The effect of 12 weeks of bodyweight training on neurotrophic factors of children with hypotonic cerebral palsy
Subject Areas : Physical Activity and Health
leila Akbarifard
1
,
farzad zehsaz
2
,
Sajad Anoushirvani
3
,
Akbar Moein
4
1 - Phd Student,Department of Physical Education, Tabriz Branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran.
2 - Associete Professor, Department of Physical Education , Faculty of Educational Sciences and Psychology, Tabriz Branch, Islamic Azad University,Tabriz,Iran.
3 - Assistant Professor, Department of Physical Education, Faculty of Education Sciences and Psychology, Mohaghegh Ardabil University, Ardabil, Iran.
4 - Assistant Professor, Department of Physical Education, Sardroud Center, Islamic Azad University, Sardroud, Iran.
Keywords: neurotrophin factors, hypotonic cerebral palsy, body weight training,
Abstract :
The aim of the present study is to determine the effect of 12 weeks of bodyweight training on neurotrophic factors in children with hypotonic cerebral palsy. 20 children with hypotonic cerebral palsy with an average age of 8 to 12 years were selected and placed in two groups of body weight training (n=10) and control group (n=10). Subjects of the Bodyweight group performed exercises that included basic strength, maximum strength and high-intensity interval training for 12 weeks and three sessions a week. The training intensity was 25% 1RM in the first to third week, 50% in the fourth to sixth week, 75% in the seventh to ninth week, and 100% in the tenth to twelfth week. Blood samples were taken 24 hours before and 24 hours after the last training session. To analyze the data, independent t-tests were used to survey the inter-group difference and correlated t-test to survey the intra-group difference at a significant level (P<0.05). The results of data analysis showed a significant increase in the levels of neurotrophin factors (BDNF, NGF, IGF-1) in the body weight training group. Due to their structure, Bodyweight exercises can be easily used by children with hypotonic cerebral palsy. It seems that these exercises improve the skeletal muscle tissue in these children by increasing the levels of neurotrophic factors, and by slowing down the atrophy process and reducing the muscle tissue, it improves their movement and posture disorders and balance problems. .
_||_
تاثیر تمرینات بادیویت بر عوامل نروتروفیک کودکان دارای فلج مغزی هایپوتونیک
لیلا اکبریفرد1، فرزاد زهساز 2*، سجاد انوشیروانی 3، اکبر معین4
1. دانشجوی دکتری فیزیولوژی ورزشي، دانشکده تربيتبدني و علومورزشي، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز، تبریز، ایران.
2. نویسنده مسئول، گروه فیزیولوژی ورزش، دانشکده تربيتبدني و علومورزشي، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز، تبریز، ایران.
3. ، گروه فیزیولوژی ورزش، دانشکده تربيتبدني و علوم ورزشي، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز، تبریز، ایران.
4. گروه فیزیولوژی ورزشي، دانشکده تربيت بدني و علوم ورزشي، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز، تبریز، ایران.
چکیده
هدف پژوهش حاضر تعیین تاثیر 12 هفته تمرین بادیویت بر عوامل نروتروفیک کودکان دارای فلج مغزی هایپوتونیک بود. تعداد 20 نفر از کودکان دارای فلجمغزی هایپوتونیک با میانگین سنی 8 تا 12 سال انتخاب و به طور تصادفی در دو گروه تمرین بادی ویت (10=n) و گروه کنترل (10=n) قرار گرفتند. آزمودنیهای گروه بادیویت به مدت 12 هفته و سه جلسه در هفته، تمریناتی که شامل قدرت پایه، قدرت بیشینه و تمرینات اینتروال با شدت بالا بود انجام دادند. شدت تمرین در هفته اول تا سوم 25 درصد RPE=10، هفته چهارم تا ششم 50 درصد، هفته هفتم تا نهم 75 درصد و در هفتههای دهم تا دوازدهم100 درصد بود. نمونههای خونی 24 ساعت قبل و 24 ساعت بعد از آخرین جلسه تمرینی گرفته شد. برای تجزیه و تحلیل دادهها از آزمونهای آماری تیمستقل برای بررسی تفاوت بینگروهی و آزمون تیهمبسته برای بررسی تفاوت درونگروهی در سطح معنیداری (05/0P<) استفاده شد. نتایج تجزیه و تحلیل دادهها افزایش معنیدار سطوح فاکتورهای نروتروفین (BDNF، NGF، IGF-1) را در گروه تمرین بادیویت نشان داد. تمرینات بادیویت بهدلیل ساختاری که دارند بهراحتی میتوانند توسط کودکان دارای فلج مغزی هایپوتونیک بهکار گرفته شوند. بهنظر میرسد این تمرینات با افزایش سطوح عوامل نوروتروفیک، بافت عضلات اسکلتی در این کودکان را بهبود میبخشد و با کند کردن روند آتروفی و کاهش بافت عضلانی، اختلال حرکتی و وضعیتی و مشکلات تعادلی آنها را بهبود میبخشد.
واژههاي کلیدی: فلجمغزی هایپوتونیک، تمرین بادی ویت، فاکتورهای نروتروفین
The effect of 12 weeks of bodyweight training on neurotrophic factors of children with hypotonic cerebral palsy
Leila Akbarifard1, Zehsaz Farzad 2*, Sajad Anoushirvani 3, Akbar Moein4
1. Phd student of exercise physiology, Faculty of Physical Education and Sport Sciences, Islamic Azad University of Tabriz, Tabriz; iran
2. Corresponding Author, Department of exercise physiology, Faculty of Physical Education and Sport Sciences, Islamic Azad University of Tabriz, Tabriz, Iran.
3. Department of exercise physiology , Faculty of Physical Education and Sport Sciences, Islamic Azad University of Tabriz, Tabriz, Iran.
