Effect of 12 Weeks of High Intensity Interval Training with Spirulina Supplementation on Novel Adipokines in Obese Men
Subject Areas : Journal of Animal Biology
Farideh Afsheh
1
,
Alireza Barari
2
,
Asieh abbassi-daloii
3
,
Ayoub Saeidi
4
1 - Department of Exercise Physiology, Ayatollah Amoli Branch, Islamic Azad University, Amol, Iran
2 - Department of Exercise Physiology, Ayatollah Amoli Branch, Islamic Azad University, Amol, Iran
3 - Department of Exercise Physiology, Ayatollah Amoli Branch, Islamic Azad University, Amol, Iran
4 - Department of Physical Education and Sport Science, Faculty of Humanities and Social Science, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran
Keywords: Interval training, Spirulina, Adipokine, Obesity,
Abstract :
The purpose of this study was to investigate the effect of 12 weeks of high intensity interval training (HIIT) with spirulina supplementation on dermatopontine (DPT) and TGF-β in obese men. 44 obese men were divided into four groups of 11 including: control, Training, supplement and supplemental training. Subjects in the 12-week training group perform three HIIT sessions per week. Also, subjects in the supplement group took 6 grams of spirulina per day (three grams in the morning and three grams in the evening) for 12 weeks. 48 hours before the start of the research and 48 hours after the last day of training, blood Blood was drawn and, finally the aforementioned indicators were measured using an ELISA kit and device. The results of the present study showed that there is a significant difference between the groups (p < 0.05). The post hoc analysis showed that training and supplementary training decreased DPT and TGF-β compared to the control group (p < 0.05). The present study showed that HIIT alone and with spirulina supplementation decreased DPT and TGF-β levels in obese men. Also, the consumption of spirulina along with HIIT compared to HIIT alone had a greater effect on the levels of the investigated variables.
1. Alcalá M., Sánchez‐Vera I., Sevillano J., Herrero L., Serra D., Ramos M.P., Viana M. 2015. Vitamin E reduces adipose tissue fibrosis, inflammation, and oxidative stress and improves metabolic profile in obesity. Obesity, 23(8):1598-1606.
2. Bagheri R., Negaresh R., Motevalli M. S., Wong A., Ashtary-Larky D., Kargarfard M., Rashidlamir A. 2022. Spirulina supplementation during gradual weight loss in competitive wrestlers. British Journal of Nutrition, 127(2):248-256.
3. Banji, D., Banji O.J., Pratusha N.G., Annamalai A. 2013. Investigation on the role of Spirulina platensis in ameliorating behavioural changes, thyroid dysfunction and oxidative stress in offspring of pregnant rats exposed to fluoride. Food chemistry, 140(1-2): 321-331.
4. Bonos E., Kasapidou E., Kargopoulos A., Karampampas A., Nikolakakis I., Christaki E., Florou-Paneri P. 2016. Spirulina as a functional ingredient in broiler chicken diets. South African Journal of Animal Science, 46(1):94-102.
5. Chei S., Koh E.J., Seo Y.J., Choi J., Lee Y.J., Hwang J. H., Lee B.Y. 2017. Neuroprotective Effect of Spirulina maxima Extract against Trimethyltin‐Induced Neuronal Damage in HT‐22 Cells. The FASEB Journal, 31:636.617-636.617.
6. de Sousa Neto I.V., Durigan J.L.Q., da Silva A.S.R., de Cássia M.R. 2022. Adipose tissue extracellular matrix remodeling in response to dietary patterns and exercise: molecular landscape, mechanistic insights, and therapeutic approaches. Biology, 11(5):765-787.
7. EL-Sabagh M.R., Abd Eldaim M.A., Mahboub D., Abdel-Daim M. 2014. Effects of Spirulina platensis algae on growth performance, antioxidative status and blood metabolites in fattening lambs. Journal of Agricultural Science, 6(3):92-98.
8. Farrell P.A., Joyner M.J., Caiozzo V. 2011. ACSM's advanced exercise physiology: Wolters Kluwer Health Adis (ESP).
9. Flores L.E.R., Madrigal-Bujaidar E., Salazar M.A., Chamorro G. 2003. Anticlastogenic effect of Spirulina maxima extract on the micronuclei induced by maleic hydrazide in Tradescantia. Life Sciences, 72(12):1345-1351.
10. Fujimoto M., Tsuneyama K., Fujimoto T., Selmi C., Gershwin M.E., Shimada Y. 2012. Spirulina improves non-alcoholic steatohepatitis, visceral fat macrophage aggregation, and serum leptin in a mouse model of metabolic syndrome. Digestive and Liver Disease, 44(9):767-774.
11. Hirahashi T., Matsumoto M., Hazeki K., Saek Y., Ui M., Seya T. 2002. Activation of the human innate immune system by Spirulina: augmentation of interferon production and NK cytotoxicity by oral administration of hot water extract of Spirulina platensis. International Immunopharmacology, 2(4):423-434.
12. Ibuki A., Akase T., Nagase T., Minematsu T., Nakagam G., Horii M., Shimada T. 2012. Skin fragility in obese diabetic mice: possible involvement of elevated oxidative stress and upregulation of matrix metalloproteinases. Experimental Dermatology, 21(3):178-183.
13. Jensen G.S., Drapeau C., Lenninger M., Benson K.F. 2016. Clinical safety of a high dose of Phycocyanin-enriched aqueous extract from Arthrospira (Spirulina) platensis: Results from a randomized, double-blind, placebo-controlled study with a focus on anticoagulant activity and platelet activation. Journal of Medicinal Food, 19(7):645-653.
14. Kawanishi N., Niihara H., Mizokami T., Yano H., Suzuki K. 2013. Exercise training attenuates adipose tissue fibrosis in diet-induced obese mice. Biochemical and Biophysical Research Communications, 440(4):774-779.
15. Khan T., Muise, E.S., Iyengar P., Wang Z.V., Chandalia M., Abate N., Scherer P.E. 2009. Metabolic dysregulation and adipose tissue fibrosis: role of collagen VI. Molecular and Cellular Biology, 29(6):1575-1591.
16. Krishnaswamy V.R., Manikandan M., Munirajan A.K., Vijayaraghavan D., Korrapati P.S. 2014. Expression and integrity of dermatopontin in chronic cutaneous wounds: a crucial factor in impaired wound healing. Cell and Tissue Research, 358(3):833-841.
17. Lefebvre P., Lalloyer F., Baugé E., Pawlak M., Gheeraert C., Dehondt H., Mazuy C. 2017. Interspecies NASH disease activity whole-genome profiling identifies a fibrogenic role of PPARα-regulated dermatopontin. JCI Insight, 2(13):e92264.
18. Lehrke M.J. 2015. Dermatopontin reduces adhesion of bone marrow and endothelial cells in vitro. University of Minnesota.
19. Li L., Wei, Y., Fang C., Liu S., Zhou F., Zhao G., Lin W. 2021. Exercise retards ongoing adipose tissue fibrosis in diet-induced obese mice. Endocrine Connections, 10(3): 325-335.
20. Martland, R., Mondelli V., Gaughran F., Stubbs B. 2020. Can high-intensity interval training improve physical and mental health outcomes? A meta-review of 33 systematic reviews across the lifespan. Journal of Sports Sciences, 38(4):430-469.
21. Mazokopakis E.E., Papadomanolaki M.G., Fousteris A.A., Kotsiris D.A., Lampadakis I.M., Ganotakis E.S. 2014. The hepatoprotective and hypolipidemic effects of Spirulina (Arthrospira platensis) supplementation in a Cretan population with non-alcoholic fatty liver disease: a prospective pilot study. Annals of gastroenterology: quarterly publication of the Hellenic Society of Gastroenterology, 27(4):387-394.
22. Nanjundappa R.R. 2011. Nesprin-2 Giant at the nuclear envelope with roles in cell differentiation, proliferation and chromatin association. Universität zu Köln,
23. Okamoto, O., Hozumi K., Katagiri F., Takahashi N., Sumiyoshi H., Matsuo N., Fujiwara S. 2010. Dermatopontin promotes epidermal keratinocyte adhesion via α3β1 integrin and a proteoglycan receptor. Biochemistry, 49(1):147-155.
24. Parikh P., Mani, U., Iyer U. 2001. Role of Spirulina in the control of glycemia and lipidemia in type 2 diabetes mellitus. Journal of Medicinal Food, 4(4):193-199.
25. Pourabdi K., Shakeriyan S., Pourabdi Z., Janbozorgi M. 2013. Effects of short-term interval training courses on fitness and weight loss of untrained girls. Annals of Applied Sport Science, 1(2):1-9.
26. Raoufi Sangachin, A., Abdi A., Barari A. 2022. Effect of endurance training and Spirulina supplementation on inflammatory cytokines level in overweight men: A clinical trial study. Journal of Gorgan University of Medical Sciences, 24(2);1-9.
