Capsaicin och dess effekt på träningsprestanda, trötthet och inflammation

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Gaia Giuriato 1,2, Massimo Venturelli 1,3, Alexs Matias 2, Edgard MKVK Soares 2,4, Jessica Gaetgens 5, Kimberley A. Frederick 5 och Stephen J. Ives 2,*

Abstrakt:Capsaicin (CAP) aktiverar den transienta receptorpotentialen vanilloid 1 (TRPV1) kanal på sensoriska neuroner, vilket förbättrar ATP-produktion, vaskulär funktion, utmattningsmotstånd och därmed träningsprestanda. De underliggande mekanismerna för CAP-inducerade ergogena effekter och utmattningsmotstånd förblir dock svårfångade. För att utvärdera de potentiella anti-utmattningseffekterna av CAP, utförde 10 unga friska män konstant belastning cyklande träningstid till utmattning (TTE) försök (85 procent maximal arbetshastighet) efter intag av placebo (PL; fiber) eller CAP-kapslar i en förblindad, motbalanserad, crossoverdesign, medan kardiorespiratoriska svar övervakades. Trötthet utvärderades med interpolatedtwitch-tekniken, pre-post träning, under isometriska maximala frivilliga sammandragningar (MVC). Nosignifikanta skillnader (p > 0,05) upptäcktes i kardiorespiratoriska svar och självrapporterad trötthet (RPE-skalan) under tidstestet eller i TTE (375 ± 26 respektive 327 ± 36 s). CAP dämpade minskningen av potentierade ryckningar (PL: −52 ± 6 vs. CAP: −42 ± 11 procent, p=0.037), och tenderade att dämpa minskningen av maximal avslappningshastighet (PL: −47 ± 33 vs. CAP: −29 ± 68 procent, p=0.057), men inte en maximal hastighet för kraftutveckling, MVC eller frivillig muskelaktivering. Således kan CAP dämpa neuromuskulär trötthet genom förändringar i afferent signalering eller neuromuskulär avslappningskinetik, kanske medierad via sarko-endoplasmatiska retikulum Ca2 plus ATPase (SERCA) pumpar, och därigenom öka hastigheten för Ca2 plus återupptag och avslappning.

Nyckelord: motoneuron; afferent; skelettmuskel; hjärtminutvolym; ventilation; ämnesomsättning; perfusion

Cistanche-tillskotthar enanti-trötthetseffekt.

1. Introduktion

Den primära skarpa bioaktiva ingrediensen i paprika, capsaicin (CAP), har länge ansetts för sin terapeutiska potential. Capsaicin (8-metyl-N-vanillyl-trans-6-ingen amid) beskrivs klassiskt som irriterande och är en välkänd endogen aktivator av den transienta receptorpotentialen vanilloid typ 1 (TRPV1) på sensoriska neuronmodulerande signaler för värme och/eller smärta. Exponering för CAP utlöser ett potent neuronalkalciuminflöde, ofta följt av en reflexnedreglering av TRPV1-aktiviteten [1-3]. Av denna anledning är CAP ett lovande kliniskt verktyg för att modulera TRPV1-relaterade vägar, från smärtuppfattning [1–4], inflammation [5] och immunitet [6], till de flesta allvarliga patologier som schizofreni [7], ångest, depression [8], fetma [9] och kronisk trötthet [10]. Intag av CAP ökar termogenesen genom att stimulera katekolaminutsöndringen från binjuremärgen, minska adipogenesen och förbättra energimetabolismen [11–15], förbättra mitokondriell biogenes och adenosintrifosfatsyntes (ATP) och föreslås till och med förbättra hälsomarkörer för kardiovaskulära [16–20] ].

Hos gnagare framkallar CAP ett spontant aktivt beteende, ökar greppstyrkan och simtiden till utmattning på ett dosberoende sätt [21–24]. Dessa förbättringar i fysisk prestation var korrelerade till ökningar i leverns glykogeninnehåll [21], troligen som ett resultat av glykogensparande [24] och förhöjd fettsyraanvändning på grund av CAP-inducerad binjurekatekolaminutsöndring [22]. Dessutom visade studier på möss att TRPV1-aktiveringen genom CAP-administration uppreglerar PGC -1, främjar mitokondriell biogenes, ökar bidraget från oxidativ ATP-produktion och uppreglerar uttrycket av oxidativa fibrer i skelettmuskulaturen [25,26]. I en murin modell förmedlas CAP-inducerad muskelavslappning via en direkt hämmande verkan på de spänningsstyrda Ca2 plus-kanalerna inuti cellen [4]. Dessutom nedreglerar en enda hög dos CAP uttrycket av det mitokondriella frånkopplingsproteinet UCP3 och minskar ATP-kostnaden för kontraktion, trots en oförändrad, och ibland ökad, generering av elektrisk ryckkraft [25,27]. Även om CAP har studerats brett i cell- och murina modeller, har dess akuta in vivo fysiologiska effekter i kombination med träning fått relativt minimal uppmärksamhet, särskilt hos människor.

