اثرات شش هفته تمرین هوازی و عصاره دارچین بر بیان ژن رزیستین در بافت کبد موش‌های صحرایی نر تغذیه شده با رژیم غذایی پرچرب
محورهای موضوعی : بیولوژی ورزش سلولی – ملکولی و ژنتیک
رقیه حسینی
1
,
طاهره باقرپور
2
*
,
نعمت‌اله نعمتی
3
1 - گروه علوم ورزشی، واحد دامغان، دانشگاه آزاد اسلامی، دامغان، ایران.
2 - گروه علوم ورزشی، واحد دامغان، دانشگاه آزاد اسلامی، دامغان، ایران
3 - گروه علوم ورزشی، واحد دامغان، دانشگاه آزاد اسلامی، دامغان، ایران
کلید واژه: تمرین هوازی, ژن رزیستین, بافت کبد, وزن بدن, غذای پرچرب, چاقی,
چکیده مقاله :
افزایش بیان ژن رزیستین در کبد، سبب مقاومت به انسولین شده و در رت‌هاي فاقد این ژن، میزان گلوکز ناشتا کاهش می‌یابد. رزیستین از طریق تداخل در مسیر سیگنال‌دهی انسولین، سبب مهار عمل انسولین در کبد شده و از آن به عنوان یک رابط مولکولی مهم بین چاقی و مقاومت به انسولین یاد می‌شود. دارچين به دليل داشتن پلي‌فنل‌ها, داراي اثرات مفيد شبه انسوليني در كنترل قند و چربي خون است و مي‌تواند اشتها را تنظيم كند. آیا شش هفته تمرین هوازی و عصاره دارچین بر بیان ژن رزیستین در بافت کبد موش‌های نر صحرایی تغذیه شده با رژیم غذایی پرچرب اثر دارد؟ در پژوهش تجربی حاضر، 50 سر رت به طور تصادفی به پنچ گروه مساوي (کنترل، رژیم پرچرب، عصاره دارچین و رژیم پرچرب، تمرین هوازی و رژیم پرچرب، تمرین هوازی و عصاره دارچین و رژیم پرچرب) تقسیم شدند. روزانه به مقدار 5/1 میلی گرم به ازاء هر کیلوگرم از وزن بدن به مدت شش هفته از امولسیون غذای پرچرب به صورت گاواژ داده شد. عصاره دارچین به میزان 200 میلی گرم به ازائ هر کیلوگرم از وزن بدن به صورت گاواژ داده شد. گروه تمرین برای پنج روز در هفته و به مدت شش هفته در برنامه تمرین هوازی روی نوارگردان شرکت کردند. شیب نوارگردان در سرتاسر دوره تمرین، 15 درصد بود. سرعت نوارگردان نیز از 25 متر بر دقیقه در هفته اول به 30 متر بر دقیقه در هفته ششم رسید. مدت زمان تمرین از 10 دقیقه در روز در هفته اول به 50 دقیقه در روز در هفته ششم رسید. برای بررسی میزان بیان ژن مورد نظر از روش RT-PCR استفاده شد. ميانگين متغيرهاي پژوهش در بين گروه¬ها، با استفاده از آزمون¬های آنالیز واریانس یک طرفه و بونفرونی مقایسه شدند. همراه با الگوی مشابه افزایش معنی‌دار، تفاوت متغیر وزن بدن و وزن بافت کبد در پس‌آزمون در بین تمامی گروه¬ها با یکدیگر معنی¬دار بود. تفاوت میانگین‌های متغیر ژن رزیستین در بافت کبد رت‌هاي نر تغذیه شده با رژیم غذایی پرچرب پس از شش هفته تمرين هوازي، مصرف عصاره دارچين و غذاي پرچرب در بین تمامی گروه ها با یکدیگر معنی‌دار بود. مقایسه گروه‌های مختلف با گروه کنترل نیز نشان دهنده اثر متغیرهای رژیم غذایی پرچرب, تمرین هوازی و دارچین و تعامل آن‌ها در تغییرات متغیر ژن رزیستین در بافت کبد بود. مصرف غذای پرچرب باعث تغییرات نامطلوب بیان این ژن شده ولی اجرای شش هفته‌ای تمرین و مصرف عصاره دارچین باعث تعدیل اثرات نامطلوب رژیم غذایی پرچرب شده و تغییرات مطلوبی را در بیان این ژن و وزن بدن و وزن بافت کبد ایجاد کرده‌اند. به علاوه، ترکیب اجرای شش هفته‌ای تمرین و عصاره دارچین به مراتب اثرات مطلوب‌تری در تعدیل اثرات نامطلوب رژیم غذایی داشته است.
