Parte 1 Uso de dátiles (Phoenix Dactylifera Linn y Cistanche) para mejorar el metabolismo energético en ratas Sprague Dawley inducidas por fatiga

Hana Kadunab, Azizah Hamida∗, Faridah Abas ac, Nurul Shazini Ramlia, Ahmad Haniffff Jaafara∗, Mohd Sabri Pak Deka, Belal J. Muhialdinad, Hani Hafeeza Halima, Abdul Karim Sabo Mohammede , Salam A. Ibrahim

a Departamento de Ciencia de los Alimentos, Facultad de Ciencia y Tecnología de los Alimentos, UPM Serdang, Universiti Putra Malaysia, Selangor 43400, Malasia

b Facultad de Ciencias, Universidad Al-Muthanna, Irak

c Instituto de Biociencia, UPM Serdang, Universiti Putra Malaysia, Selangor 43400, Malasia

d Instituto de Investigación de Productos Halal, UPM Serdang, Universiti Putra Malaysia, Selangor 43400, Malasia

e Facultad de Ciencias, Universidad Federal de Dutse, Dutse, Jigawa, Nigeria

f Programa de Ciencias de la Alimentación y la Nutrición, Universidad Estatal A&T de Carolina del Norte, Greensboro, NC 27411, EE. UU.

Resumen

fatigaaumenta el estrés oxidativo que daña las células del cuerpo y aumenta el riesgo de desarrollar diversas enfermedades crónicas. En este estudio, elanti-fatigala actividad del extracto de dátil de Piyarom se evaluó en ratas inducidas por la fatiga utilizando una prueba de natación forzada (FST). Los resultados mostraron que las ratas tratadas con 500 mg/kg de peso corporal de extracto de dátiles mostraron una mayor producción de energía con la mayor capacidad de resistencia (632,9 ± 28,7 min). Las ratas tratadas con dátiles también tenían menos lactato en sangre, lo que indica una utilización eficiente de la energía con menosfatigaen comparación con ratas normales y fatigadas. Además, los niveles séricos de lactato deshidrogenasa en extractos de dátiles de 250 y 500 mg/kg de peso corporal y grupos de cafeína fueron significativamente más bajos en comparación con elfatigadoratas La actividad de la creatina quinasa fue la más baja en el grupo alimentado con 500 mg/kg de peso corporal de extracto de dátiles. Las ratas tratadas mostraron una mejora de los perfiles de lípidos, mientras que el estudio histológico reveló una mejora en varios órganos. Las ratas tratadas con 500 mg/kg de peso corporal de extracto de dátiles demostraron una mejora en la producción de energía y un mejor metabolismo energético que podría deberse a la presencia de compuestos bioactivos en los dátiles. El extracto de dátiles de piyarom demostró propiedades antifatiga y podría usarse como un ingrediente funcional en el desarrollo de bebidas o refrigerios que aborden las enfermedades asociadas con la fatiga.

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1. Introducción

Fatigaes un síntoma común, no específico experimentado por muchas personas y demostrado en diferentes condiciones de salud.Físicofatigase asocia con una reducción en el rendimiento como resultado de la utilización ineficiente de la energía (Kim et al., 2002; Wan et al., 2017) y se define además como una abrumadora sensación de cansancio, falta de energía y una sensación de agotamiento que está relacionado con la dificultad para iniciar o mantener actividades de voluntariado (Kadum et al., 2018; Li et al., 2020). La fatiga aumenta el estrés oxidativo que puede dañar las células y aumentar el riesgo de desarrollar varioscrónicoenfermedades (Lee et al., 2018; Osman y Mohamed, 2018).

