تأثیر دوازده هفته تمرین هوازی بر آنزیم های آنتی اکسیدانی قلبی در موش های تغذیه شده با غذای کلسترول بالا
محورهای موضوعی : فصلنامه زیست شناسی جانوری
سوران حیدری
1
,
کمال عزیزبیگی
2
,
کاوه بهمن پور
3
1 - گروه تربیت بدنی، واحد سنندج، دانشگاه آزاد اسلامی، سنندج، ایران
2 - گروه تربیت بدنی، واحد سنندج، دانشگاه آزاد اسلامی، سنندج، ایران
3 - گروه پرستاری، واحد سنندج، دانشگاه آزاد اسلامی، سنندج، ایران
کلید واژه: Cat, تمرین هوازی, GPX, رژیم غذایی پرچرب, موش صحرایی ویستار,
چکیده مقاله :
امروزه چاقی به یک معضل جهانی تبدیل شده و از عوامل ایجاد کننده آن، کم تحرکی و رژیم غذایی سرشار از کلسترول است. این وضعیت باعث افزایش استرس اکسیداتیو و کاهش فعالیت آنزیم های اکسیداتیو و در نتیجه عوارضی مانند بیماری های قلبی عروقی می شود. فعالیت ورزش هوازی و رعایت رژیم غذایی پرچرب به عنوان یک مداخله غیردارویی موثر بر افزایش ظرفیت آنتی اکسیدانی مورد استفاده قرار می گیرد. هدف از مطالعه حاضر بررسی تأثیر 12 هفته تمرین هوازی بر آنزیم های آنتی اکسیدانی قلبی در موش های تغذیه شده با غذای کلسترول بالا بود. 32 سر موش آزمایشگاهی نژاد ویستار مورد آزمایش قرار گرفتند. در نیمی از موش ها با اضافه کردن یک درصد کلسترول به غذا طی 6 تا 8 هفته، هایپرکلسترولمی القا شد. موش ها به 4 گروه هشت تایی شامل تغذیه نرمال، گروه هایپرکلسترولمیک، تمرین هوازی- هایپرکلسترولمیک و تمرین هوازی- تغذیه نرمال تقسیم شدند. تمرین هوازی پنج روز در هفته و به مدت 12 هفته اجرا شد. 24 ساعت پس از آخرین جلسه تمرینی، موش ها کشته و سلول های قلبی خارج شدند. میزان فعالیت آنزیم های سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز و گلوتاتیون پراکسیداز قلبی توسط کیت های مخصوص ارزیابی شد. نتایج نشان داد که افزایش میزان کلسترول خون تاثیر آماری معنی دار در کاهش آنزیم ها در بافت قلب داشت. همچنین مشخص شد که تمرین هوازی باعث افزایش معنی داری در میزان فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی در بافت قلب می شود. بیشترین میزان کاهش در سطح آنزیم های آنتی اکسیدانی مربوط به گروه هایپرکلسترولمی شده و ببیشترین میزان افزایش مربوط به گروه تمرینات هوازی – تغذیه نرمال بود. تغذیه سرشار از کلسترول ظرفیت آنتی اکسیدانی قلب را کاهش می دهد. هرچند که تمرینات هوازی باعث افزایش فعالیت آنتی اکسیدانی قلب می شود اما ظاهرا پرهیز از تغذیه سرشار از کلسترول می تواند نقش موثرتری ایفا کند.
