Kapsaicyna i jej wpływ na wydajność ćwiczeń, zmęczenie i stany zapalne

Kontakt: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 i Stephen J. Ives 2,*

Abstrakcyjny:Kapsaicyna (CAP) aktywuje neurony czuciowe kanału przejściowego receptora potencjału waniloidowego 1 (TRPV1), poprawiając produkcję ATP, funkcję naczyń krwionośnych, odporność na zmęczenie, a tym samym wydajność wysiłkową. Jednak mechanizmy leżące u podstaw skutków ergogenicznych wywołanych przez CAP i odporności na zmęczenie pozostają nieuchwytne. Aby ocenić potencjalne działanie przeciwzmęczeniowe CAP, 10 młodych zdrowych mężczyzn wykonało próby czasowe do wyczerpania na rowerze przy stałym obciążeniu (TTE) (85% maksymalnego tempa pracy) po przyjęciu placebo (PL; błonnik) lub kapsułek CAP w zaślepionym, równoważonym, krzyżowym projekcie, podczas gdy reakcje krążeniowo-oddechowe były monitorowane. Zmęczenie oceniano za pomocą techniki interpolatedtwitch, pre-post, podczas izometrycznych maksymalnych skurczów dobrowolnych (MVC). Nie stwierdzono istotnych różnic (p > 0,05) w odpowiedziach krążeniowo-oddechowych i samookreślonym zmęczeniu (skala RPE) podczas próby czasowej lub w TTE (odpowiednio 375 ± 26 i 327 ± 36 s). CAP łagodził redukcję nasilonego skurczu (PL: -52 ± 6 vs. CAP: -42 ± 11 procent, p=00,037) i miał tendencję do łagodzenia spadku maksymalnej szybkości relaksacji (PL: -47 ± 33 vs. CAP: -29 ± 68 procent, p=0.057), ale nie maksymalne tempo rozwoju siły, MVC lub dobrowolna aktywacja mięśni. Tak więc CAP może łagodzić zmęczenie nerwowo-mięśniowe poprzez zmiany w kinetyce aferentnej sygnalizacji lub nerwowo-mięśniowej relaksacji, być może za pośrednictwem pomp retikulum sarko-endoplazmatycznego Ca2 i ATPazy (SERCA), zwiększając w ten sposób szybkość Ca2 oraz wychwyt zwrotny i relaksację.

Słowa kluczowe: neuron ruchowy; dośrodkowy; mięśnie szkieletowe; rzut serca; wentylacja; metabolizm; perfuzja

Suplementy Cistanchema iefekt przeciwzmęczeniowy.

1. Wstęp

Główny ostry składnik bioaktywny ostrej papryki, kapsaicyna (CAP), od dawna uważany jest za jego potencjał terapeutyczny. Kapsaicyna (8-metylo-N-wanililo-trans-6-no-amid) jest klasycznie opisywana jako substancja drażniąca i jest dobrze znanym endogennym aktywatorem waniloidowego potencjału receptora przejściowego typu 1 (TRPV1) na sygnały modulujące neurony czuciowe na ciepło i/lub ból. Ekspozycja na CAP wyzwala silny napływ wapnia neuronowego, po którym często następuje odruchowa regulacja w dół aktywności TRPV1 [1–3]. Z tego powodu CAP jest obiecującym narzędziem klinicznym do modulowania szlaków związanych z TRPV1-, od percepcji bólu [1–4], zapalenia [5] i odporności [6], do najcięższych patologii, takich jak schizofrenia [7], lęk, depresja [8], otyłość [9] i chroniczne zmęczenie [10]. Spożycie CAP zwiększa termogenezę poprzez stymulację wydzielania katecholamin z rdzenia nadnerczy, zmniejszenie adipogenezy i poprawę metabolizmu energetycznego [11–15], poprawę biogenezy mitochondriów i syntezy adenozynotrójfosforanu (ATP), a nawet sugeruje się poprawę wskaźników zdrowia układu krążenia [16–20 ].

U gryzoni CAP wywołuje spontaniczne, aktywne zachowanie, zwiększa siłę chwytu i czas pływania do wyczerpania w sposób zależny od dawki [21–24]. Te ulepszenia sprawności fizycznej były skorelowane ze wzrostem zawartości glikogenu w wątrobie [21], prawdopodobnie w wyniku oszczędzania glikogenu [24] i zwiększonego wykorzystania kwasów tłuszczowych z powodu indukowanego przez CAP wydzielania katecholamin nadnerczowych [22]. Co więcej, badania na myszach wykazały, że aktywacja TRPV1 przez podanie CAP zwiększa PGC-1, sprzyja biogenezie mitochondrialnej, zwiększa udział oksydacyjnej produkcji ATP i zwiększa ekspresję włókien oksydacyjnych w mięśniach szkieletowych [25,26]. W modelu mysim w relaksacji mięśni wywołanej przez CAP pośredniczy bezpośrednie działanie hamujące na sterowane napięciem kanały Ca2 plus wewnątrz komórki [4]. Ponadto pojedyncza, wysoka dawka CAP zmniejsza ekspresję mitochondrialnego białka rozprzęgającego UCP3 i zmniejsza koszt skurczu ATP, pomimo niezmienionego, a czasami zwiększonego wytwarzania elektrycznej siły skurczowej [25, 27]. Chociaż CAP był szeroko badany na modelach komórkowych i mysich, jego ostre efekty fizjologiczne in vivo w połączeniu z ćwiczeniami były stosunkowo rzadko zwracane, zwłaszcza u ludzi.

