اثرات مکمل یاری گلوتامین بر بیان نسبی ژن های Pax3 و Pax7 در بافت عضلانی کند انقباض رت های نر پس از یک جلسه فعالیت مقاومتی شدید
محورهای موضوعی : نشانگر های زیستی پلاسماشهلا مرادی 1 , طاهره باقرپور 2 * , Nematollah Nemati 3
1 - دانشجوی دکتری فیزیولوژی ورزشی گروه تربیت بدنی وعلوم علوم ورزشی واحد دامغان
2 - استادیار گروه علوم ورزشی دانشگاه آزاد واحد دامغان
3 - Department of sport and exercise, Islamic Azad University Damghan Branch
کلید واژه: مکمل گلوتامین, تمرین مقاومتی, سلول های ماهواره ای, ژن های مایوژنیک, آسیب عضلانی,
چکیده مقاله :
چکیده
مقدمه: مکمل گلوتامین ممکن است به کاهش آسیب عضلانی ناشی از تمرین مقاومتی شدید و بهبود ریکاوری کمک کند. تمرین مقاومتی باعث آسیب عضلانی و افزایش بیان ژن‌های PAX3 و PAX7 می‌شود، اما پاسخ این ژن‌ها متناقض است. پژوهش حاضر با هدف بررسی تأثیر گلوتامین بر بیان این ژن‌ها در عضله نعلی رت‌های نر پس از یک جلسه تمرین مقاومتی شدید انجام شد.
روش: این مطالعه تجربی با مدل حیوانی روی ۳۰ رت نر ویستار هشت‌هفته‌ای انجام شد. رت‌ها به سه گروه کنترل، تمرین مقاومتی، و تمرین+گلوتامین تقسیم شدند. مکمل گلوتامین (۰.۵ گرم/کیلوگرم) به مدت پنج روز گاواژ شد. تمرین شامل صعود از سطح شیبدار (۸۵ درجه، ۱.۵ متر) در چهار ست با بار ۵۰–۸۰٪ وزن بدن بود. پس از تمرین، بیان ژن‌ها در عضله نعلی با PCR اندازه‌گیری شد. داده‌ها با آزمون t مستقل و t تک‌نمونه‌ای تحلیل شدند (p ≤ ۰.۰۵).
نتایج: در هر دو متغیر، میانگین بیان ژن‌ها در گروه تمرین مقاومتی بیشتر از گروه تمرین+گلوتامین بود. بین گروه‌ها تفاوتی در بیان PAX7 مشاهده نشد، اما بیان PAX3 در گروه تمرین مقاومتی بالاتر بود. این نشان می‌دهد که تمرین مقاومتی شدید می‌تواند بیان برخی از ژن‌های مرتبط با آسیب عضلانی را افزایش دهد.
نتیجه‌گیری: تمرین مقاومتی شدید موجب افزایش بیان PAX3 و PAX7 شد. مصرف گلوتامین این افزایش را تعدیل کرد و اثر محافظتی در برابر آسیب عضلانی ایجاد نمود. بنابراین، گلوتامین ممکن است در کاهش اثرات منفی تمرینات مقاومتی شدید بر عضلات کند‌انقباض مؤثر باشد و به بهبود فرآیند بازسازی عضلات کمک کند.
Introduction: Glutamine supplementation may help prevent or reduce muscle damage from intense resistance exercise and improve recovery and muscle performance. Resistance training causes muscle damage, activating satellite cells and increasing PAX3 and PAX7 gene expression in muscle fibers. However, the response of these genes varies, and previous studies have not adequately considered slow- and fast-twitch fibers or subject type (animals vs. humans). Additionally, many studies focused on endurance exercise or had inappropriate measurement times. This study aimed to compare the effects of glutamine supplementation on PAX3 and PAX7 gene expression in slow-twitch muscle fibers (soleus) of male rats after intense resistance exercise. It is novel in assessing the acute impact of intense exercise on muscle damage-related gene expression and the role of glutamine, specifically in slow-twitch fibers.
Method: This experimental study used 30 eight-week-old male Wistar rats, weight-matched and randomly divided into three groups (control, glutamine supplementation, and resistance exercise). Glutamine (0.5 g/kg) was administered via gavage for five days. The resistance exercise included four sets of climbing an 85-degree incline with 50–80% body weight, five reps per set. PCR analysis was performed on soleus muscle tissue, and data were analyzed using t-tests (p ≤ 0.05).
Results: PAX3 expression was higher in the resistance training group than in the group receiving both exercise and glutamine. However, PAX7 expression showed no significant difference between groups. This suggests that while glutamine may influence PAX3, it does not significantly affect PAX7 expression in slow-twitch fibers.