4. Department of exercise physiology , Faculty of Physical Education and Sport Sciences, Islamic Azad University of Tabriz, Tabriz, Iran.
Abstract
The aim of the present study is to determine the effect of 12 weeks of bodyweight training on neurotrophic factors in children with hypotonic cerebral palsy. 20 children with hypotonic cerebral palsy with an average age of 8 to 12 years were selected and placed in two groups of body weight training (n=10) and control group (n=10). Subjects of the Bodyweight group performed exercises that included basic strength, maximum strength and high-intensity interval training for 12 weeks and three sessions a week. The training intensity was 25% RPE=10 in the first to third week, 50% in the fourth to sixth week, 75% in the seventh to ninth week, and 100% in the tenth to twelfth week. Blood samples were taken 24 hours before and 24 hours after the last training session. To analyze the data, independent t-tests were used to survey the inter-group difference and correlated t-test to survey the intra-group difference at a significant level (P<0.05). The results of data analysis showed a significant increase in the levels of neurotrophin factors (BDNF, NGF, IGF-1) in the body weight training group. Due to their structure, Bodyweight exercises can be easily used by children with hypotonic cerebral palsy. It seems that these exercises improve the skeletal muscle tissue in these children by increasing the levels of neurotrophic factors, and by slowing down the atrophy process and reducing the muscle tissue, it improves their movement and posture disorders and balance problems. .
Key words: hypotonic cerebral palsy, body weight training, neurotrophin factors
مقدمه
فلجمغزی 1گروهی از اختلالات حرکتی دائم در سیستم عصبی، ولی غیرپیشرونده هستند که به دلیل ناهنجاری‌های مادرزادی یا آسیبهای وارده بر مغز در مراحل اولیه تکامل ایجاد می‌گردند. تعدادی از آسیبها، فقط نقص حرکتی دارند و تعدادی دارای علایم احتمالی همراه با نقص حرکتی از جمله مشکلات یادگیری، شنیدن، دیدن و تشنج هستند. فلج مغزی دارای چندین نوع متفاوت است (مارکدانت و کلای من2،2019).
فلج مغزی هیپوتونیک اختلال رشد عصبی غیرپیشروندهی مغز نابالغ است که طیفی از سندرم‌ها را دربرمی‌گیرد که به اختلال حرکتی و وضعیتی مربوط میشود و مشکلات تعادلی را در حین فعالیتهای حرکتی درشت و ظریف ایجاد میکند (جرا3 و همکاران، 2023).
یکی از عوامل که در بهبود آسیبهای مغزی در افراد دارای فلج مغزی نقش بسیار مهمی دارد، عوامل نوروتروفیک میباشد که با تکثیر سلولهای جدید در مغز میتواند به این روند کمک کند. نوروتروفینها4 خانوادهای از پروتئینها هستند كه موجب رشد و فعالیت نورونها میشوند (دهقانی و همکاران، 2018). عامل نوروتروفیک مشتق از مغز (BDNF) یکی از مهمترین نوروتروفینهاست که موجب القاء عصبزایی و تأثیر مثبت بر شکلگیری عصبی شده و همچنین از تحلیل سلولهای عصبی حفاظت میكند. BDNF موجب افزایش رشد و بقا انواع گونههای نورونی شده و از عوامل مهم تعدیلکننده انعطاف مغز است (یارو5 و همکاران، 2010) .فاکتور رشد عصبی (NGF)6 يک فاکتور پليوتروفيک در سيستم عصبي مرکزي است که در تکثير، ترميم و رشد نرونها نقش مهمی دارد. NGF همچنین یک نقش اساسی در کاهش روند تحلیل حافظه در دوران پیری دارد و موجب حفظ نورونها در مقابل آسيب ناشي از راديکالهاي آزاد میشود (مقدسی و همکارن، 2015). فاكتور رشد شبه انسولين نوع 1 (IGF-1)7 نیز یک نوعي پروتئين پليپپتيدي هست که ساختاری شبيه انسولين دارد. اکثر بافتها IGF-1 را ترشح میکنند، ولی اصلیترین منبع تولید آن کبد است که بیش از 90 درصد IGF-1 را میسازد. IGF-1 به عنوان یک هورمون آنابولیک پروتئوليز را کاهش داده و با تحریک تولید پروتئين موجب افزایش توده عضلانی میشود (خشنود و همکاران 2010). یک مطالعهی اخیر نقش فاکتورهای نروتروفیک را در فرایند توانبخشی کودکان فلجمغزی نشان میدهد (لارینا8 و همکاران، 2022). از طرفی مطالعات قبلی، همبستگی بین تمرینات قدرتی و افزایش نوروتروپینها، افزایش قدرت عضلانی، عملکرد و توانایی جسمانی را نشان دادهاند. بنابراین، استفاده از تمرینات بدنی یا هدفمند قدرتی میتواند تحرک کودکان مبتلا به CP را بهبود بخشد (بنگ9 و همکاران 2023 و فرلند10 و همکاران 2012 و کاستانو11 و همکاران 2022) .
تمرین بادیویت قدیمی ترین نوع ورزش محسوب می شود. اما این روزها جذابیت و شهرت بیشتری پیدا کرده است. تمریناتی که بر پایه وزن بدن انجام میشوند و شامل تمرینات اینتروال و تمرینات قدرتی با وزن هستند. تحقیقات نشان میدهد این ورزش برای همه سنین و همه افراد حتی برای افرادی که مشکلات حرکتی دارند، مناسب است. در تمرینات بادی ویت از وزنه یا وسیله ای استفاده نمیشود، در نتیجه بیماران CP میتوانند کنترل بیشتری روی بدن خود داشته باشند و احتمال آسیبدیدگی به شدت کاهش مییابد. همچنین از کاهش توده عضلانی آنها جلوگیری میکند. از مهمترین ویژگی این تمرینات، عدم وجود هیچگونه هزینهای برای تجهیزات و محدودیت زمانی و مکانی برای استفاده از این حرکات تمرینی است (کراس12 و همکاران، 2019).
