Effet anti-fatigue des polyphénols de thé vert (-)-épigallocatéchine -3 gallate (EGCG)

Yu-song Teng, Di Wu

École d'éducation physique, Université normale du Liaoning, Dalian, République populaire de Chine

Pour plus d'informations :ali.ma@wecistanche.com

ABSTRAIT

Contexte : Le (-)-épigallocatéchine-3-gallate (EGCG) est le plus abondant des polyphénols du thé vert qui présente une variété de bioactivités. L'objectif de cette étude était d'évaluer laeffet anti-fatigued'EGCG par un exercice de nage forcée. Matériels et méthodes : Les souris ont été divisées en un groupe témoin et trois groupes traités à l'EGCG. Le groupe témoin a reçu de l'eau distillée et les groupes traités à l'EGCG ont reçu différentes doses d'EGCG (50, 100 et 200 mg/kg) par gavage oral pendant 28 jours. Le dernier jour de l'expérience, l'exercice de nage forcée a été effectué et les paramètres biochimiques correspondants ont été mesurés. Résultats: Les données ont montré que l'EGCG prolongeait le temps de nage exhaustif, diminuant les niveaux d'acide lactique sanguin, d'azote uréique sérique, de créatine kinase sérique et de malondialdéhyde, qui s'accompagnaient d'une augmentation correspondante de la teneur en glycogène hépatique et musculaire, et de la superoxyde dismutase, catalase , et les activités glutathion peroxydase. Conclusions : Cette étude a indiqué que l'EGCG avait unanti-fatigueeffet.

Mots-clés : Épigallocatéchine-3-gallate, anti-fatigue, paramètres biochimiques, exercice de nage forcée, souris

INTRODUCTION

Fatigue, définie comme une fatigue physique et/ou mentale résultant de l'effort, est une incapacité à continuer l'exercice à la même intensité avec une détérioration des performances qui en résulte.[1]Fatiguepeuvent être classés comme secondaires, physiologiques ou chroniques. Secondairefatiguerésulte des troubles du sommeil, de la dépression, de l'effort excessif et des effets secondaires des médicaments.Fatigue physiologiqueest causé par un repos insuffisant, un effort physique ou une tension mentale.[2] La fatigue chronique ou accumulée peut affecter la performance d'un individu. De plus, la fatigue accumulée à long terme peut conduire au Karoshi (mort par surmenage).[3] Au cours d'un exercice physique intense, le flux d'oxygène vers les muscles squelettiques actifs augmente, ce qui entraîne une production et une accumulation accrues d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) en excès.[4] La fuite d'électrons de la chaîne de transport d'électrons mitochondriale, la réaction de la xanthine oxydase, l'oxydation de l'hémoglobine et les neutrophiles activés ont été identifiées comme les principales sources de génération intracellulaire de ROS pendant l'exercice.[5] L'accumulation de ROS mettra le corps dans un état de stress oxydatif et peut causer des blessures au corps en attaquant les grosses molécules et les organes cellulaires, entraînant une fatigue physique.[6]

Des études antérieures ont également montré que desantioxydantsde l'alimentation interagissent avec les antioxydants endogènes pour former un réseau coopératif d'antioxydants, prévenant le stress oxydatif induit par l'exercice et réduisantfatigue physiqueen piégeant les radicaux libres et les ROS.[7] Le thé vert, fabriqué à partir des feuilles récoltées de Camellia sinensis qui ont subi une oxydation minimale, a été largement utilisé à la fois comme boisson et comme médicament dans la plupart des pays d'Asie, notamment la Chine, le Japon, la Thaïlande et le Vietnam.[8] Le thé vert s'est avéré avoir des effets biologiques bénéfiques, tels que la prévention des cancers, des maladies cardiovasculaires, des caries dentaires, de l'obésité, du diabète et l'amélioration du système immunitaire.[9] On pense que les effets bénéfiques du thé vert sont médiés par ses polyphénols, qui peuvent représenter jusqu'à 30 % du poids sec du thé vert.[10] Les polyphénols du thé vert comprennent principalement (-)-épigallocatéchine-3-gallate (EGCG), (-)-épigallocatéchine (EGC), (-)-épicatéchine (EC), (-)-épicatéchine gallate (ECG) et catéchine . Le polyphénol le plus abondant dans le thé vert est l'EGCG, dont il a été démontré qu'il présente des bioactivités telles qu'antioxydant, anticancéreux, anti-obésité, antibactérien, hépatoprotecteur, neuroprotecteur et autres.[11,12] Cependant, peu d'informations sur leeffet anti-fatiguede l'EGCG est actuellement connue. Par conséquent, la présente étude a été conçue pour évaluer laeffet anti-fatigued'EGCG par exercice de nage forcée de souris.