La propiedad ergogénica es la capacidad de las sustancias paramejorarenergíaproducción y utilización (Halim et al., 2018). Por ejemplo, los atletas y las personas activas se benefician de la ayuda ergogénica que ayuda a potenciar su rendimiento competitivo y mejorar la utilización de la energía (Kreideret al., 2010; Silver, 2001). La ayuda ergogénica ayuda a mejorar la producción de energía y así prevenirfatigaal reducir el estrés oxidativo y mejorar la salud en general (Halim et al., 2017; Osman y Mohamed, 2018). Existe una tendencia creciente hacia el uso de productos naturales como ayuda ergogénica para reemplazar y/o reducir el uso de compuestos sintéticos en la prevención relacionada con el estrés oxidativo.fatiga.

Fechas (Phoenix dactylifera Linn ycistanche) son ricos en varios compuestos bioactivos y se ha informado que son una parte eficaz de una dieta que ayuda a proteger contra enfermedades crónicas (Al-Alawi et al., 2017). Además, se sabe que los dátiles son ricos en compuestos antioxidantes como los fenoles, incluidos los flavonoides, los ácidos fenólicos, el ácido ascórbico, los tocoferoles y los carotenoides (Al-Farsi y Lee, 2008; Shabani et al., 2016). En estudios anteriores, demostramos que los dátiles Piyarom y Rabbi exhibieron las actividades antioxidantes, antimicrobianas y antielastasa más altas entre cinco variedades de dátiles probadas (Kadum et al., 2019). Las actividades beneficiosas observadas en los estudios podrían atribuirse a los metabolitos identificados en los dátiles que incluyen ácido ascórbico, epicatequina, ácido cítrico y ácido gálico. Este resultado se obtuvo en base a un estudio de correlación del biplot de mínimos cuadrados parciales obtenido de un estudio de metabolómica de los diferentes extractos de dátiles (Kadum et al., 2019). Se sabe que los antioxidantes mencionados anteriormente exhiben una actividad de eliminación de radicales que es crucial para aliviar el estrés oxidativo y el estrés asociado.fatiga(Zhu et al., 2021). Además, también demostramos que los dátiles de Piyarom contienen niveles adecuados de electrolitos y azúcares que se sabe que tienen atributos ergogénicos (Kadum et al., 2018). En el presente estudio, nuestro objetivo fue evaluar laanti-fatigay propiedades ergogénicas del extracto de dátiles de Piyarom y determinar sus efectos sobre el metabolismo energético de ratas Sprague Dawley inducidas por fatiga.

2. Materiales y métodos

2.1. Materiales vegetales y extracción.

Los dátiles de Piyarom se compraron en una tienda local en Kuala Lumpur, Malasia, y no tenían defectos ni contaminantes. Se quitaron las semillas y las partes comestibles se cortaron en pedazos y se secaron a 40 grados. Luego, las piezas secas se molieron en polvo, se dispensaron asépticamente en bolsas de plástico estériles y se almacenaron a -80 grados. La extracción se llevó a cabo utilizando etanol al 80 por ciento a 25 grados durante 24 horas, como se optimizó en el estudio anterior (Kadum et al., 2019). El solvente se evaporó utilizando un evaporador rotatorio al vacío (EYELA A-1000S, EE. UU.) a 40 grados, y el extracto resultante se liofilizó y almacenó en botellas oscuras a 4 grados.

2.2. Experimentación con animales

Se compraron ratas macho Sprague Dawley (de 5-6 semanas de edad, con un peso corporal promedio de 204,5 g) de la Unidad de Recursos Animales (ARU), Facultad de Medicina Veterinaria, Universiti Putra Malaysia (UPM), y se aprobó el estudio. obtenido del Comité de Ética Animal de la UPM (UPM\IACUC\AUP-R037\2017). Se permitió que las ratas se aclimataran a las condiciones estándar de laboratorio durante 1 wy también se les dio libre acceso a agua del grifo y dieta para comer durante el período de una semana. Fueron divididos aleatoriamente en grupos, incluidos el Grupo normal (NG), el Grupo de fatiga normal (NFG), el Grupo sometido a 250 mg/kg de peso corporal de extracto de dátil (LDFG) (250 de fecha), el Grupo sometido a 500 mg/kg de peso corporal de extracto de dátil (500 Fecha) y Grupo sometido a 5 mg/kg de peso corporal de cafeína (5C).