بیماران CP به دلیل عدم استفاده طولانی مدت از عضلات در معرض ضعف عضلانی قرار دارند. ضعف گروههای عضلانی نسبت به همسالان کاملا در آنها مشهود میباشد. تمرینات تقویتی برای افراد فلج مغزی می تواند منجر به افزایش سرعت و کیفیت راه رفتن، فعالیتهای حرکتی و در نتیجه کاهش اسپاتیسیتی گردد و امکان دستیابی به حداکثر پتانسیل عملکردی را، برای وی فراهم می آورد. (واندر لی13،2003)
از آنجایی که آسیبمغزی و در نتیجه اختلال حرکتی و ضعف عضلانی از بزرگترین مشکلات كودكان مبتلا به فلج مغزی هایپوتونیک است (چمبرز14 و همکاران،2001 و ایک15 و همکاران،2011). بهنظر میرسد تمرینات بادیویت بتواند با اثرگذاری بر تولید و ترشح این نروتروپینها و در نتیجه بهبود آسیبهای مغزی، نقش قابل توجهی در بهبود عملکرد این بیماران داشته باشد. در این میان پژوهشی که اثر تمرینات بادیویت را بر این فاکتورها در کودکان مبتلا به CP مورد بررسی قرار دهد وجود ندارد. از این رو پژوهش حاضر به دنبال پاسخ به این سوال است که آیا تمرینات بادیویت یا تمرین با وزن بدن بر عوامل نروتروفیک کودکان دارای فلج مغزی هایپوتونیک تاثیر دارد؟
روش پژوهش
این پژوهش به صورت نیمه تجربی با دو مرحله پیشآزمون و پسآزمون در مدت 12 هفته انجام گرفت. این پژوهش توسط کمیته اخلاق در پژوهش با کد (IR.IAU.TABRIZ.REC.1401.035) تائید شده است. کلیه پسران فلجمغزی هایپوتونیک استان اردبیل با میانگین سنی 8 تا 12 سال جامعه آماری این پژوهش را تشکیل دادند. سپس انتخاب نمونه با مراجعه به مدارس استثنایی و کلینکهای کاردرمانی به روش نمونهگیری در دسترس انجام شد.
پس از اینکه توضیحات لازم دربارهی اهداف و شرایط پژوهش داده شد، رضایتنامه کتبی توسط والدین و کودکان شرکتکننده جهت شرکت در پروتکل تمرینی، اندازهگیریها و خونگیری در دو مرحله، تکمیل شد. سپس تعداد 20 نفر از کودکان فلج مغزی هایپوتونیک با میانگین سنی 8 تا 12سال انتخاب و به صورت تصادفی در دو گروه تمرین بادیویت (10 نفر) و گروه کنترل (10 نفر) قرار گرفتند. با توجه به دامنه سنی بالا، گروهها از نظر بلوغ با روش ارزیابی بلوغ تانر بررسی و همگن شدند تا بلوغ بر روی نتایج تاثیر نگذارد.
قبل از شروع پژوهش، توضیحات و جزئیات لازم در مورد روش پژوهش و همچنین روش انجام پروتکل تمرینی در اختیار آزمودنی ها قرار گرفت. اندازهگیری شاخصهای تحقیق (عوامل نوروتروفیک BDNF، NGF، IGF-1) در دو جلسه پیشآزمون و پسآزمون انجام گرفت. خونگیری در ساعت بین 9 تا 10 صبح و با حالت ناشتا از تمامی آزمودنیها بهعمل آمد. پس از خونگیری نمونههای خونی به مدت 20 دقيقه سانتريفوژ گردیده و پس از جداسازي سرم در دماي منفی 80 درجه سانتيگراد نگهداري خواهند شد. عامل نوروتروفیک (BDNF) پلاسما به روش الايزا و با استفاده از كيت تحقيقاتي كمپاني بوستر بيولوژيكا مخصوص نمونههاي انساني و طبق دستورالعمل شركت سازنده اندازه گيري شد . مقدار عامل نوروتروفیک (NGF) نیز به روش الايزا و با استفاده از كيت (R&D NGF ELISA kit, USA) با تکرار مضاعف با استفاده از دستگاه الایزا ریدر اندازه گیری شد. عامل نوروتروفیک (IGF-1) نیز با استفاده از كيت (Biosurce سوئد) و به روش راديوايمونواسي اندازهگيري شد.
تمرینات بادی ویت
آزمودنیها در جلسات تمرینی 12 هفتهای و 3 جلسه در هفته و هر جلسه به مدت 60 دقیقه شرکت نمودند. شدت تمرين توسط مقياس درك فشار بورگ16 (RPE) بهصورت زير كنترل شد. بدينصورت كه قبل از شروع تمرينات، آزمودنيها با اين مقياس و دامنه آن آشنا شدند و پایلوت انجام شد. همه آزمودنیهای گروه تمرین بادیویت با توجه به ادراک خود، به سختی تمرین در مقیاس0 تا 10 امتیازی پاسخ دادند (هنریگو17 و همکاران، 2022). در ابتدای هر جلسه گرم کردن تحت نظر کاردرمان انجام گرفت. جهت افزایش کارایی عضله هنگام گرمکردن از ماساژ نیز استفاده شد. سپس تمرین بادیویت به مدت 12 هفته تمریناتی که شامل قدرت پایه، قدرت بیشینه و تمرینات اینتروال با شدت بالا بوده انجام شد. در هر جلسه فعالیت راه رفتن با واکر (دقیقه)، فشار دادن به دیوار (دقیقه)، حرکت اسکات، حرکت شنا و حرکت چهار دست و پا که به نوبت هر اندام دو بار بالا آورده میشد، انجام میشد. زمان استراحت بین فعالیتها، یک دقیقه بود. شدت تمرین در هفته اول تا سوم با RPE برابر 4 (کمی شدید) ، هفته چهارم تا ششم با RPE برابر 5 (شدید)، هفته هفتم تا نهم با RPE برابر (خیلی شدید) و در هفتههای دهم تا دوازدهم با RPE برابر10 (شدیدترین) بود. بعد از پایان هر جلسه سردکردن انجام گرفت (مدیسین18، 2013).