Obesity has become a global problem today. Obesity can be caused by sedentary lifestyle and a high-cholesterol diet. This condition increases oxidative stress and decreases the activity of oxidative enzymes, resulting in many complications, including cardiovascular disorders. Aerobic exercise and avoidance of high-fat diets are used as a non-pharmacological intervention to increase antioxidant capacity; however, the exact mechanisms of this on the cardiovascular system have not yet been fully identified. The aim of this study was to evaluate the effect of 12 weeks of aerobic exercise on cardiac antioxidant enzymes in mice fed high cholesterol diet. Thirty-two laboratory Wistar rats (191.2 ± 19 g), age 6-8 weeks were randomly assigned to four groups after the hypercholesterolemia induction of half of the rats (adding 1% cholesterol to the food of the rats and sampling the tails of the rats). These four groups comprised of the aerobic exercise-normal nutrition group (n=8), hypercholesterolemic group (n=8), aerobic exercise- hypercholesterolemic group (n=8) and normal nutrition group (n=8). Each endurance exercise training session was held five days a week for 12 weeks. Twenty-four hours after the last training session, the rats were killed and the cardiomyocytes were removed. Moreover, the activity of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and glutathione peroxidase (GPX) enzymes was evaluated by specific kits. The results showed that increasing blood cholesterol had a statistically significant effect on reducing SOD, CAT, and GPX in heart tissue (p=0.001). Furthermore, it was found that aerobic exercise significantly increases the activity of antioxidant enzymes in cardiomyocytes (p=0.001). The highest decrease in the level of antioxidant enzymes was related to the hypercholesterolemic group and the highest increase was related to the aerobic exercise-normal nutrition group. Cholesterol-rich diets reduce the activity of antioxidants in the heart. Although aerobic exercise increases the heart’s antioxidant activity, it seems that avoiding a high-cholesterol diet can play a more effective role.
1. Fernández-Sánchez A, Madrigal-Santillán E, Bautista M, Esquivel-Soto J, Morales-González Á, Esquivel-Chirino C, et al. Inflammation, oxidative stress, and obesity. International journal of molecular sciences, 2011;12(5):3117-32.
2. Mohseni R, Sadeghabadi ZA, Goodarzi MT, Teimouri M, Nourbakhsh M, Azar MR. Evaluation of Mn-superoxide dismutase and catalase gene expression in childhood obesity: its association with insulin resistance. Journal of pediatric endocrinology and metabolism, 2018; 31(7):727-32.
3. Shahsavari G, Tootabi A, Raoufi A. The assessment of serum levels of malondialdehyde and total antioxidant capacity after the use of atorvastatin in patients with coronary artery stenosis. Yafteh, 2015;16(4):18-26.
4. Montalvo-Jave EE, Escalante-Tattersfield T, Ortega-Salgado JA, Piña E, Geller DA. Factors in the pathophysiology of the liver ischemia-reperfusion injury. Journal of Surgical Research. 2008;147(1):153-9.
5. Grune T, Reinheckel T, Davies KJ. Degradation of oxidized proteins in mammalian cells. The FASEB Journal. 1997;11(7):526-34.
6. Tokmakidis SP, Volaklis KA. Training and detraining effects of a combined-strength and aerobic exercise program on blood lipids in patients with coronary artery disease. Journal of cardiopulmonary rehabilitation and prevention. 2003;23(3):193-200.
7. Avunduk AM, Yardımcı S, Avunduk MC, Kurnaz L, Cengiz M. A Possible Mechanism of X-Ray–Induced Injury in Rat Lens. Japanese journal of ophthalmology. 2000;44(1):88-91.
8. Meister A, Anderson ME. Glutathione. Annual review of biochemistry. 1983;52(1):711-60.
9. Morillas-Ruiz J, Zafrilla P, Almar M, Cuevas M, Lopez F, Abellan P, et al. The effects of an antioxidant-supplemented beverage on exercise-induced oxidative stress: results from a placebo-controlled double-blind study in cyclists. European journal of applied physiology. 2005;95(5-6):543-9.
10. Jornot L, Junod AF. Response of human endothelial cell antioxidant enzymes to hyperoxia. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology. 1992;6(1):107-15.
11. Hsu K-J, Liao C-D, Tsai M-W, Chen C-N. Effects of exercise and nutritional intervention on body composition, metabolic health, and physical performance in adults with sarcopenic obesity: a meta-analysis. Nutrients. 2019;11(9):2163.
12. Cesquini M, Torsoni M, Ogo S. Adaptive response to swimming exercise: Antioxidant systems and lipid peroxidation. Journal of Anti-Aging Medicine. 1999;2(4):357-64.
13. Vincent H, Powers S, Stewart D, Shanely R, Demirel H, Naito H. Obesity is associated with increased myocardial oxidative stress. International journal of obesity. 1999;23(1):67-74.