Naukowcy zbadali skutki spożycia CAP i jego wpływ na różne paradygmaty ćwiczeń u zdrowych mężczyzn [28–31]. W związku z tym pojawiły się doniesienia o poprawie wydolności wywołanej spożyciem pojedynczej dawki 12 mg oczyszczonego CAP podczas 1500-m biegu na czas [30], przerywanych ćwiczeń o wysokiej intensywności [28] i treningu oporowego [29] , ale nie podczas wyczynu biegowego na 10 km [31]. Dodatkowo CAP obniżyła ocenę odczuwanego wysiłku (RPE) podczas zadań wytrzymałościowych i wytrzymałościowych, bez różnic między grupami w stężeniu mleczanu, co sugeruje możliwy pośredniczący wpływ CAP na zmęczenie lub uczucie zmęczenia. Wręcz przeciwnie, Opheim i koledzy nie zaobserwowali żadnego wpływu 7 dni przyjmowania 28,5 mg CAP na wydajność lub poziom odczuwanego zmęczenia podczas powtarzających się interwałów sprintów (15 × 30 m sprintów w odstępach 35 s), ale ten schemat dawkowania wywoływał znaczące zaburzenia żołądkowo-jelitowe [32], podkreślając znaczenie dawkowania. Co więcej, wspomniane wyżej badania dotyczące CAP koncentrowały się wyłącznie na wynikach ćwiczeń, pozostawiając w dużej mierze niezbadane mechanizmy leżące u podstaw CAP na proces zmęczenia.

Wysiłek fizyczny zwiększa krążące stężenia określonych cytokin zapalnych, np. interleukiny-6 (IL-6) i interleukiny-1 (IL-1) [33,34], które sugerowano aspotencjalne mediatory zmęczenia ośrodkowego układu nerwowego w różnych chorobach [35]. Ćwiczenia o wysokiej intensywności zwiększają również aktywność amylazy w ślinie [36] i poziom kortyzolu [37], co prawdopodobnie odzwierciedla odpowiedź neuroendokrynną na ćwiczenia; Wykazano, że kortyzol ma właściwości przeciwzapalne, dlatego reakcje zapalne i przeciwzapalne należy rozpatrywać łącznie. Ponadto CAP ma znane właściwości przeciwbólowe i przeciwzapalne, a także zdolność do zmniejszania ekspresji kilku prozapalnychcytokin i chemokin [38,39]. Zgodnie z naszą wiedzą, do chwili obecnej żadne badania nie badały potencjalnych mechanizmów poprawy wydajności związanej z CAP, w szczególności tego, czy CAP może zmieniać reakcje zapalne lub endokrynologiczne na wysiłek fizyczny, a tym samym wpływać na reakcję zmęczeniową u ludzi.

W związku z tym, biorąc pod uwagę niedostatek danych, staraliśmy się zbadać potencjalny wpływ ostrego doustnego przyjmowania CAP na wydajność wysiłkową, zmęczenie i reakcję zapalno-endokrynną, stosując ślepą, kontrolowaną placebo, zrównoważoną konstrukcję krzyżową. Głównym celem naszego badania było lepsze zrozumienie wewnętrznych skutków fizjologicznych podawania kapsaicyny młodym, zdrowym osobom oraz wypełnienie luki w literaturze dotyczącej ergogenicznej i zmęczeniowej odporności kapsaicyny u ludzi. Aby to osiągnąć, zastosowaliśmy technikę interpolacji skurczów, aby ujawnić stopień zmęczenia obwodowego i zinterpretować wkład ośrodkowego układu nerwowego (aktywacja dobrowolna) w maksymalny skurcz dobrowolny. Postawiliśmy hipotezę, że suplementacja CAP poprawiłaby wydajność jazdy na rowerze i/lub złagodziła obserwowane zmęczenie nerwowo-mięśniowe po okresie ćwiczeń rowerowych do wyczerpania przy użyciu techniki interpolowanych skurczów, co może być spowodowane osłabioną reakcją endokrynną i zapalną na ćwiczenia.

2. Materiały i metody

2.1. Przedmioty i procedury ogólne

Do tego badania zrekrutowano trzynastu młodych i aktywnych fizycznie mężczyzn z Skid-more College i okolicznej społeczności. Aby zostać uwzględnieni, uczestnicy musieli być zdrowi, bez historii chorób sercowo-naczyniowych, nerwowo-mięśniowych, płucnych lub metabolicznych. Ponadto uczestnicy nie mogą być obecnymi lub niedawnymi palaczami (mniej niż 6 miesięcy), mieć jakiekolwiek znane alergie i/lub nadmierną wrażliwość na pikantne potrawy (tj. ostrą paprykę, paprykę jalapenos, paprykę itp.) lub błonnik (łuskę psyllium). Historia zdrowia uczestników i kwalifikowalność zostały sprawdzone za pomocą kwestionariuszy zdrowotnych w celu oceny kwalifikowalności (Kwestionariusz przesiewowy AHA/ACSMPre-Participation i Kwestionariusz gotowości do aktywności fizycznej [PAR-Q]). Uczestników poproszono o powstrzymanie się od spożywania jakichkolwiek witamin lub suplementów ergogenicznych (tj. L-argininy, jabłczanu cytruliny, przed treningiem) co najmniej 2 dni przed każdą wizytą eksperymentalną oraz o powstrzymanie się od alkoholu i kofeiny na 24 godziny przed badaniem. Poproszono ich o zgłoszenie się do laboratorium na 2 godziny przed testami. Wszyscy uczestnicy wyrazili pisemną świadomą zgodę przed udziałem w badaniu. Protokół badania został przeprowadzony zgodnie z najnowszymi zmianami Deklaracji Helsińskiej i został zatwierdzony przez Institutional Review Board (IRB#1807-733) oraz Institutional Biosafety Committees of Skidmore College.

