Physiological and biochemical in vivo study of polyphenols and 20-hydroxyecdisone from quinoa grains effect on resistance to physical exercise in Wistar rats

• Vladimir A. Shipelin
• Nadezhda A. Birulina
• Yuliya S. Sidorova
• Nikita A. Petrov
• Sergey N. Zorin
• Vladimir K. Mazo
• Vladimir V. Bessonov

Abstract

Increasing the ability of the human body to adapt to physical stress is relevant from the standpoint of using foods for special uses containing functional food ingredients (FFI) with effectiveness proven in vivo.

The purpose of this study was to evaluate the effect of FFI from Chenopodium quinoa grains with a high content of polyphenols and phytoecdysteroids on the physical endurance of male Wistar rats.

Material and methods. The experiment was carried out during 36 days using 50 weaned male Wistar rats. The animals were randomly divided into 3 groups (n=12): Control, Run and Run–FFI. Rats of the Control and Run groups received a standard semi-synthetic diet during the experiment. Rats of the Run–FFI group received a semi-synthetic diet with the addition of FFI in an amount of 0.055±0.003%, containing phytoecdysteroids (50.4±0.6 mg/g) and polyphenols (212.0±2.0 mg/g). During the experiment, the rats were assessed for their neuromotor function (grip strength of front paws), memory, and behavioral reactions in the “Elevated Plus Maze” (EPM), “Conditioned Passive Avoidance Reflex” (CPAR) and “Open Field” (OF) tests. Once a week, animals from the Run and Run–FFI groups were subjected to moderate physical load on a “Treadmill”. On the 36^th day of the experiment, the animals of these groups were subjected to exhausting physical load. Immediately after running, the animals were placed in metabolic cages to collect daily urine. At the end of the experiment, the content of corticosterone, the activity of catalase, indicators of protein, lipid and mineral metabolism, indexes of the liver functional state and antioxidant defense system parameters were analyzed in the blood serum; the level of prostaglandin E2 and dopamine were determined in daily urine.

Results. Physiological tests (CRAR, OF) showed that weekly exercise increased anxiety in laboratory animals. The FFI introduction into the diet led to normalization of the assessed parameters (EPM). As a result of 36-day consumption of FFI against the background of physical loads, a significant decrease by 22% in the main stress marker, corticosterone, was revealed in the blood of rats, as well as significant increase by 23% in the stress inhibitor – prostaglandin E2 urinary excretion, compared with animals of the Run group to the level not differed from the indicators of the control animals. There were no differences in endurance performance between the Run and Run–FFI groups on the results of the exhaustive exercise. Consumption of FFI prevented the formation of excess ammonia, significantly reducing the level of urea in the blood and normalizing its excretion to control levels in the urine, which was increased in the Run group by 19%.

Conclusion. The results obtained demonstrated the adaptogenic properties of the developed FFI in response to stress caused by weekly moderate and acute exhaustive physical activity. The obtained data on the biological effect of the developed FPI on the adaptive potential of laboratory animals will serve as an experimental basis for its inclusion in the composition of specialized foods.

Keywords:quinoa grain; stress; 20-hydroxyecdysone; polyphenols; rats; exercise stress; memory; anxiety; dopamine

References

1. Head K.A., Kelly G.S. Nutrients and botanicals for treatment of stress: adrenal fatigue, neurotransmitter imbalance, anxiety, and restless sleep. Altern Med Rev. 2009; 14 (2): 114–40.

2. Özdemir Z., Bildziukevich U., Wimmerová M., Macůrková A., Lovecká P., Wimmer Z. Plant adaptogens: natural medicaments for 21st century? ChemistrySelect. 2018; 3: 2196–214. DOI: https://doi.org/10.1002/slct.201702682

3. Das N., Mishra S.K., Bishayee A., Ali E.S., Bishayee A. The phytochemical, biological, and medicinal attributes of phytoecdysteroids: an updated review. Acta Pharm Sin B. 2021; 11 (7): 1740–66. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apsb.2020.10.012

4. Ren G., Teng C., Fan X., Guo S., Zhao G., Zhang L., et al. Nutrient composition, functional activity and industrial applications of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.). Food Chem. 2023; 410: 135290. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.135290