27. Salla A.C.V., Margarites A.C., Seibel F.I., Holz L.C., Brião V.B., Bertolin T.E., Costa, J.A.V. 2016. Increase in the carbohydrate content of the microalgae Spirulina in culture by nutrient starvation and the addition of residues of whey protein concentrate. Bioresource Technology, 209:133-141.
28. Santos‐Parker J., Harrison B., McQueen M., Seals D. 2014. Age‐related differences in the plasma proteome in healthy adults: modulatory effect of regular aerobic exercise (LB178). The FASEB Journal, 28:LB178.
29. Soltani M., Aghaei Bahmanbeglou, N., Ahmadizad S. 2020. High-intensity interval training irrespective of its intensity improves markers of blood fluidity in hypertensive patients. Clinical and Experimental Hypertension, 42(4):309-314.
30. Suliburska J., Szulińska M., Tinkov A., Bogdański P. 2016. Effect of Spirulina maxima supplementation on calcium, magnesium, iron, and zinc status in obese patients with treated hypertension. Biological Trace Element Research, 173(1):1-6.
31. Talman V., Ruskoaho H. 2016. Cardiac fibrosis in myocardial infarction-from repair and remodeling to regeneration. Cell and Tissue Research, 365(3):563-581.
32. Unamuno X., Gómez-Ambrosi J., Ramírez B., Rodríguez A., Becerril, S., Valentí V., Frühbeck G. 2020. Dermatopontin, a novel adipokine promoting adipose tissue extracellular matrix remodelling and inflammation in obesity. Journal of Clinical Medicine, 9(4):1069.
تأثیر 12 هفته تمرین تناوبی با شدت بالا همراه با مکمل اسپیرولینا بر برخی آدیپوکین های جدید در مردان چاق
مقدمه: هدف از پژوهش حاضر بررسی تاثیر 12 هفته تمرین تناوبی با شدت بالا (HIIT) همراه با مکمل اسپیرولینا روی درماتوپونتین (DPT) و TGF-β در مردان چاق بود.
روش: 44 مرد چاق به چهار گروه 11 نفری کنترل، تمرین، مکمل و تمرین مکمل تقسیم خواهند شد. آزمودنی های گروه تمرین 12 هفته، هفته ای سه جلسه HIIT را انجام خواهند داد. همچنین آزمودنی های گروه مکمل 6 گرم اسپیرولینا در روز (سه گرم صبح و سه گرم عصر) به مدت 12 هفته مصرف کردند.
. 48 ساعت قبل از شروع پژوهش و 48 ساعت بعد از آخرین روز تمرین خون گیری به عمل خواهد آمد و در نهایت شاخصهای یاد شده اندازه گیری خواهد با استفاده از کیت و دستگاه الایزا اندازه گیری خواهد شد.
نتایج: نتایج پژوهش حاضر نشان داد که بین گروهها تفاوت معنی دار وجود دارد (05/0P<). آزمون تعقیبی نشان داد که تمرین و تمرین مکمل باعث کاهش DPT و TGF-β نسبت به گروه کنترل شد (05/0P<).
نتیجه گیری: نتایج حاضر نشان داد که HIIT به تنهایی و همراه با مکملیاری اسپیرولینا باعث کاهش سطوح DPT و TGF-β در مردان چاق شد. همچنین مصرف اسپیرولینا به همراه HIIT در مقایسه با HIIT به تنهایی دارای تاثیر بیشتری روی سطوح متغیرهای مورد بررسی بود.
کلید واژه: تمرین تناوبی، اسپیرولینا، آدیپوکاین، چاقی
Effect of 12 weeks of high intensity interval training with spirulina supplementation on novel adipokines in men with obesity
Introduction: The purpose of this study was to investigate the effect of 12 weeks of high intensity interval training (HIIT) with spirulina supplementation on dermatopontine (DPT) and TGF-β in obese men.
Method: 44 obese men will be divided into four groups of 11 people: control, Training, supplement and supplemental training. Subjects in the 12-week training group will perform three HIIT sessions per week. Also, subjects in the supplement group took 6 grams of spirulina per day (three grams in the morning and three grams in the evening) for 12 weeks. 48 hours before the start of the research and 48 hours after the last day of training, blood will be drawn and finally the aforementioned indicators will be measured using an ELISA kit and device.
Results: The results of the present study showed that there is a significant difference between the groups (P<0.05). The post-test showed that training and supplementary training decreased DPT and TGF-β compared to the control group (P<0.05).
Conclusion: The present results showed that HIIT alone and with spirulina supplementation decreased DPT and TGF-β levels in obese men. Also, the consumption of spirulina along with HIIT compared to HIIT alone had a greater effect on the levels of the investigated variables.
Keywords: interval training, spirulina, adipokine, obesity
مقدمه:
چاقی یکی از عوامل اصلی مرگ و میر در کشورهای در حال توسعه است که زمینه ساز بیماریهای مختلف می باشد. در چاقی رسوب اجزای ماتریکس خارج سلولی (ECM) بافت چربی، سبب تعدیل بیومکانیک بافت و خواص کششی آن میشود. این ناهنجاری در ساختار ECM ، هموستاز بافت چربی را مختل میکند و باعث فیبروز بافتی و در نتیجه کاهش درجه پلاستیسیته ECM شود.از اینرو تغییرات در ترکیب ECM بافت چربی میتواند مسیرهای سیگنال دهی را که باعث ایجاد بیماریهای همراه با چاقی می شود را فعال کند (Unamuno et al., 2020). بنابراین مطالعه مولکولهایی که میتوانند در تعدیل ECM نقش داشته باشند، به ویژه در دوران چاقی بسیار مورد اهمیت میباشد. در بین فاکتورهای مختلف، درماتوپونتین (DPT)، یک پروتئین 22 کیلو دالتونی با ویژگیهای فیزیولوژیکی متعدد از جمله تشکیل کلاژن و تشکیل فیبریل فیبرونکتین ، القای چسبندگی سلولی و ترمیم زخم را میتوان مورد توجه قرار داد. DPT به عنوان پروتئین ماتریکس اسیدی غنی از تیروزین (TRAMP) شناخته شده است که برای اولین بار در پوست جنین گاو کشف شد (Lehrke, 2015; Unamuno et al., 2020).. علاوه بر پوست، DPT به طور گستردهای در کلیه، کبد، قلب، چشم، عضله اسکلتی، بافت چربی، ماتریکس استخوان و مغز بیان میشود (Lehrke, 2015). نشان داده شده است که DPT ترشح شده توسط سلولهای چربی و دیگر سلولها در مغز استخوان ممکن است عروق را پوشانده و از چسبندگی موثر سلولهای اندوتلیال به سلوهای پیشساز خونی جلوگیری کند (Okamoto et al., 2010). گزارش شده است که از عملکردهای DPT : شامل اتصال به سطح سلولی گیرنده اینتگرین α3β1 و syndecan-1 و همچنین تعامل و تعدیل فعالیت فاکتور رشـد تغییردهنده بتا )β (TGF- میباشد. با توجه به ویژگی های عملکردی TGF-β ، DPT فعالیت بیولوژیکی آن را افزایش میدهد (Krishnaswamy, Manikandan, Munirajan, Vijayaraghavan, & Korrapati, 2014). TGF-β سیتوکینی است که به عنوان تنظیم کننده اصلی فیبروز در بافت چربی در نظر گرفته می شود (Nanjundappa, 2011). TGF-β بیان اجزای ECM متعدد مانند کلاژن ، فیبرونکتین و متالوپروتئینازهای ماتریکس را افزایش می دهد . بیان MMP در بافت چربی در بیماران مبتلا به چاقی به میزان قابل توجهی افزایش مییابد و افزایش MMP9 در بیماران مبتلا به چاقی نشان داده شد و درمان با DPT همچنین بیان آن را در چربی ها افزایش داد (Khan et al., 2009; Talman & Ruskoaho, 2016). در یک مطالعه، بررسی ارتباط بین DPT با چاقی و فاکتورهای مرتبط با آن نشان داد که غلظت گردش خون DPT در بیماران چاق با و بدون دیابت نوع 2 افزایش مییابد. همبستگی مثبتی بین غلظت گردش خون DPT و همه اندازهگیری های پیکرسنجی وجود داشت هچنین بین DPT و مقاومت انسولینی نیز همبستگی مثبت و ارتباط منفی DPT با سطح کلسترول HDL گزارش شد (Unamuno et al., 2020). همچنین نشان داده شده است که DPT عوامل ضدالتهابی IL-4 و IL-13 را در چربی های احشایی نیز کاهش داد. علاوه بر این ، LPS و اسید پالمیتیک، که در ایجاد التهاب بافت چربی نقش دارند ، بیان DPT را افزایش دادند (Unamuno et al., 2020). گزارش شده است که DPT در بیان عوامل مختلف مرتبط با التهاب مانند IL6 ، IL8 و TNF است نقش دارد و سرکوب کردن بیان DPT در موشها باعث افزایش بیان ژنهای دخیل در مسیر Clec7a/Dectin-1 می شود که مسئول سرکوب مسیرهای پیام رسانی گیرنده Toll-like (TLR) -4 و در نتیجه پاسخهای ضدالتهابی است (Lefebvre et al., 2017; Unamuno et al., 2020). همانطور که گفته شد TGF-β با DPT ارتباط مستقیمی دارد. عدم تعادل مصرف و دریافت انرژي منجر بـه چاقی میشود. فعالیتهاي جسمانی و تمرینهاي ورزشی و همچنین رژیم غذایی مناسب از راه هاي مؤثر در افزایش هزینه انرژي بـوده که چاقی و عوارض ناشی از آن را کاهش میدهد. از آنجا که تمرینهاي ورزشی با روشهاي گوناگونی صورت میگیرند، شناخت شیوههایی که بتوانند بر متابولیسم چربی و ذخایر آن، اثر بهینهاي داشته باشند، بهبود ترکیببدنی و افزایش سطح تندرستی را سرعت بخشند، مهم به نظر میرسد (Pourabdi, Shakeriyan, Pourabdi, & Janbozorgi, 2013). در طول 20 سال اخیر توجه زیادی به تمرین تناوبی شدید (HIIT) در مقایسه با تمرین تداومی با شدت متوسط (MICT) متمرکز شده است. HIIT مشتمل بر وهلههای کوتاه تناوبی از فعالیت جسمانی شدید است که معمولاً با شدت برابر یا بیشتر از 85 درصد ضربان قلب بیشینه اجرا میشود و اهمیت HIIT بواسطه مقرون به صرفه بودن این نوع تمرین از نظر زمانی است، به نحویکه یک جلسه معمول HIIT میتواند تا سه برابر کوتاهتر از یک جلسه MICT سنتی باشد و HIIT میتواند در مدت زمان کمتری در مقایسه با MICT منجر به بهبود قابل ملاحظه در آمادگی قلبی-عروقی و متابولیک شود (Martland, Mondelli, Gaughran, & Stubbs, 2020).
