ＲProgreso de la investigación sobre péptidos antifatiga derivados de plantas en extractos de plantas

Resumen: Derivado de plantaspéptido antifatigaera un péptido bioactivo extraído de la proteína vegetal, que podía resistir o aliviar la fatiga. Se resumieron la fuente, el mecanismo de acción, los métodos de evaluación y los productos de aplicación de los péptidos antifatiga derivados de plantas y se pronosticó el desarrollo futuro.

Palabras clave: planta; péptido bioactivo;anti fatiga;mecanismo de acción; método de evaluación

Fatigaes un fenómeno fisiológico con un mecanismo complejo producido por el cuerpo humano después de un período de agotamiento físico o mental, que generalmente resulta en una disfunción fisiológica temporal de músculos u órganos, y los fenómenos específicos incluyen somnolencia, falta de atención, etc. [1-2 ] . Con el desarrollo de la sociedad moderna, la fatiga se ha convertido en un problema que afecta la calidad de vida de la mayoría de las personas. Más del 35 por ciento de la población mundial se sentirá fatigada, de los cuales los hombres de mediana edad representan el 60 por ciento. Los péptidos antifatiga que se absorben y tienen baja toxicidad y efectos secundarios se han convertido en uno de los focos de investigación [3].

lospéptidos antifatigaaislados de las plantas tienen una amplia gama de fuentes, una gran variedad y un rendimiento de alto costo. Su mecanismo de absorción es mejor que el de las proteínas y aminoácidos individuales, y tiene funciones fisiológicas únicas que los dos no tienen, como regular la secreción de hormonas humanas, promover o inhibir enzimas en el organismo, regular y mejorar el transporte y la absorción de minerales. en el cuerpo humano [4-5]. Algunas plantas medicinales con un valor nutricional y medicinal extremadamente alto en la medicina tradicional china también pueden identificarse por tener ingredientes activos antifatiga después de investigaciones y pruebas [6]. Además, los cultivos de alto rendimiento como el trigo y la soja también se pueden utilizar para preparar alimentos activos antifatiga después del procesamiento y la extracción [7-8]. Por lo tanto, las plantas son una base alimenticia antifatiga de alto valor en investigación [9].

Este artículo tiene como objetivo resumir las fuentes materiales, los mecanismos de acción, los métodos de evaluación y los productos aplicados de los péptidos antifatiga de origen vegetal en los últimos años, con el fin de proporcionar referencias teóricas para la investigación y el desarrollo de dichos péptidos funcionales en el campo de los alimentos. .

1 Fuentes de péptidos antifatiga de origen vegetal

Las fuentes de péptidos activos antifatiga derivados de plantas se pueden dividir aproximadamente en granos, frijoles, nueces y materiales medicinales según los tipos de materias primas vegetales. Como se muestra en la Tabla 1: En la actualidad, las investigaciones nacionales y extranjeras se centran principalmente en cereales y legumbres, mientras que hay relativamente pocos informes sobre péptidos antifatiga derivados de frutos secos y materiales medicinales.

2 El mecanismo de acción de los péptidos antifatiga

2. 1 Inhibir el estrés oxidativo en el organismo

La mayoría de los estudios han demostrado que los radicales libres en el cuerpo aumentan durante la actividad física en humanos y animales. Si la producción de especies reactivas de oxígeno es excesiva o la capacidad antioxidante del cuerpo se reduce, el metabolismo de ROS en el cuerpo se desequilibrará, lo que provocará estrés oxidativo o daño oxidativo en el cuerpo, como la hidroxilación del ADN, daño tisular y desnaturalización de proteínas. , etc., resultando en fatiga en el cuerpo [22-23]. Los péptidos activos con capacidad antioxidante in vivo puedenaumentar la superóxido dismutasa (SOD)y las actividades de glutatión peroxidasa (GSH-Px), mejoran la capacidad del cuerpo para eliminar los radicales libres mientras protegen el cuerpo de los peróxidos. Puedeevitar la peroxidación lipídicaagenerar malondialdehído(MDA), reduciendo así la inflamación y el daño peroxidativo causado por el exceso de radicales libres.

Por lo tanto, la suplementación de dichos péptidos puede considerarse como un medio eficaz paraaliviar la fatigay el daño causado por el cuerpo [24]. Además, los aminoácidos con propiedades antioxidantes pueden jugar un papel importante en el mecanismo de acción mencionado anteriormente. Los aminoácidos aromáticos (como la tirosina, la fenilalanina y el triptófano) pueden donar fácilmente protones a los radicales libres y los péptidos que contienen dichos aminoácidos tienden a tener capacidad antioxidante; Se ha demostrado que los aminoácidos hidrófobos (como la valina N-terminal o la leucina, y la prolina, la histidina o la tirosina en la secuencia) mejoran la actividad antioxidante de los péptidos [25], y estos dos aminoácidos suelen estar presentes en los péptidos antifatiga. . Además, al activar la vía de señalización Nrf2/Keap2 en animales, la expresión de las proteínas Nrf2 y HO-1 se regula al alza, y la expresión de Keap1 se regula a la baja, lo que también se ha demostrado que es un mecanismo para inhibir el estrés oxidativo del cuerpo [26].