Conception expérimentale

Après deux semaines d'acclimatation, les animaux ont été divisés en quatre groupes, chacun composé de 12 souris. Groupe témoin (C) : les animaux ont reçu de l'eau distillée (1,5 ml) par gavage oral une fois par jour pendant 28 jours. Groupe traité à faible dose d'EGCG (LET) : les animaux ont reçu une solution d'EGCG (50 mg/kg de poids corporel) par gavage oral une fois par jour pendant 28 jours. Groupe traité à l'EGCG à dose moyenne (MET) : les animaux ont reçu une solution d'EGCG (100 mg/kg de poids corporel) par gavage oral une fois par jour pendant 28 jours. Groupe traité à l'EGCG à haute dose (HET) : les animaux ont reçu une solution d'EGCG (200 mg/kg de poids corporel) par gavage oral une fois par jour pendant 28 jours. La solution d'EGCG a été préparée en la dissolvant dans 1,5 ml d'eau distillée. Le poids corporel a été mesuré une fois par semaine. Après 28 jours, l'exercice de nage forcée a été effectué et les paramètres biochimiques correspondants tels que BLA, SUN, SCK, glycogène tissulaire, SOD, GPx et MDA ont été mesurés à l'aide de kits appropriés.

Exercice de nage forcée

Une heure après le traitement final, l'exercice de nage forcée a été effectué comme décrit précédemment avec quelques modifications. [1,3] En bref, les souris ont exercé dans la piscine en plastique acrylique (50 cm × 50 cm × 40 cm) remplie d'eau ( 25 ± 2 degrés) à une profondeur de 30 cm. Une rondelle en acier (7% du poids corporel) a été chargée sur la racine de la queue de chaque souris. L'épuisement a été déterminé lorsque les animaux étaient incapables de rester sous la surface de l'eau pendant 10 s. Le temps de nage exhaustif a été utilisé comme indice de tolérance à l'effort.

Analyse des paramètres biochimiques

Après la fin de l'exercice de nage forcée, des souris épuisées ont été sacrifiées par décapitation sous anesthésie à l'éther, puis les échantillons de sang ont été prélevés et centrifugés (3,000 × g, 15 min) pour le dosage de BLA, SUN, et SCK. Les rates, les cœurs, les foies et les muscles squelettiques des membres postérieurs ont été disséqués et lavés dans une solution saline glacée et séchés. Ensuite, les rates, les cœurs et les foies ont été pesés et leurs poids par rapport aux poids corporels finaux (indice d'organe) ont été calculés. Les foies et les muscles squelettiques des membres postérieurs ont été homogénéisés dans du tampon Tris-HCl, puis les homogénats ont été centrifugés (4,000 × g, 20 min, 4 degrés) et le surnageant clair a été utilisé pour le dosage du glycogène, SOD, GPx, CAT, MDA. Tous les paramètres biochimiques ont été déterminés à l'aide de kits de diagnostic commerciaux en suivant les instructions recommandées par le fabricant.