14. Hovanloo F, Hedayati M, Abraham M, Abid Nazari H. The effect of endurance training in differrent periods of time in the activities of antioxidant enzymes in rat liver. Med Res. 2011;35(1):14-9.
15. Silva LA, Scheffer DL, Alves A, T Pereira L, Moneretto DB, Tromm C, et al. Effect of Aerobic Training of Moderate and Low Volume on Electron Transport Chain Activity and Oxidative Stress Markers in Skeletal Muscle. Journal of Exercise Physiology Online. 2015;18(6).
16. Afzalpour M, Gharakhanlou R, Gaeini A, Mohebbi H, Hedayati M, Khazaei M. The effects of aerobic exercises on the serum oxidized LDL and total antioxidant capacity in non-active men. CVD prevention and control. 2008;3(2):77-82.
17. Teixeira V, Valente H, Casal S, Marques F, Moreira P. Antioxidant status, oxidative stress, and damage in elite trained kayakers and canoeists and sedentary controls. International journal of sport nutrition and exercise metabolism. 2009;19(5):443-56.
18. Azizbeigi K, Stannard SR, Atashak S, Haghighi MM. Antioxidant enzymes and oxidative stress adaptation to exercise training: Comparison of endurance, resistance, and concurrent training in untrained males. Journal of Exercise Science & Fitness. 2014;12(1):1-6.
19. Valcheva-Kuzmanova S, Kuzmanov K, Tancheva S, Belcheva A. Hypoglycemic and hypolipidemic effects of Aronia melanocarpa fruit juice in streptozotocin-induced diabetic rats. Methods and Findings in Experimental and Clinical Pharmacology. 2007;29(2):101-6.
20. Ghanbari-Niaki A, Khabazian BM, Hossaini-Kakhak SA, Rahbarizadeh F, Hedayati M. Treadmill exercise enhances ABCA1 expression in rat liver. Biochemical and biophysical research communications. 2007;361(4):841-6.
21. Khabazian BM, Ghanbari-Niaki A, reza Safarzadeh-Golpordesari A, Ebrahimi M, Rahbarizadeh F, Abednazari H. Endurance training enhances ABCA1 expression in rat small intestine. European journal of applied physiology. 2009;107(3):351-8.
22. Ulusu NN, Sahilli M, Avci A, Canbolat O, Ozansoy G, Ari N, et al. Pentose phosphate pathway, glutathione-dependent enzymes and antioxidant defense during oxidative stress in diabetic rodent brain and peripheral organs: effects of stobadine and vitamin E. Neurochemical research. 2003;28(6):815-23.
23. Subramanian SP, Bhuvaneshwari S, Prasath GS. Antidiabetic and antioxidant potentials of Euphorbia hirta leaves extract studied in streptozotocin-induced experimental diabetes in rats. General physiology and biophysics. 2011;30(3):278.
24. Warner DS, Sheng H, Batinić-Haberle I. Oxidants, antioxidants and the ischemic brain. Journal of experimental biology. 2004;207(18):3221-31.
25. Ghaderi Pakdel F, Khadem Vatani K, Saadatian R, et al. Protective Effect of Vitamin E on Diabetes Induced Apoptosis and Oxidative Stress in Rat Heart Tissue. Iranian Journal of Endocrinology and Metabolism. 2008;10(1):67-74.
26. Ascensão A, Magalhães J, Soares J, Ferreira R, Neuparth M, Marques F, et al. Endurance training attenuates doxorubicin-induced cardiac oxidative damage in mice. International journal of cardiology. 2005;100(3):451-60.
27. Keane K. Impact of high intensity interval training (HIIT) and/or selenium (Se) supplementation on oxidative stress and antioxidant status in active females 2014.
28. Farhangi N, Nazem F, Zehsaz F. Effect of endurance exercise on antioxidant enzyme activities and lipid peroxidation in the heart of the streptozotocin-induced diabetic rats. SSU_Journals. 2017;24(10):798-809.
29. Zacarias AC, Barbosa MA, Guerra-Sá R, De Castro UGM, Bezerra FS, de Lima WG, et al. Swimming training induces liver adaptations to oxidative stress and insulin sensitivity in rats submitted to high-fat diet. Redox Report. 2017;22(6):515-23.
_||_