پاسخ مایوکاین‌های MyoD و MRF4 به فعالیت بدنی اکسنتریک و کانسنتریک در مردان جوان سالم

محورهای موضوعی : فصلنامه زیست شناسی جانوری

مریم آقا امینی فشمی ¹ (گروه تربیت بدنی و علوم ورزشی، واحد تهران مرکز، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.)
حسن متین همایی ² (گروه تربیت بدنی و علوم ورزشی، واحد تهران مرکز، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.)

تاریخ دریافت : 1400/01/25 تاریخ پذیرش : 1400/03/28 تاریخ انتشار : 1400/12/01

کلید واژه: انقباض کانسنتریک, انقباض اکسنتریک, MyoD, MRF4,

چکیده مقاله :

هدف از پژوهش حاضر بررسی پاسخ مایوکاین های MyoD و MRF4 به فعالیت بدنی اکسنتریک و کانسنتریک در مردان جوان سالم بود. در یک کارآزمایی میدانی 10 مرد سالم بصورت تصادفی در دو گروه انقباض کانسنتریک و اکسنتریک هر گروه 5 نفر قرار گرفتند. پروتکل های انقباض آیزوکینتیک شامل اکسنتریک و کانسنتریک اکستنشن زانو با حداکثر قدرت و سرعت زاویه ای 60 درجه بر ثانیه بود. گشتاورهای تعیین شده برای هر آزمودنی به منظور همسان سازی بارکاری در هر دو پروتکل یکسان در نظر گرفته شد و سرعت رفت و برگشت 60 درجه بر ثانیه بود. در ابتدا و انتهای فعالیت از بافت عضله پهن جانبی برای بررسی بیان ژن MyoD و MRF4 بایوپسی انجام شد. نتایج نشان داد، تغییرات درون گروهی MRF4 بعد از یک جلسه فعالیت، در گروه اکسنتریک (229/0p = ) و کانسنتریک (178/0p = ) معنادار نبود. همچنین تغییرات بین گروهی نشان دهنده عدم تفاوت بین دو گروه بود (182/0p = ). همچنین تغییرات درون گروهی MyoD بعد از یک جلسه فعالیت، در گروه اکسنتریک (001/0p =) معنادار ولی در گروه کانسنتریک (318/0p = ) معنادار نبود. همچنین تغییرات بین گروهی نشان دهنده عدم تفاوت بین دو گروه بود (821/0p = ). درمجموع مطالعه حاضر نشان داد یک جلسه فعالیت اکسنتریک و کانسنتریک منجر به تغییر فاکتورهای درگیر در قدرت و هایپرتروفی عضلات اسکلتی می شود. علاوه براین، این تغییرات در مجموع در انقباض اکسنتریک بیش از کانسنتریک بود. بر این اساس توصیه می شود جهت افزایش هایپرتروفی و قدرت عضلانی تمرکز بیشتری بر تمرینات کانسنتریک شود.

چکیده انگلیسی:

The present study aimed to investigate the response of MyoD and MRF4 myokines to eccentric and concentric activity in healthy young men. Ten healthy males were split into two groups of five, each with concentric and eccentric contractions. Excentric and concentric knee extension with a maximal power and angular velocity of 60 per second were used in isokinetic contraction protocols. The torque set for each subject was considered the same in both protocols to match the load, and the reciprocating speed was 60 degrees per second. At the beginning and end of the activity, the extensive biopsy was performed to examine the expression of the MyoD and MRF4 genes. The results showed that the intragroup changes of MRF4 after one session of activity were not significant in the eccentric (p = 0.229) and concentric (p = 0.178) groups. Furthermore, intergroup changes showed no difference between two groups (p = 0.182). Moreover, the changes within MyoD group after one activity session were significant in the eccentric group (p = 0.001) but not significant in the concentric group (p = 0.318). Moreover, intergroup changes showed no difference between the two groups (p = 0.821). In general, the present study showed that one session of eccentric and concentric activity leads to changes in the factors involved in skeletal muscle strength and hypertrophy. Besides, these changes were generally greater in the eccentric than concentric contraction. Therefore, it is recommended to focus more on concentric exercises to increase hypertrophy and muscle strength.

منابع و مأخذ:

1. Bickel, C. S., Slade, J., Mahoney, E., Haddad, F., Dudley, G. A., and Adams, G. R. 2005. Time course of molecular responses of human skeletal muscle to acute bouts of resistance exercise. Journal of applied physiology, 98(2): 482-488.


2. Blocquiaux, S., Gorski, T., Van Roie, E., Ramaekers, M., Van Thienen, R., Nielens, H., Thomis, M. 2020. The effect of resistance training, detraining and retraining on muscle strength and power, myofibre size, satellite cells and myonuclei in older men. Experimental gerontology, 133: 110860.


3. Dieli-Conwright, C.M., Kiwata, J.L., Tuzon, C.T., Spektor, T.M., Sattler, F. R., Rice, J.C., and Schroeder, E.T. 2016. Acute Response of PGC-1alpha and IGF-1 Isoforms to Maximal Eccentric Exercise in Skeletal Muscle of Postmenopausal Women. Journal of Strength and Conditioning Research, 30(4): 1161-1170.


