Capsaïcine en het effect ervan op trainingsprestaties, vermoeidheid en ontsteking

Contact: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 en Stephen J. Ives 2,*

Abstract:Capsaïcine (CAP) activeert het transient receptor potential vanilloid 1 (TRPV1) kanaal op sensorische neuronen, waardoor de ATP-productie, de vasculaire functie, de vermoeidheidsweerstand en dus de trainingsprestaties worden verbeterd. De onderliggende mechanismen van CAP-geïnduceerde ergogene effecten en vermoeidheidsweerstand blijven echter ongrijpbaar. Om de mogelijke antivermoeidheidseffecten van CAP te evalueren, voerden 10 jonge gezonde mannen een constante belasting-cyclus uit tot uitputting (TTE)-onderzoeken (85 procent maximale werksnelheid) na inname van placebo (PL; vezels) of CAP-capsules in een geblindeerd, gecompenseerd, cross-overontwerp, terwijl cardiorespiratoire reacties werden gevolgd. Vermoeidheid werd beoordeeld met de geïnterpoleerde twitch-techniek, pre-post oefening, tijdens isometrische maximale vrijwillige contracties (MVC). Er werden geen significante verschillen (p > 0,05) gedetecteerd in cardiorespiratoire reacties en zelfgerapporteerde vermoeidheid (RPE-schaal) tijdens de tijdrit of in TTE (respectievelijk 375 ± 26 en 327 ± 36 s). CAP verzwakte de vermindering van gepotentieerde spiertrekkingen (PL: −52 ± 6 vs. CAP: −42 ± 11 procent, p=0 0,037), en had de neiging om de daling in maximale relaxatiesnelheid te verminderen (PL: −47 ± 33 vs. CAP: −29 ± 68 procent, p=0.057), maar geen maximale snelheid van krachtontwikkeling, MVC of vrijwillige spieractivatie. CAP zou dus neuromusculaire vermoeidheid kunnen verminderen door veranderingen in afferente signalering of neuromusculaire ontspanningskinetiek, misschien gemedieerd via de sarco-endoplasmatisch reticulum Ca2 plus ATPase (SERCA)-pompen, waardoor de snelheid van Ca2 plus heropname en ontspanning wordt verhoogd.

Sleutelwoorden: motoneuron; afferent; skeletspier; hartminuutvolume; ventilatie; metabolisme; doorbloeding

Cistanche-supplementenheeft eenantivermoeidheidseffect.

1. Inleiding

Het belangrijkste prikkelende bioactieve ingrediënt in hete pepers, capsaïcine (CAP), staat al lang bekend om zijn therapeutisch potentieel. Capsaïcine (8-methyl-N-vanillyl-trans-6-geen amid) wordt klassiek beschreven als irriterend en is een bekende endogene activator van de transient receptor potential vanilloid type 1 (TRPV1) op sensorische neuronen die signalen moduleren voor warmte en/of pijn. Blootstelling aan CAP veroorzaakt een krachtige instroom van neuronaal calcium, vaak gevolgd door een neerwaartse reflexregulatie van de TRPV1-activiteit [1-3]. Om deze reden is CAP een veelbelovend klinisch hulpmiddel om TRPV1-gerelateerde paden te moduleren, van pijnperceptie [1-4], ontsteking [5] en immuniteit [6], tot de meest ernstige pathologieën zoals schizofrenie [7], angst, depressie [8], obesitas [9] en chronische vermoeidheid [10]. Inname van CAP verhoogt de thermogenese door de secretie van catecholamine uit het bijniermerg te stimuleren, de adipogenese te verminderen en het energiemetabolisme te verbeteren [11-15], de mitochondriale biogenese en de synthese van adenosinetrifosfaat (ATP) te verbeteren, en het wordt zelfs aanbevolen om markers van cardiovasculaire gezondheid te verbeteren [16-20] ].

Bij knaagdieren lokt CAP een spontaan actief gedrag uit, verhoogt het de grijpkracht en de zwemtijd tot uitputting op een dosisafhankelijke manier [21-24]. Deze verbeteringen in fysieke prestaties waren gecorreleerd aan een toename van het leverglycogeengehalte [21], waarschijnlijk als gevolg van glycogeensparing [24] en verhoogd vetzuurgebruik als gevolg van CAP-geïnduceerde adrenale catecholaminesecretie [22]. Bovendien toonden studies op muizen aan dat de TRPV1-activering door CAP-toediening PGC opreguleert-1 , mitochondriale biogenese bevordert, de bijdrage van oxidatieve ATP-productie verhoogt en de expressie van oxidatieve vezels in skeletspieren opreguleert [25,26]. In een muizenmodel wordt CAP-geïnduceerde spierontspanning gemedieerd via een directe remmende werking op de spanningsgestuurde Ca2 plus-kanalen in de cel [4]. Bovendien reguleert een enkele hoge dosis CAP de expressie van het mitochondriale ontkoppelingseiwit UCP3, en verlaagt het de ATP-kosten van contractie, ondanks een ongewijzigde en soms verhoogde elektrische spiertrekkingskracht [25,27]. Hoewel CAP op grote schaal is bestudeerd in cel- en muizenmodellen, hebben de acute in vivo fysiologische effecten ervan in combinatie met lichaamsbeweging relatief weinig aandacht gekregen, vooral bij mensen.

