تأثیر تمرینات تداومی و تناوبی بر بیوژنز میتوکندری بافت هیپوکامپ رت های دیابتی القاء شده با STZ
الموضوعات :
نیما نجمی
1
,
پروین فرزانگی
2
,
لیدا مرادی
3
1 - گروه تربیت بدنی و علوم ورزشی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 - گروه تربیت بدنی و علوم ورزشی، واحد ساری، دانشگاه آزاد اسلامی، ساری، ایران.
3 - گروه تربیت بدنی و علوم ورزشی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
الکلمات المفتاحية: شدت تمرین, بیوژنز میتوکندریایی, بیماری متابولیک, هیپوکامپ.,
ملخص المقالة :
هدف: هدف از تحقیق حاضر بررسی تاثیر تمرین ورزشی تداومی و تناوبی بر بیان ژن PGC-1α و TFAM بافت هیپوکمپ در رتهای دیابتی القاء شده با STZ بود.
روش : در این مطالعه تجربی، تعداد 20 موش نر نژاد ویستار به طور تصادفی به دو گروه کنترل (5=n) و دیابت (15=n) تقسیم شدند. القاء دیابت در موش های گروه بیمار توسط تجویز Streptozotocin با غلظت mg/kg 50 صورت گرفت. موش های دیابتی به 3 گروه (1) کنترل دیابتی (2) تمرین تداومی- دیابت (3) تمرین تناوبی- دیابت تقسیم شدند.گروه‌های تمرین تداومی و تناوبی به مدت هشت هفته و هفته ای 5 جلسه تمرینات موردنظر را انجام دادند. سطوح بیان ژن I PGC1-α و TFAM با استفاده از روش Real Time PCR انحام شد. تجزیه و تحلیل داده ها با استفاده از آزمون آنالیز واریانس یکطرفه و آزمون تعقیبی توکی در سطح معنی‌داری p<0.05 انجام شد.
یافته ها: یافته های تحقیق نشان داد که سطوح بیان ژن PGC1-α و TFAM در موش های دیابتی در مقایسه با گروه کنترل سالم کاهش معناداری داشت. تمرینات تداومی و تناوبی موجب افزایش در سطوح بیان ژن PGC1-α و TFAM در گروه های تمرین در مقایسه با گروه کنترل بیمار شدند که این روند تغییرات در گروه تمرین تناوبی به سطح معناداری رسید.
نتیجه‌گیری: نتایج حاکی از آن است که تمرینات ورزشی، به‌ویژه تمرینات تناوبی شدید، می‌توانند راهکاری مؤثر برای تحریک بیوژنز میتوکندریایی و بهبود شاخص‌های متابولیکی در شرایط پاتولوژیک باشند.
1. Tao LC, Wang TT, Zheng L, Hua F, Li JJ. The Role of Mitochondrial Biogenesis Dysfunction in Diabetic Cardiomyopathy. Biomol Ther (Seoul). 2022;30(5):399-408. doi:10.4062/biomolther.2021.192
2. Xue H, Li P, Luo Y, et al. Salidroside stimulates the Sirt1/PGC-1α axis and ameliorates diabetic nephropathy in mice. Phytomedicine. 2019;54:240-247. doi:10.1016/j.phymed.2018.10.031
3. Choi J, Chandrasekaran K, Inoue T, Muragundla A, Russell JW. PGC-1α regulation of mitochondrial degeneration in experimental diabetic neuropathy. Neurobiol Dis. 2014;64:118-130. doi:10.1016/j.nbd.2014.01.001
4. She Y, Yu M, Wang L, Wang Y, Fang P, Zhang Z. Emerging Protective Actions of PGC-1α in Diabetic Nephropathy. Oxid Med Cell Longev. 2022 Oct 10;2022:6580195. doi: 10.1155/2022/6580195.
5. Yuan CX, Wang X, Yu Z, Lian XY, Xu B. Electroacupuncture improves peripheral neuropathy by up-regulating Sirt1/PGC-1α/TFAM pathway in type 2 diabetes rats with peripheral neuropathy. Zhen ci yan jiu= Acupuncture research. 2024 Apr 1;49(4):349-57. doi: 10.13702/j.1000-0607.20221318.
6. Zhang Q, Song W, Zhao B, Xie J, Sun Q, Shi X, Yan B, Tian G, Liang X. Quercetin attenuates diabetic peripheral neuropathy by correcting mitochondrial abnormality via activation of AMPK/PGC-1α pathway in vivo and in vitro. Frontiers in Neuroscience. 2021 Mar 3;15:636172.. doi: 10.3389/fnins.2021.636172.