analyses statistiques

Les analyses statistiques ont été effectuées à l'aide du logiciel statistique SPSS 13.0. Les résultats sont exprimés en moyenne ± ET. Le test t de Student a été utilisé pour la comparaison de deux groupes. La comparaison multigroupe a été réalisée par ANOVA unidirectionnelle suivie d'un test de Tukey pour l'analyse post hoc. Les valeurs de probabilité P < 0.05="" ont="" été="" considérées="" comme="">

RÉSULTATS

Effets de la (-)-épigallocatéchine-3-gallate sur le poids corporel et les indices d'organes des souris

Comme le montre le tableau 1, au cours des expériences, les poids corporels, l'indice hépatique, l'indice cardiaque et l'indice splénique des groupes LET, MET et HET n'étaient pas significativement différents de ceux du groupe C (P> 0. 05), ce qui signifie que l'EGCG n'a aucun effet sur le poids corporel et le rapport pondéral de l'organe.

Effet de la (-)-épigallocatéchine-3-gallate sur les temps de nage exhaustifs des souris

Comme le montre la figure 1, par rapport au groupe C, les temps de nage exhaustifs des groupes LET, MET et HET étaient significativement plus longs (P <0.05). par="" rapport="" au="" groupe="" let,="" les="" temps="" de="" nage="" exhaustifs="" des="" groupes="" met="" et="" het="" étaient="" significativement="" plus="" longs="" (p="">< 0,05).="" effet="" de="">

Épigallocatéchine-3-gallate sur certains niveaux de paramètres biochimiques sanguins de souris

Comme le montre la figure 2, par rapport au groupe C, les niveaux de BLA et SUN des groupes LET, MET et HET, ainsi que les niveaux de SCK des groupes MET et HET, étaient significativement plus faibles (P < {{1}="" }.05).="" par="" rapport="" au="" groupe="" let,="" les="" niveaux="" de="" bla="" des="" groupes="" met="" et="" het,="" ainsi="" que="" les="" niveaux="" de="" sun="" et="" sck="" des="" groupes="" het,="" étaient="" significativement="" plus="" faibles="" (p=""><>

Effets de la (-)-épigallocatéchine-3-gallate sur la teneur en glycogène hépatique et musculaire de souris

Comme le montre la figure 3, par rapport au groupe C, les teneurs en glycogène hépatique des groupes LET, MET et HET, ainsi que les teneurs en glycogène musculaire des groupes MET et HET, étaient significativement plus élevées (P < 0="" .05).="" par="" rapport="" au="" groupe="" let,="" les="" teneurs="" en="" glycogène="" des="" groupes="" met="" et="" het,="" ainsi="" que="" les="" teneurs="" en="" glycogène="" musculaire="" des="" groupes="" het,="" étaient="" significativement="" plus="" élevées="" (p=""><>

Effet de la (-)-épigallocatéchine-3-gallate sur les activités de superoxyde dismutase dans le foie et les muscles de souris

Comme le montre la figure 4, par rapport au groupe C, les activités SOD dans le foie et les muscles des groupes LET, MET et HET étaient significativement plus élevées (P <0.05). par="" rapport="" au="" groupe="" let,="" les="" activités="" sod="" dans="" le="" foie="" des="" groupes="" met="" et="" het,="" ainsi="" que="" les="" activités="" sod="" dans="" les="" muscles="" des="" groupes="" het,="" étaient="" significativement="" plus="" élevées="" (p=""><>

Effet de la (-)-épigallocatéchine-3-gallate sur les activités de la glutathion peroxydase dans le foie et les muscles de souris

Comme le montre la figure 5, par rapport au groupe C, les activités GPx dans le muscle des groupes LET, MET et HET, ainsi que les activités GPx dans le foie des groupes MET et HET, étaient significativement plus élevées (P < {{="" 1}}.05).="" par="" rapport="" au="" groupe="" let,="" les="" activités="" gpx="" dans="" le="" foie="" des="" groupes="" het,="" ainsi="" que="" les="" activités="" gpx="" dans="" le="" muscle="" des="" groupes="" met="" et="" het,="" étaient="" significativement="" plus="" élevées="" (p=""><>