Onderzoekers hebben de effecten van CAP-opname en de invloed ervan op verschillende trainingsparadigma's bij gezonde mannen onderzocht [28-31]. Zo zijn er enkele meldingen geweest van prestatieverbeteringen veroorzaakt door de consumptie van een enkele dosis van 12 mg gezuiverde CAP tijdens een 1500-m hardlooptijdproef [30], intermitterende oefening met hoge intensiteit [28] en weerstandstraining [29] , maar niet tijdens een loopprestatie van 10 km [31]. Bovendien verminderde CAP de beoordeling van de waargenomen inspanning (RPE) tijdens de uithoudings- en weerstandstaken, zonder verschillen tussen groepen in lactaatconcentratie, wat een mogelijk bemiddelend effect van CAP op vermoeidheid of vermoeidheidsgevoelens suggereert. Integendeel, Opheim en collega's zagen geen enkel effect van 7 dagen inname van 28,5 mg CAP op de prestatie of het niveau van waargenomen vermoeidheid tijdens herhaalde sprintintervallen (15 x 30 m sprints met intervallen van 35 s), maar dit doseringsregime veroorzaakte significante gastro-intestinale klachten [32], wat het belang van dosering benadrukt. Bovendien waren deze bovengenoemde onderzoeken naar CAP uitsluitend gericht op inspanningsprestaties, waardoor de onderliggende mechanismen van CAP op het vermoeiingsproces grotendeels onontgonnen bleven.

Lichaamsbeweging verhoogt de circulerende concentraties van specifieke inflammatoire cytokines, bijv. interleukine-6 (IL-6) en interleukine-1 (IL-1 ) [33,34], die zijn gesuggereerd aspotentiële mediatoren van vermoeidheid van het centrale zenuwstelsel bij verschillende ziekten [35]. Oefening met hoge intensiteit verhoogt ook de speeksel-amylase-activiteit [36] en cortisolspiegels [37], die waarschijnlijk de neuro-endocriene respons op inspanning weerspiegelen; Van cortisol is aangetoond dat het ontstekingsremmende eigenschappen heeft, dus de ontstekings- en ontstekingsremmende reacties moeten samen worden bekeken. Bovendien heeft CAP bekende pijnstillende en ontstekingsremmende eigenschappen, samen met het vermogen om de expressie van verschillende pro-inflammatoire cytokinen en chemokinen te verminderen [38,39]. Voor zover wij weten, hebben tot op heden geen studies de mogelijke mechanismen van prestatieverbeteringen die verband houden met CAP onderzocht, met name of CAP de ontstekingsreacties of endocriene reacties op inspanning kan veranderen en daardoor de vermoeidheidsreactie bij mensen kan beïnvloeden.

Dienovereenkomstig hebben we, gezien de schaarste aan gegevens, geprobeerd de potentiële impact van acute orale CAP-consumptie op inspanningsprestaties, vermoeidheid en de inflammatoire endocriene respons te onderzoeken met behulp van een geblindeerd, placebo-gecontroleerd, tegengebalanceerd crossover-ontwerp. Het primaire doel van onze studie was om de intrinsieke fysiologische effecten van capsaïcinetoediening bij jonge, gezonde individuen beter te begrijpen en om een ​​leemte in de literatuur over de ergogene en vermoeidheidsresistentie van capsaïcine bij mensen op te vullen. Om dit te bereiken, hebben we de twitch-interpolatietechniek gebruikt om de mate van perifere vermoeidheid te onthullen en de bijdrage van het centrale zenuwstelsel (vrijwillige activering) aan de maximale vrijwillige contractie te interpreteren. Onze hypothese was dat CAP-suppletie de fietsprestaties zou verbeteren en/of de waargenomen neuromusculaire vermoeidheid zou verminderen na een fietsoefeningstijd tot uitputtingsproef met behulp van de geïnterpoleerde twitch-techniek, wat te wijten zou kunnen zijn aan een verzwakte endocriene en ontstekingsreactie op inspanning.

2. materialen en methoden

2.1. Onderwerpen en algemene procedures

Dertien jonge en fysiek actieve mannen werden gerekruteerd voor dit onderzoek van Skid-more College en de omliggende gemeenschap. Om te worden opgenomen, moeten de deelnemers gezond zijn geweest zonder een voorgeschiedenis van cardiovasculaire, neuromusculaire, pulmonale of metabole ziekten. Bovendien mochten de deelnemers geen huidige of recente (minder dan 6 maanden) rokers zijn, enige bekende allergieën hebben en/of overmatige gevoeligheid voor gekruid voedsel (bijv. pepers, jalapenos, paprika, enz.) of vezels (psylliumschil). De gezondheidsgeschiedenis en geschiktheid van de deelnemers werden gescreend met behulp van gezondheidsvragenlijsten om te beoordelen of ze in aanmerking kwamen (AHA/ACSM Pre-Participation Screening Questionnaire en Physical Activity Readiness Questionnaire [PAR-Q]). De deelnemers werd gevraagd om ten minste 2 dagen voorafgaand aan elk experimenteel bezoek geen vitamines of ergogene supplementen (dwz L-arginine, citrulline-malaat, pre-workout) te consumeren en zich 24 uur vóór het testen te onthouden van alcohol en cafeïne. Ze werden gevraagd om zich 2 uur voor de tests bij het lab te melden. Alle deelnemers hebben schriftelijke geïnformeerde toestemming gegeven voorafgaand aan deelname aan het onderzoek. Het onderzoeksprotocol is uitgevoerd in overeenstemming met de meest recente herzieningen van de Verklaring van Helsinki en is goedgekeurd door de Institutional Review Board (IRB#1807-733) en de Institutional Biosafety Committees van Skidmore College.