7. Yerra VG, Kumar A. Adenosine monophosphate-activated protein kinase abates hyperglycaemia-induced neuronal injury in experimental models of diabetic neuropathy: effects on mitochondrial biogenesis, autophagy and neuroinflammation. Molecular neurobiology. 2017 Apr;54(3):2301-12. doi: 10.1007/s12035-016-9824-3
8. Sagarkar S, Balasubramanian N, Mishra S, Choudhary AG, Kokare DM, Sakharkar AJ. Repeated mild traumatic brain injury causes persistent changes in histone deacetylase function in hippocampus: Implications in learning and memory deficits in rats. Brain research. 2019 May 15;1711:183-92. doi: 10.1016/j.brainres.2019.01.022. Epub 2019 Jan 18. PMID: 30664848.
9. Balasubramanian N, Jadhav G, Sakharkar AJ. Repeated mild traumatic brain injuries perturb the mitochondrial biogenesis via DNA methylation in the hippocampus of rat. Mitochondrion. 2021 Nov 1;61:11-24. doi: 10.1016/j.mito.2021.09.001.
10. Zhang Q, Liang XC. Effects of mitochondrial dysfunction via AMPK/PGC-1 α signal pathway on pathogenic mechanism of diabetic peripheral neuropathy and the protective effects of Chinese medicine. Chinese Journal of Integrative Medicine. 2019 May;25(5):386-94. doi.org/10.1007/s11655-018-2579-0
11. Gureev AP, Shaforostova EA, Popov VN. Regulation of mitochondrial biogenesis as a way for active longevity: interaction between the Nrf2 and PGC-1α signaling pathways. Frontiers in genetics. 2019 May 14;10:435.. doi: 10.3389/fgene.2019.00435.
12. Shirvani H, Arabzadeh E. Metabolic cross-talk between skeletal muscle and adipose tissue in high-intensity interval training vs. moderate-intensity continuous training by regulation of PGC-1α. Eating and Weight Disorders-Studies on Anorexia, Bulimia and Obesity. 2020 Feb;25(1):17-24. doi: 10.1007/s40519-018-0491-4.
13. Shirvani H, Arabzadeh E. Metabolic cross-talk between skeletal muscle and adipose tissue in high-intensity interval training vs. moderate-intensity continuous training by regulation of PGC-1α. Eating and Weight Disorders-Studies on Anorexia, Bulimia and Obesity. 2020 Feb;25(1):17-24. doi: 10.1007/s40519-018-0491-4.
14. Peng C yan, Xie Q yuan, Xie X, Tang L yi, Ma T xin, Ke D wei, et al. Extraction, phytochemicals characterization, in vivo and in vitro anti-diabetic ability of non-extractable polyphenols from Undaria pinnatifida. Food Research International [Internet]. 2024 Nov;196:115021. Available from: http://dx.doi.org/10.1016/j.foodres.2024.115021
15. Burke JA, Chen AR, Chansky J. Long-term storage, cryopreservation, and culture of isolated human islets: a systematic review. Frontiers in Transplantation.;4:1614849.
16. Mohsenzadeh M, Aghaei F, Nameni F. The effect of high intensity interval training on SIRT1 and PGC1-α gene expression in soleus muscle of type 2 diabetes in male rat. Medical Journal of Tabriz University of Medical Sciences. 2020 Oct 28;42(4):447-55. [In Persian]
17. Ebrahimnezhad N, Nayebifar S, Soltani Z, Khoramipour K. High-intensity interval training reduced oxidative stress and apoptosis in the hippocampus of male rats with type 2 diabetes: The role of the PGC1α-Keap1-Nrf2 signaling pathway. Iranian Journal of Basic Medical Sciences. 2023;26(11):1313. [In Persian]
18. Ahmadi F, Siahkouhian M, Mirdar S, Tapak L. The Effect of a Detraining After Resistance Training on the Histochemical Expression of Potassium Channels and Mitochondrial Biogenesis of Heart Tissue in Male Rats. Internal Medicine Today. 2021 Mar 10;27(2):230-45. [In Persian]
19. Baghadam M, Mohammadzadeh Salamat K, Azizbeigi K, Baesi K. The effect of resistance training on IRISIN and gene expression of PGC1α in the cardiac muscle in STZ-Induced diabetic rats. Community Health Journal. 2018 Sep 23;12(3):58-64. [In Persian]
20. Bakhtiyari A, GAEINI A, Choobineh S, KORDI M, Hedayati M. The comparison of the influence of 12-week high-intensity interval training and continuous moderate intensity training on PGC-1α and Tfam mitochondrial proteins expressions in gastrocnemius muscle of elderly rats. [In Persian]
21. Khodabandeh M, Peeri M, Azarbayjani MA, Matinhomaee H. Effect of resistance exercise and liposomal vitamin C on some factors of mitochondrial dynamics and biogenesis. Complementary Medicine Journal. 2021 Jun 10;11(1):82-97. [In Persian]
22. Shabani M, Choobineh S, Kordi MR, Afghan M. The effect of 8 weeks of high intensity interval training on the expression of PGC-1α and VEGF genes in myocardial muscle of male healthy rats. Journal of sport biosciences. 2016 Aug 22;8(2):169-76. [In Persian]