علاوه بر تمرین ورزشی، برخی مکملهای غذایی از قبیل اسپرولینا میتواند با تاثیرات مثبتی از جمله برای افراد دارای اضافه وزن و چاقی همراه باشد. درمان چاقی با تغییرات سبک زندگی و/یا درمانهای دارویی امکانپذیر میباشد. متأسفانه درمانهای دارویی چاقی، علیرغم فواید کوتاهمدت، اغلب با بازگشت وزن پس از قطع دارو و عوارض جانبی همراه است (15). اسپیرولینا1 یک جلبک سبز- آبی فیلامینتوس، غیرشاخهدار و از خانواده Oscilla-Toraceae Algaeاست (Flores, Madrigal-Bujaidar, Salazar, & Chamorro, 2003) و ترکیبی منحصر به فرد از تغذیهای دارد که هیچ منبع واحدی قادر به تولید آن نیست (Jensen, Drapeau, Lenninger, & Benson, 2016). ساختار آن بهگونهای است که حاوی 71 درصد پروتئین و بالاترین منبع طبیعی پروتئین که تاکنون کشف شده است، میباشد. بهعلاوه، حاوی سایر مواد مغذی سودمند شامل کارتنوئیدها، اسیدهای چرب ضروری، ویتامین D، ویتامین ب کمپلکس، ویتامین E، مس، منیزیم، سلنیوم، آهن و روی است (Salla et al., 2016). اسپیرولینا یک مکمل تغذیهای است که بهدلیل محتوای تغذیهای بالای آن در سراسر دنیا مورد استفاده قرار گرفته است (Parikh, Mani, & Iyer, 2001)، بهطوریکه سازمان بهداشت جهانی پیشنهاد کرده است اسپیرولینا یکی از ترکیبات درمانی و پروفیلاکتیک تغذیهای در قرن بیست و یکم خواهد بود (Bonos et al., 2016). مطالعات توکسیکولوژیک نیز بیخطر بودن اسپیرولینا را برای مصارف انسانی نشان دادهاند (Hirahashi et al., 2002). همچنین مکمل مذکور به آسانی در دسترس است و محققین آن را بهعنوان یک فراغذا نامیدهاند (Chei et al., 2017). اسپیرولینا بهدلیل خاصیت درمانی در درمان بسیاری از بیماریها مانند کبد چرب غیرالکی، استرس اکسیداتیو، هیپرگلایسمی و هیپرتانسیون مورد استفاده قرار گرفته است (Fujimoto et al., 2012).
مطالعات مکمل یاری اسپیرولینا نشان دادهاند اسپیرولینا بهطور معنیداری باعث کاهش غلظت پلاسمایی کلسترول تام، LDL- C و تری گلیسرید و افزایش غلطتHDL- C میشود. ماده اصلی تشکیل دهنده اسپیرولینا پروتئینی بهنام فیکوسیانین است که غلظت لیپیدهای پلاسما را از طریق مهار تولید رادیکالهای آزاد، مهار پراکسیداسیون لیپیدی، مهار بیان نیکوتین آمید دی نوکلئوتید دی فسفات (NADPH) و افزایش فعالیت گلوتاتیون پراکسیداز و سوپراکسیددیسموتاز کنترل میکند. کاهش NADPH، NADH که کوفاکتورهای مهم در متابولیسم هستند میتوانند توضیحی برای اثرات هایپولیپیدمیک اسپیرولینا باشند. یکی دیگر از عناصر جدا شده از اسپیرولینا گلیکولیپید H-B2 است که میتواند لیپاز پانکراسی وابسته به دوز مصرفی را مهار کند (EL-Sabagh, Abd Eldaim, Mahboub, & Abdel-Daim, 2014).
لازم به ذکر است که، اسپیرولینا میتواند بسیاری از نیازهای بدنی مصرف کنندهها را تأمین کند و این ماده غذایی برای افرادی که به دنبال کاهش وزن هستند توصیه میشود. اسپیرولینا باعث کاهش اشتها شده و همین مسئله باعث میشود که فرد راحتتر بتواند میزان غذای دریافتی را کنترل کند (Suliburska, Szulińska, Tinkov, & Bogdański, 2016). به این ترتیب نیز روند کاهش وزن با سهولت بیشتر و بدون تحمل استرس و گرسنگی سپری میشود. همچنین اسپیرولینا سرشار از ید میباشد که این ترکیب برای عملکرد غدهی تیروئید لازم و ضروری است و باعث کنترل و بهبود متابولیسم بدن میشود (Banji, Banji, Pratusha, & Annamalai, 2013). زمانی که متابولیسم یا همان سوخت و ساز بدن با سرعت بالایی انجام شود چربیها با سرعت بیشتری سوزانده شده و روند لاغری نیز سرعت بیشتری میگیرد. از سوی دیگر اسپیرولینا حاوی میزان زیادی فنیل آمین میباشد که این اسید آمینه نیز به کاهش اشتها کمک زیادی میکند (Salla et al., 2016).
مطالعاتی که تاثیر مستقیم اسپرولینا را روی شاخصهای یاد شده بررسی کنند هنوز انجام نشده اما با توجه به اینکه اسپرولینا بالغ بر هفتاد درصد اجزای آن پروتئین است و همچنین با وجود اسیدهای آمبنه فراوان میتواند روی اشتها تاثیر مستقیم داشته و باعث کاهش اشتها شود و از این طریق به کاهش باقت چرب و چاقی کمک کرده (Suliburska et al., 2016) و احتمالا شاخصهای یاد شده در تحقیق حاضر را تحت تاثیر قرار دهد. از طرفی به عنوان یک مکمل غذایی باعث رساندن کالری کمتر به بدن شده و همچنین با توجه به شاخصهای آنتی اکسیدانی فراوان آن میتواند تعادل اکسیدان-آنتی اکسیدان را در بدن فراهم آورده و از افزایش التهاب و شاخصهای التهابی در افراد چاق جلوگیری کند (Fujimoto et al., 2012) و از این طریق روی شاخصهای تحقیق حاضر نیز تاثیر بگذارد.
نشان داده شده است که هشت هفته تمرين مقاومتي الاستيك باند بر ميوستاتين سرمي و تركيب بدن زنان سالمند كاهش معنیدار درصد چربي و ميزان ميوستاتين را نشان دادند (Vatankhah-khozani, Haghshenas, & Faramarzi, 2018). مطابق با بررسی ما پژوهشی که اثر تمرین ورزشی برتغییرات DPT را بررسی کند یافت نشد. به طور کلی شواهد نشان میدهد که DPT در فیبریلوژنز کلاژن و ترمیم زخم نقش دارد اما نقش DPT در تعدیل ECM و پرتئینهای موجود در ECM، و التهاب ناشی از چاقی ناشناخته است. از طرفی با توجه به تاثیر گذاری تمرینات تناوبی با شدت بالا و همچنین مکمل اسپرولینا به عنوان یک مکمل غذایی مناسب برای افراد چاق و همچنین اهمیت پرداختن به DPT و TGF-β و همچنین نبود مطالعه ای که تاثیر تمرینات ورزشی و مکمل غذایی را روی این شاخصها بررسی کند، لذا هدف از پژوهش حاضر بررسی تاثیر دوازده هفته تمرین تناوبی با شدت بالا و مکمل اسپرولینا روی DPT، و TGF-β درمردان چاق بود.