cistanche extract poeder

2.2. Experimenteel ontwerp

De proefpersonen rapporteerden op drie verschillende dagen aan het laboratorium, met een minimum van 72 uur tussen de sessies (zie figuur 1). Antropometrische en lichaamssamenstellingsgegevens werden verzameld tijdens de eerste sessie met behulp van luchtverplaatsingsplethysmografie (Bod Pod, Cosmed, Concord, CA, VS) [40]. De deelnemers werd vervolgens gevraagd om een ​​maximale stapsgewijze test uit te voeren op een magnetisch geremde fietsergometer (828E, Monark, Cosmed, Vansbro, Zweden) beginnend bij 50 W met stappen van 25 W/min, met een zelfgekozen cadans die werd aangehouden voor de duur van de incrementele test en de daaropvolgende experimentele proeven. De test ging door totdat de deelnemers de voorgeschreven werklast niet konden voortzetten. Aan het einde van de sessie werden de deelnemers vertrouwd gemaakt met de isometrische maximale vrijwillige samentrekkingen en de elektrisch opgewekte spiersamentrekkingen. In een enkelblind, tegengebalanceerd, cross-over ontwerp, werden de deelnemers op dag 2 en 3 gevraagd om 2 × 390 mg CAP-capsules (Capsicool, Natures Way, Medley FL, VS) of 2 × 500 mg placebopillen (PL; Fiber) in te nemen. , Psyllium Husk, Kirkland Signature, Seattle, WA, VS). De capsules hadden een gelijkaardig uiterlijk (bv. kleur, grootte, enz.), smaak (beide waren omhuld met capsules van cellulose/hypromellose) en waren onopvallend gecodeerd om verblinding te verzekeren. De dosering was in overeenstemming met de door de fabrikant voorgestelde richtlijnen en werd goed verdragen in pilottests. De tijd tot piek in serumconcentratie van CAP na orale inname is ~1 uur [41]; om deze reden werd de vermoeidheidsbeoordeling in rust 50 minuten na inname van de pil beoordeeld om voldoende biologische beschikbaarheid te garanderen. Dit werd gevolgd door een fietsoefening met constante belasting (85 procent van het piekvermogen) tot uitputting (TTE) en een andere vermoeidheidsbeoordeling onmiddellijk na de training (minder dan of gelijk aan 60 s). De neuromusculaire beoordeling bestond uit 6 maximale vrijwillige contracties (MVC) en gesuperponeerde twitch-, pre- en post-the-time-to-exhaustion-proeven. De fietstest werd beëindigd toen de proefpersonen het zelfgekozen tempo niet langer dan 10 s konden volhouden. Tijdens experimentele onderzoeken werden driemaal speekselmonsters verzameld: vóór het begin van de eerste neuromusculaire beoordeling, na de laatste neuromusculaire beoordeling en na 5 minuten herstel.

Figuur 1. Experimentele opzet van de studie.

Ventilatie (VE) en pulmonale gasuitwisseling (VO2, VCO2) werden adem-voor-adem gemeten in rust en tijdens de twee proeven via een mondstuk en eenrichtings-non-rebreathe-klep (Hans Rudolph 2700, Shawnee, KS, VS), neusklem en de uitademingspoort gekoppeld aan een metabole kar (TrueOne 2400, Parvomedics, Sandy, UT, VS) [42]. Tegelijkertijd werden centrale hemodynamische markers (HR: hartslag; SV: slagvolume; CO: hartminuutvolume) verzameld met behulp van een niet-invasieve thoracale impedantie-cardiograaf (PhysioFlow®, Parijs, Frankrijk). De validiteit en betrouwbaarheid van deze methode zijn eerder vastgesteld [43].

2.4. Beoordeling van neuromusculaire functie en vermoeidheid

De volgende methoden zijn uitgevoerd op een manier die vergelijkbaar is met eerdere onderzoeken [44,45]. Dienovereenkomstig werden, na een goede voorbereiding van de huid, twee massieve, zelfklevende hydrogel-stimulerende elektroden over het hele oppervlak (afmeting: 50 90 mm, Myotrode Plus, Globus G0465) op de quadriceps aangebracht: de anode werd op het proximale deel van de dij geplaatst , terwijl de kathode op het distale deel van de beenstrekkers werd geplaatst, 3 cm boven de patella. De stimulatie-intensiteit werd vóór de metingen bepaald in stappen van 25-mA totdat de grootte van de opgewekte twitch en de samengestelde spieractiepotentiaal (M-golf) geen verdere toename vertoonden. De gestimuleerde trekkracht werd gemeten door een adequaat gekalibreerde krachttransducer (MLP-300; Transducer Techniques, Temecula, CA, VS) die statisch verbonden was met een op maat gemaakte stoel door middel van een niet-conforme band die rond de enkel van het zelf was geplaatst. -gerapporteerde dominante ledemaat (in alle gevallen rechterbeen). De proefpersonen zaten tijdens de vermoeidheidsmetingen met een knieflexie van 90◦. De gesuperponeerde twitch (SIT) en de rust twitch-kracht (Qtw, pot) werden gemeten tijdens een 5-s MVC van de knie-extensoren en na 2-s ontspannen spier. Deze procedure werd zes keer herhaald voor en na de fietsoefening tot uitputting. De gegevens van de drie beste MVC's werden geanalyseerd en gemiddeld. Vrijwillige spieractivatie (VMA-percentage) werd berekend als VMA-percentage=[1- (SIT/Qtw,pot)x100]. Piekkracht, maximale snelheid van krachtontwikkeling (MRFD) en maximale relaxatiesnelheid (MRR) werden geanalyseerd voor alle Qtw, pot. Piekkracht werd berekend als de hoogste waarde die werd bereikt voor elke Qtw, pot, MRFD en piek-MRR van de rusttrilling werden berekend als de maximale steilheid van de helling over een interval van 10-ms. Gegevens werden verzameld met behulp van een Biopac-systeem (MP150) en geregistreerd met behulp van het AcqKnowledge AD-acquisitiesysteem (v. 4.4, Biopac, Goleta, CA, VS) op een aparte computer. Alle gegevens tijdens de uitputting werden elke 30 s geanalyseerd. Om de potentiële impact van CAP op de perceptie van vermoeidheid te begrijpen, hebben we tijdens de proeven elke minuut de totale lichaams- en beensnelheid van de waargenomen inspanning (RPEtot en RPEleg) beoordeeld.