sproszkowany ekstrakt z cistanche

2.2. Projekt eksperymentalny

Badani zgłaszali się do laboratorium w trzy różne dni, z co najmniej 72 godzinami między sesjami (Patrz Ryc. 1). Dane antropometryczne i składu ciała zostały zebrane podczas pierwszej sesji za pomocą pletyzmografii przemieszczeń powietrza (Bod Pod, Cosmed, Concord, CA, USA) [40]. Uczestników poproszono następnie o wykonanie testu maksymalno-przyrostowego na ergometrze rowerowym z hamulcem magnetycznym (828E, Monark, Cosmed, Vansbro, Szwecja) rozpoczynającym się od mocy 50 W z przyrostami co 25 W/min, w wybranym przez siebie rytmie, który był utrzymywany przez czas trwania test inkrementalny, a także kolejne próby eksperymentalne. Test trwał do momentu, gdy uczestnicy nie byli w stanie kontynuować zaleconego obciążenia pracą. Pod koniec sesji uczestnicy zostali zaznajomieni z izometrycznymi maksymalnymi skurczami samowolnymi i skurczami mięśni wywołanymi elektrycznie. W badaniu z pojedynczą ślepą próbą, z przeciwwagą, naprzemiennym, w dniach 2 i 3 uczestnicy zostali poproszeni o zażycie 2 × 390 mg kapsułek CAP (Capsicool, Natures Way, Medley FL, USA) lub 2 × 500 mg pigułek placebo (PL; błonnik , Psyllium Husk, Kirkland Signature, Seattle, WA, USA). Kapsułki miały podobny wygląd (np. kolor, wielkość itd.), smak (oba były otoczone kapsułkami celulozowymi/hypromelozowymi) i były zakodowane w sposób niepozorny, aby zapewnić zaślepienie. Dawkowanie było zgodne z wytycznymi producenta i było dobrze tolerowane w testach pilotażowych. Czas do osiągnięcia szczytowego stężenia CAP w surowicy po przyjęciu doustnym wynosi ~1 h [41]; z tego powodu ocenę zmęczenia w spoczynku oceniano 50 minut po zażyciu pigułki, aby zapewnić odpowiednią biodostępność. Następnie nastąpiło ćwiczenie na rowerze ze stałym obciążeniem (85% szczytowej mocy wyjściowej) do wyczerpania (TTE) i kolejna ocena zmęczenia bezpośrednio po wysiłku (mniej niż lub równa 60 s). Ocena nerwowo-mięśniowa składała się z 6 maksymalnych dobrowolnych skurczów (MVC) i nałożonych prób z drganiami, przed i po czasie do wyczerpania. Próbki śliny pobrano trzykrotnie podczas prób eksperymentalnych: przed rozpoczęciem pierwszej oceny nerwowo-mięśniowej, po ostatniej ocenie nerwowo-mięśniowej i po 5 minutach regeneracji.

Rysunek 1. Projekt eksperymentalny badania.

Wentylację (VE) i wymianę gazową w płucach (VO2, VCO2) mierzono oddech po oddechu w spoczynku i podczas dwóch prób przez ustnik i jednokierunkową zastawkę bez oddychania (Hans Rudolph 2700, Shawnee, KS, USA), zacisk na nos i port wydechowy sprzężony z wózkiem metabolicznym (TrueOne 2400, Parvomedics, Sandy, UT, USA) [42]. W tym samym czasie centralne markery hemodynamiczne (HR: częstość akcji serca; SV: objętość wyrzutowa; CO: pojemność minutowa serca) zbierano za pomocą nieinwazyjnego kardiografu klatki piersiowej (PhysioFlow®, Paryż, Francja). Trafność i wiarygodność tej metody zostały już wcześniej ustalone [43].

2.4. Ocena funkcji nerwowo-mięśniowej i zmęczenia

Poniższe metody zostały przeprowadzone w sposób podobny do poprzednich badań [44,45]. W związku z tym, po odpowiednim przygotowaniu skóry, na mięsień czworogłowy uda nałożono dwie pełnopowierzchniowe, stałe, adhezyjne elektrody hydrożelowe (rozmiar: 50 90 mm, Myotrode Plus, Globus G0465): anodę umieszczono na proksymalnej części uda , natomiast katodę umieszczono na dystalnej części prostowników nóg, 3 cm nad rzepką. Intensywność stymulacji określano przed pomiarami w przyrostach 25-mA, aż wielkość wywołanego skurczu i złożonego potencjału czynnościowego mięśni (fala M) nie wykazała dalszego wzrostu. Stymulowana siła drgania została zmierzona za pomocą odpowiednio skalibrowanego przetwornika siły (MLP-300; Transducer Techniques, Temecula, CA, USA) połączonego statycznie z wykonanym na zamówienie krzesłem za pomocą niezgodnego paska umieszczonego wokół kostki pacjenta. - zgłoszona kończyna dominująca (we wszystkich przypadkach prawa noga). Podczas oceny zmęczenia badani siedzieli z zgięciem kolana o 90◦. Nałożony skurcz (SIT) i spoczynkową siłę skurczu (Qtw, pot) zmierzono podczas 5-s MVC prostowników kolana i po 2-s rozluźnionych mięśni. Procedurę tę powtórzono sześć razy przed i po czasie do wyczerpania ćwiczeń rowerowych. Dane trzech najlepszych MVC zostały przeanalizowane i uśrednione. Dobrowolna aktywacja mięśni (procent VMA) obliczono jako procent VMA=[1- (SIT/Qtw,pot)x100]. Siłę szczytową, maksymalną szybkość rozwoju siły (MRFD) i maksymalną szybkość relaksacji (MRR) analizowano dla wszystkich Qtw, pot. Siłę szczytową obliczono jako najwyższą osiągniętą wartość dla każdego Qtw, pot, MRFD, a szczytowy MRR skurczu spoczynkowego obliczono jako maksymalne nachylenie nachylenia w przedziale 10-ms. Dane zbierano przy użyciu systemu Biopac (MP150) i rejestrowano przy użyciu systemu akwizycji AcqKnowledge AD (wersja 4.4, Biopac, Goleta, CA, USA) na oddzielnym komputerze. Wszystkie dane w okresie wyczerpania analizowano co 30 sekund. Aby zrozumieć potencjalny wpływ CAP na odczuwanie zmęczenia, oceniliśmy tempo odczuwanego wysiłku całego ciała i nóg (odpowiednio RPEtot i RPEleg) co minutę podczas prób.