4. Drummond, M.J., McCarthy, J.J., Fry, C.S., Esser, K.A., Rasmussen, B.B. 2008. Aging differentially affects human skeletal muscle microRNA expression at rest and after an anabolic stimulus of resistance exercise and essential amino acids. American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism, 295(6): E1333-E1340.


5. Fang, Y., Siemionow, V., Sahgal, V., Xiong, F., Yue, G.H. 2001. Greater movement-related cortical potential during human eccentric versus concentric muscle contractions. Journal of Neurophysiology, 86(4): 1764-1772.


6. Fathi, m., Gharakhanlou, R., solimani, m., rajabi, h., and rezaei, R. 2015. The effect of resistance exercise on myoD expression in slow and fast muscles of wistar rats. Journal of Sport Biosciences, 6(4): 435-449.


7. Hameed, M., Orrell, R., Cobbold, M., Goldspink, G., and Harridge, S. 2003. Expression of IGF‐I splice variants in young and old human skeletal muscle after high resistance exercise. Journal of physiology, 547(1): 247-254.


8. Heinemeier, K. M., Olesen, J. L., Schjerling, P., Haddad, F., Langberg, H., Baldwin, K. M., and Kjaer, M. 2007. Short-term strength training and the expression of myostatin and IGF-I isoforms in rat muscle and tendon: differential effects of specific contraction types. Journal of applied physiology, 102(2): 573-581.


9. Hortobágyi, T., Barrier, J., Beard, D., Braspennincx, J., Koens, P., Devita, P., Lambert, J. 1996. Greater initial adaptations to submaximal muscle lengthening than maximal shortening. Journal of applied physiology, 81(4), 1677-1682.


10. Ishido, M., Kami, K., and Masuhara, M. 2004. Localization of MyoD, myogenin and cell cycle regulatory factors in hypertrophying rat skeletal muscles. Acta physiologica Scandinavica, 180(3): 281-289.


11. Jensky, N. E., Sims, J. K., Dieli-Conwright, C. M., Sattler, F. R., Rice, J. C., and Schroeder, E. T. (2010). Exercise does not influence myostatin and follistatin mRNA expression in young women. Journal of strength and conditioning research/National Strength and Conditioning Association, 24(2): 522.


12. Kay, D., Gibson, A. S. C., Mitchell, M., Lambert, M. I., and Noakes, T.D. 2000. Different neuromuscular recruitment patterns during eccentric, concentric and isometric contractions. Journal of Electromyography and Kinesiology, 10(6): 425-431.


13. Kosek, D.J., Kim, J.S., Petrella, J.K., Cross, J. M., and Bamman, M.M. 2006. Efficacy of 3 days/wk resistance training on myofiber hypertrophy and myogenic mechanisms in young vs. older adults. Journal of Applied Physiology, 101(2), 531-544.


14. Kvorning, T., Andersen, M., Brixen, K., and Madsen, K. 2006. Suppression of endogenous testosterone production attenuates the response to strength training: a randomized, placebo-controlled, and blinded intervention study. American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism, 291(6): E1325-E1332.


15. Liu, Y., Heinichen, M., Wirth, K., Schmidtbleicher, D., and Steinacker, J. M. (2008). Response of growth and myogenic factors in human skeletal muscle to strength training. British Journal of Sports Medicine, 42(12): 989-993.


16. Louis, E., Raue, U., Yang, Y., Jemiolo, B., and Trappe, S. 2007. Time course of proteolytic, cytokine, and myostatin gene expression after acute exercise in human skeletal muscle. Journal of Applied Physiology, 103(5): 1744-1751.


17. Miyata, T., Tanaka, S., and Tachino, K. 2009. MyoD and myogenin mRNA levels after single session of treadmill exercise in rat skeletal muscle. Journal of Physical Therapy Science, 21(1): 81-84.


18. Psilander, N., Damsgaard, R., and Pilegaard, H. 2003. Resistance exercise alters MRF and IGF-I mRNA content in human skeletal muscle. Journal of Applied Physiology, 95(3): 1038-1044.


19. Raue, U., Slivka, D., Jemiolo, B., Hollon, C., and Trappe, S. 2006. Myogenic gene expression at rest and after a bout of resistance exercise in young (18–30 yr) and old (80–89 yr) women. Journal of Applied Physiology, 101(1): 53-59.


20. Richard-Bulteau, H., Serrurier, B., Crassous, B., Banzet, S., Peinnequin, A., Bigard, X., Koulmann, N. 2008. Recovery of skeletal muscle mass after extensive injury: positive effects of increased contractile activity. American Journal of Physiology-Cell Physiology, 294(2): C467-C476.


21. Snijders, T., Verdijk, L.B., van Loon, L. J. 2009. The impact of sarcopenia and exercise training on skeletal muscle satellite cells. Ageing Research Reviews, 8(4): 328-338.


22. Suchomel, T.J., Nimphius, S., Bellon, C.R., Stone, M.H. 2018. The importance of muscular strength: training considerations. Sports medicine, 48(4): 765-785.


23. Willoughby, D. S., and Nelson, M. J. (2002). Myosin heavy-chain mRNA expression after a single session of heavy-resistance exercise. Medicine and Science in Sports and Exercise, 34(8), 1262-1269.


24. Yang, Y., Creer, A., Jemiolo, B., and Trappe, S. 2005. Time course of myogenic and metabolic gene expression in response to acute exercise in human skeletal muscle. Journal of Applied Physiology, 98(5): 1745-1752.