Effet de la (-)-épigallocatéchine-3-gallate sur les activités de catalase dans le foie et les muscles de souris

Comme le montre la figure 6, par rapport au groupe C, les activités CAT dans le foie et les muscles des groupes LET, MET et HET étaient significativement plus élevées (P <0.05). par="" rapport="" au="" groupe="" let,="" les="" activités="" cat="" dans="" le="" foie="" et="" les="" muscles="" des="" groupes="" met="" et="" het="" étaient="" significativement="" plus="" élevées="" (p=""><>

Effet du (-)-épigallocatéchine-3-gallate sur les taux de malondialdéhyde dans le foie et les muscles de souris

Comme le montre la figure 7, par rapport au groupe C, les niveaux de MDA dans le foie des groupes LET, MET et HET, ainsi que les niveaux de MDA dans les muscles des groupes MET et HET, étaient significativement plus faibles (P < {{ 1}}.05).

Par rapport au groupe LET, les niveaux de MDA dans le foie des groupes HET, ainsi que les niveaux de MDA dans le muscle des groupes MET et HET, étaient significativement plus faibles (P <0.05).

DISCUSSION

La présente étude visait à évaluer l'effet anti-fatigue de l'EGCG. Une mesure directe de l'effet anti-fatigue est l'augmentation de la tolérance à l'effort. L'exercice de nage forcée, qui est peut-être l'un des modèles animaux de désespoir comportemental les plus couramment utilisés, a été largement utilisé pour l'évaluation des propriétés anti-fatigue de nouveaux composés.[14] D'autres méthodes d'exercice forcé telles que le tapis roulant ou la roue à moteur peuvent causer des blessures aux animaux et peuvent ne pas être systématiquement acceptables.[15] Dans cette étude, les données ont montré que l'EGCG prolongeait de manière significative le temps de nage exhaustif des souris, ce qui indiquait que l'EGCG avait un effet anti-fatigue. L'exercice de natation exhaustif est connu pour induire certains paramètres biochimiques sanguins liés aux changements de fatigue, notamment BLA, SUN et SCK. L'acide lactique est le produit de la glycolyse des glucides dans des conditions anaérobies, et la glycolyse est la principale source d'énergie pour un exercice intense en peu de temps.[16] De nombreuses études ont montré que nager jusqu'à l'épuisement entraîne une élévation significative du taux d'acide lactique dans le sang, et la vitesse à laquelle l'acide lactique s'accumule dans le sang a montré une relation inverse avec le temps de nage.[17] De plus, la concentration accrue d'acide lactique entraîne une réduction du pH dans les tissus musculaires et le sang, et provoque ce que l'on appelle l'acidose, entraînant la production de fatigue.[18] Par conséquent, BLA est un indice sensible de l'état de fatigue. Dans cette étude, les données ont montré que l'EGCG diminuait de manière significative les niveaux de BLA des souris, retardant efficacement l'augmentation de la BLA et retardant l'apparition de la fatigue physique. SUN était le produit final du métabolisme des protéines et également l'indice du métabolisme des protéines dans le corps. Au repos, la génération et l'excrétion de SUN étaient en équilibre, alors qu'après une nage exhaustive, SUN augmentait clairement à ce moment.[18] Il existe une corrélation positive entre l'azote uréique in vivo et la tolérance à l'exercice.[6] Ainsi, SUN est un autre indice sensible de l'état de fatigue.