روش های آماری
نتایج حاصل از تحقیق با استفاده از آمار توصیفی و استنباطی بررسی شد. ویژگی آزمودنیها با استفاده از آمار توصیفی بهصورت خلاصه جمعبندی و بعد از بررسی نرمال بودن توزیع دادهها با استفاده از آزمون شاپیرو- ویلک، فرضیههای پژوهش به کمک روشهای آماری تیمستقل و t همبسته مورد بررسی قرار گرفت. محاسبات آماری در سطح معنیداری (05/0p<) با استفاده از نرم افزار SPSS نسخهی 23 انجام گرفت.
یافتههای پژوهش
در جدول 1 ویژگی های توصیفی آزمودنیها گزارش شده است.
جدول1- میانگین مشخصات فردی آزمودنیهای دو گروه
متغیر | گروه ها | ||||||
| تمرین بادیویت | کنترل | |||||
سن (سال) |
| 96/1±90/9 | 75/1±20/10 | ||||
قد (سانتیمتر) |
| 13/6±60/112 | 66/6±70/113 | ||||
وزن (کیلوگرم) |
| 21/3±90/19 | 15/3±80/18 | ||||
شاخص توده بدنی (کیلوگرم/ مترمربع) |
| 04/3±80/15 | 43/2±57/14 | ||||
جدول 2 نتایج آزمونهای تیهمبسته و تیمستقل برای مقایسه‌های درونگروهی و بینگروهی را نشان میدهد. نتایج بیانگر این است که میزان عوامل نوروتروفیک (BDNF، NGF، IGF-1) در گروه تمرین بادیویت در مرحله پسآزمون نسبت به مرحله پیشآزمون افزایش معنیداری داشته است (05/0P≤). اما در گروه کنترل، این تغییرات معنیدار نبود (05/0P≥).
جدول 2- میانگین و انحراف معیار سطوح عامل نوروتروفیک (BDNF) و نتایج آزمون تی مستقل و t همبسته
متغیر | گروه | مرحله | سطح معناداری آزمون t همبسته | ||||
پیش آزمون | پس آزمون | ||||||
BDNF (نانوگرم/ میلی لیتر) | تمرین بادی ویت | 04/1±33/5 | 62/0±13/7 | 001/0 | |||
کنترل | 57/0±88/3 | 51/0±95/3 | 168/0 | ||||
سطح معناداری آزمون تی مستقل | 001/0 | ||||||
NGF (نانوگرم/ میلی لیتر) | تمرین بادی ویت | 30/3±43/70 | 79/6±47/86 | 001/0 | |||
کنترل | 90/1±01/71 | 95/1±06/71 | 684/0 | ||||
سطح معناداری آزمون تی مستقل | 001/0 | ||||||
IGF-1 (نانوگرم/ میلی لیتر) | تمرین بادی ویت | 52/4±26/41 | 91/6±15/49 | 008/0 | |||
کنترل | 25/18±90/106 | 25/18±65/107 | 057/0 | ||||
سطح معناداری آزمون تی مستقل | 001/0 | ||||||
بحث و نتیجه گیری
نوروتروفینها از مهمترین عوامل رشد سلولهاي عصبی، بلوغ سیناپسها و پلاستیسیتی سیناپسی هستند و شامل فاکتور نوروتروفیک مشتق از مغز (BDNF)، فاکتور رشد عصب (NGF)، فاکتور رشد مشتق از سلولهاي گلیال (GDNF)، فاکتور رشد تبدیلی آلفا (TGF- α)، هورمون رشد شبه انسولین (IGF-1) و نوروتروفین 3 و 4 میباشند (نخزی خداخیر و همکاران، 2018).