روش:
با توجه به اینکه آزمودنیهای پژوهش را مردان چاق تشکیل میدادند و در یک طرح پژوهشی 12 هفتهای مورد بررسی قرار گرفتند، لذا پژوهش حاضر از نوع کاربردی و نیمه تجربی می باشد.
افراد شرکت کننده در این مطالعه مردان چاق داوطلب بودند که از طریق فراخوان در مراکز عمومی و اداری انتخاب شدند. شرایط ورود به اجرای تحقیق عدم اعتیاد به مواد مخدر و الکل، نداشتن سابقه فعالیت ورزشی منظم حداقل به مدت 6 ماه ، نداشتن سابقه بیماری کلیوی ، کبدی ، قلبی-عروقی، دیابت و داشتن شرایط (BMI=30، Waist-to-height ratio (WHtR)>0.5) و نداشتن هرگونه آسیب یا مشکل جسمی برای آزمودنیها بود و پس از معاینه توسط پزشک متخصص قلب در مطالعه وارد شدند. قبل از شرکت در تحقیق، کلیه مراحل و روش کار برای آنها توضیح داده شد و پس از آگاهی کامل و تکمیل پرسشنامه پزشکی، رضایتنامه کتبی از آنها گرفته شد. از بین افراد داوطلب 44 نفر با بازه سنی 23-32 سال، انتخاب شد.
در جلسه اول از همه آزمودنیها قد، وزن گرفته شد و توضیحات کامل در ارتباط با تمرینات، نحوه انجام آنها و بقیه مراحل داده شد. در جلسه دوم از آزمودنی ها تست تعیین یک تکرار بیشینه گرفته شد. سپس آزمودنی ها به صورت همگن بر اساس 1RM و مشخصات فردی به 4 گروه 1) کنترل (11 نفر)، 2) مکمل (11 نفر) ،3) تمرین (11 نفر) ،4) تمرین مکمل (11 نفر) تقسیم شدند.
برای تعیین اوج اکسیژن مصرفی از آزمون بروس تعدیل شده استفاده شد. این آزمون شامل 7 مرحله 3 دقیقه ای می باشد که جزئیات آن در جدول زیر آورده شده است. در همه مراحل آزمون دستگاه تجزیه و تحلیل گاز های تنفسی (Metalyzer 3B-Cortex) برای تعیین اوج اکسیژن مصرفی و الکتروکاردیوگرام برای ثبت ضربان و پالس های قلب به صورت همزمان استفاده شد. تمامی آزمون ها در در حضور متخصص طب ورزشی یا فیزیولوژیست ورزشی انجام شد. علائم رسیدن به اوج اکسیژن مصرفی و قطع فعالیت عبارت اند از: مشاهده علائم غیر طبیعی از الکتروکاردیوگرام، میزان درک فشار بالاتر از 19، احساس درد متوسط تا شدید در قفسه سینه، کاهش فشار خون بیش از 10 میلی لیتر جیوه، سرگیجه و رنگ پریدگی. کلیه مراحل تست اندازه گیری حداکثر اکسیژن مصرفی بر اساس دستورالعمل انجمن پزشکی ورزشی آمریکا (ACSM) انجام گرفت (Farrell, Joyner, & Caiozzo, 2011).
جدول تست تعدیل شده بروس
مراحل | زمان (دقیقه) | سرعت (کیلومتر بر ساعت) | شیب (درصد) |
5/0 | 3 | 74/2 | 5 |
1 | 6 | 74/2 | 10 |
2 | 9 | 02/4 | 12 |
3 | 12 | 47/5 | 14 |
4 | 15 | 76/6 | 16 |
5 | 18 | 05/8 | 18 |
6 | 21 | 85/8 | 20 |
7 | 24 | 65/9 | 22 |
شرح تمرین:آزمودنی ها ابتدا 5 دقیقه گرم کردن (حرکات کششی، پیاده روی و دویدن) انجام دادند. هفته اول با 65% درصد VO2peak و هفته دوم با 75% درصد VO2peak به مدت 30 دقیقه و سه جلسه در هفته روی تردمیل دویدند. هفته سوم و چهارم؛ آزمودنی های 4 دقیقه فعالیت را با 75% VO2peak همراه با فواصل ریکاوری 4 دقیقه ای غیر فعال به مدت 32 دقیقه انجام دادند. هفته پنجم و ششم و هفتم؛ آزمودنی ها با 85 درصد VO2peak با مدت زمان 4 دقیقه فعالیت همراه با فواصل ریکاوری فعال با 15% VO2peak به مدت 4 دقیقه و در مجموع 32 دقیقه روی تردمیل دویدند. هفته، هشتم، نهم و دهم؛ آزمودنی ها با 90% VO2peak همراه با فواصل ریکاوری فعال 30% VO2peak روی تردمیل به مدت 32 دقیقه به فعالیت پرداختند و در نهایت دو هفته آخر را 4 دقیقه با 95% VO2peak روی تردمیل دویدند که با استراحت های فعال 50% VO2peak همراه بود. پس از اتمام فعالیت تناوبی آزمودنی ها در هر جلسه به مدت 5 دقیقه سرد کردن با 50٪ VO2peak را انجام دادند (Soltani, Aghaei Bahmanbeglou, & Ahmadizad, 2020).
در نهایت گروه کنترل طی 12 هفته تمرین زندگی روزمره خود را داشتند و از شرکت در فعالیت های منظم منع شدند.
تمامی اصول اخلاقی طی مراحل تمرین رعایت شد و آزمودنی هر زمانی طی دوره تمرین اجازه انصراف از ادامه تحقیق را داشتند.
در پژوهش حاضر اسپیرولینا به صورت خوراکی و به صورت کپسول آماده شده و 6 گرم در روز (سه گرم صبح و سه گرم عصر) به مدت 12 هفته مصرف شد (Mazokopakis et al., 2014). همزمان گروههای تمرینی دوره تحقیقی خود را بر اساس پروتکل تعیین شده پشت سر گذاشتند.
اولین نمونه خونی به صورت ناشتا 48 ساعت قبل و دومین نمونه خونی 48 ساعت بعد از دوره تمرینی دوازده هفتهای از ورید بازویی دست راست آزمودنیها تهیه شد. نمونه های خونی گرفته شده به لوله های آزمایش مخصوص جهت تهیهی پلاسما(لولههاي حاوي EDETA ) انتقال داده شد و به مدت 10 دقیقه با 3000 دور در دقیقه سانتریفیوژ شد. پلاسمای حاصل در دمای 70- درجه سانتیگراد نگهداری شد. لازم به ذکر است، تمامی مراحل اجرای آزمون در شرایط یکسان و استاندارد در ساعت 8 تا 10 صبح انجام گرفت.
ü درماتوپونتین با روش ساندویچ، با استفاده از کیت الاایزا تشخیص کمی شرکت (Cusabio, Wuhan, China) با ضریب تغییرات 8% و 10 % اندازه گیری شد.
برای دسته بندی و تعیین شاخصهای پراکندگی از آمار توصیفی استفاده شد. آزمون گلموگروف اسمیرنوف نشان داد که دادهها از توزیع طبیعی برخوردارند. برای سنجش مقایسه میزان تغییرات در پیش آزمون با پس آزمون در هر گروه آزمون t همبسته به کاربرده شد. جهت مقایسه بین گروهها آنالیز کوواریانس و آزمون تعقیبی بونفرونی استفاده شد. همه دادهها به صورت میانگین ± انحراف معیار بیان شدند. کلیه تجزیه و تحلیلها با استفاده از نرم افزار آماری SPSS ویرایش 22 صورت گرفت و از نظر آماری معنی دار (05/0>P ) تلقی گردید.
نتایج:
نتایج آزمون تعقیبی بونفرونی، کاهش معنادار سطوح DPT را در گروههای S (001/0=p)، H (001/0>p) و HS (001/0>p) نسبت به گروه C نشان داد. علاوه بر این، کاهش سطوح DPT در گروه HS نسبت به گروه S نیز معنادار بود (004/0=p). باوجود این، تفاوت مشاهده شده بین گروههای H و S (061/0=p) و همچنین بین گروههای HS و H (000/1=p) معنادار نبود.
نمودار 1. سطوح پیش آزمون و پس آزمون DPT. ⁕ نشانه کاهش معنادار نسبت به گروه C. β نشانه کاهش معنادار نسبت به گروه S.
آنالیز نتایج TGF-β توسط آزمون آنالیز کوواریانس نشان دهنده تفاوت معنادار بین گروهی (بین گروههای C، S، H و HS) بود (001/0>p).
