Studie über den Mechanismus der kardioprotektiven Wirkung von Sanddornflavonoiden bei Ratten, die eine langfristige Erschöpfungsübung durchführen
Die Forschung hat bestätigt, dass mäßige körperliche Betätigung gutartige Veränderungen der Form, Struktur und Funktion des Herzens hervorrufen kann, dass aber langfristige erschöpfende körperliche Betätigung negative Auswirkungen auf das Herz-Kreislauf-System haben und sogar zu belastungsbedingten Herzmuskelschäden führen kann. Bei kontinuierlicher, erschöpfender körperlicher Betätigung kommt es zu einem Anstieg der körpereigenen reaktiven Sauerstoffspezies (ROS), wodurch die Fähigkeit, ROS zu beseitigen, eingeschränkt wird. Ein Übermaß an ROS führt zu Funktionsstörungen der Herzmuskelzellen, Protein- und Lipidperoxidation und DNA-Schäden. Darüber hinaus kann eine langfristige, anstrengende Belastung eine weit verbreitete Entzündungsreaktion im Körper auslösen, und die Infiltration von Entzündungszellen kann zu strukturellen und funktionellen Beeinträchtigungen der Herzmuskelzellen führen. Der oxidative Stress und die Entzündungsreaktion, die durch anstrengende körperliche Betätigung ausgelöst werden, aktivieren verschiedene kardiale Hypertrophie-Signalkinasen und Transkriptionsfaktoren und lösen durch DNA- und Mitochondrienschäden sowie die Aktivierung von pro-apoptotischen Signalen die Zellapoptose aus. In einer Studie wurde festgestellt, dass ein 6-wöchiges Erschöpfungstraining das Apoptoseprogramm der Herzmuskelzellen aktivieren und den funktionellen "Umbau" der Herzstruktur beschleunigen kann, indem das Expressionsverhältnis des Bcl-2-assoziierten X-Proteins (Bax)/B-Zell-Iymphom-2-Gens (Bcl-2) in den Herzmuskelzellen der Ratte hochreguliert wird. Darüber hinaus haben Studien bestätigt, dass die Ablagerung und Fibrose von extrazellulären Matrixbestandteilen, die durch eine langfristige, anstrengende körperliche Betätigung ausgelöst werden, eng mit der Zellapoptose verbunden sein können.

Sanddorn gehört zur Familie der Elapidae und ist in China eine traditionelle Heil- und Speisepflanze. Seine antioxidative, tumorhemmende und apoptotische Wirkung ist weithin bestätigt worden. Sanddornflavonoide (SF) sind der wichtigste aktive Bestandteil des Sanddorns. 50-250 μ g/ml SF können die phagozytische Fähigkeit von Mäusezellen verbessern und die Entstehung von oxidativem Stress und Entzündungsmarkern in Raw 264.7-Zellen wirksam hemmen; die Verabreichung von 4 g/kg SF in Kombination mit aerobem Training kann die Apoptosereaktion von Ratten-Hippocampusgewebe hemmen. Allerdings fehlt es derzeit an Untersuchungen zu den kardioprotektiven Effekten von SF bei Ratten, die langfristig erschöpft trainieren. Aus diesem Grund zielt diese Studie darauf ab, ein Rattenmodell für belastungsinduzierte Myokardverletzungen durch langfristige, erschöpfende körperliche Betätigung zu etablieren und die Interventionswirkung von SF auf Myokardverletzungen bei Ratten mit langfristiger, erschöpfender körperlicher Betätigung zu untersuchen, um experimentelle Beweise für die Prävention und Rehabilitation von belastungsinduzierten Myokardverletzungen zu liefern.

