تاثیر یک دوره تمرین هوازی قبل و بعد از القای آلزایمر بر حافظه و یادگیری رت‌های آلزایمری شده با آمیلوئید بتا

محورهای موضوعی : فصلنامه زیست شناسی جانوری

فرحناز امیرشقاقی ¹ (گروه فیزیولوژی ورزشی، دانشکده تربیت بدنی و علوم ورزشی، دانشگاه تهران، تهران، ایران)
زهرا ایزانلو ² (گروه علوم ورزشی، دانشکده علوم انسانی، دانشگاه بجنورد، بجنورد، ایران)
ملیحه نعیمی کیا ³ (گروه رفتار حرکتی، پژوهشگاه علوم ورزشی، تهران، ایران)

تاریخ دریافت : 1400/07/08 تاریخ پذیرش : 1400/11/02 تاریخ انتشار : 1401/09/01

کلید واژه: تمرین هوازی, زوال عقل, آمیلوئید بتا,

چکیده مقاله :

آلزایمر یک بیماری پیشرونده اختلال عصبی است که منجر از دست دادن سلول های عصبی و اختلال در حافظه و یادگیری می شود. هدف از پژوهش حاضر بررسی تاثیر یک دوره تمرین هوازی قبل و بعد از القای آلزایمر بر حافظه و یادگیری رت های آلزایمری شده با آمیلوئید بتا بود. 60 سر رت نر بالغ ویستار هشت هفته ای با میانگین وزنی 20/17±195 گرم در مرحله قبل از القای آلزایمر از انستیتو پاستور ایران تهیه شد. بعد از دو هفته، رت ها به شکل تصادفی به دو گروه مساوی کنترل (30 سر) و تمرین (30 سر) تقسیم شدند. پس از چهار هفته تمرین، رت های هر کدام از گروه ها به سه زیرگروه: 1- تزریق آمیلوئیدبتا 2- تزریق دارونما 3- بدون تزریق تقسیم شدند. رت های گروه های آلزایمری از طریق تزریق Aβ1-42 به داخل هیپوکمپ آلزایمری شدند. پروتکل تمرین هوازی پنج روز در هفته به مدت چهار هفته در قبل و بعد از القای آلزایمر بود. 24 ساعت بعد از آخرین جلسه تمرینی در دوره پس از القای آلزایمر، حافظه و یادگیری رت ها با استفاده از آزمون ماز آبی موریس مورد ارزیابی قرار گرفت. داده ها با آزمون آنوا یک طرفه و دوطرفه تحلیل شدند. معنی داری بین متغیرها در سطح 05/0p £ مورد توجه قرار گرفت. نتایج در بررسی یادگیری و حافظه در گروه های مختلف نشان داد، گروه های تمرینی نتیجه بهتری نسبت به گروه های استراحتی هم در رت های آلزایمری و هم سالم پس از یک دوره تمرین قبل و بعد از القای آلزایمر را نشان داد (05/0 p ≤). مطالعات زیادی نشان داده اند، فعالیت بدنی و تمرینات ورزشی ممکن است عملکرد شناختی را بهبود و شروع AD و دیگر بیماری های مرتبط با زوال عقل را به تاخیر بیندازد. این نتایج با چندین مطالعه که نشان دادند فعالیت بدنی سطوح عوامل مرتبط با AD را کاهش می دهد، حمایت می شود.

چکیده انگلیسی:

Alzheimer's disease is a progressive neurological disorder that leads to loss of nerve cells and impaired memory and learning. This study aims at investigating the effect of an aerobic exercise course before and after Alzheimer's disease induction on memory and learning of amyloid beta-infected Alzheimer's disease rats. Sixty Wistar rats with a mean weight of 195±17.20 g were obtained from the Pasteur Institute of Iran in the pre-Alzheimer's disease induction stage. After two weeks, the rats were randomly divided into two equal groups of control (30 heads) and experiment (30 heads). After four weeks of training, the rats in each group were divided into three subgroups: 1. Amyloid beta injection 2. Placebo injection 3. No injection. The rats in the Alzheimer's disease groups got Alzheimer's disease by injecting Aβ1-42 into the hippocampus. The aerobic exercise protocol was five days a week for four weeks. 24 hours after the last training session, rats' memory and learning were assessed by using the Morris water maze test. Data was analyzed by one-way and two-way ANOVA. Significance between variables was considered at the level of P ≤ 0.05.The results of studying the learning and memory in different groups revealed that exercise groups showed better results than other groups in both Alzheimer's disease rats and healthy rats after a training period before and after Alzheimer's disease induction (P ≤ 0.05). Many studies have shown that physical activity and exercise may improve cognitive function and delay the onset of AD and other diseases associated with dementia. These results are supported by several studies that have shown that physical activity reduces the levels of AD-related factors. .

منابع و مأخذ:

1. Adlard, P.A., Perreau, V.M., Pop, V., Cotman, C.W. Voluntary exercise decreases amyloid load in a transgenic model of Alzheimer's disease. Journal of Neuroscience, 25(17): 4217-4221.


2. Aguiar, A.S., Castro, A.A., Moreira, E. L., Glaser, V., Santos, A.R., Tasca, C.I., Prediger, R.D. 2011. Short bouts of mild-intensity physical exercise improve spatial learning and memory in aging rats: involvement of hippocampal plasticity via AKT, CREB and BDNF signaling. Mechanisms of Ageing and Development, 132(11): 560-567.


3. Ahlskog, J.E., Geda, Y.E., Graff-Radford, N.R., Petersen, R.C. 2011. Physical exercise as a preventive or disease-modifying treatment of dementia and brain aging. Mayo Clinic Proceedings, 86(9): 876-884.