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2.2 Participar y regular el metabolismo energético

En el proceso de las actividades de la vida, las principales sustancias que proporcionan energía al cuerpo incluyen el trifosfato de adenosina, el fosfato de creatina, el glucógeno y el azúcar en la sangre, etc., y el suministro insuficiente de energía es uno de los principales factores que conducen a la reducción de la capacidad de ejercicio y la fatiga. Las sustancias energéticas pueden causar diferentes mecanismos de fatiga y diferentes grados de fatiga [27]. Los péptidos activos son fáciles de digerir, absorber y utilizar por el cuerpo humano y pueden reponer rápidamente las sustancias energéticas del cuerpo.

El ejercicio intenso pone al cuerpo en un estado de hipoxia. En este estado, el ácido láctico se produce en el proceso de la glucólisis, lo que resulta en un aumento del ácido láctico en la sangre, lo que a su vez reduce el pH del tejido, altera el equilibrio ácido-base, afecta el metabolismo y conduce a una disminución de la capacidad de ejercicio y la contracción muscular. 28]. Además, el aumento del nivel de algunos subproductos del ejercicio también puede dar lugar a la aparición o agravamiento de la fatiga [29-30]. En los últimos años, los estudios han demostrado que ciertos péptidos antifatiga pueden aliviar la fatiga inducida por el ejercicio aumentando los niveles de glucógeno en el hígado y los músculos y reduciendo los niveles de metabolitos en la sangre [31]. En conclusión, el aumento de la producción de glucógeno y la eliminación de los subproductos metabólicos producidos pueden ser mecanismos potenciales por los cuales los péptidos antifatiga alivian la fatiga inducida por el ejercicio.

2. 3 Suprimir la inflamación

Algunos estudios sugieren que la fatiga, como fenómeno fisiológico, puede estar relacionada con la respuesta inflamatoria espontánea del organismo ante el ejercicio extenuante, que se caracteriza por un aumento de las citoquinas proinflamatorias, y sus marcadores incluyen las interleucinas (IL-1 , IL -6), factor de necrosis tumoral (TNF-) y proteínas de fase aguda positivas (como CRP y elastasa) [32-33]. NAM et al[34] estudiaron el mecanismo antifatiga del dipéptido placentario porcino y descubrieron que dos péptidos cortos, Gly-Leu y Leu-Gly-OH, podían inhibir el RAW264 estimulado por LSP. 7 TNF-, IL-1 e IL-6 producción en células

Hasta cierto punto, se ha demostrado el vínculo entre los péptidos antifatiga que inhiben las respuestas inflamatorias y el alivio de la fatiga.

Investigaciones posteriores demostraron que el efecto inhibitorio de los péptidos antifatiga sobre la inflamación crónica puede estar relacionado con la regulación de NF-κB y MAPK, las dos principales vías de señalización de los factores inflamatorios [35]. Por ejemplo, YE et al. [36] encontraron que la expresión de NF-κB y citocinas proinflamatorias (TNF-, IL1 e IL-6) ​​disminuyó después de la administración de péptidos antifatiga aislados de pepino de mar a ratas que nadaban a la fuerza. El nivel de citocina antiinflamatoria IL10 aumentó en el músculo gastrocnemio; MAJUMDER et al. [37] también confirmaron que los péptidos pueden afectar la expresión de citoquinas proinflamatorias y citoquinas antiinflamatorias al regular las vías de señalización involucradas en los efectos antiinflamatorios. Estos estudios sugieren fuertemente que algunos péptidos antifatiga pueden ejercer efectos antifatiga al bloquear las vías de señalización de NF-κB y MAPK.

2. 4 Regula los neurotransmisores

Hay muchos estudios sobre la relación entre la fatiga inducida por el ejercicio y los neurotransmisores, pero el mecanismo específico aún no está claro. Una teoría común es que los cambios de serotonina (5-HT), dopamina (DA) y normetilación inducidos por el ejercicio en los niveles de epinefrina (NE) conducen a la fatiga durante el ejercicio [38]. Los estudios han demostrado que algunos péptidos antifatiga pueden lograr efectos antifatiga al regular los neurotransmisores relacionados con el movimiento en el sistema nervioso central y el sistema colinérgico. Por ejemplo, la ingesta a largo plazo de péptidos de trigo ricos en glutamina puede mejorar el sistema nervioso central de los ratones. Los sistemas serotoninérgicos y colinérgicos del sistema [39]; HAN et al. [40] encontraron que la administración oral de Leu-Gly y Gly-Leu en ratones podría aumentar los niveles de DA y mejorar el rendimiento del ejercicio de resistencia de los animales de prueba. Además, debido a la aceleración del metabolismo de las grasas durante el ejercicio, aumenta el nivel de ácidos grasos libres, lo que a su vez desencadena la competencia entre los FFA y el triptófano por los sitios de unión a las proteínas, lo que finalmente conduce a un aumento en el nivel de serotonina en el cuerpo. cerebro [36, 41].

