Efecto antifatiga de los polifenoles (-)-epigalocatequina-3 del té verde (EGCG)

Yu-song Teng, Di Wu

Escuela de Educación Física, Universidad Normal de Liaoning, Dalian, República Popular China

Para más información:ali.ma@wecistanche.com

RESUMEN

Antecedentes: el (-)-epigalocatequina-3-galato (EGCG) es el más abundante de los polifenoles del té verde y exhibe una variedad de bioactividades. El objetivo de este estudio fue evaluar laefecto antifatigade EGCG por ejercicio de natación forzada. Materiales y métodos: los ratones se dividieron en un grupo de control y tres grupos tratados con EGCG. Al grupo de control se le administró agua destilada y a los grupos tratados con EGCG se les administraron diferentes dosis de EGCG (50, 100 y 200 mg/kg) por sonda oral durante 28 días. El último día del experimento se realizó el ejercicio de natación forzada y se midieron los parámetros bioquímicos correspondientes. Resultados: Los datos mostraron que EGCG prolongó el tiempo de natación exhaustiva, disminuyendo los niveles de ácido láctico en sangre, nitrógeno ureico sérico, creatina quinasa sérica y malondialdehído, que fueron acompañados por un aumento correspondiente en el contenido de glucógeno hepático y muscular, y superóxido dismutasa, catalasa. y actividades de glutatión peroxidasa. Conclusiones: Este estudio indicó que EGCG tuvo unanti fatigaefecto.

Palabras clave: epigalocatequina-3-galato, antifatiga, parámetros bioquímicos, ejercicio de natación forzada, ratones

INTRODUCCIÓN

Fatiga, definido como el cansancio físico y/o mental resultante del esfuerzo, es la incapacidad de continuar el ejercicio a la misma intensidad con el consiguiente deterioro del rendimiento.[1]Fatigapuede clasificarse como secundaria, fisiológica o crónica. Secundariofatigaes el resultado de trastornos del sueño, depresión, exceso de esfuerzo y efectos secundarios de los medicamentos.fatiga fisiológicaes causado por descanso inadecuado, esfuerzo físico o tensión mental.[2] La fatiga crónica o acumulada puede afectar el desempeño de un individuo. Además, la fatiga acumulada a largo plazo puede provocar Karoshi (muerte como resultado del exceso de trabajo).[3] Durante el ejercicio físico extenuante, aumenta el flujo de oxígeno a los músculos esqueléticos activos, lo que conduce a una mayor producción y acumulación de especies reactivas de oxígeno (ROS) en exceso.[4] La fuga de electrones de la cadena de transporte de electrones mitocondrial, la reacción de la xantina oxidasa, la oxidación de la hemoglobina y los neutrófilos activados se han identificado como las principales fuentes de generación de ROS intracelulares durante el ejercicio.[5] La acumulación de ROS pondrá al cuerpo en un estado de estrés oxidativo y puede causar daño al cuerpo al atacar moléculas grandes y órganos celulares, lo que resulta en fatiga física.[6]

Estudios previos también han demostrado que exógenosantioxidantesde la dieta interactúan con los antioxidantes endógenos para formar una red cooperativa de antioxidantes, previniendo el estrés oxidativo inducido por el ejercicio y reduciendofatiga físicaeliminando los radicales libres y las ROS.[7] El té verde, hecho de las hojas cosechadas de Camellia sinensis que han sufrido una oxidación mínima, ha sido ampliamente utilizado como bebida y medicina en la mayoría de los países de Asia, incluidos China, Japón, Tailandia y Vietnam.[8] Se ha demostrado que el té verde tiene efectos biológicos beneficiosos, como la prevención del cáncer, las enfermedades cardiovasculares, las caries dentales, la obesidad, la diabetes y la mejora del sistema inmunitario.[9] Se cree que los efectos beneficiosos del té verde están mediados por sus polifenoles, que pueden representar hasta el 30 % del peso seco del té verde.[10] Los polifenoles del té verde incluyen principalmente (-)-epigalocatequina-3-galato (EGCG), (-)-epigalocatequina (EGC), (-)-epicatequina (EC), (-)-epicatequina galato (ECG) y catequina. . El polifenol más abundante en el té verde es el EGCG, que ha demostrado exhibir bioactividades como antioxidante, anticancerígena, antiobesidad, antibacteriana, hepatoprotectora, neuroprotectora y otras.[11,12] Sin embargo, hay poca información sobre elefecto antifatigade EGCG se conoce actualmente. Por lo tanto, el presente estudio fue diseñado para evaluar laefecto antifatigade EGCG por ejercicio de natación forzada de ratones.

