisen retikulumin Ca2- ja ATPaasi- (SERCA) -pumpun aktiivisuuden lisääntymiseen, mikä säilyttää lihasten rentoutumisen. Lisäksi CAP moduloi muutoksia pro-inflammatorisissa interleukiineissa, mikä vaimentaa IL-1:n nousua toipumisen aikana. Osittain hypoteesimme mukaisesti CAP ei pidentänyt uupumukseen kuluvaa aikaa, mutta se näytti vähentävän perifeeristä hermo-lihasväsymystä, lisäävän lihasten rentoutumisnopeutta ja muuttavan ohimenevästi tulehdusvastetta, riippumatta muutoksista sydän- tai mikrovaskulaarisissa vasteissa.

4.1. YMP ja harjoitussuoritus

Tähän mennessä vain muutama tutkija on tutkinut kapsaisiinin roolia liikunnan aikana ihmisillä [28–32]. Tietojemme mukaan tämä on ensimmäinen tutkimus, jossa tutkitaan, kuinka CAP vaikuttaa ihmisten hermo-lihasuupumukseen fysiologisesti eikä vain havainnointiindeksein. Itse asiassa akuutti CAP-nieleminen näyttää lisäävän suorituskykyä tai väsymyksen vastustuskykyä juoksuaikakokeen [30], korkean intensiteetin jaksoittaisen harjoituksen [29] ja vastustusharjoittelun aikana [28]. Tässä tutkimuksessa emme kuitenkaan havainneet suorituskyvyn parantumista (kuva 3), mikä on yhtäpitävää Opheimin ja kollegoiden [32] havaintojen kanssa. Aiemmat jyrsijöillä tehdyt työt viittaavat siihen, että CAP lisää suorituskykyä annoksesta riippuvaisella tavalla [21–24], joten on mahdollista, että tässä tutkimuksessa käytetty annos ei riittänyt saamaan aikaan suorituskyvyn paranemista; Saatamme kuitenkin olla ensimmäisiä, jotka todella varmistavat lisäravinteen kapsaisiini/dihydrokapsaisiinipitoisuuden, ja mikä tärkeintä, vältimme mahdollisilta merkittäviltä maha-suolikanavan vaivoilta, jotka olisivat saaneet heikentää harjoituksen suorituskykyä.

4.2. CAP ja harjoituksen aiheuttama neuromuskulaarinen väsymys

Nykyisessä tutkimuksessa pyöräilyharjoituskokeen jälkeen kaikki liikunta- ja lihasväsymysindeksit vaikuttivat odotetusti negatiivisesti. Itse asiassa sekä voima että tahtoinen lihasaktivaatio vähenivät saman verran CAP-lisäyksestä huolimatta (kuva 4). Mielenkiintoista on, että harjoituksen aiheuttamat perifeerisen väsymyksen indeksien laskut vaikuttivat heikentyneen CAP:lla, pääasiassa niiden joukossa, maksimaalinen rentoutumisnopeus ja voimistuneen nykimisen suuruus. Mekaanisesti syynä näihin eroihin voi johtua muuttuneesta Ca2 plus -käsittelystä. On jo dokumentoitu, että intensiivisen harjoittelun aikana Ca2 plus:n vapautuminen sarkoplasmisesta retikulumista (SR) vähenee vasteena solujen ATP:n huomattavalle ehtymiselle [49,50], mikä voi vähentää harjoituksen tehoa ja estää perifeeristä väsymys kriittisen kynnyksen ylittämisestä [51]. Tässä tutkimuksessa tutkittiin kapsaisiinia, joka lisää TRPV1-kanavan aktiivisuutta, mikä voi vaikuttaa Sarco/Endoplasmic Reticulum Calcium ATPase (SERCA) -pumppuun [52] lihaksessa. Lisääntynyt SERCA-pumpun aktiivisuus CAP:n aiheuttaman TRPV1:n aktivoitumisen kanssa lihaksessa paransi SR Ca2:n ja takaisinoton kinetiikkaa [49,50,53], mikä ehkä selittää paremmin säilyneen maksimaalisen rentoutumisnopeuden harjoituksen jälkeen. Lisäksi kapsaisiini voi edistää mitokondrioiden depolarisaatiota ja reaktiivisten happilajien (ROS) tuotantoa ainakin suurina annoksina [52], mutta toisaalta sillä väitetään olevan myös huomattava antioksidanttiaktiivisuus [54], erityisesti pienemmillä annoksilla. Reaktiiviset happilajit lisääntyvät huomattavasti intensiivisen lihastoiminnan aikana [51] ja niiden tiedetään lisäävän väsymystä, mutta redox-tasapainon ja suorituskyvyn välinen suhde on monimutkainen [55]. On todennäköistä, että CAP voisi antioksidanttikapasiteetin ansiosta torjua kohonneen ROS:n väsymistä ja ehkäistä paremmin hermo-lihastoiminnan ylläpitämistä harjoituksen jälkeen, mutta se vaatii lisätutkimuksia.