Systematisches und wissenschaftlich fundiertes Bewegungstraining kann positive adaptive Veränderungen des Herzens bewirken. Langfristiges erschöpfendes Training kann sich jedoch durch Entzündungsreaktionen, oxidative Stressreaktionen, Aktivierung der Zellapoptose und Fibrose nachteilig auf das Herzmuskelgewebe auswirken. Es gibt Forschungsergebnisse, die bestätigen, dass eine langfristige erschöpfende Belastung die oxidative Stressreaktion von Herzmuskelzellen aktivieren und das Apoptoseprogramm vermitteln kann. Der Aktivierungsprozess von ROS und Caspase-3 ist eng miteinander verbunden, was zu mitochondrialer Schädigung und mechanischer Dysfunktion des Herzmuskels führen kann. Die Freisetzung von Zytokinen und die Infiltration von Neutrophilen, die eine Entzündungsreaktion auslösen, können die auslösenden Faktoren für die Zellapoptose sein, und das Auftreten der Apoptose schafft auch die Voraussetzungen für die Verschlimmerung der Entzündungsreaktion im Gewebe. Untersuchungen haben ergeben, dass sich das Expressionsprofil der myokardialen Apoptosegene nach anstrengender körperlicher Betätigung verändert, wobei die Expression der pro-apoptotischen Gene im Myokard und das Bax/Bcl-2-Verhältnis signifikant erhöht sind. Ähnliche Ergebnisse wurden in diesem Experiment beobachtet, bei dem eine langfristige erschöpfende Belastung zu einem signifikanten Anstieg der MDA-, IL-1 β-, IL-6- und TNF - α-Spiegel, der Caspase-3- und Bax-Proteinexpression sowie des Bcl-2/Bax-Verhältnisses im Rattenmyokard führte. SOD, GSH Px-Spiegel und Bcl-2-Proteinexpression waren signifikant reduziert, was darauf hindeutet, dass langfristige erschöpfende Bewegung oxidativen Stress und Entzündungsreaktionen verschärft und die Aktivierung des Rattenmyokardgewebes Apoptose-Programm induziert.

Die Forschung hat herausgefunden, dass eine übermäßige sportliche Betätigung über verschiedene Wege eine Fibrose des Herzmuskelgewebes auslösen kann, und dass die Aktivierung der Apoptose des Herzmuskelgewebes die Kollagensynthese und den Prozess der Fibrose des Herzmuskels beschleunigen kann. Langfristiges, anstrengendes Training fördert Herzinfarkt und Fibrose, indem es Mikroumgebungsschäden (Entzündung, Zellapoptose usw.) im Körper hervorruft. Langfristige Erschöpfungsübungen können bei Ratten durch die Expression von entzündungsfördernden Zytokinen wie TNF-α und interzellulärem Adhäsionsmolekül-1 eine Entzündung des Herzmuskelgewebes auslösen, was zu belastungsinduzierten strukturellen Mikroschäden des Herzmuskelgewebes und zur Vorhoffibrose führt. Die durch anstrengende körperliche Betätigung ausgelöste Reaktion des Myokards auf oxidativen Stress könnte eine weitere Myokardfibrose auslösen, doch fehlen derzeit direkte Beweise. Darüber hinaus wurde in Studien festgestellt, dass eine 6-wöchige anstrengende körperliche Betätigung eine Myokardfibrose und Fibroblastenproliferation auslösen kann, indem das Bax/Bcl-2-Verhältnis im Herzmuskelgewebe von Ratten hochreguliert und der p38 MAPK/Smad2/3-Signalweg aktiviert wird. Dieses Experiment steht im Einklang mit früheren Studien. Ein Tiermodell für belastungsinduzierte Myokardschäden wurde mit Hilfe einer langfristigen Erschöpfungsübung auf dem Laufband erstellt. Die Ergebnisse zeigten, dass Ratten, die einer langfristigen Erschöpfungsübung unterzogen wurden, eine Hochregulierung von Myokardverletzungsmarkern im Serum, erhöhten oxidativen Stress, Entzündungsreaktionen und Zellapoptose im Myokardgewebe sowie Veränderungen der Gewebemorphologie und Fibrose aufwiesen.