5. Shahbaz M., Raza N., Islam M., Imran M., Ahmad I., Meyyazhagan A., et al. The nutraceutical properties and health benefits of pseudocereals: a comprehensive treatise. Crit Rev Food Sci Nutr. 2023; 63 (29): 10 217–29. DOI: https://doi.org/10.1080/10408398.2022.2071205

6. Filho A.M., Pirozi M.R., Borges J.T., Pinheiro Sant’Ana H.M., Chaves J.B., Coimbra J.S. Quinoa: nutritional, functional, and antinutritional aspects. Crit Rev Food Sci Nutr. 2017; 57 (8): 1618–30. DOI: https://doi.org/10.1080/10408398.2014.1001811

7. Li Y., Feng Z., Wu T., You H., Wang W., Liu X., et al. Quinoa peptides alleviate obesity in mice induced by a high-fat diet via regulating of the PPAR-α/γ signaling pathway and gut microbiota. Mol Nutr Food Res. 2023; 67 (22): e2300258. DOI: https://doi.org/10.1002/mnfr.202300258

8. Ng C.Y., Wang M. The functional ingredients of quinoa (Chenopodium quinoa) and physiological effects of consuming quinoa: a review. Food Front. 2021; 2: 329–56. DOI: https://doi.org/10.1002/fft2.109

9. Zorin S.N., Petrov N.A., Bokov D.O., Bessonov V.V. Quinoa grains (Chenopodium quinoa Willd.) – a source of protein and biologically active substances. Res J Pharm Technol. 2021; 14 (11): 5781–4. DOI: https://doi.org/10.52711/0974-360X.2021.01005

10. Liu Y., Liu J., Kong Z., Huan X., Li L., Zhang P., et al. Transcriptomics and metabolomics analyses of the mechanism of flavonoid synthesis in seeds of differently colored quinoa strains. Genomics. 2022; 114 (1): 138–48. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ygeno.2021.11.030

11. Lin M., Han P., Li Y., Wang W., Lai D., Zhou L. Quinoa secondary metabolites and their biological activities or functions. Molecules. 2019; 24 (13): 2512. DOI: https://doi.org/10.3390/molecules24132512

12. Liu P.J., Hu Y.S., Wang M.J., Kang L. Nutrient weight against sarcopenia: regulation of the IGF-1/PI3K/Akt/FOXO pathway in quinoa metabolites. Curr Opin Pharmacol. 2021; 61: 136–41. DOI: https://doi.org/10.1016/j.coph.2021.10.001

13. Yoon B.H., Jung J.W., Lee J.J., Cho Y.W., Jang C.G., Jin C., et al. Anxiolytic-like effects of sinapic acid in mice. Life Sci. 2007; 81 (3): 234–40. DOI: https://doi.org/10.1016/j.lfs.2007.05.007

14. Franco R.R., de Almeida Takata L., Chagas K., Justino A.B., Saraiva A.L., Goulart L.R., et al. A 20-hydroxyecdysone-enriched fraction from Pfaffia glomerata (Spreng.) pedersen roots alleviates stress, anxiety, and depression in mice. J Ethnopharmacol. 2021; 267: 113599. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jep.2020.113599

15. Sidorova Y.S., Shipelin V.A., Petrov N.A., Zorin S.N., Mazo V.K. Anxiolytic and antioxidant effect of phytoecdysteroids and polyphenols from Chenopodium quinoa on an in vivo restraint stress model. Molecules. 2022; 27 (24): 9003. DOI: https://doi.org/10.3390/molecules27249003

16. Dougherty J.P., Springer D.A., Gershengorn M.C. The treadmill fatigue test: a simple, high-throughput assay of fatigue-like behavior for the mouse. J Vis Exp. 2016; 111: 54052. DOI: https://doi.org/10.3791/54052

17. Zorin S.N., Sidorova Yu.S., Petrov N.A., Perova I.B., Malinkin A.D., Bokov D.O., et al. A new functional food ingredient enriched by Phytoecdisteroids and Polyphenols from quinoa grains (Chenopodium quinoa Willd.). Res J Pharm Technol. 2021; 14 (8): 4321–8. DOI: https://doi.org/10.52711/0974-360X.2021.00750

18. Reeves P.G. Components of the AIN-93 diets as improvements in the AIN-76A diet. J Nutr. 1997; 127 (5 suppl): 838S–41S. DOI: https://doi.org/10.1093/jn/127.5.838s

19. Committee for the Update of the Guide for the Care and Use of Laboratory animals. Guide Laboratory for the Care and Use of Animals. Washington, DC: National Academies Press (US), 2011. ISBN 978-0-309-15400-0.