Increased expression of the resistin gene in the liver causes insulin resistance, and in rats lacking this gene, fasting glucose levels decrease. Resistin inhibits insulin action in the liver by interfering with the insulin signaling pathway and is considered an important molecular link between obesity and insulin resistance. Cinnamon, due to its polyphenols, has beneficial insulin-like effects in controlling blood sugar and lipids and can regulate appetite. Does six weeks of aerobic exercise and cinnamon extract affect the expression of the resistin gene in the liver tissue of male rats fed a high-fat diet? In the present experimental study, 50 rats were randomly divided into five equal groups (control, high-fat diet, cinnamon extract and high-fat diet, aerobic exercise and high-fat diet, aerobic exercise and cinnamon extract and high-fat diet). High-fat food emulsion was given daily by gavage at a dose of 1.5 mg/kg of body weight for six weeks. Cinnamon extract was given at a dose of 200 mg/kg of body weight by gavage. The exercise group participated in an aerobic exercise program on a treadmill for five days a week for six weeks. The treadmill incline was 15% throughout the exercise period. The treadmill speed also started from 25 m/min in the first week and increased to 30 m/min in the sixth week. The exercise duration started from 10 minutes per day in the first week and increased to 50 minutes per day in the sixth week. Real Time-PCR was used to examine the expression levels of genes or mRNA of the target proteins. The mean of the research variables between the groups were compared using one-way ANOVA and Bonferroni tests to determine between-group differences. The mean of the variables between each group and the control group were compared using one-sample t-test to determine within-group differences. Along with a similar pattern of significant increases, the difference in body weight and liver tissue weight at post-test was significant among all groups. The difference in the means of the resistin gene variable in the liver tissue of male rats fed a high-fat diet after six weeks of aerobic exercise, cinnamon extract consumption, and high-fat food was significant among all groups. Comparison of different groups with the control group also showed the effect of the high-fat diet, aerobic exercise, and cinnamon variables and their interaction on the changes in the resistin gene variable in liver tissue. High-fat food caused undesirable changes in the expression of this gene, but six weeks of exercise and cinnamon extract consumption moderated the undesirable effects of the high-fat diet and produced favorable changes in the expression of this gene, body weight, and liver tissue weight. In addition, the combination of six weeks of exercise and cinnamon extract had much more favorable effects in moderating the undesirable effects of the diet on the expression of this gene.
[1] Badalzadeh, R., Shaghaghi, M., Mohammadi, M., Dehghan, G., Mohammadi, Z. (2014). The effect of cinnamon extract and long-term aerobic training on heart function, biochemical alterations and lipid profile following exhaustive exercise in male rats. Coronary Artery Disease, 2014; 2:8.
[2] Church, T.S., Thomas, D.M., Tudor-Locke, C., Katzmarzyk, P.T., Earnest, C.P., Rodarte, R.Q., and et al. (2011). Trends over 5 decades in US occupation-related physical activity and their association with obesity. PloS one, 6(5):e19657.
[3] Dhooge, R., Hellinckx, T., Van Laethem, C., Stegen, S., De Schepper, J., Van Aken, S., and et al. (2011). Influence of combined aerobic and resistance training on metabolic control, cardiovascular fitness and quality of life in adolescents with type 1 diabetes: a randomized controlled trial. Clin Rehabil, 25(4):349-59
[4] Ebrahimi, M., Khenar Sanami, S. (2015). Effects of high fat diet and high intensity aerobic training on interleukin 6 plasma levels in rats. Modares Journal of Medical Sciences: Pathobiology, 18(3): 110-6.
[5] Eftekhari, E., Zafari, A., Gholami, M. (2016). Physical activity, lipid profiles and leptin, The Journal of sports medicine and physical fitness, 56(4): 465-469.