2.5. Natlenianie mikronaczyniowe

Natlenianie mikronaczyniowe monitorowano za pomocą oksymetru spektroskopii bliskiej podczerwieni (NIRS; Oxiplex TS; ISS, Champaign, IL, USA). Technika NIRS zapewnia nieinwazyjne i ciągłe pomiary poziomu hemoglobiny natlenionej (HbO2), odtlenionej (HHb) i całkowitej (Hbtot) z częstotliwością 2 Hz. Sonda była kalibrowana każdorazowo przed użyciem, a następnie umieszczana na mięśniu obszernym bocznym niedominującej (lewej) nogi i zabezpieczana taśmą samoprzylepną i bandażem, aby uniknąć zanieczyszczenia światłem, tak jak we wcześniejszych badaniach [46–48]. Ze względu na identyczne właściwości spektralne, hemoglobiny i mioglobiny nie można jednoznacznie zidentyfikować za pomocą NIRS, a zatem reprezentują sygnał konglomeratowy.

2.6. Analiza śliny

Próbki {{0}}mL całej śliny zebrano, jak wskazano powyżej, metodą pasywnej śliny, i natychmiast przechowywano w temperaturze -80◦C do czasu oznaczenia. Analizę kortyzolu, IL-1, IL-6 i -amylazy przeprowadzono przy użyciu dostępnych w handlu zestawów ELISA i enzymatycznych (Sali-metrics, Carlsbad, CA, USA). Testy prowadzono z próbkami/standardami w dwóch powtórzeniach, zgodnie z wytycznymi producenta i odczytywano spektrofotometrem kolorymetrycznym (iMark, Biorad, Hercules, CA, USA). Liniowość tych testów wynosiła R2 > 0,99, podczas gdy współczynnik zmienności (CV) wynosił<5% on="" standards="" for="" all="">

2.7. Analiza biochemiczna kapsułek

Suplementy kapsaicyny (n {{0}}) i kontrolne suplementy błonnika (n=3) analizowano przez ekstrakcję etanolem w celu ilościowego określenia ilości analitów kapsaicyny i dihydrokapsaicyny w każdym suplemencie, ponieważ oba działają na TRPV1 . Zawartość każdego suplementu połączono w 1,5 ml etanolu i pozostawiono do ekstrakcji na osiem godzin w piecu w temperaturze 80°C z okresowym wytrząsaniem. Próbki filtrowano, a ekstrakt analizowano metodą HPLC (Thermo Vanquish, Waltham, MA, USA) z detekcją spektrometrii masowej (Thermo ISQ-EC, Waltham, MA, USA) w celu ilościowego oznaczenia zawartości kapsaicyny i dihydrokapsaicyny. stosowany do kalibracji z typowym CV wewnątrztestowym wynoszącym 3 procent i liniowością R2 > 0,995.

2.8. Analiza statystyczna

W jednostronnym projekcie próby sparowanej, wielkości efektu 0.8 i alfa 0.05, oszacowano, że wielkość próbki 12 uczestników zapewnia moc statystyczna {{10}}.80 (G*Powersoftware, Kilonia, Niemcy). Porównania statystyczne przeprowadzono za pomocą dostępnego w handlu oprogramowania (Prism v. 8.0, GraphPad Software, San Diego, CA, USA). Dane podczas TTE (zmienne sercowo-naczyniowe, wentylacyjne, zapalne i RPE) analizowano za pomocą dwukierunkowej analizy wariancji powtarzanych pomiarów (ANOVA) w celu oceny różnic między próbami. Przeprowadzono testy normalności i założeń, w przypadku stwierdzenia istotnego naruszenia dokonywano odpowiedniej korekty stopni swobody. W przypadku TTE ostatnim punktem czasowym był subiektywny czas do niepowodzenia zadania. Testy t dla sparowanych próbek zastosowano do oceny różnic między warunkami w zmianach TTE przed i po TTE w ocenach nerwowo-mięśniowych. Istotność statystyczną deklarowano przy p < 0,05.="" dane="" przedstawiono="" jako="" średnie="" ±="" sd,="" chyba="" że="" zaznaczono="">

3. Wyniki

3.1. Charakterystyka uczestnika

Dziesięciu młodych, zdrowych i aktywnych fizycznie mężczyzn spełniło wszystkie kryteria włączenia i ukończyło wszystkie badania (tab. 1). Parametry krążeniowo-oddechowe przed treningiem nie różniły się między próbami (wszystkie p > 00,05, dane nieprzedstawione).