نتایج آزمون تعقیبی بونفرونی، کاهش معنادار سطوح TGF-β را در گروههای S (001/0>p)، H (001/0>p) و HS (001/0>p) نسبت به گروه C نشان داد. علاوه بر این، کاهش سطوح TGF-β در گروه HS نسبت به گروههای S (001/0>p) H (001/0>p) از نظر آماری معنادار بود. باوجود این، سطوح TGF-β در گروه H نسبت به گروه S تغییر معناداری نداشت (760/0=p).
نمودار 2. سطوح پیش آزمون و پس آزمون TGF-β. ⁕ نشانه کاهش معنادار نسبت به گروه C. β نشانه کاهش معنادار نسبت به گروههای S و H.
بحث:
بر طبق یافتههای حاصل از این پژوهش، سطوح DPT در گروه مکمل اسپیرولینا، گروه تمرین تناوبی با شدت بالا و گروه ترکیب تمرین با مکمل، کاهش معنیداری نسبت به گروه کنترل داشتند. همچنین کاهش سطوح DPT در گروه ترکیب مکمل و تمرین(HS) نسبت به گروه مکمل اسپیرولینا(S) بهتنهایی معنادار نشان داده شد. به این معنا که ترکیب تمرین تناوبی با شدت بالا همراه با مصرف مکمل اسپیرولینا در مقایسه با مصرف تنها مکمل تاثیر بیشتری بر کاهش سطوح این فاکتور داشته است. با توجه به اینکه مطالعه ما از اولین مطالعهها در بررسی اثر جلبک اسپیرولینا و تمرین تناوبی با شدت بالا بر تغییرات درماپوینتین است، تحقیقات نیز در این زمینه اندک است. توزیع اختصاصی بافتی Dpt قبلاً در بافتهای مختلف موش ارزیابی شده است و بیان عمدهای را در پوست، بافتهای چربی و ریهها نشان میدهد. موشهای Dpt-knockout ناهنجاری آناتومیک واضح یا تغییرات متابولیکی فاحش را نشان ندادند، اما افزایش خاصیت ارتجاعی پوست، کاهش قابل توجهی در ضخامت نسبی درم و اختلال فیبریلوژنز کلاژن را نشان دادند. این دادهها نقش حیاتی DPT را در تجمع کلاژن نشان میدهد. افزایش سطوح DPT در VAT از بیماران مبتلا به چاقی، نقش این پروتئین را در فیبروژنز نشان میدهد، که منجر به افزایش رسوب ECM و در نتیجه تغییر ترکیب ECM و بهبود فیبروز میشود(Unamuno et al., 2020).
شرایط و علائم پاتولوژیک با مقادیر بیش از حد اجزای ECM مشخص میشوند که منجر به بازسازی ناکارآمد و سفتی ECM میشود که در نهایت میتواند باعث اختلالات شدید در عملکرد بافت شود. تولید بیش از حد ECM در بافت چربی (به عنوان مثال، فیبروز) یکی از ویژگیهای فنوتیپ ناسالم است که در ایجاد استئاتوهپاتیت غیر الکلی، شرایط التهابی، مقاومت به انسولین و سرطان سینه یافت می شود. شواهد اخیر نشان میدهد که فیبروز به شدت با چاقی، اختلال عملکرد متابولیک و مشکل در کاهش وزن مرتبط است، که نشان میدهد ریزمحیط ECM ممکن است پیشرفت بیماری را افزایش دهد. که در حال حاضر نیز، نگرانی زیادی در بررسی رویکردهایی برای کاهش اثرات مضر بزرگ شدن ECM وجود دارد (de Sousa Neto, Durigan, da Silva, & de Cássia Marqueti, 2022).
فیبروز با رسوب بیش از حد اجزای اصلی ECM در طول چاقی از جمله پروتئینهای ساختاری (کلاژنها) و انواع مختلف پروتئینهای چسبنده (فیبرونکتین، لامینین، الاستینها و پروتئوگلیکانها) همراه است. از این نظر، مطالعه برای تعیین نقش DPT، یک پروتئین کوچک با خواص قابل توجه در تشکیل فیبریل کلاژن، در تنظیم بازسازی ECM و التهاب در زمینه چاقی صورت گرفته است. طبق اطلاعات اونامونو2 و همکاران 2020، اولین مطالعهای است که گزارش میدهد چاقی و T2D مرتبط با چاقی باعث افزایش سطح گردشی DPT و همچنین سطح بیان ژن آن می شود. علاوه بر این، آنها نشان دادند که عوامل مرتبط با التهاب سطوح mRNA DPT را تنظیم میکنند. و بهعنوان اولین مطالعه، نقش DPT در تنظیم بازسازی ECM و التهاب در سلولهای چربی و ارتباط DPT و حساسیت به انسولین آشکار کرده است. که همسو با مطالعه حاضر ما نیز افزایش سطوح این متغیر در مقایسه پس آزمون و پیش آزمون در گروه کنترل در آزمودنیهای چاق را داشتیم. که در واقع DPT فیبریلزایی کلاژن را افزایش میدهد، اما ضخامت فیبریل کلاژن را نیز کاهش میدهد، مانند بسیاری از مولکولهای ECM دیگر از جمله دکورین، لومیکان و فیبرومودولین(Unamuno et al., 2020).
در ترکیب با یک رژیم غذایی متعادل از نظر تغذیه، تمرین ورزشی یک استراتژی بالقوه قابل توجه برای فعالیت لیپولیتیک، جلوگیری از گسترش سریع ECM و کاهش شرایط التهابی به موازات بهبود عملکرد انسولین است. برخی شواهد نشان داد که تمرین ورزشی ممکن است نقش اساسی در بازسازی ECM بافت چربی داشته باشد که باعث کاهش رسوب کلاژن، فعالیت متالوپروتئیناز (MMP) و بیان ژن اجزای ECM که برای حفظ سلامت متابولیک ضروری هستند (Santos‐Parker, Harrison, McQueen, & Seals, 2014)..
در راستای این تحقیقات در بیان DPT در پوست میتوان به مقاله سانتوس پارکر و همکاران 2014 اشاره داشت، که از یک سنجش مولکولی با کارایی بالا برای توصیف اثرات سن و تمرینات هوازی بر روی پروتئوم پلاسمایی انسانهای بالغ سالم استفاده کردند. نتیجه مطالعات آنها بدین صورت بود که بیان پروتئین درماتوپونتین ماتریکس خارج سلولی غیرکلاژنی (ECM) در مردان مسنتر در مقابل مردان جوان بیشتر بود، اما در مردان مسنتر که با تمرینات هوازی آشنایی بیشتری داشتند، در مقایسه با همتایان کم تحرک خود کمتر بود. این نتایج اولیه نشان میدهد که پیری طبیعی انسان با چندین تغییر در پروتئوم پلاسما مرتبط است که ممکن است بهعنوان نشانگرهای زیستی مولکولی اختلال عملکرد فیزیولوژیکی یا خطر بیماری عمل کند. وضعیت تمرینات هوازی منظم بر تغییرات مربوط به سن در درماتوپونتین در گردش، یک واسطه احتمالی بازسازی ECM مرتبط با سن تأثیر میگذارد(Santos‐Parker et al., 2014).
مجموعه ای از شواهد در حال ظهور همچنان نشان میدهند که تمرینات ورزشی یک واسطه قوی برای لیپولیز است، از تجمع چربی جلوگیری میکند و گسترش سریع ECM را کاهش میدهد. برخی گزارشها نشان میدهند که تمرین ورزشی یک استراتژی غیردارویی امیدوارکننده برای حفظ متابولیسم لیپید و گلوکز و تأثیرگذاری بر آزادسازی آدیپوکینها در بافت چربی است. اثرات محافظتی تمرین ورزشی در پسزمینه انبساط قویتر بافت چربی و انرژی مازاد ممکن است توانایی آن در تنظیم بازسازی ECM را روشن کند(Kawanishi, Niihara, Mizokami, Yano, & Suzuki, 2013).
این یافتهها از این فرضیه حمایت میکنند که تمرینات ورزشی هوازی منجر به بازسازی ECM بافت چربی میشود که فیبروز را با کاهش ماکروفاژ در موشهای چاق تنظیم میکند. این تحقیق ممکن است به توسعه استراتژیهای درمانی جدید در برابر تغییرات مضر ناشی از چاقی کمک کند.
نشان داده شده است که تمرینات هوازی (50 دقیقه در روز با حداکثر 75 درصد مصرف اکسیژن، 5 بار در هفته به مدت 12 هفته) بیان ژن مرتبط با فیبروز (Col3α1، Col6α1، Lox و فیبرونکتین) را در بافت چربی اپیدیدیم موشهای در معرض غذای پرچرب کاهش داد. به مدت 12 هفته علاوه بر این، ورزش باعث افزایش گامای گیرنده فعال شده با تکثیر کننده پراکسی زوم (PPARγ) شد که نشان داده شده است فیبروز بافت چربی را مهار می کند و بیان فاکتور 1-آلفا (HIF1α) را کاهش می دهد. این اثرات روشن می کند که PPARγ ممکن است HIF1α را تنظیم کند و رگ زایی و همچنین فرآیند لیپولیتیک و ضد التهابی را که به اثرات ضد فیبروز کمک میکند، ترویج کند. ژنهایی با بیان متفاوت درگیر در عملکرد ایمنی و مسیرهای التهابی و همچنین در رگزایی در بیماران مبتلا به چاقی بهدستآمده که از میان این عوامل، یک تنظیم مثبت درماتوپونتین (DPT)، که یک پروتئین 22 کیلو دالتونی با خواص فیزیولوژیکی متعدد از جمله تشکیل فیبریل کلاژن و فیبرونکتین، القای چسبندگی سلولی و تسریع در بهبود زخم یافت شده است(Li et al., 2021).