[6] Hasani Ranjbar, S., Nayebi, N., Larijani, B., Abdollahi, M. (2009). A systematic review of the efficacy and safety herbal medicine used in the treatment of obesity, World Journal of Gastroenterology (WJG), 15(25): 3073.
[7] Hoene, M., Weigert, C. (2010). The stress response of the liver to physical exercise. Exerc Immunol Rev, 16: 163-183
[8] Johnson, M.L., Zarins, Z., Fattor, J.A., Horning, M.A., Messonnier, L., Lehman, S.L., Brooks, G.A. (2010). Twelve weeks of endurance training increases FFA mobilization and reesterification in postmenopausal women. J Appl Physiol, 109:1573-1581.
[9] Jurimae, J., Maestu, J., Jurimae, T., Mangus, B., von Duvillard, S.P. (2011). Peripheral signals of energy homeostasis as possible markers of training stress in athletes: a review. Metabolism, 60:335-350.
[10] Loos, R.J., (2012). Genetic determinant of common obesity and their value in prediction. Best practice & research clinical endocrinology & metabolism, 26(2):211-26.
[11] Mathew, S., Abraham, T.E. (2006). Studies on the antioxidant activities of cinnamon (Cinnamomum verum) bark extract, through various in vitro models. Food Chemistry. 94(4):520-8.
[12] Mohammadifar, S.h. (2010). The origin, history and trade routes cinnamon. History of Science, 9:37- 51.
[13] Mollazadeh, H., Hosseinzadeh, H. (2016). Cinnamon effects on metabolic syndrome: a review based on its mechanisms. Iran J Basic Med Sci, 19:1258-1270; http://dx.doi.org/10.22038/ijbms.2016.7906.
[14] Nguyen, N.T., Magno, C.P., Lane, K.t., Hinojosa, M.W., Lane, J.S. (2008). Association of hypertension, diabetes, dyslipidemia, and metabolic syndrome with obesity: finding from the National Health and Nutrition Examination Survey, 1999 to 2004. Journal of the American College of Surgeon, 207(6):928-34.
[15] Ossanloo, P., Najar, L., Zafari, A. (2012). The Effects of Combined Training (Aerobic Dance, Step Exercise and Resistance Training) on Body Fat Percent and Lipid Profiles in Sedentary Females of AL_ZAHRA University, European Journal of Experimental Biology, 2 (5):1598-1602. Pelagia Research Library, ISSN: 2248 –9215, CODEN (USA): EJEBAU.
[16] Ouchi, N., Parker, J.L., Lugus, J.J., Walsh, K. (2011). Adipokines in inflammation and metabolic disease. Nature Reviews Immunology, 11(2):85-97.
[17] Pedersen, B.k., Febbraio, M.A. (2012). Muscles, exercise and obesity: skeletal muscle as a secretory organ. Nat Rev Endocrinol, 8(8): 457-465.
[18] Roussel, A.M., Hininger, I., Benaraba, R., Ziegenfuss, T.N., Anderson, R.A. (2009). Antioxidant effects of a cinnamon extract in people with impaired fasting glucose that are overweight or obese. Journal of the American College of Nutrition, 28(1):16-21.
[19] Sartorius, T., Peter, A., Schulz, N., Drescher, A., Bergheim, I., Machann, J., and et al. (2014). Cinnamon extract improves insulin sensitivity in the brain and lowers liver fat in mouse models of obesity, PloS one, 9(3): e92358.
[20] Shalaby, M.A., Saifan, H.A. (2014). some pharmacological effects of cinnamon and ginger herbs in obese diabetic rate. Journal of Intercultural Ethno pharmacology, 3(4):144.
[21] Tjonna, A. E., Lee, S. J., Rognmo, O., Stolen, T. O., Bye, A., Haram, P. M., et. al. (2008). Aerobic Interval Training Versus Continuous Moderate Exercise as a Treatment for the Metabolic Syndrome a Pilot Study. Circulation, 118(4), 346-54.
[22] Vieira, V.J., Valentine, R.J., Wilund, K.R., Antao, N., Baynard, T., Woods, J.A. (2009). Effects of exercise and low-fat diet on adipose tissue inflammation and metabolic complications in obese mice. American Journal of Physiology – Endocrinology and Metabolism, 296(5): E1164-71.