Diseño experimental

Después de dos semanas de aclimatación, los animales se dividieron en cuatro grupos, cada uno de los cuales constaba de 12 ratones. Grupo de control (C): a los animales se les administró agua destilada (1,5 ml) por sonda oral una vez al día durante 28 días. Grupo tratado con dosis bajas de EGCG (LET): a los animales se les administró una solución de EGCG (50 mg/kg de peso corporal) por sonda oral una vez al día durante 28 días. Grupo tratado con dosis media de EGCG (MET): a los animales se les administró una solución de EGCG (100 mg/kg de peso corporal) por sonda oral una vez al día durante 28 días. Grupo tratado con dosis altas de EGCG (HET): a los animales se les administró una solución de EGCG (200 mg/kg de peso corporal) por sonda oral una vez al día durante 28 días. La solución de EGCG se preparó disolviéndola en 1,5 ml de agua destilada. El peso corporal se midió una vez por semana. Después de 28 días, se realizó el ejercicio de natación forzada y se midieron los parámetros bioquímicos correspondientes, como BLA, SUN, SCK, glucógeno tisular, SOD, GPx y MDA, utilizando kits apropiados.

ejercicio de natación forzada

Una hora después del tratamiento final, se realizó el ejercicio de natación forzada como se describió anteriormente con algunas modificaciones.[1,3] En resumen, los ratones se ejercitaron en la piscina de plástico acrílico (50 cm × 50 cm × 40 cm) llena de agua ( 25 ± 2 grados) a una profundidad de 30 cm. Se cargó una arandela de acero (7 por ciento del peso corporal) en la raíz de la cola de cada ratón. El agotamiento se determinó cuando los animales no pudieron permanecer bajo la superficie del agua durante 10 s. El tiempo de nado exhaustivo se utilizó como índice de tolerancia al ejercicio.

Análisis de parámetros bioquímicos

Después del final del ejercicio de natación forzada, los ratones exhaustos fueron sacrificados por decapitación bajo anestesia con éter, y luego las muestras de sangre fueron recolectadas y centrifugadas (3,000 × g, 15 min) para la determinación de BLA, SUN, y SCK. Se diseccionaron los bazos, corazones, hígados y el músculo esquelético de las patas traseras y se lavaron con solución salina helada y se secaron. Luego se pesaron los bazos, corazones e hígados y se calcularon sus pesos en relación con los pesos corporales finales (índice de órganos). Los hígados y el músculo esquelético de las extremidades posteriores se homogeneizaron en tampón Tris-HCl, luego los homogeneizados se centrifugaron (4, 000 × g, 20 min, 4 grados) y el sobrenadante claro se utilizó para la determinación de glucógeno. SOD, GPx, GATO, MDA. Todos los parámetros bioquímicos se determinaron utilizando kits de diagnóstico comerciales siguiendo las instrucciones recomendadas por el fabricante.

análisis estadístico

Los análisis estadísticos se realizaron con el software estadístico SPSS 13.0. Los resultados se expresan como media ± SD. La prueba t de Student se utilizó para la comparación de dos grupos. La comparación multigrupo se realizó mediante ANOVA unidireccional seguido de una prueba de Tukey para el análisis post hoc. Se consideraron significativos los valores de probabilidad P <>

RESULTADOS

Efectos de (-)-epigalocatequina-3-galato en el peso corporal y los índices de órganos de ratones

Como se muestra en la Tabla 1, durante los experimentos, los pesos corporales, el índice hepático, el índice cardíaco y el índice esplénico de los grupos LET, MET y HET no fueron significativamente diferentes a los del grupo C (P > 0). 05), lo que significa que el EGCG no tiene efectos sobre el peso corporal y la relación de peso del órgano.