Forskare har utforskat effekterna av CAP-intag och dess inverkan på olika träningsparadigm hos friska män [28–31]. Sålunda har det förekommit några rapporter om prestationsförbättringar som inducerats av konsumtionen av en enda dos på 12 mg renat CAP under en 1500-m löptidsförsök [30], högintensiv intermittent träning [28], och motståndsträning [29] , men inte under en löpning på 10 km [31]. Dessutom minskade CAP betyget av upplevd ansträngning (RPE) under uthållighets- och motståndsuppgifterna, utan skillnader mellan grupper i laktatkoncentration, vilket tyder på en möjlig förmedlande effekt av CAP på trötthet eller känsla av trötthet. Tvärtom observerade Opheim och kollegor ingen effekt av 7 dagars intag av 28,5 mg CAP på prestation eller nivå av upplevd trötthet under upprepade sprintintervaller (15 × 30 m sprints med intervaller på 35 s), men denna doseringsregim inducerade signifikant gastrointestinala besvär [32], vilket framhäver vikten av dosering. Dessutom fokuserade dessa tidigare nämnda studier på CAP enbart på träningsprestanda, vilket lämnade de underliggande mekanismerna för CAP på den utmattande processen i stort sett outforskade.

Träning ökar cirkulerande koncentrationer av specifika inflammatoriska cytokiner, t.ex. interleukin-6 (IL-6) och interleukin-1 (IL-1) [33,34], som har föreslagits aspotentiella mediatorer av trötthet i centrala nervsystemet vid olika sjukdomar [35]. Högintensiv träning ökar också saliv-amylasaktivitet [36] och kortisolnivåer [37], vilket sannolikt återspeglar det neuroendokrina svaret på träning; kortisol har visat sig ha antiinflammatoriska egenskaper, så de inflammatoriska och antiinflammatoriska svaren bör övervägas tillsammans. Dessutom har CAP kända smärtstillande och antiinflammatoriska egenskaper, tillsammans med förmågan att minska uttrycket av flera proinflammatoriska cytokiner och kemokiner [38,39]. Såvitt vi vet har inga studier hittills undersökt de potentiella mekanismerna för CAP-associerade prestationsförbättringar, särskilt om CAP kan förändra de inflammatoriska eller endokrina reaktionerna på träning och därigenom påverka trötthetsresponsen hos människor.

Följaktligen, med tanke på bristen på data, försökte vi undersöka den potentiella effekten av akut oral CAP-konsumtion på träningsprestanda, trötthet och det inflammatoriska-endokrina svaret med hjälp av en blindad, placebokontrollerad, motviktsövergångsdesign. Det primära målet med vår studie var för att bättre förstå de inneboende fysiologiska effekterna av administrering av capsaicin hos unga, friska individer och för att fylla en lucka i litteraturen om kapsaicins ergogena och utmattningsresistens hos människor. För att åstadkomma detta använde vi twitch-interpolationstekniken för att avslöja omfattningen av perifer trötthet och tolka det centrala nervsystemets bidrag (frivillig aktivering) till den maximala frivilliga kontraktionen. Vi antog att CAP-tillskott skulle förbättra cykelprestandan och/eller dämpa den observerade neuromuskulära tröttheten efter en cykelträningstid till utmattningsförsök med den interpolerade twitch-tekniken, vilket kan bero på försvagat endokrina och inflammatoriska reaktioner på träning.

2. Material och metoder

2.1. Ämnen och allmänna förfaranden

Tretton unga och fysiskt aktiva män rekryterades till denna studie från Skid-more College och det omgivande samhället. För att inkluderas måste deltagarna ha varit friska utan någon historia av kardiovaskulära, neuromuskulära, pulmonella eller metabola sjukdomar. Dessutom kunde deltagarna inte vara nuvarande eller nyligen (mindre än 6 månader) rökare, ha några kända allergier och/eller överdriven känslighet för kryddig mat (t.ex. paprika, jalapenos, paprika, etc.) eller fibrer (psylliumskal). Deltagarnas hälsohistoria och behörighet undersöktes med hjälp av hälsofrågeformulär för att bedöma om de är berättigade (AHA/ACSMPre-Participation Screening Questionnaire och Physical Activity Readiness Questionnaire[PAR-Q]). Deltagarna ombads att avstå från att konsumera några vitaminer eller ergogena kosttillskott (dvs L-arginin, citrullin-malat, före träning) minst 2 dagar före varje experimentbesök och att avstå från alkohol och koffein 24 timmar före testning. De ombads att rapportera till labbet 2 timmar före testerna. Alla deltagare gav skriftligt informerat samtycke innan de deltog i studien. Studieprotokollet genomfördes i enlighet med de senaste revideringarna av Helsingforsdeklarationen och godkändes av Institutional Review Board (IRB#1807-733) och Institutional Biosafety Committees of Skidmore College.