2.5. Microvasculaire zuurstofvoorziening

Microvasculaire oxygenatie werd gevolgd met een frequentie-opgeloste nabij-infraroodspectroscopie-oximeter op meerdere afstanden (NIRS; Oxiplex TS; ISS, Champaign, IL, VS). De NIRS-techniek biedt niet-invasieve en continue metingen van zuurstofrijk (HbO2), gedeoxygeneerd (HHb) en totaal (Hbtot) hemoglobinegehalte, met een frequentie van 2 Hz. De sonde werd elke keer voor gebruik gekalibreerd en vervolgens op de vastus lateralis van het niet-dominante (linker) been geplaatst en vastgemaakt met plakband en een verband om lichte besmetting te voorkomen, zoals in eerdere onderzoeken [46-48]. Vanwege identieke spectrale eigenschappen kunnen hemoglobine en myoglobine niet uniek worden geïdentificeerd met behulp van NIRS en vertegenwoordigen ze dus een conglomeraatsignaal.

2.6. Speekselanalyse

Monsters van {{0}}mL volledig speeksel werden verzameld zoals hierboven aangegeven, via passieve kwijltechniek, en onmiddellijk bewaard bij -80 ◦C tot de test. Analyse van cortisol, IL-1, IL-6 en -amylase werd uitgevoerd met behulp van in de handel verkrijgbare ELISA en enzymatische kits (Sali-metrics, Carlsbad, CA, VS). De tests werden uitgevoerd met monsters / standaarden in tweevoud, in overeenstemming met de richtlijnen van de fabrikant, en afgelezen met een colorimetrische spectrofotometer (iMark, Biorad, Hercules, CA, VS). De lineariteit voor deze testen was R2 > 0,99, terwijl de variatiecoëfficiënt (CV) . was<5% on="" standards="" for="" all="">

2.7. Biochemische analyse van capsules

Capsaïcinesupplementen (n {{0}}) en controlevezelsupplementen (n=3) werden geanalyseerd door extractie met ethanol om de hoeveelheid van de analyten capsaïcine en dihydrocapsaïcine in elk supplement te kwantificeren, aangezien beide inwerken op TRPV1 . De inhoud van elk supplement werd gecombineerd in 1,5 ml ethanol en gedurende acht uur in een oven van 80 ◦C onder regelmatig schudden gelaten om te extraheren. De monsters werden gefilterd en het extract werd geanalyseerd door HPLC (Thermo Vanquish, Waltham, MA, VS) met massaspectrometrische detectie (Thermo ISQ-EC, Waltham, MA, VS) om het capsaïcine- en dihydrocapsaïcinegehalte te kwantificeren. Externe normen waren gebruikt voor kalibratie met een typische intra-assay CV van 3 procent en lineariteit van R2 > 0,995.

2.8. Statistische analyse

In een eenzijdig, gepaarde steekproefontwerp, een effectgrootte van 0,8 en een alfa van 0.05 werd een steekproefgrootte van 12 deelnemers geschat om een statistische power van {{10}},80 (G*Powersoftware, Kiel, Duitsland). Statistische vergelijkingen werden uitgevoerd met commercieel beschikbare software (Prism v. 8.0, GraphPad Software, San Diego, CA, VS). Gegevens tijdens de TTE (cardiovasculaire, ventilatoire, inflammatoire en RPE-variabelen) werden geanalyseerd met behulp van een tweerichtingsanalyse van herhaalde metingen van variantie (ANOVA) om de verschillen tussen onderzoeken te evalueren. Normaliteitstests en aannames werden uitgevoerd, als een significante overtreding werd gevonden, werd een passende aanpassing aan de vrijheidsgraden gemaakt. Voor de TTE was het laatste tijdstip de subjectieve tijd tot het mislukken van een taak. Gepaarde steekproeven t-tests werden gebruikt om de verschillen tussen condities in de pre-to-post TTE veranderingen in de neuromusculaire beoordelingen te beoordelen. Statistische significantie werd verklaard wanneer p < 0,05.="" gegevens="" worden="" weergegeven="" als="" gemiddelden="" ±="" sd,="" tenzij="" anders="">

3. Resultaten

3.1. Deelnemerskenmerken

Tien jonge, gezonde en fysiek actieve mannen voldeden aan alle inclusiecriteria en voltooiden alle onderzoeken (tabel 1). De cardiorespiratoire parameters voorafgaand aan de training waren niet verschillend tussen de onderzoeken (allemaal p > 0.05, gegevens niet getoond).