3.2. Analiza suplementów

Przykładowy przebieg widm absorbancji dla kapsaicyny i dihydrokapsaicyny użytych do późniejszej oceny ilościowej przedstawiono na Ryc. 2. Średnia zawartość kapsaicyny w każdym suplemencie wynosiła 0,957 mg/tabletkę w zakresie 0,951–{ {5}},969 mg/kapsułkę, zatem całkowita dawka wynosiła 1,914 mg. W przypadku dihydrokapsaicyny średnia wynosiła 0,329 mg/kapsułkę w zakresie 0,326–0,332 mg/kapsułkę, zatem dawka całkowita wynosiła 0. 658 mg. Suplementy kontrolne z błonnikiem nie zawierały wykrywalnych poziomów kapsaicyny lub dihydrokapsaicyny.

Rysunek 2. Przykładowy sygnał absorbancji

3.3. Wydajność ćwiczeń, funkcja nerwowo-mięśniowa i zmęczenie

Zarówno w warunkach placebo, jak i kapsaicyny wykazano podobny czas wyczerpania (TTE) wynoszący odpowiednio 375 ± 26 i 327 ± 36 s (p > 0.05, Rycina 3A). Jeśli chodzi o siłę przed wysiłkiem, wartości MVC nie różniły się między tymi dwoma warunkami (640 ± 127 vs. 643 ± 161 N, p > 0.05), jak również po TTE (479 ± 125 vs. 499 ± 133 N, p > 0.05). W związku z tym, wyjściowe drgania spoczynkowe (Qtw, pot) wykazywały podobne wartości (201 64 vs. 205 59 N, p > 0,05), ale wykazywały tendencję do większego Qtw, pot bezpośrednio po ćwiczeniach w warunkach CAP, w porównaniu do warunku PL (100 ± 28 vs. 116 ± 37 N, p=0.07, Rysunek 4F). Widać to również w procentowej zmianie spadku Qtw, pot po treningu w dwóch warunkach, które osiągnęły istotność statystyczną (52 ± 6 vs. 42 ± 11 procent, p=00,037, Rysunek 4E). Gdy wzmocniony skurcz (Qtw,pot procent ) został wykreślony jako funkcja TTE, istotna pozytywna korelacja zarówno z PL (r=0.7, p=0.04) jak i CAP (r {{42 }}.7, p=0.04) (Rysunek 3B). Na procent VMA nie miały wpływu ani ćwiczenia, ani suplement (p > 0,05). Patrząc na wewnętrzne funkcje kurczliwości mięśni, MRR i MRFD wykazały znaczne zmniejszenie TTE przed i po (p < 0.000).="" ponadto="" cap="" złagodziła="" spadek="" mrr="" wywołany="" wysiłkiem="" fizycznym="" (p="0,01;" ryc.="" 4c).="" w="" szczególności,="" w="" warunkach="" pl,="" mrr="" został="" zmniejszony="" o="" 57="" ±="" 22="" procent,="" podczas="" gdy="" w="" cap="" jest="" osłabiony="" tylko="" o="" 41="" ±="" 19="" procent.="" w="" przeciwieństwie="" do="" tego,="" mrfd="" zmniejszyło="" się="" podobnie="" w="" obu="" stanach,="" a="" mianowicie="" odpowiednio="" o="" 55="" ±="" 16="" procent="" i="" 49="" ±="" 21="" procent="" w="" pl="" i="" cap="" (ryc.="">

Rysunek 3. Czas do wyczerpania

3.4. Natlenianie mikronaczyniowe podczas TTE

Po spożyciu CAP lub PL, poziomy utlenowania mięśni przed treningiem (StO2 procent; 64 ± 3 vs. 68 ± 8 procent), zawartość hemoglobiny całkowitej (THC; 63 ± 23 vs. 66 ± 20 μM) , hemoglobina natleniona (HbO; 40 ± 14 vs. 44 ± 11 μM) i hemoglobina odtleniona (Hb; 23 ± 10 vs. 22 ± 10 μM) nie różniły się między warunkami (p > 0,05). Rozpoczęcie TTE zmodyfikowało wskaźniki utlenowania mięśnia mikronaczyniowego, ale zmiany nie różniły się w przypadku leczenia CAP. Jednak krążenie mięśniowe wykazywało ogólną tendencję do wyższych wartości w przypadku CAP, które odwracały się podczas wysiłku, z THC (77,5 ± 28,1 vs. 80,2 ± 30,9 μM) i Hb (36,2 ± 20,3 vs. 40,2 ± 19,4 μM) wyższym w PL stan. Kiedy patrzymy na przekrwienie podczas zdrowienia, CAP wykazywał wyższy poziom StO2 procent w porównaniu do PL (71,6 ± 1,6 vs 69,5 ± 2,8 procent, p=0 0,02), ale nie było różnic między warunkami dla [THC] (90,1 ± 29,7 vs 88,9 ± 31,8 μM), [HbO] (64,7 ± 22,0 vs 62,3 ± 23,1 μM) i [Hb] (25,4 ± 7,9 vs 26,7 ± 9,3 μM).

Rycina 4. Parametry funkcji nerwowo-mięśniowej wyrażone jako względna zmiana wywołana wysiłkiem po czasie do wyczerpania (TTE) u młodych aktywnych mężczyzn (n=10).