اثرات متعدد DPT در چسبندگی و تکثیر سلولی و همچنین در بازسازی ECM در انواع مختلف سلول مورد مطالعه قرار گرفته است اما نقش آن در سلولهای چربی ناشناخته باقی مانده است. افزایش قابل توجهی در بیان اجزای ECM مربوطه (COL6A3، ELN، MMP9، TNMD ) در سلولهای چربی پس از درمان DPT یافت شده است. کلاژنها فراوانترین اجزای ساختاری ECM را تشکیل میدهند و در مقایسه با سایر اجزا، کلاژن VI بیشترین بیان را در سلولهای چربی بالغ دارد که نقش متابولیکی مهمی از خود نشان میدهد. علاوه بر این، بیان COL6 در بیماران مبتلا به چاقی افزایش مییابد. اونامونو و همکاران دریافتند که DPT بیان COL6A3 را در سلولهای چربی افزایش میدهد، در نتیجه مسیرهای انتقالی را تحریک میکند که در پاسخهای پروفیبروتیک و همچنین ظرفیت سلولهای چربی برای انبساط نقش دارند. آنها همچنین افزایش سطح ELN، پروتئین ECM دیگری که تقریباً در تمام بافتها یافت میشود، بعد از تحریک DPT پیدا کردند. نشان داده شده است که پپتیدهای مشتق شده از الاستین با مهار جذب گلوکز در AT و عضله، مقاومت به انسولین را تقویت میکنند. مشابه COL6، رسوب الاستین با چاقی افزایش می یابد. علاوه بر این، بیان ELN در موشهای ناک اوت Col6 که ماتریکس کلاژن متراکم کمتری را نشان میدهند که باعث هیپرتروفی چربیها میشود، کاهش مییابد. بیان MMP در AT بهطور قابل توجهی در بیماران مبتلا به چاقی افزایش مییابد، که نشان میدهد این آنزیمها در بازسازی ECM در طول چاقی نقش دارند. بهطور مداوم، افزایش بیان MMP9 در VAT در بیماران مبتلا به چاقی مشاهده شد و درمان با DPT نیز بیان آن را در سلولهای چربی افزایش داد. عملکرد MMP ها در طول فیبروز محدود به تخریب و جابجایی بیشتر اجزای ECM نمیشود، آنها همچنین بر تکثیر و بقای سلولی تأثیر میگذارند، جنبههای مختلف التهاب را کنترل میکنند، فیبروبلاستها را فعال میکنند و در کنترل تمایز سلولهای چربی نقش دارند. بهطور خاص، MMP-9 با التهاب و فیبروز، عمدتاً از طریق سنتز و رسوب کلاژن I در فیبروز واکنشی و توانایی آن برای فعال کردن TGF-β مرتبط است (Ibuki et al., 2012). .
و اما در استفاده از مکمل آنتیاکسیدانتی همچون اسپیرولینا نتایج حاکی از کاهش این متغیر با مصرف این مکمل بود. اختلال عملکرد بافت چربی مربوط به تغییرات ساختاری ناشی از استرس اکسیداتیو، مانند فیبروز و رسوب کلاژن است. مسدود کردن فرآیند اکسیداتیو مرتبط با چاقی از طریق مکملسازی با α-توکوفرول ویتامین E، یک آنتی اکسیدان قوی محلول در چربی که میتواند کلاژن را کاهش دهد. رسوب در بافت چربی، اجازه گسترش بیشتر آن را میدهد و اثرات لیپوتوکسیک مرتبط با چاقی را کاهش میدهد. با توجه به فرضیه انبساط پذیری بافت چربی، قابلیت بافت چربی برای افزایش حد ذخیره خود یک گام مهم در فیزیولوژی چاقی است. مرحله کلیدی حد انبساط بافت چربی، رسوب کلاژن است. مکانیسم های دخیل در گسترش بافت چربی افزایش یافته توسط ویتامین E هنوز آشکار نشده است. ویتامین E به عنوان یک آنتی اکسیدان بهعنوان یک زنجیر شکن پراکسیداسیون لیپیدی عمل میکند. علاوه بر این، نشان داده شده است که فعالیت سیستم های تولید کننده ROS مانند iNOS یا NADPH اکسیداز را مهار می کند و مکمل های آنتی اکسیدانی برای کاهش رسوب کلاژن استفاده شده است. به عنوان مثال، ایبوکی و همکاران 2012 نشان داد که چگونه مکملهای خوراکی با ویتامین E در موشهای دیابتی و چاق باعث کاهش استرس اکسیداتیو، کاهش بیان برخی از MMPs و بهبود استحکام کششی پوست و فیبرهای کلاژن میشوند. پراکسیدهای لیپیدی و پروتئین های اکسید شده نیز ممکن است نقش مهمی در فعال سازی تخریب ماتریکس و رسوب کلاژن ایفا کنند. با تأیید این شواهد، نتایج نشان میدهد که کاهش استرس اکسیداتیو در بافت چربی ممکن است یکی از مکانیسمهای بالقوه برای کاهش فیبروز بافت چربی و کاهش DPT در گروههای مصرف کننده مکمل اسپیرولینا باشد. کاهش توامان این متغیر در گروه ترکیب تمرین و مکمل نیز به احتمال قوی ترکیب تاثیر ورزش و خاصیت اکسیداتیو این مکمل در فرایند لیپولتیک این دو عامل میباشد(Ibuki et al., 2012).
افزایش سطوح DPT در بافت چرب بیماران مبتلا به چاقی، نقش این پروتئین را در فیبروژنز نشان میدهد، که منجر به افزایش رسوب ECM و در نتیجه تغییر ترکیب ECM و بهبود فیبروز میشود. بر اساس گزارشها، DPT برهمکنش دارد و سیگنالدهی TGF-β را افزایش میدهد و از این نظر، افزایش سطوح mRNA TGFB1 در بافت چرب بیماران چاق مبتلا به T2D و همچنین ارتباط مثبت سطوح بیان ژن DPT و TGFB1 است. TGF-β یک سیتوکین پیش رگ زایی است که بهعنوان تنظیم کننده اصلی فیبروز در AT در نظر گرفته میشود(Unamuno et al., 2020).
بازسازی ECM در چاقی منعکس کننده تعادل بین افزایش سرعت سنتز پروتئین های ماتریکس و تخریب آنها است. این توسط عوامل فیبرینولیتیک، مانند پلاسمینوژن و پلاسمین، متالوپروتئازهای ماتریکس (MMP) و سیستم های آنتی فیبرینولیتیک مانند مهارکننده های بافتی MMP (TIMPs) و غیره واسطه می شود(Alcalá et al., 2015).
همچنین نتایج آماری سطوح TGF-B در گروههای مکمل جلبک اسپیرولینا، گروه تمرین تناوبی و گروه ترکیب تمرین و مکمل نشان از کاهش معنادار این متغیر نسبت به گروه کنترل بود. باز هم کاهش سطوح TGF در گروه HS نسبت به گروههای S و H از نظر آماری معنادار بود ولی سطوح TGF در گروه H نسبت به گروه S تغییر معناداری نداشت.
چندین مطالعه برای درک مکانیسم مولکولی رشد فیبروز بافت نشان داده است که TGF-b یک تنظیم کننده کلیدی است. بهطور خاص، گزارش شده است که TGF-b با افزایش آزادسازی بافت چربی احشایی از بیماران چاق مرتبط است. فیبروبلاست ها توسط TGF-b فعال میشوند و سپس به فیبروبلاستهای بیان کننده a-SMA برای تولید TIMP-1 تمایز مییابند. نکته مهم این است که TIMP-1 نقش مهمی در پاتوژنز فیبروز بافت ایفا میکند. هلبراند و همکاران گزارش دادند که در مقایسه با موشهای چاق نوع وحشی، موشهای چاق با کمبود TGF-b رسوب کلاژن را کاهش داده و فیبروبلاستها را در کبد فعال کردند. بنابراین، به نظر میرسد که TGF-b یک سیتوکین حیاتی است که فیبروز را از طریق القای فیبروبلاستهای فعال شده واسطه میکند. مطابق با سایر مطالعات اخیر، کاوانیشی و همکاران فعال شدن فیبروبلاستها را در بافت چربی موشهای کم تحرک مشاهده کردند، اما این بهطور قابل توجهی با تمرین ورزشی سرکوب شد. بهطور مشابه، آنها دریافتند که سطوح mRNA TGF-b و TIMP-1 بهطور قابل توجهی با تمرین ورزشی کاهش مییابد. و همچنین سطوح mRNA TGF-b در بافت چربی با منطقه رسوب کلاژن در ارتباط بود. بنابراین، تمرین ورزشی ممکن است فیبروز بافت چربی را با مهار تنظیم TGF-b ناشی از چاقی در موش های چاق کاهش دهد(Kawanishi et al., 2013).