3.2. Supplementanalyse

Monstertracering van absorptiespectra voor capsaïcine en dihydrocapsaïcine gebruikt voor daaropvolgende kwantificering worden weergegeven in figuur 2. Het gemiddelde capsaïcinegehalte in elk supplement was 0,957 mg/tablet met een bereik van 0,951-{ {5}},969 mg/capsule, dus de totale dosis was 1,914 mg. Voor dihydrocapsaïcine was het gemiddelde 0,329 mg/capsule met een spreiding van 0,326-0,332 mg/capsule, dus de totale dosis was 0. 658 mg. De controlevezelsupplementen bevatten geen detecteerbare hoeveelheden capsaïcine of dihydrocapsaïcine.

Afbeelding 2. Monsterabsorptiesignaal

3.3. Oefenprestaties, neuromusculaire functie en vermoeidheid

Zowel placebo- als capsaïcine-omstandigheden vertoonden vergelijkbare uitputtingstijden (TTE) van respectievelijk 375 ± 26 en 327 ± 36 s (p> 0.05, figuur 3A). Met betrekking tot de kracht vóór inspanning waren de MVC's niet verschillend tussen de twee condities (640 ± 127 vs. 643 ± 161 N, p > 0.05), evenals na de TTE (479 ± 125 vs. 499 ± 133 N, p > 0.05). Dienovereenkomstig vertoonden de rusttrillingen op baseline (Qtw, pot) vergelijkbare waarden (201 64 vs. 205 59 N, p > 0,05), maar neigden naar een grotere Qtw, pot onmiddellijk na inspanning in de CAP-conditie als vergeleken met de PL-conditie (100 ± 28 vs. 116 ± 37 N, p=0.07, figuur 4F). Dit wordt ook gezien in de procentuele verandering in de daling van Qtw na de training, pot in de twee condities, die statistische significantie bereikte (52 ± 6 vs. 42 ± 11 procent, p=0.037, figuur 4E). Wanneer de gepotentieerde twitch (Qtw,pot procent) werd uitgezet als een functie van TTE, was er een significante positieve correlatie met zowel PL (r=0.7, p=0.04) als CAP (r {{42 }}.7, p=0.04) werd waargenomen (Figuur 3B). Het VMA-percentage werd niet beïnvloed door lichaamsbeweging of het supplement (p> 0,05). Kijkend naar de intrinsieke spiercontractiele functies, toonden MRR en MRFD significante reducties in pre-to-post TTE (p < 0.000).="" bovendien="" verzachtte="" cap="" de="" door="" inspanning="" veroorzaakte="" afname="" van="" mrr="" (p="0.01;" figuur="" 4c).="" specifiek,="" in="" de="" pl-conditie,="" was="" mrr="" verminderd="" met="" 57="" ±="" 22="" procent,="" terwijl="" het="" slechts="" werd="" verzwakt="" met="" 41="" ±="" 19="" procent="" in="" cap.="" daarentegen="" nam="" mrfd="" in="" beide="" omstandigheden="" op="" dezelfde="" manier="" af,="" namelijk="" met="" respectievelijk="" 55="" ±="" 16="" procent="" en="" 49="" ±="" 21="" procent="" in="" pl="" en="" cap="" (figuur="">

Figuur 3. Tijd tot uitputting

3.4. Microvasculaire zuurstofvoorziening tijdens de TTE

Na inname van CAP of PL, de niveaus van spieroxygenatie vóór de training (StO2 procent; 64 ± 3 vs. 68 ± 8 procent), totaal hemoglobinegehalte (THC; 63 ± 23 vs. 66 ± 20 μM) , Zuurstofarme hemoglobine (HbO; 40 ± 14 vs. 44 ± 11 M) en gedeoxygeneerde hemoglobine (Hb; 23 ± 10 vs. 22 ± 10 μM) waren niet verschillend tussen de condities (p > 0,05). De start van de TTE veranderde de microvasculaire spieroxygenatie-indexen, maar de veranderingen waren niet anders bij CAP-behandeling. De spiercirculatie vertoonde echter een algemene trend voor hogere waarden met CAP, die tijdens inspanning omkeerde, met THC (77,5 ± 28,1 vs. 80,2 ± 30,9 M) en Hb (36,2 ± 20,3 vs. 40,2 ± 19,4 M) hoger in de PL voorwaarde. Wanneer we kijken naar de hyperemie tijdens herstel, vertoonde CAP hogere niveaus van StO2-percentage in vergelijking met PL (71,6 ± 1,6 versus 69,5 ± 2,8 procent, p=0,02), maar er waren geen verschillen tussen de condities voor [THC] (90,1 ± 29,7 vs. 88,9 ± 31,8 M), [HbO] (64,7 ± 22,0 vs. 62,3 ± 23,1 M) en [Hb] (25,4 ± 7,9 vs. 26,7 ± 9,3 M).

Figuur 4. Neuromusculaire functieparameters uitgedrukt als de door inspanning geïnduceerde relatieve verandering na de tijd tot uitputting (TTE) bij jonge actieve mannen (n=10).