3.5. Hemodynamika Centralna, Wentylacja i Wysiłek Postrzegany podczas TTE

Na wskaźniki hemodynamiki ośrodkowej (HR, SV i CO) nie miały wpływu te dwa stany (ryc. 5). Nie zaobserwowano żadnych statystycznie istotnych interakcji warunek x czas (p > 0.05) dla HR, SV i CO zarówno podczas wizyty początkowej, jak i podczas ćwiczeń. Zgodnie z oczekiwaniami, wystąpił główny wpływ czasu dla wszystkich centralnych markerów hemodynamicznych (p <0,00), ale="" nie="" wystąpił="" wpływ="" podawania="" cap="" lub="" pl.="" w="" przypadku="" cap="" szczyt="" tętna="" podczas="" ćwiczeń="">

180 ± 7 bpm, SV wynosiło 212 ± 48 ml/min, a CO 36 ± 8 l/min. Zgodnie z PL szczyt HR wynosił 181 ± 9 bpm, SV 225 ± 49 ml/min, a CO 38 ± 9 l/min. Stwierdzono istotny wpływ czasu na reakcje wentylacyjne na ćwiczenie (p < {{30}}.05)="" w="" vo2,="" ve="" i="" rer="" (dane="" niepokazane),="" podczas="" gdy="" nie="" wykazano="" interakcji="" ani="" wpływu="" na="" stan="" .="" co="" więcej,="" ocena="" odczuwanego="" wysiłku="" (ryc.="" 5d)="" zarówno="" całego="" ciała,="" jak="" i="" nogi="" wzrastała="" wraz="" z="" postępem="" ćwiczenia="" i="" niezależnie="" od="" leczenia="" (rpetot:="" 7,8="" ±="" 2,2="" vs.="" 6,9="" ±="" 2,8;="" rpeleg:="" 9,3="" ±="" 1,3="" vs.="" 9,0="" ±="" 1,1;="" wszystkie="" p=""> 0,05).

3.6. Biomarkery stresu i prozapalne

CAP nie wpływała na wydzielanie kortyzolu w ślinie na początku, w trakcie i po wysiłku. Rzeczywiście, wystąpił główny wpływ czasu (p {{0}.002) ze wzrostem stężenia kortyzolu w ślinie podczas regeneracji; jednak CAP nie wpływa na ogólną kinetykę (p > 0,05, Tabela 2). Aktywność amylazy ślinowej wykazywała tendencję do zmniejszania się przy CAP (p=00,07) iw obu warunkach wykazywała główny wpływ czasu (p < 0,001,="" tabela="" 2).="" patrząc="" na="" interleukiny,="" cap="" zwiększało="" średnie="" stężenie="" il="" w="" ślinie-6="" (p="0,009)" na="" początku="" i="" podczas="" ćwiczeń,="" a="" następnie="" obniżało="" się="" do="" stężeń="" pl="" po="" wysiłku.="" co="" więcej,="" cap="" wykazywała="" tendencję="" do="" łagodzenia="" powysiłkowego="" wzrostu="" il-1="" (p="0.053," tabela="">

4. Dyskusja

Badanie to miało na celu określenie potencjalnego wpływu ostrego doustnego podawania kapsaicyny (CAP) na wytrzymałość na rowerze do wyczerpania i przeanalizowanie powiązanych mechanizmów fizjologicznych leżących u podstaw zmęczenia nerwowo-mięśniowego. Pomimo braku różnic pomiędzy CAP i PL pod względem czasu do wyczerpania w wynikach rowerowych, CAP złagodził powysiłkowy spadek nasilonego skurczu. Częściowo wpłynęło na kinetykę skurczu mięśnia, zapewniając większą szybkość relaksacji, ale bez różnicy w szybkości skurczu. CAP nie miała wpływu na krążeniowo-oddechowe, odczuwanie zmęczenia ani na reakcje mikronaczyniowe w badaniu TTE. Sugeruje to potencjalne wzmocnienie aktywności pompy retikulum sarkoendoplazmatycznego Ca2 i ATPazy (SERCA), zachowując w ten sposób rozluźnienie mięśni. Co więcej, CAP modulował zmiany w prozapalnych interleukinach, łagodząc wzrost IL-1 podczas regeneracji. Częściowo zgodnie z naszą hipotezą, CAP nie skrócił czasu do wyczerpania, ale wydawał się łagodzić obwodowe zmęczenie nerwowo-mięśniowe, zwiększać szybkość zwiotczenia mięśni i przejściowo zmieniać odpowiedź zapalną, niezależnie od zmian odpowiedzi sercowo-oddechowej lub mikronaczyniowej.

4.1. CAP i wydajność ćwiczeń

Do tej pory tylko nieliczni badacze badali rolę kapsaicyny podczas wysiłku fizycznego u ludzi [28–32]. Zgodnie z naszą wiedzą jest to pierwsze badanie, w którym zbadano, w jaki sposób CAP wpływa na zmęczenie nerwowo-mięśniowe u ludzi pod względem fizjologicznym, a nie tylko za pomocą wskaźników percepcyjnych. Rzeczywiście, ostre spożycie CAP wydaje się zwiększać wydajność lub odporność na zmęczenie podczas próby biegowej [30], przerywanych ćwiczeń o wysokiej intensywności [29] i treningu oporowego [28]. Jednak w niniejszym badaniu nie zaobserwowaliśmy żadnej poprawy wydajności (ryc. 3), co jest zgodne z ustaleniami Opheima i wsp. [32]. Wcześniejsze prace na gryzoniach sugerują, że CAP zwiększa wydajność w sposób zależny od dawki [21–24], dlatego możliwe jest, że dawka zastosowana w niniejszym badaniu nie była wystarczająca do wywołania poprawy wydajności; jednak możemy być pierwszymi, którzy faktycznie zweryfikują zawartość kapsaicyny/dihydrokapsaicyny w suplemencie i, co ważne, uniknęliśmy wszelkich potencjalnych poważnych zaburzeń żołądkowo-jelitowych, które mogłyby negatywnie wpłynąć na wyniki ćwiczeń.