#1. Afsharnezhad Roudsari T, Amani A. The effects of resistance training on muscle strength, hypertrophy and myogenin protein level of gastrocnemius in elderly rats Journal of Practical Studies of Biosciences in Sport, vol. 7, no. 14, Fall & Winter 2019/ 2020.#
#2. Buckley JD, Thomson RL, Coates AM, Howe PRC, DeNichilo MO, Rowney MK. 2010. Supplementation with a whey protein hydrolysate enhances recovery of muscle force-generating capacity following eccentric exercise. J Sci Med Sport. 13:178–81.#
#3. Cruzat VF, Rogero MM, Tirapegui J. Effects of supplementation with free glutamine and the dipeptide alanyl-glutamine on parameters of muscle damage and inflammation in rats submitted to prolonged exercise. Cell biochemistry and function. 2010; 28(1):24-30.#
#4. Damas F, Phillips S, Vechin FC, Ugrinowitsch C. A review of resistance training induced changes in skeletal muscle protein synthesis and their contribution to hypertrophy. Sports Medicine. 2015; 45(6):701-8.#
#5. Etheridge T, Philp A, Watt PW. 2008. A single protein meal increases the recovery of muscle function following an acute eccentric exercise bout. Appl Physiol Nutr Metab. 33:1–6.#
#6. Hazar S, Hazar M, Korkmaz S, Bayil S, Gürkan A. The effect of graded maximal aerobic exercise on some metabolic hormones, muscle damage and some metabolic end products in sportsmen. Sci Res Essays 2011; 6:1337-1343.#
#7. Klatt M, Mack K, et al. Solving an MHC allele–specific bias in the reported immune peptidome, JCI Insight. 2020; 5(19): e141264.#
#8. Kuznetsov A, Voronina A, Govorun V, Arapidi G. Critical Review of Existing MHCI Immunopeptidome Isolation Methods, Molecules 2020, 25, 5409.#
#9. Lee SJ, McPherron AC. Regulation of myostatin activity and muscle growth. Proc Natl Acad Sci USA 98: 9306–9311, 2001.#
#10. Macpherson PC, Wang X, Goldman D. Myogenin regulates denervation-dependent muscle atrophy in mouse soleus muscle. J Cell Biochem. 2011; 112 (8):2149- 59.#
#11. Millay D. P., Sutherland, L. B., Bassel-Duby, R., & Olson, E. N. Myomaker is essential for muscle regeneration.Genes & Development, (2014) 28(15), 1641-1646.#
#12. Moresi V, Marroncelli N, Coletti D, Adamo S. Regulation of muscle development and homeostasis by gene imprinting, histone acetylation and microRNA. Biochim Biophys Acta. 2015; 1849(3):309-16.#
#13. Mottahedy M, Bagherpour T, Zafari A, Nemati N. Effect of a Single Session of Intense Resistance Exercise with Glutamine Supplementation on the Relative Expression of Alpha and IIX Isoforms of Fast-Twitch Myosin Heavy Chain Gene in Male Rats. J Gorgan Univ Med Sci 2024; 26 (2): 12-21. URL: http://goums.ac.ir/journal/article-1-4377-en.html#
#14. Mottahedy M, Bagherpour T, Zafari A, Nemati N. The effect of a session of intense resistance activity with glutamine supplementation on the relative expression of myogenin and myosin creatine kinase genes in the fast-twitch muscle fibers of adult male Wistar rats. Journal of Animal Physiology and Development. 2023: Volume 16, Issue 3, Number 63, Pages 65-77. https://sanad.iau.ir/en/Journal/qjaphd/Article/904331#
#15. Najarzadeh A, Atarod H, Mozaffari-Khosravi H, Dehghani A, Asjodi F. The Effect of Single Portion Glutamine Supplement Consumption on Injury Indices of Muscle after Eccentric Resistance Exercise. Arak Medical University Journal (AMUJ). 2015; 18(97):9-17.#
#16. Nokhostin B, Zardost N, the effect of taking a week glutamine supplementation on activity- induced muscle damage, journal of applied exercise physiology, 2015,11, 21(21) ,65-7.#
#17. Penna F, Bonetto A, Baccino FM, Costelli P. Glutamine and myostatin expression in muscle wasting. In: Glutamine in Clinical Nutrition. New York: Springer, 2015, p. 513–526.#
#18. Peterson, M. D., Rhea, M. R., Sen, A., & Gordon, P. M. (2010). Resistance exercise for muscular strength in older adults: a meta-analysis. Ageing Research Reviews, 9(3), 226-237.#
#19. Plotkin D, Roberts M, Haun C, Schoenfeld B, Muscle Fiber Type Transitions with Exercise Training: Shifting Perspectives, 2021, 9, 127.#
#20. Serrano, N.; Colenso-Semple, L.M.; Lazauskus, K.K.; Siu, J.W.; Bagley, J.R.; Lockie, R.G.; Costa, P.B.; Galpin, A.J. Extraordinary Fast-Twitch Fiber Abundance in Elite Weightlifters. PLoS ONE 2019, 14, e0207975.#
#21. Spillane, M., Schwarz, N., Leddy, S., Correa, T., Minter, M., Longoria, V., & Willoughby, D. S. Effects of 28 days of resistance exercise while consuming commercially available pre- and post-workout supplements, NO-Shotgun(R) and NO-Synthesize(R) on body composition, muscle strength and mass, markers of protein synthesis, and clinical safety markers in males. Nutrition & Metabolism, (2011) 8(1), 78.#
#22. Stern RA, Dasarathy S, Mozdziak PE. Ammonia elicits a different myogenic response in avian and murine myotubes. Vitr Cell Dev Biol - Anim 53: 99–110, 2017.#
#23. Street B, Byrne C, Eston R. 2011. Glutamine Supplementation in Recovery from Eccentric Exercise Attenuates Strength Loss and Muscle Soreness. J ExercSci Fit. 9(2):116–122.#
#24. Thapaliya S, Runkana A, McMullen MR, Nagy LE, McDonald C, Naga Prasad SV, Dasarathy S. Alcohol-induced autophagy contributes to loss in skeletal muscle mass. Autophagy 10: 677–690, 2014.#
#25. Zhou Y, Eid T, Hassel B, Danbolt C. Novel aspects of glutamine synthetase in ammonia homeostasis. Neurochemistry International 140 (2020) 104809.#