20. Sharanova N.E., Kirbaeva N.V., Toropygin I.Y., Khryapova E.V., Koplik E.V., Soto C.K., et al. Effect of acute emotional stress on proteomic profile of selected brain areas and lysosomal proteolysis in rats with different behavioral activity. Bull Exp Biol Med. 2016; 161: 355–8. DOI: https://doi.org/10.1007/s10517-016-3413-3

21. Apryatin S.A., Shipelin V.A., Trusov N.V., Mzhelskaya K.V., Evstratova V.S., Kirbaeva N.V., et al. Comparative analysis of the influence of a high-fat/high-carbohydrate diet on the level of anxiety and neuromotor and cognitive functions in Wistar and DAT-KO rats. Physiol Rep. 2019; 7: e13987. DOI: https://doi.org/10.14814/phy2.13987

22. de Souza R.F., Augusto R.L., de Moraes S.R.A., de Souza F.B., Gonçalves L.V.D.P., Pereira D.D., et al. Ultra-endurance associated with moderate exercise in rats induces cerebellar oxidative stress and impairs reactive GFAP isoform profile. Front Mol Neurosci. 2020; 13: 157. DOI: https://doi.org/10.3389/fnmol.2020.00157

23. Dinan L., Dioh W., Veillet S., Lafont R. 20-hydroxyecdysone, from plant extracts to clinical use: therapeutic potential for the treatment of neuromuscular, cardio-metabolic and respiratory diseases. Biomedicines. 2021; 9 (5): 492. DOI: https://doi.org/10.3390/biomedicines9050492

24. Apryatin S.A., Shipelin V.A., Sidorova Y.S., Petrov N.A., Gmoshinskii I.V., Nikityuk D.B. Interspecific differences in behavioral responses and neuromotorics between laboratory rodents receiving rations with easily digested carbohydrates. Bull Exp Biol Med. 2018; 165 (1): 5–9. DOI: https://doi.org/10.1007/s10517-018-4086-x

25. Mzhelskaya K.V., Shipelin V.A., Shumakova A.A., Musaeva A.D., Soto J.S., Riger N.A., et al. Effects of quercetin on the neuromotor function and behavioral responses of Wistar and Zucker rats fed a high-fat and high-carbohydrate diet. Behav Brain Res. 2020; 378: 112270. DOI: https://doi.org/10.1016/j.bbr.2019.112270

26. Foright R.M., Johnson G.C., Kahn D., Charleston C.A., Presby D.M., Bouchet C.A., et al. Compensatory eating behaviors in male and female rats in response to exercise training. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2020; 319 (2): R171–83. DOI: https://doi.org/10.1152/ajpregu.00259.2019

27. Erta M., Quintana A., Hidalgo J. Interleukin-6, a major cytokine in the central nervous system. Int J Biol Sci. 2012; 8 (9): 1254–66. DOI: https://doi.org/10.7150/ijbs.4679

28. Voytenko N.G. Variability of biochemical blood parameters and establishment of reference intervals in preclinical studies. Report 1: rats. Laboratornye zhivotnye dlya nauchnykh issledovaniy [Laboratory Animals for Scientific Research]. 2020; (1): 1–6. DOI: https://doi.org/10.29296/2618723X-2020-01-06 (in Russian)

29. Chen S., Minegishi Y., Hasumura T., Shimotoyodome A., Ota N. Involvement of ammonia metabolism in the improvement of endurance performance by tea catechins in mice. Sci Rep. 2020; 10: 6065. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-020-63139-9

30. Qaddumi W.N., Jose P.A. The role of the renal dopaminergic system and oxidative stress in the pathogenesis of hypertension. Biomedicines. 2021; 9 (2): 139. DOI: https://doi.org/10.3390/biomedicines9020139