cistancheextraktpulver

2.2. Experimentell design

Försökspersonerna rapporterade till laboratoriet på tre olika dagar, med minst 72 timmar mellan sessionerna (se figur 1). Antropometriska och kroppssammansättningsdata samlades in på den första sessionen med hjälp av luftförskjutningspletysmografi (Bod Pod, Cosmed, Concord, CA, USA) [40]. Deltagarna ombads sedan att utföra ett maximalt inkrementellt test på en magnetiskt bromsad cykelergometer (828E, Monark, Cosmed, Vansbro, Sverige) med start på 50 W med steg om 25 W/min, med en självvald kadens som bibehölls under hela tiden det inkrementella testet såväl som efterföljande experimentella försök. Testet fortsatte tills deltagarna inte kunde fortsätta med den föreskrivna arbetsbelastningen. Vid slutet av sessionen bekantades deltagarna med de isometriska maximala frivilliga sammandragningarna och de elektriskt framkallade muskelkontraktionerna. I en enkelblind, motbalanserad, crossover-design, dag 2 och 3, ombads deltagarna att inta antingen 2 × 390 mg CAP-kapslar (Capsicool, Natures Way, Medley FL, USA) eller 2 × 500 mg placebo-piller (PL; Fiber) , Psyllium Husk, Kirkland Signature, Seattle, WA, USA). Kapslarna hade liknande utseende (t.ex. färg, storlek, etc.), smak (båda var inneslutna med cellulosa/hypromellos-kapslar) och kodades osynligt för att säkerställa blindning. Doseringen var i enlighet med tillverkarens föreslagna riktlinjer och tolererades väl i pilottestning. Tiden till topp i serumkoncentration av CAP efter oralt intag är ~1 timme [41]; av denna anledning utvärderades trötthetsbedömning i vila 50 minuter efter intag av piller för att säkerställa adekvat biotillgänglighet. Detta följdes av en cykelövning med konstant belastning (85 procent av toppeffekten) till utmattning (TTE) och ytterligare en utmattningsbedömning omedelbart efter träningen (mindre än eller lika med 60 s). Den neuromuskulära bedömningen bestod av 6 maximala frivilliga sammandragningar (MVC) och överlagrade ryckningar, försök före och efter tiden till utmattning. Cykeltestet avslutades när försökspersonerna inte kunde upprätthålla den självvalda takten under mer än 10 sekunder. Salivprover samlades in tre gånger under experimentella försök: före start av den första neuromuskulära bedömningen, efter den sista neuromuskulära bedömningen och efter 5 minuters återhämtning.

Figur 1. Experimentell design av studien.

Ventilation (VE) och lunggasutbyte (VO2, VCO2) mättes andetag för andetag i vila och under de två försöken genom ett munstycke och en envägs icke-återandningsventil (Hans Rudolph 2700, Shawnee, KS, USA), näsklämma och utandningsöppningen kopplad till en metabolisk vagn (TrueOne 2400, Parvomedics, Sandy, UT, USA) [42]. Samtidigt samlades centrala hemodynamiska markörer (HR: hjärtfrekvens; SV: slagvolym; CO: hjärtminutvolym) med hjälp av en icke-invasiv thorax impedanskardiograf (PhysioFlow®, Paris, Frankrike). Giltigheten och tillförlitligheten av denna metod har tidigare fastställts [43].

2.4. Bedömning av neuromuskulär funktion och trötthet

Följande metoder utfördes på ett sätt som liknar tidigare studier [44,45]. Följaktligen, efter korrekt hudförberedelse, applicerades två fast vidhäftande hydrogel-stimulerande elektroder med full yta (storlek: 50 90 mm, Myotrode Plus, Globus G0465) på quadriceps: anoden placerades på den proximala delen av låret , medan katoden placerades på den distala delen av bensträckarna, 3 cm ovanför knäskålen. Stimuleringsintensiteten bestämdes före mätningarna med 25-mA-steg tills storleken på den framkallade ryckningen och den sammansatta muskelaktionspotentialen (M-våg) inte visade någon ytterligare ökning. Den stimulerade ryckkraften mättes med en adekvat kalibrerad kraftgivare (MLP-300; Transducer Techniques, Temecula, CA, USA) statiskt ansluten till en specialtillverkad stol genom en icke-kompatibel rem placerad runt ankeln på jaget -rapporterad dominant lem (höger ben i alla fall). Försökspersonerna satt med en 90◦ knäböjning under utmattningsbedömningarna. Den överlagrade ryckningen (SIT) och den vilande ryckningskraften (Qtw, pott) mättes under en 5-s MVC av knäextensorerna och efter 2-s av avslappnad muskel. Denna procedur upprepades sex gånger före och efter tiden till utmattningscykling. Data från de tre bästa MVC:erna analyserades och medelvärdet beräknades. Frivillig muskelaktivering (VMA procent ) beräknades som VMA procent=[1- (SIT/Qtw,pott)x100]. Toppkraft, maximal kraftutvecklingshastighet (MRFD) och maximal relaxationshastighet (MRR) analyserades för alla Qtw, pot. Toppkraften beräknades som det högsta värdet som uppnåddes för varje Qtw, pott, MRFD och topp-MRR för vilande ryckning beräknades som den maximala brantheten för lutningen över ett 10-ms-intervall. Data samlades in med hjälp av ett Biopac-system (MP150) och registrerades med AcqKnowledge AD-insamlingssystemet (v. 4.4, Biopac, Goleta, CA, USA) på en separat dator. Alla data under tiden för utmattning analyserades var 30:e s. För att förstå den potentiella effekten av CAP på uppfattningar om trötthet, bedömde vi hela kroppen och benhastigheten för upplevd ansträngning (RPEtot respektive RPEleg) varje minut under försöken.