تاکنون شواهد کمی برای شناسایی بهترین پروتکل تمرینی که شامل شدت، مدت و تکرار فعالیت برای کودکان فلجمغزی باشد، وجود دارد. از طرفی پاسخ گروههای سنی و انواع مختلف فلجمغزی به تمرین بادیویت مورد بررسی قرار نگرفته است. در پژوهش حاضر به دنبال دوره تمرینی بادیویت سطوح عامل نوروتروفیک BDNF، NGF وIGF-1 افزایش معنیداری داشته است. در پژوهشی همسو با یافتههای ما، محمدیاری و همکاران (2021) گزارش کردند که بهدنبال تمرینات دویدن بهصورت تناوبی شدید سطوح هورمون IGF-1 در نوجوانان چاق افزایش معنیداری داشته است (محمدیاری و همکاران، 2021). کلاچاهی و همکاران (2020) در پژوهشی با هدف بررسی تاثیر تمرینات TRX بر سطوح IGF-1 افزایش سطوح IGF-1 بعد از تمرینات را گزارش کردند (کلاچاهی و همکاران، 2020). امیرساسان و همکاران (2019) نیز افزایش سطوح IGF-1 را در پسران نوجوان سالم بهدنبال تمرینات جسمانی را گزارش کردند (امیرساسان و همکاران، 2019). هورمونIGF-1 یک تنظیمکننده مثبت رشد عضله اسکلتی است. IGF-1 اثر آنابولیکی قوی بر بافت عضلانی دارد و میتواند سنتز پروتئین و DNA را تحریک کند که این امر حمایتکننده از نقش آنابولیکی IGF-1 میباشد. عامل رشد شبه انسولینی (IGF-1) میتواند از طریق افزایش میتوژن و هم چنین کاهش P21 باعث فعالسازی تکثیر و تمایز سلولهای اقماری شود (محمدیاری و همکاران، 2021). محققان در بررسی و شناسایی مسیرهای سیگنالینگ درگیر در اثر هایپرتروفیک IGF-1، نشان دادهاند که دو آنزیم کلیدی AKT و PI3K (در تنظیم رشد و تکثیر سلولی و تنظیم افزایشی ترجمه mRNA های کدکننده اجزا سنتز پروتئین جهت هایپرتروفی عضلانی ضروری هستند) در این مسیر درگیر هستند. لذا افزایش سطوح آن بهدنبال تمرین بادیویت در مطالعهی حاضر میتواند نشاندهندهی اثرات هایپرتروفی و آنابولیکی آن بر عضلات اسکلتی کودکان فلجمغزی بوده و روند آتروفی و کاهش بافت عضلانی را کند و معکوس کند. این امر میتواند به کسب توانایی کنترل اندامها در این بیماران کمک کند (کرامر و همکاران، 2020).
رشد در دوران بلوغ شامل تعامل پیچیدهای از عوامل بسیاری از جمله هورمونها، ژنتیک و محیط است. تفاوت در رشد بین کودکان با و بدون CP با افزایش سن افزایش مییابد و به نظر میرسد در کودکان مبتلا به CP ظهور جهش رشد معمولی در بلوغ بهطور قابلتوجهی کاهش مییابد. در دوران بلوغ، کودکان عادی با افزایش سرعت قد از 5 تا 6 سانتیمتر در سال به 9 تا 10 سانتیمتر در سال (معمولاً در اواسط بلوغ) دچار جهش رشد میشوند. منحنی‌های رشد توصیفی که از داده‌های مقطعی کودکان مبتلا به CP گرفته شده‌اند، سرعت قد نسبتاً ثابتی را قبل و در طول بلوغ نشان می‌دهند. این انحراف از رشد طبیعی نشاندهنده تاثیر یک غدد درونریز است (جیسس19 و همکاران، 2020). در پژوهشی غلظت IGF-1 و GH در گروه دختران مبتلا به CP در مقایسه با گروه کنترل کمتر بود. با توجه به اینکه غلظت IGF-1 با رشد قامت مرتبط است (کوپرمینک20 و همکاران، 2010) و از آنجایی که IGF-1 واسطه اصلی عمل آنابولیکی GH است، بنابراین میتوان گفت تمرین بادیویت با افزایش IGF-1 در مطالعهی حاضر، احتمالا باعث افزایش عملکرد GH از جمله هموستاز معدنی استخوان، ترکیب بدن، قد و عملکرد شناختی شده و کیفیت زندگی در این بیماران را بهبود میبخشد (تدبلد21 و همکاران، 2021).
فاکتور نروتروفیک مشتق از مغز (BDNF) در تولید و فعالیتهاي سلولهاي عصبی مغز، حافظه و عملکردهاي شناختی نقش مهمی دارد. در پژوهشی ولیپور دهنو و معتمدی (2019) افزایش سطوح BDNF را به دنبال تمرین مقاومتی دایرهای گزارش کردند. این محققان اظهارداشتند که BDNF تولید شده برای ترمیم بافت عصبی به مغز منتقل میشود (ولیپور دهنو و معتمدی، 2019). والش و همکاران (2016)، کالهو و همکاران (2013) نیز افزایش سطوح BDNF را بهدنبال تمرینات مقاومتی در بیماران آلزایمری گزارش کردند. افزایش BDNF به دنبال تمرین مقاومتی میتواند نتیجه افزایش پلاکتهای حاوی BDNF در خون اثر انقباضات طحال و آزاد شدن BDNF از منابع سلولی مانند مغز و سلولهای اندوتلیال عروق باشد (والش22 و همکاران، 2016؛ کالهو23 و همکاران، 2013). همسو با نتایج تحقیق حاضر، کیم و همکاران (2013) نشان دادند که انجام 12 هفته تمرین ترکیبی استقامتی- قدرتی با افزایش سطوح BDNF سرمی در نوجوانان چاق همراه بود (کیم24 و همکاران، 2013). در يكي از اين پژوهشها، شيفر و همكاران (2009) عدم تغيير معنادار معنادار سطوح BDNF به دنبال تمرينات مقاومتي را در نوجوانان سالم نشان دادند (شيفر25 و همكاران، 2009). همچنين جوايكنت و همكاران (2010) نیز به دنبال 10 هفته تمرين مقاومتي منظم تغيير معناداري در غلظت سرمي BDNF و NGF در آزمودنیهای غیرفعال مشاهده نكردند. این محققان عنوان کردند احتمالا کل کار انجام شده برای القای تغییر در مقادیر این هورمونها به اندازهی کافی نبوده است. بهکارگیری تودههای عضلانی بزرگ، دورههای استراحت کوتاه و شدت مناسب و کل کار انجام شده پاسخ این هورمونها را به حداکثر میرساند (جواكنت و همكاران، 2010). احتمالا در مطالعهی حاضر تمرین بادیویت از شدت لازم برخوردار بوده و کل کار انجام شده برای این آزمودنیها مناسب بوده است. تاکنون مکانیسم افزایشی BDNF ناشی از فعالیت ورزشی بهطور دقیق مشخص نشده است. اما شواهدي مبنی بر انتشار BDNF از مغز و عبور آن از سدخونیمغزي گسترش یافته است که این انتشار میتواند تقریبا 75 درصد BDNF در گردش را تشکیل دهد و باقی مقادیر BDNF را نیز میتوان به منابع محیطی نسبت داد. محققان بر این باور هستند که سلولهاي عضلانی در حال انقباض منشا پاسخ BDNF ناشی از فعالیت ورزشی میباشند (پور مطهری و همکاران، 2017) .از آنجایی که BDNF می تواند از سد خونی مغزی در هر دو جهت آن عبور کند و BDNF قشر با BDNF سرم ارتباط دارد، لذا BDNF سرم بیان و یا عملکرد BDNF در مغز را منعکس میکند. BDNF برای تسهیل ترمیم اعصاب محیطی نیز در بافتهای آسیبدیده و سایر بافتهایی که حاوی گیرنده BDNF با میل ترکیبی بالا (TrkB) هستند، آزاد میشود (جواكنت و همكاران، 2010).