بافت چربی حاوی سلولهای اندوتلیال فراوانی است که میتوانند سیتوکینهای التهابی متعددی ترشح کنند. فاکتور رشد تبدیل کننده β (TGF-β)، توسط تعدادی از سلولها از جمله ماکروفاژهای بافت چربی ترشح میشود. سطح TGF با چاقی در موش و انسان ارتباط دارد. ما نیز افزایش این فاکتور را در گروه کنترل مشاهده کردیم که همسو با مطالعه ما، رئوفی سنگاچی و همکاران 1401 نشان دادند که افزایش وزن موجب افزایش معنی دار فاکتورهای التهابی TGF، IL-6، TNF در گروه اضافه وزن در مقایسه با گروه کنترل سالم شد. و از طرفی اثر تعاملی تمرین و مکمل را در کاهش غلظت فاکتورهای التهابی از جمله TGF نشان دادند. غلظت این فاکتوهای التهابی در افراد اضافه وزن نه تنها تحت تاثیر جداگانه ورزش و مکمل قرار داشت، بلکه مداخله توام ورزش و مکمل اثر هم ازایی بر کاهش غلظت این فاکتورهای التهابی داشت. بر اساس شواهد، تمرینات ورزشی استقامتی و مقاومتی التهاب را برطرف میکنند. تمرینات ورزشی با کاهش چربی بدن میتواند بر وضعیت التهابی اثر بگذارد. و از آنجایی که التهاب با درجه پایین بهطور گسترده در چاقی گزارش شده است، خواص ضد التهابی ویتامین E در بیشتر مطالعهها گزارش شده است(Raoufi Sangachin, Abdi, & Barari, 2022).
اولین شواهدی که اثرات مفید ورزش را بر بازسازی ECM بافت چربی توصیف میکند، هفت سال پیش نشان داده شد. کاوانیش و همکاران 2013 تأیید کرد که تمرین با تردمیل (60 دقیقه در روز با سرعت 15 تا 20 متر در دقیقه، 5 بار در هفته به مدت 16 هفته) رسوب کلاژن (کلاژن 1 و 3α ) و فعال شدن فیبروبلاست را کاهش میدهد. همچنین نفوذ ماکروفاژها را در بافت چربی احشایی موشهایی که در معرض رژیم غذایی پرچرب قرار دارند کاهش میدهد و سطوح mRNA Tgf-β و Timp-1 را کاهش میدهد (de Sousa Neto et al., 2022).
مکملهای غذایی بهطور گسترده توسط جمعیتهای ورزشکار برای بهبود ترکیب بدن و عملکرد ورزشی استفاده میشود. اسپیرولینا، میکروجلبکهای سبز آبی مارپیچی و سیانوباکتریهای رشتهای به دلیل ترکیبات مغذی ضروری و غیر شیمیایی، اخیراً مورد توجه قرار گرفتهاند. نکته مهم اینکه اسپیرولینا یک مکمل مقرون به صرفه است که بهطور گسترده در دسترس است و ممکن است اثرات مطلوبی در کاهش وزن داشته باشد. مطالعات در مورد اثرات مکمل اسپیرولینا بر عملکرد ورزشی و ترکیب بدن در ورزشکاران وجود ندارد. اگرچه نقش مکمل اسپیرولینا بر ترکیب بدن به ویژه در ورزشکاران بهطور کامل شناخته نشده است، اما نشان داده شده است که مکمل اسپیرولینا اثر ضد چاقی دارد. به نظر می رسد که اسپیرولینا از طریق مسیر سیگنالینگ پروتئین کیناز فعال شده با AMP و Sirtuin 1 در بافت چربی و عضله اسکلتی عمل میکند. مکمل اسپیرولینا مسیر پروتئین کیناز فعال شده با AMP را فعال میکند، که Sirtuin 1 و را تنظیم میکند. بنابراین، Sirtuin 1 مولکولهای متابولیک، از جمله NF-kB، c-Myc، فاکتور رونویسی و PPAR-γ را دی استیل میکند، که منجر به افزایش آدیپونکتین میشود، آدیپوکینی که با کاهش FM افزایش مییابد. علاوه بر این، فعال شدن پروتئین کیناز فعال شده با AMP، استیل کوآ کربوکسیلاز را مهار میکند که با تنظیم کارنیتین پالمیتویل ترانسفراز I باعث افزایش اکسیداسیون لیپید میشود. از سوی دیگر، نشان داده شده است که غیرفعال کردن استیل کوآ کربوکسیلاز توسط پروتئین کیناز فعال شده با AMP، سنتز اسیدهای چرب را سرکوب میکند(Bagheri et al., 2022).
بر اساس مطالعه فوجیموتو و همکاران اسپیرولینا از طریق کاهش نفوذ ماکروفاژها به چربی احشایی و جلوگیری از تجمع چربی کبد و استرس اکسیداتیو در کاهش وزن موثر است. این مکمل سرشار از فنیل آلانین است که بر مرکز اشتهای مغز تاثیر میگذارد. این مکمل حاوی ویتامینهای مختلف نیز هست. ویتامین E موجود نیز میتواند خواص غیر آنتیاکسیدانی از خود نشان دهد. بهعنوان مثال، مسیرهای سیگنالینگ مانند خانواده پروتئین کینازهای فعال شده با میتوژن (MAPK) را مهار میکند. این MAPK ERK، که توسط ROS فعال میشوند، سنتز MMPs و آزادسازی سایتوکاینهای پیشالتهابی را تعدیل میکنند. به عنوان مثال، فعال سازی MAPK p38 در فعال سازی تبدیل کننده فاکتور رشد بتا (TGF-β) (36)، یک محرک قوی سنتز کلاژن نقش دارد. بنابراین، کاهش رسوب کلاژن در حیوانات مکمل ویتامین E ممکن است با کاهش توصیف شده در فسفوریلاسیون p38 نیز مرتبط باشد(Alcalá et al., 2015).
شایان ذکر است اسپیرولینا آنزیمهای آنتی اکسیدانی سلولی را فعال می کند، پراکسیداسیون لیپیدی و آسیب DNA را مهار می کند، رادیکال های آزاد را از بین می برد و فعالیت سوپراکسید دیسموتاز و کاتالاز را افزایش می دهد. نکته قابل توجه، به نظر می رسد سطح آستانه ای وجود دارد که اسپیرولینا در بالای آن فعالیت آنتی اکسیدانی را کاهش می دهد. کارآزماییهای بالینی نشان میدهند که اسپیرولینا از آسیب ماهیچههای اسکلتی تحت شرایط استرس اکسیداتیو ناشی از ورزش جلوگیری میکند و میتواند تولید آنتیبادیها را تحریک کرده و بیان ژنهای کدکننده سیتوکین را افزایش یا کاهش دهد تا پاسخهای تعدیلکننده ایمنی و ضد التهابی را القا کند. مکانیسم(های) مولکولی که توسط آن اسپیرولینا این فعالیت ها را القا می کند نامشخص است، اما فایکوسیانین و بتاکاروتن مولکول های مهمی هستند. علاوه بر این، اسپیرولینا به طور موثر مسیرهای ERK1/2، JNK، p38 و IκB را تنظیم می کند. در این مطالعه افزایش این متغیر در گروه مصرف کننده مکمل اسپیرولینا نسبت به گروه کنترل بود(Raoufi Sangachin et al., 2022).
همانطور که پیشتر ذکر شد علاوه بر نقش دکورین در تشکیل فیبریل کلاژن، در التهاب نیز نقش دارد. با توجه به خاصیت ضدالتهابی اسپیرولینا، شاید بتوان گفت این مکمل با این خاصیت خود توانسته است این متغیر را در گروههای این پژوهش افزایش داده باشد. و ترکیب این مکمل با تمرین با عث بالا رفتن سنتز دکورین شده است.
5-4. نتیجهگیری
نتایج پژوهش حاضر نشان داد که تمرین تناوبی با شدت بالا و مکمل اسپرولینا باهث کاهش آدیپوکاین های DPT و TGF-β در افراد چاق شوند لذا افراد چاق میتوانند از تمرین تناوبی با شدت بالا در برنامه فعالیت بدنی روزانه و همچنین از مکمل اسپیرولینا به عنوان یک مکمل طبیعی در برنامه غذایی خود استفاده کنند.
References:
Alcalá, M., Sánchez‐Vera, I., Sevillano, J., Herrero, L., Serra, D., Ramos, M. P., & Viana, M. (2015). Vitamin E reduces adipose tissue fibrosis, inflammation, and oxidative stress and improves metabolic profile in obesity. Obesity, 23(8), 1598-1606.