2.5. Mikrovaskulär syresättning

Mikrovaskulär syresättning övervakades med en flerdistansfrekvensupplöst nära-infraröd spektroskopioximeter (NIRS; Oxiplex TS; ISS, Champaign, IL, USA). NIRS-tekniken ger icke-invasiva och kontinuerliga mätningar av syresatta (HbO2), syrefria (HHb) och totala (Hbtot) hemoglobinnivåer, vid en frekvens av 2 Hz. Sonden kalibrerades varje gång före användning och placerades sedan på vastus lateralis av det icke-dominanta (vänster) benet och fästes med tejp och ett bandage för att undvika ljuskontamination, som i tidigare studier [46–48]. På grund av identiska spektrala egenskaper kan hemoglobin och myoglobin inte identifieras unikt med NIRS, och representerar således en konglomeratsignal.

2.6. Salivanalys

Prover av {{0}}mL hel saliv samlades in enligt ovan, via passiv dreglingsteknik, och förvarades omedelbart vid -80 ◦C fram till analys. Analys av kortisol, IL-1, IL-6 och -amylas utfördes med användning av kommersiellt tillgänglig ELISA och enzymatiska kit (Sali-metrics, Carlsbad, CA, USA). Analyserna kördes med prover/standarder i duplikat, i enlighet med tillverkarens riktlinjer, och lästes med en kolorimetrisk spektrofotometer (iMark, Biorad, Hercules, CA, USA). Linjäriteten för dessa analyser var R2 > 0,99, medan variationskoefficienten (CV) var<5% on="" standards="" for="" all="">

2.7. Biokemisk analys av kapslar

Kapsaicintillskott (n {{0}}) och kontrollfibertillskott (n=3) analyserades genom extraktion med etanol för att kvantifiera mängden av analyterna capsaicin och dihydrocapsaicin i varje tillskott, eftersom båda verkar på TRPV1 . Innehållet i varje tillskott kombinerades i 1,5 ml etanol och fick extrahera i åtta timmar i en ugn vid 80°C med periodisk skakning. Proverna filtrerades och extraktet analyserades med HPLC (Thermo Vanquish, Waltham, MA, USA) med masspektrometrisk detektion (Thermo ISQ-EC, Waltham, MA, USA) för att kvantifiera innehållet av capsaicin och dihydrocapsaicin. Externa standarder var används för kalibrering med en typisk intra-analys CV på 3 procent och linjäritet på R2 > 0,995.

2.8. Statistisk analys

I en ensidig design med ett par exempel, en effektstorlek på 0.8, och en alfa på 0.05, uppskattades en provstorlek på 12 deltagare för att säkerställa en statistisk styrka på {{10}}.80 (G*Powersoftware, Kiel, Tyskland). Statistiska jämförelser utfördes med kommersiellt tillgänglig programvara (Prism v. 8.0, GraphPad Software, San Diego, CA, USA). Data under TTE (kardiovaskulära, ventilations-, inflammatoriska och RPE-variabler) analyserades med en tvåvägs variansanalys med upprepade åtgärder (ANOVA) för att utvärdera skillnaderna mellan försöken. Tester av normalitet och antaganden genomfördes, om en betydande överträdelse upptäcktes gjordes en lämplig justering av frihetsgraderna. För TTE var den sista tidpunkten den subjektiva tiden till uppgiftsfel. Parade prover t-tester användes för att bedöma skillnaderna mellan tillstånden i de före-till-post-TTE-förändringar i neuromuskulära bedömningar. Statistisk signifikans deklarerades när p < 0,05.="" data="" presenteras="" som="" medel="" ±="" sd="" om="" inget="" annat="">

3. Resultat

3.1. Deltagaregenskaper

Tio unga, friska och fysiskt aktiva män uppfyllde alla inklusionskriterier och fullföljde alla försök (tabell 1). Kardiorespiratoriska parametrar före träning skilde sig inte mellan försöken (alla p > 0.05, data visas inte).