Nämä tulokset korostavat CAP:n mahdollista roolia perifeerisen väsymyksen kehittymisen vaimentamisessa, ehkä Ca2 plus -käsittelyn ja sen antioksidanttivaikutuksen moduloimisen kautta. Näitä havaintoja tukevat myös tutkimukset, joissa tutkitaan muita antioksidantteja, kuten askorboituvaa liikuntaa terveillä ihmisillä [55,56] ja sairaus [57,58]. Lisäksi, jos integroimme mikroverenkierron tulokset, vaikka näemmekin taipumusta korkeampiin StO2-prosenttiin ja HbO:han rasittavan rasituksen aikana, O2:n vapautumisen merkittävä lisääntyminen toipumisen aikana CAP:ssa voi parantaa ääreisverisuonten toimintaa [59]. Syynä merkittävien erojen puuttumiseen harjoituksen aikana saattaa olla se, että CAP voi vaikuttaa lihasten verisuoniin suurempina annoksina kuin meille annetut. Tässä tutkimuksessa pyrimme kuitenkin minimoimaan kapsaisiinin nauttimisen mahdolliset sivuvaikutukset, nimittäin ruoansulatuskanavan vaivoja. Emme havainneet eroja keskusväsymyksen indekseissä, vaikka aiemmissa rotilla tehdyissä tutkimuksissa havaittiin, että CAP aktivoi metabosensitiivisten IV ryhmän lihasreseptorien alaryhmiä [60], joiden stimulaatio lisää refleksiivisesti keskusvoimaa [61]. Aiemmin havaittiin, että akuutti CAP-lisä voi alentaa koettua rasitusta kestävyyden aikana [28], vaikka näin ei ollutkaan tutkimuksessamme, koska RPE lisääntyi yhtä paljon uupumukseen kuluvan ajan aikana sekä CAP- että PL-olosuhteissa.

4.3. YMP ja fysiologinen vaste harjoitteluun

Koska kapsaisiinin on ehdotettu parantavan harjoittelun suorituskykyä ja väsymyksen vastustuskykyä, on tärkeää ymmärtää, kuinka se voi muuttaa fysiologista vastetta harjoitteluun ja lopulta tukea suurempaa työtä. Tätä varten aikaisempi työ eläinmalleilla viittaa siihen, että CAP:n aiheuttamat suorituskyvyn parannukset liittyivät lisääntyneeseen maksan glykogeenipitoisuuteen [21], mikä johtui ehkä glykogeenin säästämisestä [24], ja kohonneesta rasvahappojen käytöstä katekoliamiinin erityksen ja/tai aktiivisuuden seurauksena. [22]. Lisäksi yhden suuren annoksen CAP:tä havaittiin säätelevän alas mitokondrioihin kytkeytyvän proteiinin UCP3 ilmentymistä, mikä pienensi tietyn sähköisesti indusoidun supistuksen energiakustannuksia [25,27]. Ihmisillä ei kuitenkaan ole havaittu muutoksia lihasrasvan hapettamisessa akuutilla CAP-lisällä harjoituksen palautumisen aikana [62]. Tässä tutkimuksessa aineenvaihduntavasteet olivat samankaltaisia ​​koko harjoituksen ajan, mikä viittaa siihen, että akuutti lisäravinto ihmisillä ei vaikuta energiankulutukseen mitattuna VO2:lla (kuva 5), ​​orenergian substraatin valinnalla harjoituksen aikana, RER:n mukaan, ainakaan tällä suhteellisen korkean harjoituksen intensiteetin paradigma. Vastaavasti keskushermoston hemodynaamiset ja ventilatoriset vasteet olivat myös samankaltaisia ​​kokeiden välillä samanlaisen metabolisen hinnan mukaisesti. Lisäksi raajan lihaksen mikroverenkierto ei myöskään eronnut merkittävästi harjoituksen aikana, mikä viittaa siihen, että CAP:lla on ainakin tällä annoksella minimaalinen verisuonia laajentava vaikutus lihaksiin. Itse asiassa alkulevon aikana lihasverenkierto osoitti yleisen suuntauksen korkeampiin mikrovaskulaariseen perfuusion indekseihin CAP:lla, mikä kääntyi harjoituksen aikana THC:n ja korkeamman Hb:n aikana PL:n kanssa. Yhdessä CAP-lisäys ei vaikuta hapen toimitukseen ja käyttöön, eivätkä ne näytä olevan todennäköisiä ehdokkaita hermo-lihasväsymyksen paranemiseen.