Bagheri, R., Negaresh, R., Motevalli, M. S., Wong, A., Ashtary-Larky, D., Kargarfard, M., & Rashidlamir, A. (2022). Spirulina supplementation during gradual weight loss in competitive wrestlers. British Journal of Nutrition, 127(2), 248-256.
Banji, D., Banji, O. J., Pratusha, N. G., & Annamalai, A. (2013). Investigation on the role of Spirulina platensis in ameliorating behavioural changes, thyroid dysfunction and oxidative stress in offspring of pregnant rats exposed to fluoride. Food chemistry, 140(1-2), 321-331.
Bonos, E., Kasapidou, E., Kargopoulos, A., Karampampas, A., Nikolakakis, I., Christaki, E., & Florou-Paneri, P. (2016). Spirulina as a functional ingredient in broiler chicken diets. South African Journal of Animal Science, 46(1), 94-102.
Chei, S., Koh, E. J., Seo, Y. J., Choi, J., Lee, Y. J., Hwang, J. H., . . . Lee, B. Y. (2017). Neuroprotective Effect of Spirulina maxima Extract against Trimethyltin‐Induced Neuronal Damage in HT‐22 Cells. The FASEB Journal, 31, 636.617-636.617.
de Sousa Neto, I. V., Durigan, J. L. Q., da Silva, A. S. R., & de Cássia Marqueti, R. (2022). Adipose tissue extracellular matrix remodeling in response to dietary patterns and exercise: molecular landscape, mechanistic insights, and therapeutic approaches. Biology, 11(5), 765.
EL-Sabagh, M. R., Abd Eldaim, M. A., Mahboub, D., & Abdel-Daim, M. (2014). Effects of Spirulina platensis algae on growth performance, antioxidative status and blood metabolites in fattening lambs. Journal of Agricultural Science, 6(3), 92.
Farrell, P. A., Joyner, M. J., & Caiozzo, V. (2011). ACSM's advanced exercise physiology: Wolters Kluwer Health Adis (ESP).
Flores, L. E. R., Madrigal-Bujaidar, E., Salazar, M. a., & Chamorro, G. (2003). Anticlastogenic effect of Spirulina maxima extract on the micronuclei induced by maleic hydrazide in Tradescantia. Life sciences, 72(12), 1345-1351.
Fujimoto, M., Tsuneyama, K., Fujimoto, T., Selmi, C., Gershwin, M. E., & Shimada, Y. (2012). Spirulina improves non-alcoholic steatohepatitis, visceral fat macrophage aggregation, and serum leptin in a mouse model of metabolic syndrome. Digestive and liver disease, 44(9), 767-774.
Hirahashi, T., Matsumoto, M., Hazeki, K., Saeki, Y., Ui, M., & Seya, T. (2002). Activation of the human innate immune system by Spirulina: augmentation of interferon production and NK cytotoxicity by oral administration of hot water extract of Spirulina platensis. International Immunopharmacology, 2(4), 423-434.
Ibuki, A., Akase, T., Nagase, T., Minematsu, T., Nakagami, G., Horii, M., . . . Shimada, T. (2012). Skin fragility in obese diabetic mice: possible involvement of elevated oxidative stress and upregulation of matrix metalloproteinases. Experimental dermatology, 21(3), 178-183.
Jensen, G. S., Drapeau, C., Lenninger, M., & Benson, K. F. (2016). Clinical safety of a high dose of Phycocyanin-enriched aqueous extract from Arthrospira (Spirulina) platensis: Results from a randomized, double-blind, placebo-controlled study with a focus on anticoagulant activity and platelet activation. Journal of medicinal food, 19(7), 645-653.
Kawanishi, N., Niihara, H., Mizokami, T., Yano, H., & Suzuki, K. (2013). Exercise training attenuates adipose tissue fibrosis in diet-induced obese mice. Biochemical and biophysical research communications, 440(4), 774-779.
Khan, T., Muise, E. S., Iyengar, P., Wang, Z. V., Chandalia, M., Abate, N., . . . Scherer, P. E. (2009). Metabolic dysregulation and adipose tissue fibrosis: role of collagen VI. Molecular and Cellular Biology, 29(6), 1575-1591.
Krishnaswamy, V. R., Manikandan, M., Munirajan, A. K., Vijayaraghavan, D., & Korrapati, P. S. (2014). Expression and integrity of dermatopontin in chronic cutaneous wounds: a crucial factor in impaired wound healing. Cell and tissue research, 358(3), 833-841.
Lefebvre, P., Lalloyer, F., Baugé, E., Pawlak, M., Gheeraert, C., Dehondt, H., . . . Mazuy, C. (2017). Interspecies NASH disease activity whole-genome profiling identifies a fibrogenic role of PPARα-regulated dermatopontin. JCI insight, 2(13).
Lehrke, M. J. (2015). Dermatopontin reduces adhesion of bone marrow and endothelial cells in vitro. University of Minnesota,
Li, L., Wei, Y., Fang, C., Liu, S., Zhou, F., Zhao, G., . . . Lin, W. (2021). Exercise retards ongoing adipose tissue fibrosis in diet-induced obese mice. Endocrine connections, 10(3), 325-335.
Martland, R., Mondelli, V., Gaughran, F., & Stubbs, B. (2020). Can high-intensity interval training improve physical and mental health outcomes? A meta-review of 33 systematic reviews across the lifespan. Journal of sports sciences, 38(4), 430-469.
Mazokopakis, E. E., Papadomanolaki, M. G., Fousteris, A. A., Kotsiris, D. A., Lampadakis, I. M., & Ganotakis, E. S. (2014). The hepatoprotective and hypolipidemic effects of Spirulina (Arthrospira platensis) supplementation in a Cretan population with non-alcoholic fatty liver disease: a prospective pilot study. Annals of gastroenterology: quarterly publication of the Hellenic Society of Gastroenterology, 27(4), 387.
Nanjundappa, R. R. (2011). Nesprin-2 Giant at the nuclear envelope with roles in cell differentiation, proliferation and chromatin association. Universität zu Köln,
Okamoto, O., Hozumi, K., Katagiri, F., Takahashi, N., Sumiyoshi, H., Matsuo, N., . . . Fujiwara, S. (2010). Dermatopontin promotes epidermal keratinocyte adhesion via α3β1 integrin and a proteoglycan receptor. Biochemistry, 49(1), 147-155.
Parikh, P., Mani, U., & Iyer, U. (2001). Role of Spirulina in the control of glycemia and lipidemia in type 2 diabetes mellitus. Journal of medicinal food, 4(4), 193-199.
Pourabdi, K., Shakeriyan, S., Pourabdi, Z., & Janbozorgi, M. (2013). Effects of short-term interval training courses on fitness and weight loss of untrained girls. Annals of Applied Sport Science, 1(2), 1-9.
Raoufi Sangachin, A., Abdi, A., & Barari, A. (2022). Effect of Endurance Training and Spirulina Supplementation on Inflammatory Cytokines Level in Overweight Men: A Clinical Trial Study. Journal of Gorgan University of Medical Sciences, 24(2), 1-9.
Salla, A. C. V., Margarites, A. C., Seibel, F. I., Holz, L. C., Brião, V. B., Bertolin, T. E., . . . Costa, J. A. V. (2016). Increase in the carbohydrate content of the microalgae Spirulina in culture by nutrient starvation and the addition of residues of whey protein concentrate. Bioresource technology, 209, 133-141.
Santos‐Parker, J., Harrison, B., McQueen, M., & Seals, D. (2014). Age‐related differences in the plasma proteome in healthy adults: modulatory effect of regular aerobic exercise (LB178). The FASEB Journal, 28, LB178.
Soltani, M., Aghaei Bahmanbeglou, N., & Ahmadizad, S. (2020). High-intensity interval training irrespective of its intensity improves markers of blood fluidity in hypertensive patients. Clinical and Experimental Hypertension, 42(4), 309-314.
Suliburska, J., Szulińska, M., Tinkov, A., & Bogdański, P. (2016). Effect of Spirulina maxima supplementation on calcium, magnesium, iron, and zinc status in obese patients with treated hypertension. Biological trace element research, 173(1), 1-6.
Talman, V., & Ruskoaho, H. (2016). Cardiac fibrosis in myocardial infarction—from repair and remodeling to regeneration. Cell and tissue research, 365(3), 563-581.
Unamuno, X., Gómez-Ambrosi, J., Ramírez, B., Rodríguez, A., Becerril, S., Valentí, V., . . . Frühbeck, G. (2020). Dermatopontin, a novel adipokine promoting adipose tissue extracellular matrix remodelling and inflammation in obesity. Journal of Clinical Medicine, 9(4), 1069.
Vatankhah-khozani, S., Haghshenas, R., & Faramarzi, M. (2018). The Effect of 8 Weeks of Elastic Band Resistance Training on Serum Myostatin and Body Composition in Elderly Women. Journal of Sport Biosciences, 10(3), 347-358.
[1] Spirulina
[2] Unamuno