3.2. Tilläggsanalys

Provspårning av absorbansspektra för Capsaicin och dihydrocapsaicin som används för efterföljande kvantifiering presenteras i figur 2. Den genomsnittliga kapsaicinhalten i varje tillskott var 0.957 mg/tablett med ett intervall på 0.951–{ {5}},969 mg/kapsel, så den totala dosen var 1,914 mg. För dihydrokapsaicin var genomsnittet 0.329 mg/kapsel med ett intervall på 0.326–0.332 mg/kapsel, så den totala dosen var 0. 658 mg. Kontrollfibertillskotten innehöll inga detekterbara nivåer av capsaicin eller dihydrocapsaicin.

Figur 2. Provabsorptionssignal

3.3. Träningsprestanda, neuromuskulär funktion och trötthet

Både placebo- och capsaicintillstånd visade liknande utmattningstider (TTE) på 375 ± 26 respektive 327 ± 36 s (p > 0.05, figur 3A). När det gäller kraften före träningen skilde sig MVC:erna inte mellan de två tillstånden (640 ± 127 vs. 643 ± 161 N, p > 0.05), liksom efter TTE (479 ± 125 vs. 499 ± 133 N, p > 0.05). Följaktligen visade viloryckningarna vid baslinjen (Qtw, pott) liknande värden (201 64 vs. 205 59 N, p > 0,05), men trendade mot en större Qtw, pott omedelbart efter träning i CAP-tillståndet som jämfört med PL-tillståndet (100 ± 28 vs. 116 ± 37 N, p=0.07, figur 4F). Detta ses också i den procentuella förändringen i minskningen av Qtw efter träning, pott i de två tillstånden, som nådde statistisk signifikans (52 ± 6 mot 42 ± 11 procent, p=0.037, figur 4E). När den potentierade ryckningen (Qtw,pot percent ) plottades som en funktion av TTE, var signifikant positiv korrelation med både PL (r=0.7, p=0.04) och CAP (r {{42 }}.7, p=0.04) observerades (Figur 3B). VMA-procenten påverkades inte av varken träning eller tillskottet (p > 0,05). Om man tittar på de inneboende muskelkontraktila funktionerna, visade MRR och MRFD signifikanta minskningar av pre-to-post TTE (p < 0.000).="" dessutom="" mildrade="" cap="" den="" träningsinducerade="" minskningen="" av="" mrr="" (p="0.01;" figur="" 4c).="" specifikt,="" i="" pl-tillståndet,="" minskade="" mrr="" med="" 57="" ±="" 22="" procent,="" medan="" det="" bara="" försvagades="" med="" 41="" ±="" 19="" procent="" i="" cap.="" däremot="" minskade="" mrfd="" på="" liknande="" sätt="" under="" båda="" tillstånden,="" nämligen="" med="" 55="" ±="" 16="" procent="" och="" 49="" ±="" 21="" procent="" i="" pl="" respektive="" cap="" (figur="">

Figur 3. Dags till utmattning

3.4. Mikrovaskulär syresättning under TTE

Efter CAP- eller PL-intag, nivåerna av muskelsyresättning före träning (StO2 procent ; 64 ± 3 vs. 68 ± 8 procent ), totalt hemoglobininnehåll (THC; 63 ± 23 vs. 66 ± 20 μM) , syresatt hemoglobin (HbO; 40 ± 14 vs. 44 ± 11 μM) och syrelöst hemoglobin (Hb; 23 ± 10 vs. 22 ± 10 μM) skilde sig inte mellan tillstånden (p > 0,05). Starten av TTE modifierade de mikrovaskulära muskelsyresättningsindexen, men förändringarna var inte annorlunda med CAP-behandling. Däremot visade muskelcirkulationen en generell trend för högre värden med CAP, som vände under träning, med THC (77,5 ± 28,1 vs. 80,2 ± 30,9 μM) och Hb (36,2 ± 20,3 vs. 40,2 ± 19,4 μM) högre i μM skick. När vi tittar på hyperemin under återhämtning, visade CAP högre nivåer av StO2 procent jämfört med PL (71,6 ± 1,6 mot 69,5 ± 2,8 procent, p=0.02), men det fanns inga skillnader mellan tillstånden för [THC] (90,1 ± 29,7 vs. 88,9 ± 31,8 μM), [HbO] (64,7 ± 22,0 vs. 62,3 ± 23,1 μM) och [Hb] (25,4 ± 7,9 vs. 26,37).

Figur 4. Neuromuskulära funktionsparametrar uttryckt som den ansträngningsinducerade relativa förändringen efter tiden till utmattning (TTE) hos unga aktiva män (n=10).