2.3. Diseño de experimentos

Ratas macho Sprague Dawley (n=60) se dividieron aleatoriamente en dos grupos de la siguiente manera: grupo 1 (NG) (n=12) que se denominó grupo de control sin fatiga; y el grupo 2 (n=48) que fue sometido a la Prueba de Natación Forzada (FST). Una vez fatigadas, las ratas del grupo 2 se dividieron en cuatro grupos diferentes. Dos grupos fueron alimentados con extracto de dátiles a 250 mg/kg de peso corporal (dosis baja) y 500 mg/kg de peso corporal (dosis alta) como se describe en un estudio anterior (Sheikh et al., 2016). Un grupo sirvió como control positivo y recibió 5 mg/kg de peso corporal de cafeína, y un grupo de control se sometió a FST pero no recibió ningún tratamiento. Los animales fueron alimentados con sus dietas y las dosis del extracto de dátil se administraron mediante intubación gástrica. El extracto de dátiles y la cafeína se administraron a los grupos respectivos de forma continua todos los días durante 8 semanas según el diseño del estudio.

2.4. Prueba de nado forzado

Las ratas fueron sometidas a la FST con el fin de inducirfatigay determinar sus capacidades de resistencia siguiendo el método descrito por Prasad y Khanum (2012). Brevemente, se usó un tanque de agua que contenía agua de 50 cm de profundidad y se mantuvo a 25 ± 2 grados. Se ataron a las colas arandelas de acero que pesaban aproximadamente el 7 por ciento del peso corporal de cada rata. A continuación, los animales se colocaron cuidadosamente en el tanque y se tomó el tiempo de natación de cada uno antes de que se registrara el agotamiento. El agotamiento/fatiga se determinó cuando la cabeza de la rata no salía a la superficie en 7 s. El experimento se repitió cada 2 w durante un período de 8 w de tratamiento.

2.5. Recolección de sangre y órganos.

Se recolectaron muestras de sangre en ayunas de las ratas en las semanas 0 y 4 por recolección de vena retroorbitaria y, al final del tratamiento (semana 8), por punción cardíaca bajo anestesia general usando ketamina y xilazina. Todas las muestras de sangre se transfirieron a tubos que contenían EDTA, se centrifugaron a 3500 rpm a temperatura ambiente durante 15 minutos y el plasma se recogió y almacenó a -80 grados hasta su posterior análisis. Después de 8 semanas de tratamiento, se recogieron los órganos (hígado, riñón, corazón, pulmón, músculo) para su análisis.

2.6. Análisis bioquímicos

En este estudio se midieron varios parámetros bioquímicos relacionados con el metabolismo energético. El suero se utilizó para analizar glucosa, nitrógeno ureico sérico (SUN), lactato (Lac), lactato deshidrogenasa (LDH), creatina quinasa (CK) y creatina (Cr). Todos los parámetros bioquímicos se analizaron en base a procedimientos estándar proporcionados por kits de análisis disponibles comercialmente (Span diagnostic Ltd., India). Las unidades de SUN y Cr fueron mg/dL, mientras que LDH y CK se expresaron en UI/L. También se analizaron los perfiles de lípidos séricos (triglicéridos, TG, colesterol total, TC, colesterol de lipoproteínas de baja densidad, LDL-C y colesterol de lipoproteínas de alta densidad HDL-C). Se realizaron pruebas de función hepática y renal, y sus marcadores ensayados fueron alanina aminotransferasa (ALT), aspartato aminotransferasa (AST) y gamma-glutamil transferasa (GGT). Se siguió el procedimiento del sistema Roche/Hitachi Cobas C.