Efecto de (-)-epigalocatequina-3-galato en los tiempos de natación exhaustivos de ratones

Como se muestra en la Figura 1, en comparación con el grupo C, los tiempos de nado exhaustivo de los grupos LET, MET y HET fueron significativamente más largos (P < 0.05).="" en="" comparación="" con="" el="" grupo="" let,="" los="" tiempos="" de="" nado="" exhaustivo="" de="" los="" grupos="" met="" y="" het="" fueron="" significativamente="" más="" largos="" (p="">< 0,05).="" efecto="" de="">

Epigalocatequina-3-galato en algunos niveles de parámetros bioquímicos en sangre de ratones

Como se muestra en la Figura 2, en comparación con el grupo C, los niveles de BLA y SUN de los grupos LET, MET y HET, así como los niveles de SCK de los grupos MET y HET, fueron significativamente más bajos (P < {{1}="" }.05).="" en="" comparación="" con="" el="" grupo="" let,="" los="" niveles="" de="" bla="" de="" los="" grupos="" met="" y="" het,="" así="" como="" los="" niveles="" de="" sun="" y="" sck="" de="" los="" grupos="" het,="" fueron="" significativamente="" más="" bajos="" (p=""><>

Efectos de (-)-epigalocatequina-3-galato en el contenido de glucógeno muscular y hepático de ratones

Como se muestra en la Figura 3, en comparación con el grupo C, los contenidos de glucógeno hepático de los grupos LET, MET y HET, así como los contenidos de glucógeno muscular de los grupos MET y HET, fueron significativamente mayores (P < 0="" .05).="" en="" comparación="" con="" el="" grupo="" let,="" los="" contenidos="" de="" glucógeno="" de="" los="" grupos="" met="" y="" het,="" así="" como="" los="" contenidos="" de="" glucógeno="" muscular="" de="" los="" grupos="" het,="" fueron="" significativamente="" mayores="" (p=""><>

Efecto de (-)-epigalocatequina-3-galato sobre las actividades de superóxido dismutasa en hígado y músculo de ratones

Como se muestra en la Figura 4, en comparación con el grupo C, las actividades de SOD en el hígado y el músculo de los grupos LET, MET y HET fueron significativamente mayores (P < 0.05).="" en="" comparación="" con="" el="" grupo="" let,="" las="" actividades="" de="" sod="" en="" el="" hígado="" de="" los="" grupos="" met="" y="" het,="" así="" como="" las="" actividades="" de="" sod="" en="" el="" músculo="" de="" los="" grupos="" het,="" fueron="" significativamente="" mayores="" (p=""><>

Efecto de (-)-epigalocatequina-3-galato sobre las actividades de la glutatión peroxidasa en el hígado y el músculo de ratones

Como se muestra en la Figura 5, en comparación con el grupo C, las actividades de GPx en el músculo de los grupos LET, MET y HET, así como las actividades de GPx en el hígado de los grupos MET y HET, fueron significativamente mayores (P < {{="" 1}}.05).="" en="" comparación="" con="" el="" grupo="" let,="" las="" actividades="" de="" gpx="" en="" el="" hígado="" de="" los="" grupos="" het,="" así="" como="" las="" actividades="" de="" gpx="" en="" el="" músculo="" de="" los="" grupos="" met="" y="" het,="" fueron="" significativamente="" mayores="" (p=""><>

Efecto de (-)-epigalocatequina-3-galato sobre las actividades de catalasa en hígado y músculo de ratones