3.5. Central hemodynamik, ventilation och upplevd ansträngning under TTE

Indexen för den centrala hemodynamiken (HR, SV och CO) påverkades inte olika av de två tillstånden (Figur 5). Inga statistiskt signifikanta tillstånd x tid interaktioner (p > 0.05) observerades för HR, SV och CO under både baslinje och träning. Som förväntat fanns det en huvudeffekt av tid för alla centrala hemodynamiska markörer (p < 0.00),="" men="" inte="" en="" effekt="" av="" cap-="" eller="" pl-administrering.="" med="" cap="" var="" hr-toppen="" under="">

180 ± 7 slag per minut, SV var 212 ± 48 ml/min och CO var 36 ± 8 l/min. I enlighet med PL var toppen av HR 181 ± 9 bpm, SV var 225 ± 49 ml/min och CO var 38 ± 9 l/min. En signifikant tidseffekt hittades för de respiratoriska svaren på träningen (p < {{30}}.05)="" i="" vo2,="" ve="" och="" rer="" (data="" visas="" inte),="" medan="" ingen="" interaktion="" eller="" tillståndseffekt="" visades="" .="" dessutom="" ökade="" värderingen="" av="" upplevd="" ansträngning="" (figur="" 5d)="" av="" både="" hela="" kroppen="" och="" benet="" i="" enlighet="" med="" träningens="" framsteg="" och="" oberoende="" av="" behandlingen="" (rpetot:="" 7,8="" ±="" 2,2="" vs.="" 6,9="" ±="" 2,8;="" rpeleg:="" 9,3="" ±="" 1,3="" vs.="" 9,0="" ±="" 1,1;="" alla="" p=""> 0,05).

3.6. Stress och proinflammatoriska biomarkörer

CAP påverkade inte salivkortisolutsöndringen vid baslinjen, under och efter träning. Det fanns faktiskt en huvudeffekt av tid (p {{0}}.002) med en ökning av salivkortisolkoncentrationen under återhämtning; CAP påverkade dock inte den övergripande kinetiken (p > 0,05, tabell 2). Aktiviteten hos saliv-amylaset tenderade att minska med CAP (p=0.07), och visade under båda tillstånden en huvudeffekt av tid (p < 0,001,="" tabell="" 2).="" när="" man="" tittar="" på="" interleukinerna="" ökade="" cap="" den="" genomsnittliga="" saliv-il-6-koncentrationen="" (p="0.009)" vid="" baslinjen="" och="" under="" träningen,="" och="" sedan="" sjönk="" nivån="" till="" pl-koncentrationer="" efter="" träning.="" dessutom="" tenderade="" cap="" att="" dämpa="" ökningen="" av="" il-1="" efter="" träning="" (s.="0.053," tabell="">

4. Diskussion

Denna studie försökte fastställa den potentiella effekten av akut oral capsaicin (CAP) administrering på cykeluthållighetsprestanda till utmattning och analysera de associerade fysiologiska mekanismerna bakom neuromuskulär trötthet. Trots inga skillnader mellan CAP och PL i cykelprestanda tid till utmattning, dämpade CAP nedgången efter träning i den potentierade ryckningen. Det påverkade delvis den kontraktila kinetiken i muskeln, vilket gav en högre avslappningshastighet men ingen skillnad i kontraktionshastigheten. CAP hade inga effekter på kardiorespiratoriska, uppfattningar om trötthet eller mikrovaskulära svar på TTE-studien. Detta tyder på en potentiell förbättring av det sarkoendoplasmatiska reticulum Ca2 plus ATPase (SERCA) pumpaktiviteten, och därigenom bevara muskelavslappning. Dessutom modulerade CAP förändringar i de pro-inflammatoriska interleukinerna, vilket dämpade ökningen av IL-1 under återhämtning. Delvis i enlighet med vår hypotes förbättrade CAP inte tiden till utmattning men det verkade dämpa perifer neuromuskulär trötthet, öka muskelavslappningshastigheten och tillfälligt förändra det inflammatoriska svaret, oberoende av förändringar i kardiorespiratoriska eller mikrovaskulära svar.

4.1. CAP och träningsprestation

Hittills har bara ett fåtal forskare undersökt rollen av capsaicin under träning hos människor [28–32]. Såvitt vi vet är detta den första studien som undersöker hur CAP påverkar neuromuskulär trötthet hos människor i fysiologiska termer och inte bara med perceptuella index. Faktum är att akut CAP-intag tycks öka prestationsförmågan eller utmattningsmotståndet under ett löptidsprov [30], högintensiv intermittent träning [29] och styrketräning [28]. Men i den aktuella studien observerade vi ingen prestationsförbättring (Figur 3), vilket överensstämmer med resultaten av Opheim och kollegor [32]. Tidigare arbete med gnagare tyder på att CAP ökar prestandan på ett dosberoende sätt [21-24], så det är möjligt att dosen som användes i denna studie inte var tillräcklig för att framkalla en prestationsförbättring; Vi kan dock vara de första som faktiskt verifierar kapsaicin/dihydrocapsaicin-innehållet i tillägget och, viktigare, vi undvek alla potentiella betydande gastrointestinala besvär som kan ha försämrat träningsprestanda.