31. Feng Y., Yan X., Guo F., Wang S., Liu Z., Long W. Identification, expression analysis of quinoa betalain biosynthesis genes and their role in seed germination and cold stress. Plant Signal Behav. 2023; 18 (1): 2250891. DOI: https://doi.org/10.1080/15592324.2023.2250891

32. Jan N., Hussain S.Z., Naseer B., Bhat T.A. Amaranth and quinoa as potential nutraceuticals: a review of anti-nutritional factors, health benefits and their applications in food, medicinal and cosmetic sectors. Food Chem. 2023; 18: 100687 DOI: https://doi.org/10.1016/j.fochx.2023.100687

Статистический анализ. Статистическую обработку полученных данных проводили в программе SPSS Statistics 24 (IBM, США) и Microsoft Excel for Windows. Вычисляли набор показателей описательной статистики. Вероятность принятия нулевой гипотезы о совпадении распределений сравниваемых выборок определяли с использованием двустороннего t-критерия Стьюдента для попарно связанных значений, непараметрического post hoc теста Вилкоксона-Манна-Уитни, критерия Краскела-Уоллиса и ANOVA. Данные представлены как среднее значение и стандартная ошибка среднего (M±m). Критический уровень значимости нулевой статистической гипотезы (p) принимали равным 0,05.

Результаты и обсуждение

Интегральные показатели. Результаты формирования групп животных, исходя из данных тестов ПКЛ, "Беговая дорожка" и массы тела, представлены в табл. 1.

При ежедневном осмотре на протяжении всего эксперимента поведение животных, двигательная активность, состояние шерстного покрова, потребление корма и воды было удовлетворительным.

Среднее потребление корма животными разных групп на протяжении эксперимента (по неделям) и среднее кумулятивное за весь эксперимент представлено на рис. 2.

Среднее кумулятивное потребление корма (рис. 2Б) животными группы "Бег-ФПИ", получавшими ФПИ, было статистически значимо ниже показателя животных групп "Контроль" и "Бег". Анализируя понедельное потребление корма животными (рис. 2А), видно, что потребление корма животными группы "Бег-ФПИ" было достоверно меньше по сравнению с контрольными животными на 1-й, 3-й и 4-й неделе эксперимента; значимые различия с потреблением животными группы "Бег" наблюдались только на 1-й неделе.

Расчетное потребление 20Е в составе ФПИ животными опытной группы "Бег-ФПИ" составило 1,83±0,02 мг/кг массы тела в сутки; расчетное потребление флавоноидов - 9,4±0,1 мг/кг массы тела в сутки.

Динамика массы тела крыс на протяжении всего эксперимента не различалась между группами, несмотря на сниженное среднее кумулятивное потребление корма в группе "Бег-ФПИ", что, вероятно, обусловлено незначительно повышенной мышечной массой животных, подвергавшихся еженедельным тестам на беговой дорожке в группах "Бег" и "Бег-ФПИ", на фоне сниженного аппетита, связанного с принудительными тестами (масса тела животных на момент окончания эксперимента составила в группе "Контроль" - 312±11 г, "Бег" - 307±7 г, "Бег-ФПИ" - 302±7 г). В исследовании [26] аналогичное снижение аппетита у самцов-крыс в условиях хронической адаптации к умеренным тренировкам было ассоциировано со снижением уровня интерлейкина-6 в гипоталамусе, играющего важную роль в регулировании аппетита, расхода энергии и массы тела [27].

Оценка поведенческих реакций, функций памяти, силы хватки и физических упражнений на беговой дорожке

Во время первого тестирования в ПКЛ при распределении животных по группам отсутствовали различия в показателях, характеризующих тревожно-подобные функции крыс [21, 25] (рис. 3А, Б), исследовательскую (рис. 3В) и двигательную активность (рис. 3Г). При втором тестировании в ПКЛ на 32-е сутки эксперимента животные опытной группы "Бег" меньше (p<0,05) времени проводили в открытых рукавах лабиринта (см. рис. 3А) по сравнению с первым тестированием; общая пройденная дистанция у животных этой группы также была достоверно ниже (p<0,05) (см. рис. 3Г). Для животных группы "Бег-ФПИ" выявлено повышение двигательной активности, выраженное в статистически значимо (p<0,05) увеличенной пройденной дистанции в сравнении с животными контрольной группы (см. рис. 3Г).