2.7. Estudio histológico de órganos seleccionados

Después de la recolección de los órganos de interés (hígado, riñón, corazón y músculo), se pesó y luego se almacenó en formalina al 10 por ciento. El tejido cardíaco se cortó transversalmente para obtener secciones ventriculares, las secciones transversales de cuatro cámaras y los tejidos hepático y muscular (sóleo) se trituraron y sumergieron en parafina y luego en hematoxilina y eosina (H&E) para la tinción. El examen de tejido por parte de un patólogo veterinario (Huang et al., 2015) se realizó bajo un microscopio óptico equipado con una cámara CCD (BX-51, Olympus, Tokio, Japón).

2.8. análisis estadístico

Se utilizó ANOVA unidireccional seguido de la prueba HSD de Tukey para obtener diferencias estadísticas entre las muestras y los controles. Los resultados se expresaron como media ± desviación estándar (DE). Una diferencia en los valores medios con p < 0.05="" se="" consideró="" estadísticamente="" significativa="" y="" los="" datos="" obtenidos="" se="" analizaron="" con="" minitab="" versión="" 16="" (minitab,="" inc.,="" state="" college,="" pensilvania,="" ee.="">

3. Resultados y discusión

3.1. Ingesta de alimentos y consumo de agua.

Los resultados del estudio no mostraron diferencias significativas en la ingesta de alimentos y agua entre las ratas (Fig. 1 A y B). Sin embargo, las ratas alimentadas con extracto de dátiles mostraron un ligero aumento de peso corporal durante todo el experimento (Fig. 1 C).

3.2. Prueba de nado forzado

La prueba de natación forzada (FST) representa un modelo animal válido para probar laanti-fatigapropiedad de los compuestos bioactivos (Prasad y Khanum, 2012; Hao et al., 2014; Halim et al., 2017). Los resultados de la FST mostraron claramente unaanti fatigaefecto del extracto de dátiles en las ratas durante la natación (Fig. 2). Las ratas que recibieron la dosis más alta de extracto de dátil (500 mg/kg de peso corporal) exhibieron la mayor capacidad de resistencia de aproximadamente 632,9 ± 28,7 s, que fue significativamente (p < 0,05)="" mayor="" en="" comparación="" con="" la="" de="" los="" grupos="" tratados="" con="" 250="" mg/kg="" de="" peso="" corporal="" de="" extracto="" y="" 5="" mg/kg="" de="" peso="" corporal="" de="" cafeína.="" curiosamente,="" la="" mayor="" capacidad="" de="" natación="" de="" las="" ratas="" alimentadas="" con="" extracto="" de="" dátiles="" se="" observó="" ya="" en="" la="" cuarta="" semana="" del="" experimento.="" el="" tiempo="" de="" nado="" prolongado="" de="" las="" ratas="" indicó="" una="" mayor="" resistencia="">fatigadurante la FST (Tanaka et al., 2003; Ma et al., 2007). Varios investigadores han informado resultados similares que probaron el potencial antifatiga de los extractos de plantas (Prasad y Khanum, 2012; Xu et al., 2013). Por ejemplo, en un estudio anterior, las ratas alimentadas con albahaca sagrada (Ocimum sanctum) exhibieron un mejor desempeño contra la fatiga y prolongaron sus tiempos de nado (Singh et al., 2012b). En un estudio reciente, el ginseng peruano (Lepidium meyenii) administrado a ratones en tres dosis diferentes durante 28 días resultó en efectos antifatiga, y los investigadores sugirieron que L. meyenii era una ayuda ergogénica eficaz (Zheng et al., 2018). En otro informe, se administraron cuatro dosis diferentes de extractos de moringa (Moringa oleifera) a ratas para probar su capacidad de resistencia. En ese estudio, se descubrió que el extracto retrasó el tiempo de fatiga de las ratas y mejoró su capacidad de natación (Lamou et al., 2016). En el presente estudio, se ha demostrado que los dátiles exhiben potencial para su aplicación en bebidas energéticas y son comparables a otros extractos de plantas naturales.