3 Métodos de evaluación de péptidos antifatiga

Debido a que la fatiga inducida por el ejercicio es un síndrome sistémico complejo, es difícil caracterizar varios cambios en el cuerpo durante el proceso de fatiga basándose únicamente en algunos indicadores in vitro. Por lo tanto, los estudios que utilizan modelos animales como plataformas se han utilizado ampliamente para evaluar el efecto de los péptidos antifatiga. Efecto.

3. 1 experimento de natación con ratones

La prueba de natación forzada en ratones es una prueba de comportamiento clásica que puede reflejar la capacidad del cuerpo para hacer ejercicio y se usa ampliamente en la evaluación funcional de los péptidos antifatiga. La naturaleza de los experimentos de natación generalmente se determina de acuerdo con el grado de fatiga o situación. Por ejemplo, la prueba de natación exhaustiva más utilizada es dejar que ratones o ratas naden continuamente hasta que se hunden en el agua por agotamiento. Los pasos experimentales de la natación exhaustiva son los siguientes [42]: (1) A los ratones/ratas se les dio una cierta dosis de

péptido antifatiga; (2) coloque al animal en un tanque con una cantidad apropiada de agua y déjelo nadar con piezas de plomo de calidad apropiada atadas a las patas/colas; (3) registrar la caída de los ratones debido al agotamiento total. El experimento de natación forzada también se puede terminar en un punto de tiempo cuantitativo (generalmente 20-30 min), este diseño puede reflejar los cambios de varios indicadores fisiológicos en ratones/ratas después ejercicio de la misma intensidad y duración. 43].

3. Experimento de barra trepadora con 2 ratones

La prueba de escalada con varilla también es un experimento que se usa a menudo para evaluar el efecto depéptidos antifatiga. En una barra de vidrio (fijada en el extremo superior y suspendida en el extremo inferior), sus músculos se ponían en un estado de tensión, y cuando estaban agotados por la fatiga, se deslizaban fuera de la barra de vidrio y finalmente llegaba el momento de escalar. la varilla se utilizó como principal índice de evaluación.

3. 3 experimentos Rotarod

El experimento rotarod se diseñó originalmente para detectar los efectos de los fármacos sobre los nervios y también se ha utilizado para medir los niveles de fatiga y el rendimiento físico [45]. El procedimiento general para la prueba del rotarod es el siguiente: (1) Antes de la prueba, todos los ratones se sometieron a varios días de entrenamiento adaptativo; (2) El día de la prueba, los ratones se colocaron en el rotarod del rotarod para comenzar la prueba. Análisis estadístico de indicadores cuantitativos del tiempo de caída de ratones para evaluar su estado de fatiga [46].

3. 3 Experimento de suspensión de cola de ratón

La prueba de suspensión de la cola del ratón generalmente se usa en ratones en lugar de en ratas más pesadas (para evitar daños en la propia cola de la rata debido al exceso de peso). El experimento se basa en la creación de un entorno inevitablemente estresante en el que los animales pasan por un proceso que va desde la lucha hasta el agotamiento y luego el cese. Por lo tanto, la actividad antifatiga de varias sustancias de prueba se puede evaluar midiendo la diferencia en el tiempo que los animales de prueba intentan persistir en el comportamiento de escape [47]. El experimento de suspensión de la cola generalmente se lleva a cabo de acuerdo con los siguientes pasos

Fila [48]: (1) Coloque el animal en cuestión en una caja de comportamiento insonorizada y cuelgue su cola en una barra o rejilla de suspensión; (2) Use un dispositivo de grabación de video para registrar el comportamiento animal durante el experimento (el tiempo experimental suele ser de 6 min); (3) Estadísticas del tiempo de inmovilidad de los animales probados a través del archivo de análisis de comportamiento animal.

4 Aplicaciones y perspectivas de los péptidos antifatiga

En los últimos años, los péptidos derivados de plantas se utilizan a menudo como materia prima principal de ingredientes funcionales en productos para el cuidado de la salud antifatiga debido a las ventajas de bajo precio, fácil disponibilidad y buena dispersabilidad, la materia prima de los péptidos derivados de plantas.

En la actualidad, la investigación de mi país sobre péptidos antifatiga derivados de plantas ha logrado ciertos resultados. En el futuro, se puede promover en las siguientes dos direcciones: (1) Aumentar el desarrollo de productos derivados de plantas con efectos antifatiga y hacerlos más compatibles con la producción comercial. (2) Exploración en profundidad del mecanismo de acción de los péptidos antifatiga, establecimiento de métodos de evaluación claros y efectivos para la actividad antifatiga y dosificación de péptidos antifatiga activos, para promover el desarrollo de nuevos antifatiga. -Fatiga los productos alimenticios y farmacológicos.