На рис. 4 представлены результаты тестирования в тесте ОП после 25 сут кормления животных экспериментальными рационами. По показателям тревожности (см. рис. 4В, Г, Д, Е) выявлено, что животные групп "Бег" и "Бег-ФПИ", подверженные еженедельным физическим упражнениям, статистически значимо (p<0,05) меньше времени проводили в центре лабиринта и, соответственно, больше времени в зоне периферии (p<0,05) по сравнению с животными группы контроля, что свидетельствует о повышенной тревожности животных обеих опытных групп. При этом эти животные статистически значимо (p<0,05) больше перемещались по лабиринту (см. рис. 4А) по сравнению с животными контрольной группы. Сочетанное использование 2 физиологических тестов - ПКЛ и ОП - показало, что еженедельная физическая нагрузка повышала тревожность лабораторных животных. Употребление ФПИ приводило к нормализации тревожно-подобных функций в тесте ПКЛ, несмотря на отсутствие эффекта в тесте ОП.

В 1-й день тестирования - выработки УРПИ, во всех группах были выявлены животные, не входившие в темный отсек камеры (от 1 до 2 животных) и исключенные из дальнейшего тестирования. На 2-е сутки тестирования краткосрочной памяти значимых различий между группами не выявлено. На 14-е сутки тестирования долгосрочной памяти латентное время входа в темный отсек камеры животными опытных групп "Бег" и "Бег-ФПИ", подвергаемых еженедельной умеренной физической нагрузке, было статистически значимо ниже (p<0,05) по сравнению с показателем животных группы "Контроль", что свидетельствует о влиянии регулярных физических нагрузок на долгосрочную память крыс. Отсутствовали изменения в силе хватки между животными всех групп, также в течение эксперимента не было выявлено различий в поведении животных в тесте "Беговая дорожка" по всем регистрируемым показателям (данные не показаны). По результатам истощающей физической нагрузки на 36-е сутки не выявлено различий между группами в показателях выносливости в тесте (время бега для группы "Бег" составило 42±2 мин, группы "Бег-ФПИ" - 45±2 мин) и пройденной дистанции (данные не показаны).

Биохимические показатели

В табл. 2 представлены результаты определения некоторых биохимических показателей в сыворотке крови животных и суточной моче.

При оценке биохимических показателей крови животных (см. табл. 2) при сравнении групп "Бег" и "Бег-ФПИ" отмечается достоверное повышение на 34% АСТ. Вместе с этим ФПИ вызывает незначительное снижение уровня триглицеридов, достигшее уровня статистической значимости (p<0,05) при сравнении с показателем животных контрольной группы. Повышенная беговая нагрузка на фоне потребления ФПИ вызвала достоверное снижение концентрации глобулинов, мочевины и мочевой кислоты в сыворотке крови у животных группы "Бег-ФПИ" по сравнению с животными контрольной группы (p<0,05). Выявленные различия находятся в пределах колебаний физиологической нормы для крыс данной линии и данного возраста [28]. Физическая нагрузка у животных группы "Бег" приводила к достоверному снижению активности каталазы в крови по сравнению с контрольной группой. В то же время в группе "Бег-ФПИ" активность фермента оставалась на уровне значений контрольных животных, что, по-видимому, свидетельствует о некотором снижении окислительного стресса в организме крыс на фоне физической нагрузки.

Интенсивная мышечная работа у крыс группы "Бег" в сравнении с группой контроля способствовала достоверному повышению на 19% экскреции с мочой мочевины в результате усиленного дезаминирования аминокислот и образования избыточного аммиака, являющегося как центральным, так и периферическим фактором возникновения усталости, вызванной физической нагрузкой [29]. Потребление крысами ФПИ возвращало данный показатель к уровню контрольных животных.

На рис. 5 представлены результаты определения концентрации кортикостерона в сыворотке крови животных и суточной экскреции простагландина Е2 с мочой.

Потребление животными ФПИ, содержащего фитоэкдистероиды и полифенолы, оказало влияние на баланс основного маркера стресса крыс - кортикостерона: препятствовало увеличению концентрации кортикостерона в крови и снижению суточной экскреции с мочой простагландина Е2, статистически значимо (p<0,05) отличающихся у животных группы "Бег" на фоне истощающей физической нагрузки от показателей животных группы "Контроль".