هچنین مشخص شده است که فعالیت ورزشی به طور قابل توجهی سطوح پروتئین جداکننده میتوکندری 2 را در هیپوکامپ افزایش می دهد، یک عامل متعادلکننده انرژی که با حفظ هموستاز کلسیم، تولید ATP و مدیریت رادیکالهای آزاد مرتبط است. به نظر میرسد که پروتئین جداکننده ۲ تولید BDNF توسط سلولهای هیپوکامپ و همچنین سیستم‌های مولکولی پایین‌دست BDNF را که برای یادگیری و حافظه مهم هستند، تعدیل میکند. این مطالعات مکانیسم‌های اساسی را پیشنهاد میکنند که بهوسیله آن ورزش بر عناصر کلیدی متابولیسم انرژی تأثیر می‌گذارد که بسترهای شکل‌پذیری سیناپسی زیربنای یادگیری و حافظه را تعدیل میکنند. بنابراین میتوان گفت احتمالا تمرینات بادیویت بتواند با تاثیر بر سطوح پروتئینهای بالا دستی و افزایش نروتروپینها، علاوه بر بهبود عملکردهای حرکتی بتواند عملکرد شناختی و یادگیری را نیز در این کودکان بهبود بخشد (دیشمان26 و همکاران، 2006) .
در پژوهشی بانسی و همکاران (2013) به دنبال تمرینات استقامتی افزایش معنیدار BDNF و تمایل به افزایش NGF را در بیماران ام اس گزارش کردهاند آنها شرایط غوطهوری در آب را یکی از دلایل معرفی کرده و بیان کردند شرایط غوطهوری در آب باعث کاهش غلظت سرمی آدرنالین و نورآدرنالین نسبت به شدتهاي مشابه روي زمین میشود (احتمال میرود این هورمونها در بیان ژن BDNF در هیپوکامپ سهیم باشند). با توجه به افزایش این شاخصها در مطالعه حاضر، احتمالا تمرین بادیویت نیز تاثیرات مشابهی را در کودکان فلجمغزی اعمال میکند. (بانسی27 و همکاران، 2013). از طرفی در پژوهشی غیرهمسو، نخزري خداخیر و همکاران (2018) به منظور بررسی تاثیر 8 هفته تمرینات ترکیبی (هوازی و مقاومتی) بر روش مقادیر سرمی BDNF و NGF، عدم تغییر معنادار سطوح سرمی این فاکتورها را در بیماران مالتیپل اسکلروزیس گزارش کردند. این محققان کم بودن دورهی تمرین (8 هفته) و جامعهی آماری(10 نفر) را از عوامل عدم نغییر نام بردند (نخزري خداخیر و همکاران، 2018). ولی با وجود دوره تمرین و جامعهی آماری مشابه، مطالعه ما افزایش این شاخصها را نشان داد .محمدی و ولیپور دهنو (2021) نشان دادند که با انجام تمرینات ورزشی غلظت در گردش NGF میتواند افزایش یابد (محمدی و ولیپور دهنو، 2021) .تمرینات ورزشی میتواند به عنوان یک راه کار درمانی موثر برای افزایش عوامل نوروتروفیک باشد، بهطوریکه با افزایش بیان تیروزین کیناز آ (TrKA) که گیرندهاي فعال براي NGF میباشد و همچنین افزایش انرژي در دسترس سلولهاي عصبی و بلوغ پیشسازهاي NGF، میتواند اثربخشی این عامل نروتروفیک را افزایش دهد (حسینی و فلاح محمدی، 2020).
نتیجهگیری کلی
نتایج پژوهش حاضر بیانگر افزایش عوامل نوروتروفیک BDNF، NGF و IGF-1 به دنبال تمرین بادیویت در کودکان دارای فلج مغزی هایپوتونیک بود. با وجود اینکه به صورت مستقیم روی کودکان دارای فلج مغزی هایپوتونیک پژوهشی در این زمینه انجام نشده بود، ولی میتوان نتایج را تعمیم داد و بیان کرد که تمرین بادیویت بهدلیل ساختاری که دارند بهراحتی میتوانند توسط کودکان دارای فلج مغزی هایپوتونیک بهکارگرفته شوند. همچنین به دلیل بهبود سطوح عوامل نوروتروفیک BDNF، NGF و IGF-1 به دنبال تمرینات ورزشی میتوان بیان کرد که استفاده از این گونه تمرینات میتواند موجب ارتقای سلامت این بیماران شده و بافت عضلات اسکلتی و عملکرد حرکتی و شناختی آنها را بهبود بخشد.