4. Ang, E.T., Dawe, G.S., Wong, P.T., Moochhala, S., Ng, Y.K. 2006. Alterations in spatial learning and memory after forced exercise. Brain Research, 1113(1): 186-193.


5. Baker, L.D., Frank, L.L., Foster-Schubert, K., Green, P.S., Wilkinson, C. W., McTiernan, A., Craft, S. 2010. Effects of aerobic exercise on mild cognitive impairment: a controlled trial. Archives of neurology, 67(1): 71-79.


6. Barnes, C.A., Rao, G., McNaughton, B. L. 1996. Functional integrity of NMDA-dependent LTP induction mechanisms across the lifespan of F-344 rats. Learning and Memory, 3(2-3): 124-137.


7. Barnes, D.E., Yaffe, K. 2011. The projected effect of risk factor reduction on Alzheimer's disease prevalence. The Lancet Neurology, 10(9): 819-828.


8. Blennow, K., de Leon, M.J., Zetterberg, H. 2006. Alzheimer's disease. The Lancet Neurology, 368(9533): 387-403.


9. Burger, C. 2010. Region-specific genetic alterations in the aging hippocampus: implications for cognitive aging. Frontiers in aging neuroscience, 14(2): 140-148.


10. Dao, A.T., Zagaar, M.A., Alkadhi, K.A. 2015. Moderate Treadmill Exercise Protects Synaptic Plasticity of the Dentate Gyrus and Related Signaling Cascade in a Rat Model of Alzheimer's Disease. Molecular neurobiology, 52(3), 1067-1076.


11. Erickson, K.I., Voss, M.W., Prakash, R.S., Basak, C., Szabo, A., Chaddock, L., White, S.M. 2011. Exercise training increases size of hippocampus and improves memory. Proceedings of the National Academy of Sciences, 108(7): 3017-3022.


12. Erickson, K.I., Voss, M.W., Prakash, R.S., Basak, C., Szabo, A., Chaddock, L., Kramer, A.F. 2011. Exercise training increases size of hippocampus and improves memory. Proceedings of the national academy of sciences, 108(7): 3017-3022.


13. Graff-Radford, N.R. 2011. Can aerobic exercise protect against dementia? Alzheimer's Research and Therapy, 3(1): 6-15.


14. Hill, R. D., Storandt, M., and Malley, M. 1993. The impact of long-term exercise training on psychological function in older adults. Journal of Gerontology, 48(1): 12-17.


15. Larson, E.B., Wang, L., Bowen, J.D., McCormick, W.C., Teri, L., Crane, P., and Kukull, W. 2006. Exercise Is Associated with Reduced Risk for Incident Dementia among Persons 65 Years of Age and OlderExercise, Aging, and Risk for Incident Dementia. Annals of Internal Medicine, 144(2): 73-81.


16. Lazarov, O., Mattson, M.P., Peterson, D.A., Pimplikar, S.W., van Praag, H. 2010. When neurogenesis encounters aging and disease. Trends in Neurosciences, 33(12): 569-579.


17. Liang, K.Y., Mintun, M.A., Fagan, A. M., Goate, A.M., Bugg, J.M., Holtzman, D.M., Head, D. 2010. Exercise and Alzheimer's disease biomarkers in cognitively normal older adults. Annals of Neurology, 68(3): 311-318.


18. Mangialasche, F., Solomon, A., Winblad, B., Mecocci, P., Kivipelto, M. 2010. Alzheimer's disease: clinical trials and drug development. The Lancet Neurology, 9(7): 702-716.


19. Morris, J.C., Price, J.L. 2001. Pathologic correlates of nondemented aging, mild cognitive impairment, and early-stage Alzheimer's disease. Journal of Molecular Neuroscience, 17(2): 101-118.


20. Parachikova, A., Nichol, K.E., Cotman, C.W. 2008. Short-term exercise in aged Tg2576 mice alters neuroinflammation and improves cognition. Neurobiology of disease, 30(1): 121-129.


21. Radak, Z., Hart, N., Sarga, L., Koltai, E., Atalay, M., Ohno, H., and Boldogh, I. 2010. Exercise plays a preventive role against Alzheimer's disease. Journal of Alzheimer's disease, 20(3): 777-783.


22. Reuben, D.B., Judd-Hamilton, L., Harris, T.B., Seeman, T.E., MacArthur A. 2003. The associations between physical activity and inflammatory markers in high-functioning older persons: MacArthur Studies of Successful Aging. Journal of the American Geriatrics Society, 51(8): 1125-1130.


23. Rolland, Y., Abellan van Kan, G., Vellas, B. 2010. Healthy brain aging: role of exercise and physical activity. Clinics in geriatric medicine, 26(1), 75-87.


24. Souza, L.C., Filho, C.B., Goes, A.T., Fabbro, L.D., de Gomes, M.G., Savegnago, L., Jesse, C.R. 2013. Neuroprotective effect of physical exercise in a mouse model of Alzheimer's disease induced by beta-amyloid(1)(-)(4)(0) peptide. Neurotoxicity research, 24(2): 148-163.


25. Um, H.S., Kang, E.B., Koo, J.H., Kim, H.T., Kim, E.J., Yang, C.H., Cho, J.Y. 2011. Treadmill exercise represses neuronal cell death in an aged transgenic mouse model of Alzheimer's disease. Neuroscience research, 69(2): 161-173.


26. Voss, M.W., Prakash, R.S., Erickson, K.I., Basak, C., Chaddock, L., Kim, J.S., Kramer, A.F. 2010. Plasticity of brain networks in a randomized intervention trial of exercise training in older adults. Frontiers in aging neuroscience, 18(7): 132-138.