Gegenwärtig fehlt es an Forschungsergebnissen über die Interventionswirkung von SF auf trainingsbedingte Myokardverletzungen. Es gibt jedoch Hinweise darauf, dass verschiedene aus Pflanzen gewonnene Flavonoidextrakte präventive und therapeutische Wirkungen auf belastungsinduzierte Myokardverletzungen haben. In diesem Experiment reduzierten mittlere und hohe Dosen von SF (200, 400 mg/kg) im Vergleich zur Modellgruppe wirksam die Serum-Marker für Myokardschäden bei Ratten. Gleichzeitig zeigte die myokardiale HE-Färbung, dass mittlere und hohe Dosen von SF (200, 400 mg/kg) die morphologische Schädigung des Myokardgewebes, die durch das langfristige Erschöpfungstraining verursacht wurde, wirksam verringerten. Die antioxidative und entzündungshemmende Wirkung von SF ist inzwischen weithin anerkannt, und auch diese Studie bestätigt die Schlussfolgerungen früherer Untersuchungen. In dieser Studie wurde auch bestätigt, dass eine Supplementierung mit 200 und 400 mg/(kg - d) SF den oxidativen Stress, die Entzündungsreaktion und die Expression von Markern für Herzmuskelverletzungen im Herzmuskelgewebe wirksam hemmen kann. Im Vergleich zur Modellgruppe kann die Verabreichung von 100 mg/kg SF auch die Konzentrationen von Entzündungsfaktoren und oxidativem Stress im Herzmuskelgewebe von Ratten, die langfristig erschöpft trainieren, reduzieren, aber die Wirkung ist nicht signifikant. Die Forschung hat gezeigt, dass der Sanddorn-Wasserextrakt die Apoptose hemmen und die Proliferation menschlicher immortalisierter Keratinozyten fördern kann, während er auch an der Regulierung mehrerer nachgeschalteter Apoptose-Signalwege beteiligt ist. Darüber hinaus kann die orale Verabreichung von Sanddorn-Polysacchariden (200mg/kg) die Apoptose von Leberzellen bei Mäusen mit septischen Leberverletzungen hemmen, die Expression von Peroxisom-Proliferator-aktiviertem Rezeptor gamma und Bcl-2 in septischer Mäuseleber hochregulieren und die Expression von NF - κ B, Bax und Caspase-3 herunterregulieren.
In dieser Studie wurde festgestellt, dass nach einer SF-Intervention die Expression von Caspase-3- und Bax-Proteinen sowie das Bcl-2/Bax-Verhältnis im Herzmuskel erschöpfter Ratten signifikant anstieg, während die Expression des Bcl-2-Proteins signifikant abnahm. Dies beweist, dass SF (100, 200, 400 mg/(kg - d)) die Apoptosereaktion der Kardiomyozyten hemmen kann, die durch eine langfristige erschöpfende Belastung ausgelöst wird. Die Forschung hat gezeigt, dass die gesamten Flavonoide des Sanddorns die Expression von Proteinen, die mit der Fibrose zusammenhängen, reduzieren können, indem sie die entzündlichen und oxidativen Stressreaktionen im hypertrophen Narbengewebe des Kaninchenohrs hemmen, wodurch die Effizienz der Fibroblastentransformation im fibrotischen Gewebe reduziert und das Fortschreiten der hypertrophen Narben gehemmt wird. Flavonoid-Wirkstoffe regulieren die Expression des Proteins Fibroblasten-Wachstumsfaktor 21, hemmen den Transformations-Wachstumsfaktor-β 1-Signalweg, induzieren eine Downregulation der Expression der myokardialen Fibrosemarker CTGF, Kollagen-I und Kollagen-III und reduzieren dadurch die myokardiale Fibrose, den oxidativen Stress und die Zellapoptose und verbessern letztendlich die Herzfunktion bei Mäusen mit myokardialer Fibrose. Ähnliche Ergebnisse wurden in diesem Experiment erzielt, bei dem eine langfristige anstrengende körperliche Betätigung die Expression von CTGF- und Kollagen-I-Proteinen im Herzmuskelgewebe von Ratten sowie die CVF im Herzmuskelgewebe signifikant erhöhte. SF (100, 200, 400 mg/(kg - d)) konnte die Fibrose des Myokardgewebes wirksam hemmen.
Zusammenfassend zeigt diese Studie, dass eine 6-wöchige kontinuierliche, erschöpfende körperliche Betätigung oxidativen Stress und eine verstärkte Entzündungsreaktion im Herzmuskelgewebe von Ratten auslöst, was zur Apoptose von Herzmuskelzellen und zur Fibrose führt, was wiederum zu einer Schädigung des Herzmuskelgewebes führt. SF kann den oxidativen Stress und die Entzündungsreaktion im Herzmuskelgewebe von Ratten, die sich langfristig erschöpft haben, wirksam lindern, die Apoptose der Herzmuskelzellen und die Fibrose hemmen und somit eine schützende Wirkung auf den Herzmuskel ausüben.