منابع
Amirsasan, R., Armanfar, M., & Hesari, J. (2019). Serum levels of Insulin-like growth factor-1 (IGF-I) as an indicator associated with aerobic and anaerobic fitness assessment in adolescent boys. Medical Journal of Tabriz University of Medical Sciences.,41(4),7-16. (Persian)
Ansari Kolachahi, S., Elmieh, A., & Talebi, M. (2020). The effect of TRX exercises on serum levels of IGF-1 and cortisol and some health-related physical factors in active women. Medical Science Journal of Islamic Azad Univesity-Tehran Medical Branch, 30(4), 432-442. (Persian)
Bang, H. S. (2023). Effect of Resistance Training with Different Set Structures on Neurotrophic Factors and Obesity-Related Biomarkers in Middle-Aged Korean Women with Obesity. Journal of Clinical Medicine, 12(9), 3135.
Bansi, J., Bloch, W., Gamper, U., & Kesselring, J. (2013). Training in MS: influence of two different endurance training protocols (aquatic versus overland) on cytokine and neurotrophin concentrations during three week randomized controlled trial. Multiple Sclerosis Journal, 19(5), 613-621.
Castaño, L. A. A., Castillo de Lima, V., Barbieri, J. F., Lucena, E. G. P. D., Gáspari, A. F., Arai, H., ... & Uchida, M. C. (2022). Resistance training combined with cognitive training increases brain derived neurotrophic factor and improves cognitive function in healthy older adults. Frontiers in Psychology, 13, 870561.
Chambers, H. J. E. J. o. N. (2001). Treatment of functional limitations at the knee in ambulatory children with cerebral palsy. 8, 59-74.
Chicharro, J., López-Calderon, A., Hoyos, J., Martin-Velasco, A., Villa, G., Villanua, M., & Lucía, A. (2001). Effects of an endurance cycling competition on resting serum insulin-like growth factor I (IGF-I) and its binding proteins IGFBP-1 and IGFBP-3. British journal of sports medicine,, 35(5), 303-307.
Coelho, F. G. d. M., Vital, T. M., Stein, A. M., Arantes, F. J., Rueda, A. V., Camarini, R., . . . Santos-Galduroz, R. F. (2014). Acute aerobic exercise increases brain-derived neurotrophic factor levels in elderly with Alzheimer's disease. Journal of Alzheimer's Disease, 39(2), 401-408.
Dehghani, A., Zareian, E., & Ebrahim, K. (2018). Effects of aerobic training and following detraining on continuous attention and brain-derived neurotrophic factor in sedentary girl students. Journal of Sport and Exercise Physiology,, 11(2), 25-38. (Persian)
Dishman, R. K., Berthoud, H. R., Booth, F. W., Cotman, C. W., Edgerton, V. R., Fleshner, M. R., ... & Zigmond, M. J. (2006). Neurobiology of exercise. Obesity, 14(3), 345-356.
Eek, M. N., Tranberg, R., Beckung, E. J. G., & posture. (2011). Muscle strength and kinetic gait pattern in children with bilateral spastic CP. 33(3), 333-337.
Esbjörnsson, M., Norman, B., Suchdev, S., Viru, M., Lindhgren, A., & Jansson, E. (2009). Greater growth hormone and insulin response in women than in men during repeated bouts of sprint exercise. Acta physiologica,, 197(2), 107-115.
Ferland, C., Lepage, C., Moffet, H., & Maltais, D. B. (2012). Relationships between lower limb muscle strength and locomotor capacity in children and adolescents with cerebral palsy who walk independently. Physical & occupational therapy in pediatrics, 32(3), 320-332.
Ferreira, A. F., Real, C. C., Rodrigues, A. C., Alves, A. S., & Britto, L. R. (2011). Short-term, moderate exercise is capable of inducing structural, BDNF-independent hippocampal plasticity. Brain research, 1425, 111-122.
Goekint, M., De Pauw, K., Roelands, B., Njemini, R., Bautmans, I., Mets, T., & Meeusen, R. (2010). Strength training does not influence serum brain-derived neurotrophic factor. European journal of applied physiology, 110, 285-293.
Habibian, M., Khosravi, H., & Farzanegi, P. (2016). The Effects of 8 Weeks of Vitamin C Intake and Regular Aerobic Exercise on Serum Brain-Derived Neurotrophic Factor and Insulin-like Growth Factor-1 Levels in Obese Girls. Iranian Journal of Nutrition Sciences & Food Technology, , 11(3), 21-30. (Persian)
Henríquez, M., de Campos, L. F. C., Muñoz-Hinrichsen, F., Cornejo, M. I., Yanci, J., & Reina, R. (2022). Neuromuscular Fatigue in Cerebral Palsy Football Players after a Competitive Match According to Sport Classification and Playing Position. International Journal of Environmental Research and Public Health, 19(10), 6070.
Hosseini, H., & Mohammadi, Z. F. (2018). The effect of one course of swimming exercise before induction of Multiple Sclerosis (MS) on nerve growth factor levels in rat’s Brain. cientific Journal of Kurdistan University of Medical Sciences, 25(2), 27-36. (Persian)
Hung, Y.-C., & Meredith, G. S. (2014). Influence of dual task constraints on gait performance and bimanual coordination during walking in children with unilateral cerebral palsy. Research in developmental disabilitie, 35(4), 755-760.
Jeara, O. R., Naufal, A. F., & Wardani, R. K. (2023). Physiotherapy Management in Cases of Cerebral Palsy Flaccid Ec Microcephaly. FISIO MU: Physiotherapy Evidences,, 4(3), 201-206.