3.3. Niveles de glucosa, lactato y lactato deshidrogenasa en sangre

La extensión defatigaen los músculos después del ejercicio se puede medir mediante varios marcadores bioquímicos, incluidos glucosa, lactato y lactato deshidrogenasa. Se midieron así los niveles de glucosa en sangre de las ratas después de 8 semanas de tratamiento para determinar los efectos del extracto de dátiles. Los resultados no mostraron diferencias significativas en los niveles de glucosa entre los grupos de ratas excepto para el Grupo de Fatiga Normal (NFG) que significativamente (p < 0.05)="" más="" bajo="" (tabla="" 1).="" los="" resultados="" indicaron="" efectos="" protectores="" del="" extracto="" de="" dátiles="" que="" pueden="" atribuirse="" a="" la="" propiedad="" ergogénica="" de="" los="" dátiles="" que="" es="" ostensiblemente="" tan="" buena="" como="" la="" de="" la="" cafeína.="" en="" los="" músculos="" esqueléticos,="" la="" glucosa="" es="" el="" combustible="" para="" la="" generación="" de="" energía="" durante="" el="" ejercicio,="" y="" el="" glucógeno="" suministra="" la="" mayor="" parte="" a="" través="" de="" la="" glucogenólisis="" para="" mantener="" el="" nivel="" de="" la="" glucólisis="" para="" la="" generación="" de="" energía.="" se="" ha="" demostrado="" que="" las="" intervenciones="" nutricionales="" a="" través="" del="" consumo="" de="" dátiles="" pueden="" ayudar="" a="" aumentar="" o="" mantener="" las="" concentraciones="" de="" glucógeno="" muscular="" tanto="" antes="" como="">ejercicio (Li et al., 2018, 2017). Sin embargo, es importante mantener los niveles de glucosa en sangre por debajo de 6 mol/L para evitar complicaciones de las condiciones diabéticas que pueden ocurrir cuando se permite que la hiperglucemia persista durante un período de tiempo. En un estudio anterior, ratones alimentados conExtracto de Cistanche deserticoladurante 3 semanas mostró un aumento de los niveles de glucosa en sangre, lo que se tradujo en una mejora de los niveles de energía (Cai et al., 2010). En otro estudio, se informó que el extracto de Radix Rehmannia es responsable deanti-fatigaactividad debido al aumento de glucógeno almacenado en el hígado y la disminución de la acumulación de glucosa en la sangre como resultado del consumo de glucosa por parte de los músculos (Liu y Liu, 2016; Tan et al., 2012).

El lactato en sangre, un marcador crucial de la fatiga durante el ejercicio intenso, se usa para medir una patología existente en una prueba de esfuerzo de rutina (Halim et al., 2017). El ácido láctico es un producto de la glucólisis debido a condiciones anaeróbicas, que es la principal forma de metabolismo en los músculos durante el ejercicio (Fu et al., 2{{10}}10; Sun et al. ., 2014). La acumulación de lactato se considera un importante inductor de la fatiga y, por lo tanto, la inhibición de la acumulación de lactato o la reducción de los niveles de lactato representa un efecto antifatiga (Blasiak et al., 2014). Los resultados obtenidos en el presente estudio demostraron una reducción significativa (p < 0,05)="" en="" los="" niveles="" de="" lactato="" entre="" los="" grupos="" de="" ratas="" tratados="" con="" extracto="" de="" dátiles="" y="" cafeína="" en="" comparación="" con="" los="" grupos="" normales="" y="" con="" fatiga="" normal="" (tabla="" 1).="" los="" niveles="" de="" lactato="" fueron="" de="" 10,75="" ±="" 0,90,="" 11,08="" ±="" 0,26="" y="" 12,09="" ±="" 0,761="" mmol/l="" para="" los="" grupos="" de="" ratas="" tratados="" con="" 500="" mg/kg="" de="" peso="" corporal,="" 5="" mg/kg="" de="" cafeína="" de="" peso="" corporal="" y="" 250="" mg/kg="" de="" peso="" corporal="" de="" extracto="" de="" dátiles,="" respectivamente.="" los="" niveles="" de="" lactato="" para="" el="" grupo="" normal="" y="" los="" grupos="" de="" fatiga="" fueron="" 14,41="" ±="" 0,45="" y="" 16,35="" ±="" 0,18="" mmol/l,="" respectivamente.="" los="" resultados="" indicaron="" efectos="" positivos="" del="" extracto="" de="" dátiles="" que="" causaron="" la="" reducción="" en="" los="" niveles="" de="" lactato="" en="" los="" grupos="" de="" ratas.="" los="" efectos="" observados="" podrían="" atribuirse="" a="" la="" mejora="" del="" rendimiento="" de="" las="" ratas="" durante="" la="" fst.="" este="" resultado,="" a="" su="" vez,="" podría="" deberse="" a="" la="" reducción="" del="" daño="" muscular="" provocado="" por="" la="" menor="" acumulación="" de="" lactato.="" en="" un="">