На рис. 6 представлены результаты определения суточной экскреции дофамина с мочой.

Потребление ФПИ способствовало статистически значимому повышению у крыс в группе "Бег-ФПИ" суточной экскреции дофамина с мочой по сравнению с его выведением у животных групп "Бег" и "Контроль". Стимулировать почечную экскрецию дофамина могут различные потребляемые пищевые продукты, содержащие предшественник дофамина - L-дигидроксифенилаланин, увеличивающий выработку дофамина почками [30]. Псевдозлаковые культуры богаты беталаинами - образованными из тирозина азотсодержащими пигментами и являющимися предшественниками L-дигидроксифенилаланина [31, 32]. Киноа в свою очередь содержит беталаины - бетацианины, такие как бетанин и изобетанин в диапазоне 1,5-61 мг на 1 кг зерна [32].

Заключение

Результаты проведенного in vivo исследования продемонстрировали адаптогенные свойства разработанного ФПИ в ответ на стресс, вызванный еженедельными умеренными физическими нагрузками с последующей разовой истощающей нагрузкой на беговой дорожке. Ежедневное потребление крысами ФПИ в составе рациона в рамках настоящей 36-дневной модели повышенных физических энерготрат оказало положительное влияние на целый ряд биохимических показателей, характеризующих метаболические изменения на фоне физических нагрузок, и состояние стресса.

Новые сведения о биологическом действии разработанного ФПИ на адаптационный потенциал лабораторных животных послужат экспериментальным обоснованием для его включения в составы специализированных пищевых продуктов, предназначенных для питания лиц, чья профессиональная деятельность связана с особыми (повышенными) нагрузками, с вредными условиями труда и/или проживающих и работающих в неблагоприятных климатических условиях.

Литература

1. Head K.A., Kelly G.S. Nutrients and botanicals for treatment of stress: adrenal fatigue, neurotransmitter imbalance, anxiety, and restless sleep // Altern. Med. Rev. 2009. Vol. 14, N 2. P. 114-140.

2. Özdemir Z., Bildziukevich U., Wimmerová M., Macůrková A., Lovecká P., Wimmer Z. Plant adaptogens: natural medicaments for 21st century? // ChemistrySelect. 2018. Vol. 3. P. 2196-2214. DOI: https://doi.org/10.1002/slct.201702682

3. Das N., Mishra S.K., Bishayee A., Ali E.S., Bishayee A. The phytochemical, biological, and medicinal attributes of phytoecdysteroids: an updated review // Acta Pharm. Sin. B. 2021. Vol. 11, N 7. P. 1740-1766. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apsb.2020.10.012

4. Ren G., Teng C., Fan X., Guo S., Zhao G., Zhang L. et al. Nutrient composition, functional activity and industrial applications of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) // Food Chem. 2023. Vol. 410. Article ID 135290. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.135290

5. Shahbaz M., Raza N., Islam M., Imran M., Ahmad I., Meyyazhagan A. et al. The nutraceutical properties and health benefits of pseudocereals: a comprehensive treatise // Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2023. Vol. 63, N 29. P. 10 217-10 229. DOI: https://doi.org/10.1080/10408398.2022.2071205

6. Filho A.M., Pirozi M.R., Borges J.T., Pinheiro Sant’Ana H.M., Chaves J.B., Coimbra J.S. Quinoa: nutritional, functional, and antinutritional aspects // Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2017. Vol. 57, N 8. P. 1618-1630. DOI: https://doi.org/10.1080/10408398.2014.1001811

7. Li Y., Feng Z., Wu T., You H., Wang W., Liu X. et al. Quinoa peptides alleviate obesity in mice induced by a high-fat diet via regulating of the PPAR-α/γ signaling pathway and gut microbiota // Mol. Nutr. Food Res. 2023. Vol. 67, N 22. Article ID e2300258. DOI: https://doi.org/10.1002/mnfr.202300258

8. Ng C.Y., Wang M. The functional ingredients of quinoa (Chenopodium quinoa) and physiological effects of consuming quinoa: a review // Food Front. 2021. Vol. 2. P. 329-356. DOI: https://doi.org/10.1002/fft2.109