4.4 CAP ja neuroinflammatoriset indeksit

Normaaliolosuhteissa kortisolipitoisuus akuutin harjoituksen jälkeen on intensiteetistä riippuvaista [63] ja nousee huippupitoisuuksiin 20–30 minuuttia fyysisen toiminnan päättymisen jälkeen [64]. Tuloksemme vahvistavat kortisolin nousutrendin TTE:n päättymisen jälkeen. mutta YMP ei vaikuttanut siihen mitenkään. Itse asiassa on havaittu, että toistuva CAP-annostelu lisää ja pidentää stressivastetta [65], ehkä tasolle, joka on verrattavissa rasittavaan harjoitteluun, vaikka tämä näkyy tyypillisesti suurilla annoksilla. Tarkasteltaessa muita syljen stressitekijöiden biomarkkereita, CAP pyrki alentamaan syljen amylaasientsyymiaktiivisuutta, mikä ehkä viittaa alhaisempaan sympaattiseen aktiivisuuteen [66], ehkä muuttuneen TRPV1-afferenttiaktiivisuuden kautta. Vaikka in vitro -tutkimukset ovat osoittaneet samanlaisia ​​tuloksia, havaittiin, että kapsaisiiniperäiset yhdisteet ovat mahdollisia -amylaasi-inhibiittoreita [67], mikä vahvistaa havaintojamme. Toinen tärkeä näkökohta on CAP:n anti-inflammatoriset ominaisuudet. Tuloksissamme CAP vaimentaa harjoituksen jälkeistä IL-1 -arvon nousua, mikä saattaa heikentää tulehdusta edistävää sytokiinituotantoa [39]. Toisaalta havaitsimme kohonneen syljen IL-6pitoisuuden harjoituksen jälkeen, johon CAP ei vaikuttanut [68,69], mikä saattoi johtua rasittavasta suorituksesta [32,70] tai kapsaisiini- indusoi TRPV1-aktivaation rasvakudoksessa [71] tai muualla. IL-6 voi tässä tapauksessa olla metabolisia seurauksia [11,72] pikemminkin kuin tulehduksellista, koska IL-6 ja IL-1 eroavat toisistaan. Ihmisillä tarvitaan kuitenkin lisätyötä suun kautta otettavan kapsaisiinin mahdollisen vaikutuksen selvittämiseksi epäinhimillisillä tulehduksilla ja mahdollisilla seurauksilla fysiologiaan ja/tai väsymykseen. Lisäksi tulevaisuuden tutkimuksessa tulisi tarkastella suurempia ja/tai kroonisempia kapsaisiiniannoksia ja niiden vuorovaikutusta laktaattitasojen kanssa harjoituksen aikana.

4.5. Tutkimuksen rajoitukset

Tätä tutkimusta ei tehty ilman rajoituksia. Aluksi mukaan otettiin vain nuoret aktiiviset miehet, jotka oli rekrytoitu korkeakouluyhteisöstä, joten tulevaisuudessa tarvitaan työtä vanhemmissa ja/tai naispuolisissa populaatioissa. Toiseksi sähköisen stimulaation käyttö lihasvatsassa eikä reisiluun hermossa voi johtaa aleneviin hermo-lihasvasteisiin. Lopuksi, invasiivisempia aineenvaihdunnan mittauksia, mukaan lukien laktaatti- ja lihastaso VO2, voisi olla mielenkiintoista tutkia tulevissa tutkimuksissa CAP-harjoituksen aikana ja sen jälkeen.

Cistanche-yrteillä on väsymystä ehkäisevä vaikutus.

Saat lisätietoja napsauttamalla tätä.

5. Johtopäätökset

Tietojemme mukaan tämä on ensimmäinen tutkimus, jossa tutkitaan kapsaisiinin vaikutusta harjoitussuorituskykyyn, hermo-lihasväsymystä sekä stressin ja tulehdusta edistävien biomarkkereiden syljen indikaattoreita ihmisillä. Toisin kuin aikaisemmat havainnot ihmisillä, akuutti kapsaisiinin antaminen ei parantanut harjoitussuoritusta eikä koetun rasituksen arvoa. Se kuitenkin osoitti kykyä vaimentaa perifeeristä väsymystä, mikä ei näytä johtuvan muutoksista keskushemodynamiikassa, lihasten hapenkulutuksessa tai keskusmoottorin voimakkuudessa pyöräilyharjoituksen jälkeen. Lisäksi CAP moduloi syljen biomarkkereita, mikä viittaa mahdolliseen masentuneeseen sympaattiseen aktiivisuuteen ja anti-inflammatoriseen vaikutukseen huippupitoisuuden aikana, jolloin tulehdusta aiheuttavat markkerit vähenivät myöhään. Yhdessä kapsaisiinilla on potentiaalia muuttaa hermo-lihasväsymyksen perifeerisiä komponentteja, mikä johtaa mahdollisiin harjoituksen tehostamiseen.