Como se muestra en la Figura 6, en comparación con el grupo C, las actividades de CAT en el hígado y el músculo de los grupos LET, MET y HET fueron significativamente mayores (P < 0.05).="" en="" comparación="" con="" el="" grupo="" let,="" las="" actividades="" cat="" en="" el="" hígado="" y="" el="" músculo="" de="" los="" grupos="" met="" y="" het="" fueron="" significativamente="" mayores="" (p=""><>

Efecto de (-)-epigalocatequina-3-galato en los niveles de malondialdehído en hígado y músculo de ratones

Como se muestra en la Figura 7, en comparación con el grupo C, los niveles de MDA en el hígado de los grupos LET, MET y HET, así como los niveles de MDA en el músculo de los grupos MET y HET, fueron significativamente más bajos (P < {{ 1}}.05).

En comparación con el grupo LET, los niveles de MDA en el hígado de los grupos HET, así como los niveles de MDA en el músculo de los grupos MET y HET, fueron significativamente más bajos (P < 0.05).

DISCUSIÓN

El presente estudio tuvo como objetivo evaluar el efecto antifatiga de EGCG. Una medida directa del efecto antifatiga es el aumento de la tolerancia al ejercicio. El ejercicio de natación forzada, que es quizás uno de los modelos animales de desesperación conductual más utilizados, se ha utilizado ampliamente para la evaluación de las propiedades antifatiga de nuevos compuestos.[14] Otros métodos de ejercicio forzado, como la caminadora o la rueda impulsada por motor, pueden causar lesiones a los animales y es posible que no sean aceptables de manera rutinaria.[15] En este estudio, los datos mostraron que EGCG prolongó significativamente el tiempo de natación exhaustiva de los ratones, lo que indicó que EGCG tenía un efecto antifatiga. Se sabe que el ejercicio de natación exhaustivo induce algunos parámetros bioquímicos sanguíneos relacionados con cambios en la fatiga, incluidos BLA, SUN y SCK. El ácido láctico es el producto de la glucólisis de los carbohidratos en condiciones anaeróbicas, y la glucólisis es la principal fuente de energía para hacer ejercicio intenso en poco tiempo.[16] Muchos estudios han demostrado que nadar hasta el agotamiento da como resultado un nivel de ácido láctico en la sangre significativamente elevado, y la velocidad a la que se acumula el ácido láctico en la sangre mostró una relación inversa con el tiempo de natación.[17] Además, el aumento de la concentración de ácido láctico provoca una reducción del pH en el tejido muscular y en la sangre, y provoca la llamada acidosis, que conduce a la producción de fatiga.[18] Por lo tanto, BLA es un índice sensible del estado de fatiga. En este estudio, los datos mostraron que EGCG disminuyó significativamente los niveles de BLA de los ratones, retrasando efectivamente el aumento de BLA y posponiendo la aparición de fatiga física. SUN fue el producto final del metabolismo de las proteínas y también el índice del metabolismo de las proteínas en el cuerpo. En reposo, la generación y excreción de SUN estaban en equilibrio, mientras que después de nadar exhaustivamente, SUN aumentó claramente en este momento.[18] Existe una correlación positiva entre el nitrógeno ureico in vivo y la tolerancia al ejercicio.[6] Por lo tanto, SUN es otro índice sensible del estado de fatiga.