estudio, las ratas alimentadas con extracto de Amarkand tuvieron una disminución del lactato en sangre y una mayor resistencia asociada con la fatiga (Narkhede et al., 2016). El informe anterior está de acuerdo con los hallazgos del presente estudio, que indican la actividad antifatiga de diferentes extractos de plantas que podemos disminuir los niveles de lactato en sangre en las ratas y, por lo tanto, mejorar el rendimiento de los animales.

La presencia de niveles altos de LDH en la sangre es una indicación de un uso excesivo de los músculos y, por lo tanto, es un marcador de fatiga (Halim et al., 2017). El exceso de LDH también es una indicación de necrosis en las células y daño en los tejidos (Li et al., 2017). Nuestros resultados mostraron que FST aumentó significativamente (p < 0,05)="" los="" niveles="" de="" ldh="" en="" sangre="" de="" las="" ratas="" con="" fatiga="" normal="" (588="" ±="" 13,30="" u/l),="" que="" fue="" significativamente="" (p="">< 0,05)="" mayor="" que="" el="" de="" las="" ratas="" alimentadas="" con="" 500="" mg/kg="" de="" peso="" corporal="" de="" extracto="" de="" dátil="" (297="" ±="" 29,21="" u/l),="" la="" dosis="" más="" baja="" (316,16="" ±="" 27,58="" u/l)="" de="" extracto="" de="" dátil="" y="" cafeína="" (305="" ±="" 25,91="" u/l)="" después="" de="" 8="" s="" de="" tratamiento.="" por="" lo="" tanto,="" se="" puede="" sugerir="" que="" el="" extracto="" de="" dátiles="" pudo="" mejorar="" la="" producción="" de="" energía="" en="" ratas="" y,="" en="" consecuencia,="" redujo="" el="" daño="" al="" músculo="" de="" la="" rata.="" nuestros="" resultados="" concuerdan="" con="" lo="" informado="" previamente="" por="" narkhede="" et="" al.,="" (2016).="" en="" ese="" estudio,="" se="" administraron="" extractos="" de="" amarkand="" a="" ratas="" wistar="" y,="" después="" de="" 2="" semanas,="" hubo="" una="" reducción="" significativa="" en="" los="" niveles="" de="" ldh="" en="" la="" sangre="" de="" los="" animales.="" también="" se="" informaron="" resultados="" similares="" en="" otro="" estudio="" en="" el="" que="" ratas="" fatigadas="" tratadas="" con="" extracto="" acuoso="" de="" salvado="" de="" arroz="" fermentado="" mostraron="" una="" disminución="" en="" los="" niveles="" séricos="" de="" ldh="" (kim="" et="" al.,="">