Dans cette étude, les données ont montré que l'EGCG diminuait significativement les niveaux de SUN des souris, ce qui indiquait que l'EGCG pouvait réduire le métabolisme des protéines et améliorer la tolérance à l'exercice. La créatine kinase sérique (SCK) est un biomarqueur clinique des lésions musculaires et un indice indirect des dommages de la structure membranaire.[19] La fonction de la créatine kinase est plus pertinente pour ce qui se passe dans les muscles endommagés. Au cours du processus de dégénérescence musculaire, les cellules musculaires se lysent et leur contenu est libéré dans la circulation sanguine. Étant donné que la majeure partie de la créatine kinase dans le corps existe normalement dans le muscle, une augmentation des taux sanguins de créatine kinase indique que des lésions musculaires se sont produites ou sont en cours d'initiation.[20] La libération de créatine kinase dans le sang est le résultat d'une perméabilité accrue de la membrane cellulaire due à la peroxydation des lipides.[21] Dans cette étude, les données ont montré que l'EGCG diminuait de manière significative les niveaux de SCK des souris, améliorant les dommages musculaires induits par un exercice intensif. On pourrait considérer que cette amélioration contribue à l'amélioration de la tolérance à l'effort par l'EGCG. Le glycogène stocké dans les tissus est la principale source d'énergie pendant l'exercice, car les muscles ne peuvent pas mobiliser les graisses aussi rapidement que le glycogène et les acides gras ne peuvent pas être métabolisés par voie anaérobie.[22] Il est bien connu que l'épuisement du glycogène limite considérablement l'apport d'énergie et la puissance de sortie maximale. L'énergie pour l'exercice provient initialement de la dégradation du glycogène musculaire, après l'épuisement d'un exercice intense et, à des stades ultérieurs, l'énergie sera dérivée du glycogène hépatique.[23] L'épuisement du glycogène hépatique pourrait être un facteur important dans le développement de la fatigue, car comme le glycogène hépatique est épuisé pendant l'exercice, il est impossible de maintenir la glycémie et l'hypoglycémie qui en résulte pourrait entraîner une altération de la fonction nerveuse.[24] Par conséquent, le stockage du glycogène affecte directement la capacité d'exercice et augmente le stockage du glycogène, ce qui améliore la capacité d'endurance et la capacité locomotrice.[25] Dans cette étude, les données ont montré que l'EGCG augmentait de manière significative la teneur en glycogène du foie et des muscles des souris, ce qui indiquait que l'EGCG pouvait améliorer la tolérance à l'exercice. Cela pourrait être dû au fait que l'EGCG a favorisé la restriction de la glycogénolyse et/ou la gluconéogenèse.

Cependant, il existe des preuves expérimentales montrant que l'exercice intensif peut accélérer la mobilisation des triglycérides (ou des graisses), puis augmenter les acides gras libres libérés dans le plasma.[26,27] Diminution des concentrations sériques de triglycérides et augmentation de la disponibilité des acides gras pendant l'exercice intensif. conduire à la réduction du taux d'épuisement du glycogène et à l'amélioration de la tolérance à l'exercice. [28,29] Dans cette étude, les changements dans les triglycérides et les acides gras n'ont pas été étudiés. Ainsi, d'autres expériences sont nécessaires afin d'identifier le mécanisme par lequel l'EGCG pourrait affecter la mobilisation des graisses. Il existe des preuves que les ROS dépassent la plage d'adaptation physiologique normale pendant un exercice intensif, une accumulation de ROS et une diminution du statut antioxydant pourraient en résulter.[30] Ce scénario a augmenté le stress oxydatif et conduit à une peroxydation lipidique et à des modifications oxydatives des protéines et de l'ADN.[31] Les enzymes antioxydantes telles que SOD, CAT et GPx peuvent jouer un rôle important dans l'atténuation des effets toxiques des ROS, et l'amélioration des activités des enzymes antioxydantes peut aider à lutter contre la fatigue.[6] Cependant, de nombreuses études ont rapporté une tendance à la diminution des activités enzymatiques antioxydantes après un exercice intense [32] et la diminution des activités enzymatiques antioxydantes peut être due à leur utilisation contre les radicaux libres et à leur inhibition par les espèces de radicaux libres.[33]