4.2. CAP och träningsinducerad neuromuskulär trötthet

I den aktuella studien, efter cykelträningsförsöket, påverkades alla indexen för rörelsemuskeltrötthet negativt, som förväntat. Faktum är att både kraften och den frivilliga muskelaktiveringen minskade i liknande utsträckning oavsett CAP-tillskott (Figur 4). Intressant nog var de träningsinducerade minskningarna av index för perifer trötthet till synes dämpade med CAP, främst bland dem, den maximala avslappningshastigheten och omfattningen av den potentierade ryckningen. Mekanistiskt kan en orsak till dessa skillnader bero på förändrad Ca2 plus-hantering. Det har redan dokumenterats att under intensiv träning reduceras Ca2 plus-frisättningen från det sarkoplasmatiska retikulumet (SR) som svar på en markant utarmning av cellulär ATP [49,50], vilket kan verka för att minska kraftuttaget från träningen och förhindra perifer trötthet från att passera en kritisk tröskel [51]. Denna studie undersökte capsaicin, som ökar TRPV1-kanalaktiviteten som kan påverka Sarco/Endoplasmic Reticulum Calcium ATPase (SERCA)-pumpen [52] i muskeln. Förhöjd SERCA-pumpaktivitet med CAP-inducerad aktivering av TRPV1 i muskler förbättrade följaktligen kinetiken för SR Ca2 plus återupptag [49,50,53], vilket kanske förklarar den bättre bevarade maximala avslappningshastigheten efter träning. Dessutom kan capsaicin främja mitokondriell depolarisering och produktion av reaktiva syrearter (ROS), åtminstone vid höga doser [52], men å andra sidan påstås det också ha anmärkningsvärd antioxidantaktivitet [54], särskilt i lägre doser. Reaktiva syrearter ökar avsevärt under intensiv muskelaktivitet [51] och är kända för att bidra till trötthet, men förhållandet mellan redoxbalans och prestation är komplext [55]. Det är hållbart att CAP, i sin antioxidantkapacitet, skulle kunna motverka de tröttande effekterna av förhöjd ROS, kanske bättre upprätthålla neuromuskulär funktion efter träning, men kräver ytterligare utredning.

Dessa resultat belyser en potentiell roll för CAP för att dämpa utvecklingen av perifer trötthet, kanske via modulering av Ca2 plus-hantering och dess antioxidanteffekt. Dessa fynd stöds också av studier som undersöker andra antioxidanter som askorbaterande träning hos friska människor [55,56] och i sjukdom [57,58]. Dessutom, om vi integrerar mikrocirkulationsresultaten, även om vi ser en tendens till högre StO2-procent och HbO under ansträngande träning, kan den signifikanta ökningen av O2-leverans under återhämtning i CAP förbättra den perifera kärlfunktionen [59]. Anledningen till att det inte finns några signifikanta skillnader under träning kan vara att CAP kan påverka muskelkärlen i högre doser än de vi administrerade. Men i den aktuella studien syftade vi till att minimera de potentiella biverkningarna av capsaicin-intag, nämligen gastrointestinala besvär. Vi upptäckte inga skillnader i indexen för central trötthet, även om tidigare studier på råttor fann att CAP aktiverar undergrupper av de metabokänsliga muskelreceptorerna i grupp IV [60], vars stimulering reflexmässigt ökar den centrala driften [61]. Perceptuellt fann man tidigare att akut CAP-tillskott kunde minska betyget av upplevd ansträngning under uthållighet [28], även om detta inte var fallet i vår studie, eftersom RPE ökade lika mycket under tiden till utmattning i både CAP- och PL-tillstånd.