4.2. CAP i zmęczenie nerwowo-mięśniowe wywołane wysiłkiem

W obecnym badaniu, po próbie ćwiczeń na rowerze, zgodnie z oczekiwaniami wszystkie wskaźniki zmęczenia mięśni lokomotorycznych uległy negatywnemu wpływowi. Rzeczywiście, zarówno siła, jak i dobrowolna aktywacja mięśni zmniejszyły się w podobnym stopniu niezależnie od suplementacji CAP (Rysunek 4). Co ciekawe, wywołane wysiłkiem redukcje wskaźników zmęczenia obwodowego były pozornie osłabione przez CAP, głównie w przypadku maksymalnego tempa relaksacji i nasilenia nasilonego skurczu. Mechanicznie przyczyną tych różnic może być zmiana zawartości Ca2 plus obsługa. Udokumentowano już, że podczas intensywnego wysiłku uwalnianie Ca2 plus z retikulum sarkoplazmatycznego (SR) jest zmniejszone w odpowiedzi na wyraźne zmniejszenie komórkowego ATP [49,50], co może działać w kierunku zmniejszenia mocy wysiłku i zapobiegania obwodowym zmęczenie spowodowane przekroczeniem krytycznego progu [51]. W badaniu tym badano kapsaicynę, która zwiększa aktywność kanału TRPV1, co może wpływać na pompę Sarco/Endoplasmic Reticulum Calcium ATPase (SERCA) [52] w mięśniu. Podwyższona aktywność pompy SERCA z indukowaną przez CAP aktywacją TRPV1 w mięśniach w konsekwencji poprawiła kinetykę Ca2 SR plus wychwyt zwrotny [49,50,53], być może wyjaśniając lepiej zachowaną maksymalną szybkość relaksacji po wysiłku. Co więcej, kapsaicyna może promować depolaryzację mitochondriów i produkcję reaktywnych form tlenu (ROS), przynajmniej w dużych dawkach [52], ale z drugiej strony ma również mieć niezwykłą aktywność przeciwutleniającą [54], szczególnie w niższych dawkach. Reaktywne formy tlenu wzrastają znacznie podczas intensywnej aktywności mięśni [51] i wiadomo, że przyczyniają się do zmęczenia, ale związek między równowagą redoks a wydajnością jest złożony [55]. Jest możliwe, że CAP może, ze względu na zdolność antyoksydacyjną, przeciwdziałać męczącym skutkom podwyższonego ROS, być może lepiej utrzymując funkcję nerwowo-mięśniową po wysiłku, ale wymaga to dalszych badań.

Wyniki te podkreślają potencjalną rolę CAP w łagodzeniu rozwoju zmęczenia obwodowego, być może poprzez modulację Ca2 plus obsługa i jego działanie przeciwutleniające. Odkrycia te są również poparte badaniami badającymi inne przeciwutleniacze, takie jak ćwiczenia askorbacyjne u zdrowych osób [55,56] i choroba [57,58]. Co więcej, jeśli uwzględnimy wyniki mikrokrążenia, nawet jeśli zauważymy tendencję do wyższego procentu StO2 i HbO podczas forsownych ćwiczeń, znaczny wzrost dostarczania O2 podczas regeneracji w CAP może poprawić funkcję naczyń obwodowych [59]. Powodem braku istotnych różnic podczas ćwiczeń może być to, że CAP może wpływać na unaczynienie mięśni w wyższych dawkach niż te, które podawaliśmy. Jednak w niniejszym badaniu staraliśmy się zminimalizować potencjalne skutki uboczne przyjmowania kapsaicyny, a mianowicie zaburzenia żołądkowo-jelitowe. Nie wykryto różnic we wskaźnikach zmęczenia ośrodkowego, chociaż wcześniejsze badania na szczurach wykazały, że CAP aktywuje podgrupy metabowrażliwych receptorów mięśniowych grupy IV [60], których stymulacja odruchowo zwiększa napęd ośrodkowy [61]. Percepcyjnie wcześniej stwierdzono, że ostra suplementacja CAP może obniżyć ocenę odczuwanego wysiłku podczas wytrzymałości [28], chociaż nie miało to miejsca w naszym badaniu, ponieważ RPE wzrastało równomiernie w czasie do wyczerpania zarówno w warunkach CAP, jak i PL.