3.5. Centrale hemodynamica, ventilatie en waargenomen inspanning tijdens de TTE

De indexen van de centrale hemodynamica (HR, SV en CO) werden niet verschillend beïnvloed door de twee aandoeningen (Figuur 5). Er werden geen statistisch significante interacties tussen conditie x tijd (p > 0.05) waargenomen voor HR, SV en CO tijdens zowel baseline als inspanning. Zoals verwacht was er een hoofdeffect van tijd voor alle centrale hemodynamische markers (p < 0.00),="" maar="" geen="" effect="" van="" cap-="" of="" pl-toediening.="" met="" cap="" was="" de="" hr-piek="" tijdens="">

180 ± 7 bpm, SV was 212 ± 48 ml/min en CO was 36 ± 8 l/min. In overeenstemming met PL was de piek van HR 181 ± 9 bpm, SV was 225 ± 49 ml/min en CO was 38 ± 9 l/min. Er werd een significant tijdseffect gevonden voor de ademhalingsreacties op de inspanning (p < {{30}},05)="" in="" vo2,="" ve="" en="" rer="" (gegevens="" niet="" getoond),="" terwijl="" er="" geen="" interactie-="" of="" conditie-effect="" werd="" aangetoond="" .="" bovendien="" nam="" de="" beoordeling="" van="" de="" waargenomen="" inspanning="" (figuur="" 5d)="" van="" zowel="" het="" hele="" lichaam="" als="" het="" been="" toe="" naarmate="" de="" oefening="" vorderde="" en="" ongeacht="" de="" behandeling="" (rpetot:="" 7,8="" ±="" 2,2="" vs.="" 6,9="" ±="" 2,8;="" rpeleg:="" 9,3="" ±="" 1,3="" vs.="" 9,0="" ±="" 1,1;="" alle="" p=""> 0,05).

3.6. Stress en pro-inflammatoire biomarkers

CAP had geen invloed op de speekselafscheiding van cortisol bij baseline, tijdens en na inspanning. Er was inderdaad een hoofdeffect van tijd (p {{0}}.002) met een toename van de speekselcortisolconcentratie tijdens herstel; CAP had echter geen invloed op de algehele kinetiek (p> 0,05, tabel 2). De activiteit van de speeksel-amylase had de neiging af te nemen met CAP (p=0,07), en vertoonde in beide omstandigheden een hoofdeffect van tijd (p < 0,001,="" tabel="" 2).="" kijkend="" naar="" de="" interleukines,="" verhoogde="" cap="" de="" gemiddelde="" speeksel-il-6-concentratie="" (p="00,009)" bij="" aanvang="" en="" tijdens="" de="" inspanning,="" waarna="" het="" niveau="" daalde="" tot="" pl-concentraties="" na="" inspanning.="" bovendien="" had="" cap="" de="" neiging="" om="" de="" stijging="" van="" il="" na="" inspanning="" af="" te="" zwakken-1="" (p="0.053," tabel="">

4. Discussie

Deze studie had tot doel de potentiële impact van acute orale toediening van capsaïcine (CAP) op het uithoudingsvermogen van fietsen tot uitputting te bepalen en de bijbehorende fysiologische mechanismen die ten grondslag liggen aan neuromusculaire vermoeidheid te ontleden. Ondanks dat er geen verschillen waren tussen CAP en PL in fietsprestatietijd tot uitputting, verzwakte CAP de afname van de versterkte spiertrekkingen na de training. Het had een gedeeltelijke invloed op de contractiele kinetiek van de spier, waardoor een grotere mate van ontspanning werd verkregen, maar geen verschil in de contractiesnelheid. CAP had geen effecten op de cardiorespiratoire, percepties van vermoeidheid of microvasculaire reacties op de TTE-studie. Dit suggereert een mogelijke versterking van de sarcoendoplasmatisch reticulum Ca2 plus ATPase (SERCA) pompactiviteit, waardoor de spierontspanning behouden blijft. Bovendien moduleerde CAP veranderingen in de pro-inflammatoire interleukines, waardoor de stijging van IL-1 tijdens herstel werd afgezwakt. Gedeeltelijk in overeenstemming met onze hypothese, verbeterde CAP de tijd tot uitputting niet, maar het leek de perifere neuromusculaire vermoeidheid te verminderen, de spierontspanning te verhogen en de ontstekingsreactie tijdelijk te veranderen, onafhankelijk van veranderingen in cardiorespiratoire of microvasculaire reacties.

4.1. CAP en trainingsprestaties

Tot op heden hebben slechts enkele onderzoekers de rol van capsaïcine tijdens inspanning bij mensen onderzocht [28-32]. Voor zover wij weten, is dit de eerste studie om te onderzoeken hoe CAP neuromusculaire vermoeidheid bij mensen beïnvloedt in fysiologische termen en niet alleen met perceptuele indices. Inderdaad, acute CAP-opname lijkt de prestaties of vermoeidheidsweerstand te verhogen tijdens een hardlooptijdproef [30], intermitterende oefening met hoge intensiteit [29] en weerstandstraining [28]. In de huidige studie hebben we echter geen prestatieverbetering waargenomen (Figuur 3), wat overeenkomt met de bevindingen van Opheim en collega's [32]. Eerder werk bij knaagdieren suggereert dat CAP de prestaties op een dosisafhankelijke manier verhoogt [21-24], dus het is mogelijk dat de dosis die in het huidige onderzoek werd gebruikt niet voldoende was om een ​​prestatieverbetering teweeg te brengen; we kunnen echter de eersten zijn die het capsaïcine / dihydrocapsaïcine-gehalte van het supplement daadwerkelijk verifiëren en, belangrijker nog, we hebben mogelijke significante gastro-intestinale problemen vermeden die afbreuk zouden kunnen doen aan de trainingsprestaties.