En este estudio, los datos mostraron que EGCG disminuyó significativamente los niveles de SUN de los ratones, lo que indicó que EGCG podría reducir el metabolismo de las proteínas y mejorar la tolerancia al ejercicio. La creatina cinasa sérica (SCK) es un biomarcador clínico del daño muscular y un índice indirecto del daño de la estructura de la membrana.[19] La función de la creatina quinasa tiene mayor relevancia en lo que ocurre en los músculos dañados. Durante el proceso de degeneración muscular, las células musculares se lisan y su contenido se libera en el torrente sanguíneo. Debido a que la mayor parte de la creatina quinasa en el cuerpo normalmente existe en el músculo, un aumento en los niveles de creatina quinasa en la sangre indica que se ha producido o se está iniciando un daño muscular.[20] La liberación de creatina quinasa en la sangre es el resultado de una mayor permeabilidad de la membrana celular debido a la peroxidación lipídica.[21] En este estudio, los datos mostraron que EGCG disminuyó significativamente los niveles de SCK de los ratones, mejorando el daño muscular inducido por el ejercicio exhaustivo. Podría considerarse que esta mejoría contribuye a que EGCG mejore la tolerancia al ejercicio. El glucógeno almacenado en los tejidos es la principal fuente de energía durante el ejercicio, ya que el músculo no puede movilizar la grasa tan rápidamente como el glucógeno y los ácidos grasos no pueden metabolizarse de forma anaeróbica.[22] Es bien sabido que el agotamiento del glucógeno limita severamente el suministro de energía y la producción de potencia máxima. La energía para el ejercicio se deriva inicialmente de la descomposición del glucógeno muscular, después del ejercicio extenuante puede agotarse y, en etapas posteriores, la energía se derivará del glucógeno hepático.[23] El agotamiento del glucógeno hepático podría ser un factor importante en el desarrollo de la fatiga porque, a medida que se agota el glucógeno hepático durante el ejercicio, existe una incapacidad para mantener el nivel de glucosa en la sangre y la hipoglucemia resultante podría provocar un deterioro de la función nerviosa.[24] Por lo tanto, el almacenamiento de glucógeno afecta directamente la capacidad de ejercicio y aumenta el almacenamiento de glucógeno que conduce a mejorar la capacidad de resistencia y la capacidad locomotora.[25] En este estudio, los datos mostraron que el EGCG aumentó significativamente el contenido de glucógeno en el hígado y los músculos de los ratones, lo que indicó que el EGCG podría mejorar la tolerancia al ejercicio. Podría deberse a que EGCG ha promovido la restricción de la glucogenólisis y/o la gluconeogénesis.

Sin embargo, hay pruebas experimentales que muestran que el ejercicio exhaustivo puede acelerar la movilización de triglicéridos (o grasas) y luego aumentar la liberación de ácidos grasos libres en el plasma.[26,27] Disminución de las concentraciones séricas de triglicéridos y aumento de la disponibilidad de ácidos grasos durante el ejercicio exhaustivo conducir a la reducción de la tasa de agotamiento del glucógeno y la mejora de la tolerancia al ejercicio.[28,29] En este estudio, no se investigaron los cambios en los triglicéridos y los ácidos grasos. Por lo tanto, se necesitan más experimentos para identificar el mecanismo a través del cual EGCG podría afectar la movilización de grasa. Existe evidencia de que las ERO exceden el rango de afrontamiento fisiológico normal durante el ejercicio exhaustivo, lo que podría resultar en una acumulación de ROS y una disminución en el estado antioxidante.[30] Este escenario aumentó el estrés oxidativo y conduce a la peroxidación de lípidos y modificaciones oxidativas de proteínas y ADN.[31] Las enzimas antioxidantes como SOD, CAT y GPx pueden tener una función importante en la mitigación de los efectos tóxicos de las ERO, y la mejora en las actividades de las enzimas antioxidantes puede ayudar a combatir la fatiga.[6] Sin embargo, muchos estudios han informado una tendencia disminuida en las actividades de las enzimas antioxidantes después del ejercicio exhaustivo,[32] y la disminución en las actividades de las enzimas antioxidantes posiblemente se deba a su uso contra los radicales libres y su inhibición por especies de radicales libres.[33]