4.3. CAP i fizjologiczna reakcja na ćwiczenia

Ponieważ sugerowano, że kapsaicyna poprawia wydajność ćwiczeń i odporność na zmęczenie, ważne jest, aby zrozumieć, w jaki sposób może zmienić fizjologiczną reakcję na ćwiczenia i ostatecznie wspierać większą pracę. W tym celu wcześniejsze prace na modelach zwierzęcych sugerują, że poprawa wydajności indukowana przez CAP była związana ze zwiększoną zawartością glikogenu w wątrobie [21], być może z powodu oszczędzania glikogenu [24], oraz zwiększonym wykorzystaniem kwasów tłuszczowych w wyniku wydzielania i/lub aktywności katecholamin [22]. Ponadto stwierdzono, że pojedyncza wysoka dawka CAP obniża ekspresję białka UCP3 rozprzęgającego mitochondria, co zmniejsza koszt energii przy danym skurczu indukowanym elektrycznie [25,27]. Jednak u ludzi nie stwierdzono zmian w utlenianiu tłuszczu w mięśniach przy ostrej suplementacji CAP podczas regeneracji po wysiłku [62]. W niniejszym badaniu reakcje metaboliczne były podobne w trakcie ćwiczeń, co sugeruje, że ostra suplementacja u ludzi nie wpływa na wydatek energetyczny, mierzony za pomocą VO2 (ryc. 5), lub wybór substratu energetycznego podczas ćwiczeń, oceniany przez RER, przynajmniej w tym stosunkowo paradygmat wysokiej intensywności ćwiczeń. W związku z tym centralne odpowiedzi hemodynamiczne i wentylacyjne były również podobne w obu próbach, zgodnie z podobnym kosztem metabolicznym. Ponadto mikrokrążenie mięśni kończyn również nie różniło się istotnie podczas ćwiczeń, co sugeruje, że CAP, przynajmniej w tej dawce, wywiera minimalny wpływ rozszerzający naczynia na mięśnie. Rzeczywiście, podczas początkowego spoczynku, krążenie mięśniowe wykazywało ogólną tendencję do wyższych wskaźników perfuzji mikronaczyniowej przy CAP, która odwracała się podczas ćwiczeń z THC, a Hb wyższa przy PL. Podsumowując, suplementacja CAP nie ma wpływu na dostarczanie i wykorzystanie tlenu i nie wydaje się, aby były one prawdopodobnymi kandydatami do poprawy zmęczenia nerwowo-mięśniowego.

4.4. CAP i wskaźniki neurozapalne

W normalnych warunkach stężenie kortyzolu po ostrym wysiłku jest zależne od intensywności [63] i wzrasta do stężeń szczytowych 20–30 min po zakończeniu aktywności fizycznej [64]. Nasze wyniki potwierdzają tendencję wzrostową kortyzolu po zakończeniu TTE, ale WPR nie wywarła na nią żadnego wpływu. Rzeczywiście, zaobserwowano, że powtarzane podawanie CAP u szczurów zwiększa i wydłuża odpowiedź na stres [65], być może do poziomów porównywalnych z forsownymi ćwiczeniami, chociaż jest to zwykle obserwowane przy dużych dawkach. Patrząc na inne biomarkery stresora ślinowego, CAP ma tendencję do obniżania aktywności enzymu amylazy ślinowej, być może wskazując na niższą aktywność współczulną [66], być może poprzez zmienioną aktywność aferentną TRPV1. Chociaż badania in vitro wykazały podobne wyniki, odkrycie, że związki pochodzące od kapsaicyny są potencjalnymi inhibitorami amylazy [67], potwierdzają nasze odkrycia. Innym ważnym aspektem są właściwości przeciwzapalne CAP. W naszych wynikach CAP osłabia powysiłkowy wzrost IL-1, być może osłabiając produkcję cytokin prozapalnych [39]. Z drugiej strony, stwierdziliśmy zwiększone stężenie IL w ślinie -6po wysiłku, na które CAP nie miało wpływu [68,69], co prawdopodobnie mogło być wynikiem wysiłku fizycznego [32,70] lub kapsaicyny- indukowana aktywacja TRPV1 w tłuszczu [71] lub gdzie indziej. IL-6 może w tym przypadku mieć konsekwencje metaboliczne [11,72], a nie zapalne, biorąc pod uwagę rozbieżność między IL-6 a IL-1 . Potrzebne są jednak dalsze prace u ludzi, aby rozszyfrować potencjalny wpływ kapsaicyny podawanej doustnie na stan zapalny u ludzi oraz potencjalne konsekwencje dla fizjologii i/lub zmęczenia. Co więcej, przyszłe badania powinny przyjrzeć się większym i/lub bardziej przewlekłym dawkom kapsaicyny oraz ich interakcjom z poziomem mleczanu podczas ćwiczeń.

4.5. Ograniczenia badania

Badanie to nie było prowadzone bez ograniczeń. Najpierw uwzględniono tylko młodych aktywnych mężczyzn rekrutowanych ze społeczności uniwersyteckiej, dlatego potrzebna jest przyszła praca w populacjach starszych i/lub żeńskich. Po drugie, zastosowanie stymulacji elektrycznej na brzuchu mięśniowym, a nie na nerwie udowym, może prowadzić do słabszych odpowiedzi nerwowo-mięśniowych. Wreszcie, bardziej inwazyjne pomiary metabolizmu, w tym poziom mleczanu i VO2 w mięśniach, mogą być interesujące do zbadania w trakcie i po ćwiczeniach z CAP w przyszłych badaniach.

Zioła Cistanche działają przeciwzmęczeniowo.

Aby uzyskać więcej informacji, kliknij tutaj.

5. Wnioski

Według naszej wiedzy jest to pierwsze badanie, w którym zbadano wpływ kapsaicyny na wydajność wysiłkową, zmęczenie nerwowo-mięśniowe oraz ślinowe wskaźniki stresu i biomarkery prozapalne u ludzi. W przeciwieństwie do wcześniejszych ustaleń u ludzi, ostre podawanie kapsaicyny nie poprawiło wydajności wysiłkowej ani oceny odczuwanego wysiłku. Wykazał jednak zdolność do łagodzenia rozwoju zmęczenia obwodowego, które wydaje się nie wynikać ze zmian w centralnej hemodynamice, dostarczaniu tlenu do mięśni lub wielkości ośrodkowego napędu motorycznego po ćwiczeniu na rowerze. Co więcej, CAP modulował biomarkery śliny, co sugeruje potencjalną obniżoną aktywność współczulną i działanie przeciwzapalne podczas szczytowego stężenia z późnym spadkiem markerów prozapalnych. Podsumowując, kapsaicyna może zmieniać obwodowe składniki zmęczenia nerwowo-mięśniowego, co prowadzi do możliwej poprawy wysiłku fizycznego.