Dans cette étude, les données ont montré que l'EGCG augmentait significativement les activités SOD, CAT et GPx des souris, ce qui indiquait que l'EGCG est capable de réguler à la hausse l'activité enzymatique antioxydante pour se protéger contre le stress oxydatif induit par un exercice intensif, confirmant à nouveau que l'EGCG avait un effet anti-fatigue. La peroxydation lipidique représente des dommages oxydatifs aux tissus causés par le peroxyde d'hydrogène, les anions superoxydes et les radicaux hydroxyles, entraînant une altération structurelle de la membrane, la libération du contenu des cellules et des organites et la perte d'acides gras essentiels avec formation d'aldéhydes cytosoliques et de produits peroxydes.[12 ] Le MDA, un métabolite de la peroxydation des phospholipides, est un indice populaire de la première condition sur les dommages oxydatifs du corps vivant.[34] Dans cette étude, les données ont montré que l'EGCG diminuait de manière significative les niveaux de MDA chez les souris, ce qui indiquait que l'EGCG pouvait réduire la peroxydation lipidique et atténuer les dommages oxydatifs induits par l'exercice. Ces dernières années, certains chercheurs se sont attachés à étudier l'effet anti-fatigue de l'extrait de thé vert et des polyphénols du thé vert. Yu et al. [35] ont découvert que le concentré de boisson au thé vert peut allonger considérablement le temps de nage, réduire le niveau d'acide lactate et augmenter la teneur en glycogène hépatique. Liang et al. [36] ont rapporté que l'extrait de thé vert du Yunnan réduisait le temps de nage exhaustif et améliorait la teneur en glycogène du foie et des muscles. Fan et al. [37] ont découvert que l'extrait de polyphénols de thé vert pouvait prolonger de manière significative le temps de nage exhaustif, ce qui a démontré que l'extrait de polyphénols de thé vert possédait un effet anti-fatigue. Murase et al. [38] ont étudié les effets de l'extrait de thé vert riche en catéchine (GTE) sur l'endurance à la course et le métabolisme énergétique pendant l'exercice chez des souris BALB/c et ont découvert que l'effet d'amélioration de l'endurance du GTE était médié, au moins en partie, par une capacité métabolique accrue. et l'utilisation des acides gras comme source d'énergie dans le muscle squelettique pendant l'exercice.

Huang et al. [39] ont constaté que l'EGCG pouvait prolonger le temps de montée du poteau, le temps de nage exhaustif, le temps de roue de course et le temps de survie de la tolérance à l'hypoxie des souris, ainsi que l'augmentation de l'activité LDH et des teneurs en MG et LG, mais diminuer le BLA et BUN Contenu. Sachdeva et al. [40] ont rapporté qu'un traitement chronique par EGCG rétablissait de manière significative tous les déficits comportementaux, y compris l'anxiété et l'hyperalgésie, chez les souris souffrant de fatigue chronique, de manière dose-dépendante. Tanaka et al. [41] ont suggéré que l'EGCG était efficace pour atténuer la fatigue. L'EGCG administré par voie orale semble avoir un effet antioxydant sur le foie endommagé par l'oxydation des animaux fatigués. Dans cette étude, nous avons également constaté que l'EGCG prolongeait le temps de nage exhaustif et diminuait les niveaux de BLA, SUN, SCK et MDA, qui s'accompagnaient d'augmentations correspondantes de la teneur en glycogène hépatique et musculaire et des activités SOD, CAT et GPx. Par conséquent, les présents résultats confirment davantage que l'EGCG avait un effet anti-fatigue de manière dose-dépendante et à la dose de 200 mg/kg présentait l'effet optimal. Combiné avec des études antérieures, les mécanismes anti-fatigue de l'EGCG peuvent être dus à ses effets protecteurs sur la membrane corpusculaire en empêchant l'oxydation des lipides via la modification de plusieurs activités enzymatiques antioxydantes.[42] Une étude plus approfondie est justifiée pour élucider son mécanisme moléculaire et la régulation des gènes liés à l'anti-fatigue. Les résultats de l'étude suggèrent que l'EGCG peut être utilisé pour concevoir des suppléments nutraceutiques visant à faciliter la récupération de la fatigue et à atténuer les dommages oxydatifs induits par l'exercice.

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