4.2. CAP en door inspanning geïnduceerde neuromusculaire vermoeidheid

In de huidige studie werden, na de proef met fietsoefeningen, de indices van locomotorische spiervermoeidheid allemaal negatief beïnvloed, zoals verwacht. Inderdaad, zowel de kracht als de vrijwillige spieractivatie namen in vergelijkbare mate af, ongeacht CAP-suppletie (Figuur 4). Interessant is dat de door inspanning geïnduceerde verminderingen in indices van perifere vermoeidheid schijnbaar werden verzwakt met CAP, voornamelijk onder hen de maximale ontspanningssnelheid en de omvang van de versterkte spiertrekkingen. Mechanistisch gezien kan een reden voor deze verschillen te wijten zijn aan een gewijzigde Ca2 plus-behandeling. Er is al gedocumenteerd dat tijdens intensieve inspanning de Ca2 plus-afgifte uit het sarcoplasmatisch reticulum (SR) wordt verminderd als reactie op een duidelijke uitputting van cellulair ATP [49,50], wat kan werken om de krachtoutput van de inspanning te verminderen en perifere vermoeidheid door het overschrijden van een kritische drempel [51]. Deze studie onderzocht capsaïcine, dat de activiteit van het TRPV1-kanaal verhoogt, wat de Sarco/Endoplasmatisch Reticulum Calcium ATPase (SERCA)-pomp [52] in de spier kan beïnvloeden. Verhoogde SERCA-pompactiviteit met CAP-geïnduceerde activering van TRPV1 in spieren verbeterde bijgevolg de kinetiek van SR Ca2 plus heropname [49,50,53], wat misschien de beter bewaarde maximale mate van ontspanning na inspanning verklaart. Bovendien kan capsaïcine de mitochondriale depolarisatie en de productie van reactieve zuurstofspecies (ROS) bevorderen, althans bij hoge doses [52], maar aan de andere kant wordt ook beweerd dat het een opmerkelijke antioxidantactiviteit [54] heeft, vooral in lagere doseringen. Reactieve zuurstofsoorten nemen aanzienlijk toe tijdens intense spieractiviteit [51] en het is bekend dat ze bijdragen aan vermoeidheid, maar de relatie tussen redoxbalans en prestatie is complex [55]. Het is aannemelijk dat CAP, in een antioxidantcapaciteit, de vermoeiende effecten van verhoogde ROS zou kunnen tegengaan, misschien beter om de neuromusculaire functie na inspanning te behouden, maar verder onderzoek rechtvaardigt.

Deze resultaten benadrukken een mogelijke rol van CAP bij het afzwakken van de ontwikkeling van perifere vermoeidheid, misschien via modulatie van Ca2 plus-behandeling en het antioxiderende effect ervan. ziekte [57,58]. Bovendien, als we de resultaten van de microcirculatie integreren, zelfs als we een tendens zien voor een hoger StO2-percentage en HbO tijdens zware inspanning, zou de significante stijging van de O2-afgifte tijdens herstel in CAP de perifere vasculaire functie kunnen verbeteren [59]. De reden voor het ontbreken van significante verschillen tijdens inspanning zou kunnen zijn dat CAP de spiervasculatuur kan beïnvloeden in hogere doses dan de toegediende doses. In de huidige studie wilden we echter de mogelijke bijwerkingen van capsaïcine-inname, namelijk gastro-intestinale klachten, minimaliseren. We hebben geen verschillen ontdekt in de indices van centrale vermoeidheid, hoewel eerdere studies bij ratten hebben aangetoond dat CAP subgroepen van de metabogevoelige groep IV-spierreceptoren [60] activeert, waarvan de stimulatie de centrale aandrijving reflexmatig verhoogt [61]. Perceptueel was eerder gevonden dat acute CAP-suppletie de beoordeling van waargenomen inspanning tijdens uithoudingsvermogen zou kunnen verminderen [28], hoewel dit niet het geval was in onze studie, omdat RPE gelijkmatig toenam gedurende de tijd tot uitputting in zowel CAP- als PL-omstandigheden.