9. Zorin S.N., Petrov N.A., Bokov D.O., Bessonov V.V. Quinoa grains (Chenopodium quinoa Willd.) - a source of protein and biologically active substances // Res. J. Pharm. Technol. 2021. Vol. 14, N 11. P. 5781-5784. DOI: https://doi.org/10.52711/0974-360X.2021.01005

10. Liu Y., Liu J., Kong Z., Huan X., Li L., Zhang P. et al. Transcriptomics and metabolomics analyses of the mechanism of flavonoid synthesis in seeds of differently colored quinoa strains // Genomics. 2022. Vol. 114, N 1. P. 138-148. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ygeno.2021.11.030

11. Lin M., Han P., Li Y., Wang W., Lai D., Zhou L. Quinoa secondary metabolites and their biological activities or functions // Molecules. 2019. Vol. 24, N 13. P. 2512. DOI: https://doi.org/10.3390/molecules24132512

12. Liu P.J., Hu Y.S., Wang M.J., Kang L. Nutrient weight against sarcopenia: regulation of the IGF-1/PI3K/Akt/FOXO pathway in quinoa metabolites // Curr. Opin. Pharmacol. 2021. Vol. 61. P. 136-141. DOI: https://doi.org/10.1016/j.coph.2021.10.001

13. Yoon B.H., Jung J.W., Lee J.J., Cho Y.W., Jang C.G., Jin C. et al. Anxiolytic-like effects of sinapic acid in mice // Life Sci. 2007. Vol. 81, N 3. P. 234-240. DOI: https://doi.org/10.1016/j.lfs.2007.05.007

14. Franco R.R., de Almeida Takata L., Chagas K., Justino A.B., Saraiva A.L., Goulart L.R. et al. A 20-hydroxyecdysone-enriched fraction from Pfaffia glomerata (Spreng.) pedersen roots alleviates stress, anxiety, and depression in mice // J. Ethnopharmacol. 2021. Vol. 267. Article ID 113599. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jep.2020.113599

15. Sidorova Y.S., Shipelin V.A., Petrov N.A., Zorin S.N., Mazo V.K. Anxiolytic and antioxidant effect of phytoecdysteroids and polyphenols from Chenopodium quinoa on an in vivo restraint stress model // Molecules. 2022. Vol. 27, N 24. Article ID 9003. DOI: https://doi.org/10.3390/molecules27249003

16. Dougherty J.P., Springer D.A., Gershengorn M.C. The treadmill fatigue test: a simple, high-throughput assay of fatigue-like behavior for the mouse // J. Vis. Exp. 2016. Vol. 111. Article ID 54052. DOI: https://doi.org/10.3791/54052

17. Zorin S.N., Sidorova Yu.S., Petrov N.A., Perova I.B., Malinkin A.D., Bokov D.O. et al. A new functional food ingredient enriched by Phytoecdisteroids and Polyphenols from quinoa grains (Chenopodium quinoa Willd.) // Res. J. Pharm. Technol. 2021. Vol. 14, N 8. P. 4321-4328. DOI: https://doi.org/10.52711/0974-360X.2021.00750

18. Reeves P.G. Components of the AIN-93 diets as improvements in the AIN-76A diet // J. Nutr. 1997. Vol. 127, N 5. Suppl. P. 838S-841S. DOI: https://doi.org/10.1093/jn/127.5.838s

19. Committee for the Update of the Guide for the Care and Use of Laboratory animals. Guide Laboratory for the Care and Use of Animals. Washington, DC : National Academies Press (US), 2011. ISBN 978-0-309-15400-0.

20. Sharanova N.E., Kirbaeva N.V., Toropygin I.Y., Khryapova E.V., Koplik E.V., Soto C.K. et al. Effect of acute emotional stress on proteomic profile of selected brain areas and lysosomal proteolysis in rats with different behavioral activity // Bull. Exp. Biol. Med. 2016. Vol. 161. P. 355-358. DOI: https://doi.org/10.1007/s10517-016-3413-3

21. Apryatin S.A., Shipelin V.A., Trusov N.V., Mzhelskaya K.V., Evstratova V.S., Kirbaeva N.V. et al. Comparative analysis of the influence of a high-fat/high-carbohydrate diet on the level of anxiety and neuromotor and cognitive functions in Wistar and DAT-KO rats // Physiol. Rep. 2019. Vol. 7. Article ID e13987. DOI: https://doi.org/10.14814/phy2.13987