En este estudio, los datos mostraron que EGCG aumentó significativamente las actividades de SOD, CAT y GPx de los ratones, lo que indicó que EGCG es capaz de regular al alza la actividad de las enzimas antioxidantes para proteger contra el estrés oxidativo inducido por el ejercicio exhaustivo, lo que nuevamente respalda que EGCG tenía un efecto antifatiga. La peroxidación de lípidos representa el daño tisular oxidativo causado por el peróxido de hidrógeno, los aniones superóxido y los radicales hidroxilo, lo que da como resultado la alteración estructural de la membrana, la liberación del contenido de células y orgánulos, y la pérdida de ácidos grasos esenciales con la formación de aldehídos citosólicos y productos de peróxido.[12 ] El MDA, un metabolito de la peroxidación de fosfolípidos, es un índice popular de la primera condición sobre el daño oxidativo del cuerpo vivo.[34] En este estudio, los datos mostraron que EGCG disminuyó significativamente los niveles de MDA en ratones, lo que indicó que EGCG podría reducir la peroxidación de lípidos y atenuar el daño oxidativo inducido por el ejercicio exhaustivo. En los últimos años, algunos investigadores se han esforzado por estudiar el efecto antifatiga del extracto de té verde y los polifenoles del té verde. Yu et al. [35] descubrió que el concentrado de bebida de té verde puede prolongar significativamente el tiempo de natación, reducir el nivel de ácido lactato y aumentar el contenido de glucógeno hepático. Liang et al. [36] informó que el extracto de té verde de Yunnan redujo el tiempo de natación exhaustiva y mejoró el contenido de glucógeno en el hígado y los músculos. Fan et al. [37] encontraron que el extracto de polifenoles de té verde podía prolongar significativamente el tiempo de natación exhaustiva, lo que demostró que el extracto de polifenoles de té verde poseía un efecto antifatiga. Murasa et al. [38] investigó los efectos del extracto de té verde (GTE) rico en catequinas sobre la resistencia al correr y el metabolismo energético durante el ejercicio en ratones BALB/c y descubrió que el efecto de mejora de la resistencia del GTE estaba mediado, al menos en parte, por una mayor capacidad metabólica y utilización de ácidos grasos como fuente de energía en el músculo esquelético durante el ejercicio.

Huang et al. [39] encontraron que EGCG podría extender el tiempo de escalada, el tiempo de natación exhaustiva, el tiempo de carrera en la rueda y el tiempo de supervivencia de la tolerancia a la hipoxia de los ratones, así como aumentar la actividad de LDH y los contenidos de MG y LG, pero disminuir el BLA y BUN contenido. Sachdeva et al. [40] informaron que el tratamiento crónico con EGCG restauró significativamente todos los déficits conductuales, incluidas la ansiedad y la hiperalgesia, en ratones con fatiga crónica de una manera dependiente de la dosis. Tanaka et al. [41] sugirió que EGCG era eficaz para atenuar la fatiga. El EGCG administrado por vía oral parece tener un efecto antioxidante en el hígado dañado por oxidación de los animales fatigados. En este estudio, también encontramos que EGCG prolongó el tiempo de natación exhaustiva y disminuyó los niveles de BLA, SUN, SCK y MDA, lo que estuvo acompañado por los correspondientes aumentos en el contenido de glucógeno hepático y muscular, y en las actividades de SOD, CAT y GPx. Por lo tanto, los presentes resultados respaldan aún más que EGCG tuvo un efecto antifatiga de una manera dependiente de la dosis y que a la dosis de 200 mg/kg exhibió el efecto óptimo. En combinación con estudios previos, los mecanismos antifatiga de EGCG posiblemente se deban a sus efectos protectores sobre la membrana corpuscular mediante la prevención de la oxidación de lípidos a través de la modificación de varias actividades de enzimas antioxidantes.[42] Se justifican más estudios para dilucidar su mecanismo molecular y la regulación génica relacionada con la antifatiga. El hallazgo del estudio sugiere que EGCG se puede utilizar para diseñar suplementos nutracéuticos destinados a facilitar la recuperación de la fatiga y atenuar el daño oxidativo inducido por el ejercicio exhaustivo.

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