4.3. CAP en de fysiologische reactie op inspanning

Aangezien van capsaïcine is gesuggereerd dat het de trainingsprestaties en vermoeidheidsweerstand verbetert, is het belangrijk om te begrijpen hoe het de fysiologische reactie op inspanning kan veranderen en uiteindelijk meer werk kan ondersteunen. Hiertoe suggereert eerder werk in diermodellen dat CAP-geïnduceerde prestatieverbeteringen geassocieerd waren met een verhoogd leverglycogeengehalte [21], misschien als gevolg van glycogeensparing [24], en verhoogd vetzuurgebruik als gevolg van catecholaminesecretie en/of activiteit [22]. Bovendien bleek een enkele hoge dosis CAP de expressie van het mitochondria-ontkoppelingseiwit UCP3 neerwaarts te reguleren, wat de energiekosten voor een bepaalde elektrisch geïnduceerde contractie verlaagde [25,27]. Bij mensen is echter geen verandering in spiervetoxidatie gevonden met acute CAP-suppletie tijdens herstel van inspanning [62]. In de huidige studie waren de metabole reacties gedurende de hele oefening vergelijkbaar, wat suggereert dat acute suppletie bij mensen geen invloed heeft op het energieverbruik, gemeten via VO2 (Figuur 5), of de selectie van energiesubstraten tijdens inspanning, zoals beoordeeld door de RER, althans bij deze relatief paradigma van hoge trainingsintensiteit. Dienovereenkomstig waren de centrale hemodynamische en beademingsreacties ook vergelijkbaar tussen onderzoeken, in lijn met vergelijkbare metabole kosten. Bovendien verschilde de microcirculatie van de ledemaatspier ook niet significant tijdens inspanning, wat suggereert dat CAP, althans in deze dosis, een minimaal vaatverwijdend effect op de spieren uitoefent. Tijdens de eerste rustperiode vertoonde de spiercirculatie inderdaad een algemene trend voor hogere indices van microvasculaire perfusie met CAP, die omkeerde tijdens inspanning met THC en Hb hoger met PL. Gezamenlijk lijken zuurstofafgifte en -gebruik niet te worden beïnvloed door CAP-suppletie en lijken ze geen waarschijnlijke kandidaten voor verbeterde neuromusculaire vermoeidheid.

4.4. CAP en neuro-inflammatoire indices

Onder normale omstandigheden is de cortisolconcentratie na acute inspanning intensiteitsafhankelijk [63] en neemt toe tot piekconcentraties 20-30 minuten na het einde van de fysieke activiteit [64]. Onze resultaten bevestigen de toenemende cortisoltrend na het einde van de TTE, maar het CAP oefende er geen enkel effect op uit. Er is inderdaad gezien dat herhaalde toediening van CAP bij ratten de stressrespons verhoogt en verlengt [65], misschien tot niveaus die vergelijkbaar zijn met die van zware inspanning, hoewel dit meestal wordt gezien bij hoge doses. Kijkend naar andere biomarkers voor speekselstressor, had CAP de neiging om de speeksel-amylase-enzymactiviteit te verlagen, misschien een indicatie van een lagere sympathische activiteit [66], misschien via veranderde TRPV1-afferente activiteit. Hoewel in vitro-onderzoeken vergelijkbare resultaten hebben aangetoond, is de ontdekking dat van capsaïcine afgeleide verbindingen potentiële amylaseremmers zijn [67], waardoor onze bevindingen worden versterkt. Een ander belangrijk aspect zijn de ontstekingsremmende eigenschappen van CAP. In onze resultaten vermindert CAP de stijging van IL na inspanning -1, waardoor de pro-inflammatoire cytokineproductie mogelijk wordt afgezwakt [39]. Aan de andere kant vonden we een verhoogde speekselconcentratie van IL-6 na inspanning die niet werd beïnvloed door CAP [68,69], wat waarschijnlijk het gevolg zou kunnen zijn van de inspannende prestatie [32,70], of de capsaïcine- geïnduceerde TRPV1-activering in vet [71], of elders. IL-6 kan in dit geval metabolische gevolgen hebben [11,72] in plaats van inflammatoir gezien de divergentie tussen IL-6 en IL-1 . Er is echter verder onderzoek bij mensen nodig om de mogelijke impact van orale capsaïcine op ontstekingen bij mensen en de mogelijke gevolgen voor de fysiologie en/of vermoeidheid te ontcijferen. Bovendien zou toekomstig onderzoek moeten kijken naar grotere en/of meer chronische doseringen van capsaïcine en hoe deze interageren met lactaatniveaus tijdens inspanning.

4.5. limitaties van de studie

Dit onderzoek is niet zonder beperkingen uitgevoerd. Eerst werden alleen jonge actieve mannen geworven die waren gerekruteerd uit een universiteitsgemeenschap, dus toekomstig werk in oudere en/of vrouwelijke populaties is nodig. Ten tweede kan het gebruik van elektrische stimulatie op de spierbuik en niet op de femorale zenuw leiden tot lagere neuromusculaire reacties. Ten slotte zouden meer invasieve metingen van het metabolisme, waaronder lactaat- en spierniveau VO2, interessant kunnen zijn om tijdens en na de training met CAP in toekomstige studies te onderzoeken.

Cistanchekruiden hebben een antivermoeidheidseffect.

Voor meer informatie, klik hier.

5. Conclusies

Voor zover wij weten, is dit de eerste studie om het effect van capsaïcine op inspanningsprestaties, neuromusculaire vermoeidheid en speekselindicatoren van stress en pro-inflammatoire biomarkers bij mensen te onderzoeken. In tegenstelling tot de eerdere bevindingen bij mensen, verbeterde de toediening van acute capsaïcine de inspanningsprestaties noch de beoordeling van de waargenomen inspanning. Het toonde echter het vermogen om de ontwikkeling van perifere vermoeidheid te verminderen, wat niet het gevolg lijkt te zijn van veranderingen in de centrale hemodynamica, de zuurstoftoevoer in de spieren of de grootte van de centrale motoraandrijving na de fietsoefening. Bovendien moduleerde CAP de speekselbiomarkers, wat een mogelijk verminderde sympathische activiteit en ontstekingsremmend effect suggereert tijdens de piekconcentratie met een late afname van de pro-inflammatoire markers. Gezamenlijk heeft capsaïcine het potentieel om de perifere componenten van neuromusculaire vermoeidheid te veranderen, wat kan leiden tot mogelijke verbeteringen van lichaamsbeweging.