22. de Souza R.F., Augusto R.L., de Moraes S.R.A., de Souza F.B., Gonçalves L.V.D.P., Pereira D.D. et al. Ultra-endurance associated with moderate exercise in rats induces cerebellar oxidative stress and impairs reactive GFAP isoform profile // Front. Mol. Neurosci. 2020. Vol. 13. P. 157. DOI: https://doi.org/10.3389/fnmol.2020.00157

23. Dinan L., Dioh W., Veillet S., Lafont R. 20-hydroxyecdysone, from plant extracts to clinical use: therapeutic potential for the treatment of neuromuscular, cardio-metabolic and respiratory diseases // Biomedicines. 2021. Vol. 9, N 5. P. 492. DOI: https://doi.org/10.3390/biomedicines9050492

24. Apryatin S.A., Shipelin V.A., Sidorova Y.S., Petrov N.A., Gmoshinskii I.V., Nikityuk D.B. Interspecific differences in behavioral responses and neuromotorics between laboratory rodents receiving rations with easily digested carbohydrates // Bull. Exp. Biol. Med. 2018. Vol. 165, N 1. P. 5-9. DOI: https://doi.org/10.1007/s10517-018-4086-x

25. Mzhelskaya K.V., Shipelin V.A., Shumakova A.A., Musaeva A.D., Soto J.S., Riger N.A. et al. Effects of quercetin on the neuromotor function and behavioral responses of Wistar and Zucker rats fed a high-fat and high-carbohydrate diet // Behav. Brain Res. 2020. Vol. 378. Article ID 112270. DOI: https://doi.org/10.1016/j.bbr.2019.112270

26. Foright R.M., Johnson G.C., Kahn D., Charleston C.A., Presby D.M., Bouchet C.A. et al. Compensatory eating behaviors in male and female rats in response to exercise training // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 2020. Vol. 319, N 2. P. R171-R183. DOI: https://doi.org/10.1152/ajpregu.00259.2019

27. Erta M., Quintana A., Hidalgo J. Interleukin-6, a major cytokine in the central nervous system // Int. J. Biol. Sci. 2012. Vol. 8, N 9. P. 1254-1266. DOI: https://doi.org/10.7150/ijbs.4679

28. Войтенко Н.Г. Вариабельность биохимических показателей крови и установление референсных интервалов в доклинических исследованиях. Сообщение 1: крысы // Лабораторные животные для научных исследований. 2020. № 1. С. 1-6. DOI: https://doi.org/10.29296/2618723X-2020-01-06

29. Chen S., Minegishi Y., Hasumura T., Shimotoyodome A., Ota N. Involvement of ammonia metabolism in the improvement of endurance performance by tea catechins in mice // Sci. Rep. 2020. Vol. 10. Article ID 6065. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-020-63139-9

30. Qaddumi W.N., Jose P.A. The role of the renal dopaminergic system and oxidative stress in the pathogenesis of hypertension // Biomedicines. 2021. Vol. 9, N 2. P. 139. DOI: https://doi.org/10.3390/biomedicines9020139

31. Feng Y., Yan X., Guo F., Wang S., Liu Z., Long W. Identification, expression analysis of quinoa betalain biosynthesis genes and their role in seed germination and cold stress // Plant Signal. Behav. 2023. Vol. 18, N 1. Article ID 2250891. DOI: https://doi.org/10.1080/15592324.2023.2250891

32. Jan N., Hussain S.Z., Naseer B., Bhat T.A. Amaranth and quinoa as potential nutraceuticals: a review of anti-nutritional factors, health benefits and their applications in food, medicinal and cosmetic sectors // Food Chem. 2023. Vol. 18. Article ID 100687 DOI: https://doi.org/10.1016/j.fochx.2023.100687

All articles in our journal are distributed under the CC BY-NC-ND 4.0 (Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International)

© GEOTAR-Media Publishing Group. The use of textual and illustrative content from this publication for the training of any artificial intelligence systems - including machine learning models and neural networks - is strictly prohibited without the prior written consent of the copyright holder.