4.3. CAP och det fysiologiska svaret på träning

Eftersom capsaicin har föreslagits förbättra träningsprestanda och utmattningsmotstånd, är det viktigt att förstå hur det kan förändra det fysiologiska svaret på träning och i slutändan stödja större arbete. För detta ändamål tyder tidigare arbete i djurmodeller på att CAP-inducerade förbättringar i prestanda var associerade med ökat glykogeninnehåll i levern [21], kanske på grund av glykogensparande [24] och förhöjd fettsyraanvändning som ett resultat av katekolaminutsöndring och/eller aktivitet [22]. Dessutom befanns en enstaka hög dos av CAP nedreglera uttrycket av det mitokondrieavkopplande proteinet UCP3, vilket minskade energikostnaden för en given elektriskt inducerad kontraktion [25,27]. Men hos människor har ingen förändring i muskelfettoxidation hittats med akut CAP-tillskott under träningsåterhämtning [62]. I den aktuella studien var de ämnesomsättningsmässiga svaren likartade under hela träningen, vilket tyder på att akut tillskott hos människor inte påverkar energiförbrukningen, mätt via VO2 (Figur 5), eller val av energisubstrat under träning, enligt bedömningen av RER, åtminstone vid detta relativt sett paradigm för hög träningsintensitet. Följaktligen var de centrala hemodynamiska och ventilatoriska svaren också likartade mellan försöken, i linje med en liknande metabolisk kostnad. Dessutom skilde sig mikrocirkulationen i extremitetsmuskeln inte signifikant under träning, vilket tyder på att CAP, åtminstone i denna dos, utövar en minimal vasodilatorisk effekt på musklerna. Under den initiala vilan visade muskelcirkulationen faktiskt en generell trend för högre index för mikrovaskulär perfusion med CAP, vilket vände under träning med THC och Hb högre med PL. Tillsammans verkar syretillförsel och användning opåverkade av CAP-tillskott och verkar inte vara troliga kandidater för förbättrad neuromuskulär trötthet.

4.4. CAP och neuroinflammatoriska index

Under normala förhållanden är kortisolkoncentrationen efter akut träning intensitetsberoende [63] och ökar till toppkoncentrationer 20–30 minuter efter avslutad fysisk aktivitet [64]. Våra resultat bekräftar den ökande kortisoltrenden efter slutet av TTE, men CAP utövade ingen effekt på den. Man har faktiskt sett att upprepad CAP-administrering hos råttor ökar och förlänger stressresponsen [65], kanske till nivåer som är jämförbara med ansträngande träning, även om detta vanligtvis ses med stora doser. Om man tittar på andra biomarkörer för spyttstress, tenderade CAP att sänka saliv-amylasenzymaktiviteten, vilket kanske tyder på lägre sympatisk aktivitet [66], kanske via förändrad TRPV1 afferent aktivitet. Även om in vitro-studier har visat liknande resultat, att finna att capsaicin-härledda föreningar är potentiella amylashämmare [67], vilket förstärker våra resultat. En annan viktig aspekt är de antiinflammatoriska egenskaperna hos CAP. I våra resultat minskar CAPattenuerar ökningen av IL-1 efter träning, vilket kanske dämpar den proinflammatoriska cytokinproduktionen [39]. Å andra sidan fann vi en ökad salivkoncentration av IL-6efter träning som var opåverkad av CAP [68,69], vilket troligen kan vara resultatet av den ansträngande prestationen [32,70], eller capsaicin- inducerad TRPV1-aktivering i fett [71], eller någon annanstans. IL-6 kan i detta fall ha metaboliska konsekvenser [11,72] snarare än inflammatoriska med tanke på skillnaden mellan IL-6 och IL-1. Men ytterligare arbete behövs hos människor för att dechiffrera den potentiella effekten av oral capsaicin på inflammation hos människor och de potentiella konsekvenserna på fysiologi och/eller trötthet. Dessutom bör framtida forskning undersöka större och/eller mer kroniska doser av capsaicin och hur de interagerar med laktatnivåerna under träning.

4.5. Studiens begränsningar

Denna studie genomfördes inte utan begränsningar. Först inkluderades endast unga aktiva män som rekryterats från en högskolegemenskap, så framtida arbete i äldre och/eller kvinnliga populationer behövs. För det andra kan användningen av elektrisk stimulering på muskelbuken och inte lårbensnerven leda till lägre neuromuskulära svar. Slutligen kan mer invasiva mått på metabolism, inklusive laktat och muskelnivå VO2, vara intressant att undersöka under och efter träningen med CAP i framtida studier.

Cistanche-örter har en anti-trötthetseffekt.

För mer information, klicka här.

5. Slutsatser

Såvitt vi vet är detta den första studien som undersöker effekten av capsaicin på träningsprestanda, neuromuskulär trötthet och salivindikatorer för stress och proinflammatoriska biomarkörer hos människor. I motsats till de tidigare fynden hos människor förbättrade inte akut capsaicin-administrering träningsprestanda eller betyget av upplevd ansträngning. Den visade dock förmågan att dämpa utvecklingen av perifer trötthet, vilket inte verkar vara ett resultat av förändringar i central hemodynamik, muskelsyretillförseln eller storleken på den centrala motordriften efter cykelövningen. Dessutom CAP-modulerade salivbiomarkörerna, vilket tyder på en potentiell deprimerad sympatisk aktivitet och antiinflammatorisk effekt under toppkoncentrationen med en sen minskning av proinflammatoriska markörer. Sammantaget har capsaicin potentialen att förändra de perifera komponenterna av neuromuskulär trötthet, vilket leder till möjliga förbättringar av träningen.