Jesus, A. O., & Stevenson, R. D. (2020). Optimizing nutrition and bone health in children with cerebral palsy. Physical Medicine and Rehabilitation Clinics,31(1),25-37
Khoshnood, A., Faravash, M., NasiriToosi, M., Esteghamati, A., Froutan, H., Ghofrani, H., & Abdollahi, A. (2010). Correlation Between Insulin-Like Growth Factor-I (Igf-1) Levels and Severity of Liver Involvement in Patients Afflicted with Liver Cirrhosis. Journal of Rafsanjan University of Medical Sciences,, 9(4), 315-324. (Persian)
Kim, Y. G., & Kim, H. J. (2013). Exercise-induced increase of BDNF decreased TG and glucose in obese adolescents. PAN (Physical activity and nutrition),, 17(3), 87-93.
Kraemer, R., Durand, R., Acevedo, E., Johnson, L., Kraemer, G., Hebert, E., & Castracane, V. (2004). Rigorous running increases growth hormone and insulin-like growth factor-I without altering ghrelin. Experimental Biology and Medicine,, 229(3), 240-246.
Kraemer, W. J., Ratamess, N. A., Hymer, W. C., Nindl, B. C., & Fragala, M. S. (2020). Growth hormone (s), testosterone, insulin-like growth factors, and cortisol: roles and integration for cellular development and growth with exercise. Frontiers in endocrinology,, 11, 33.
Krause, M., Crognale, D., Cogan, K., Contarelli, S., Egan, B., Newsholme, P., & De Vito, G. (2019). The effects of a combined bodyweight-based and elastic bands resistance training, with or without protein supplementation, on muscle mass, signaling and heat shock response in healthy older people. Experimental gerontology, 115, 104-113.
Kuperminc, M. N., Gurka, M. J., Houlihan, C. M., Henderson, R. C., Roemmich, J. N., Rogol, A. D., & Stevenson, R. D. (2009). Puberty, statural growth, and growth hormone release in children with cerebral palsy. Journal of pediatric rehabilitation medicine,, 2(2), 131-141.
Lee, S. S., Yoo, J. H., Kang, S., Woo, J. H., Shin, K. O., Kim, K. B., . . . Kim, Y. I. (2014). The effects of 12 weeks regular aerobic exercise on brain-derived neurotrophic factor and inflammatory factors in juvenile obesity and type 2 diabetes mellitus. Journal of physical therapy science, 26(8), 1199-1204.
Marcdante, K., & Kliegman, R. M. (2016). Nelson Essentials of Pediatrics-E-Book: First South Asia Edition: Elsevier Health Sciences.
Medicine, A. C. o. S. (2013). ACSM's health-related physical fitness assessment manual: Lippincott Williams & Wilkins.
Moghadasi, M., Edalatmanesh, M., Moeini, A., & Arvin, H. (2015). Effect of 8 weeks resistance training on plasma levels of nerve growth factor and interlukin-6 in female patients with multiple sclerosis. ISMJ,, 18(3), 527-537. (Persian)
Mohammadi, R., Valipour Dehnou, V., & (2021). Studying the response of NGF and FGF-2 to weight training and judo training in judoka females. Journal of Sport and Biomotor Sciences,, 26(26), 77-84. (Persian)
Mohammadyari, S., Hadi, H., & Zohrabi, A. R. (2021). The effect of intense intermittent exercise on plasma levels of myostatin and IGF-1 in obese adolescents. Journal of Applied Health Studies in Sport Physiology,, 8(2), 18-24. (Persian)
Nakhzari Khodakheir, J., Haghighi, A. H., & Hamedinia, M. R. (2018). The effects of combined exercise training with aerobic dominant and coenzyme q10 supplementation on serum BDNF and NGF levels in patients with Multiple Sclerosis. Journal of Arak University of Medical Sciences, 21(3), 94-103. (Persian)
Pourmotahari, A., Fayazmilani, R., & Abbasi, A. (2017). The effect of two types of resistance training on salivary BDNF of preadolescence children. Journal of Sport and Exercise Physiology, 10(2), 78-96. (Persian)
Roelen, C., De Vries, W., Koppeschaar, H., Vervoorn, C., Thijssen, J., & Blankenstein, M. (1997). Plasma insulin-like growth factor-I and high affinity growth hormone-binding protein levels increase after two weeks of strenuous physical training. International journal of sports medicine, , 18(04), 238-241.
Rosendal, L., Langberg, H., Flyvbjerg, A., Frystyk, J., Ørskov, H., & Kjær, M. (2002). Physical capacity influences the response of insulin-like growth factor and its binding proteins to training. Journal of Applied Physiology, 93(5), 1669-1675.
Schiffer, T., Schulte, S., Hollmann, W., Bloch, W., & Strüder, H. K. (2008). Effects of strength and endurance training on brain-derived neurotrophic factor and insulin-like growth factor 1 in humans. Hormone and metabolic research, , 250-254.
Schulz, K.-H., Gold, S. M., Witte, J., Bartsch, K., Lang, U. E., Hellweg, R., . . . Heesen, C. (2004). Impact of aerobic training on immune-endocrine parameters, neurotrophic factors, quality of life and coordinative function in multiple sclerosis. Journal of the neurological sciences, 225(1-2), 11-18.
Soya, H., Nakamura, T., Deocaris, C. C., Kimpara, A., Iimura, M., Fujikawa, T., . . . Nishijima, T. (2007). BDNF induction with mild exercise in the rat hippocampus. . Biochemical and biophysical research communications,, 358(4), 961-967.
Tidblad, A., Bottai, M., Kieler, H., Albertsson-Wikland, K., & Sävendahl, L. (2021). Association of childhood growth hormone treatment with long-term cardiovascular morbidity. JAMA pediatrics, 175(2), e205199-e205199.
Valipour Dehnou, V., & Motamedi, R. (2019). The Effect of One Circuit Training Session on the Serum Levels of Brain-Derived Neurotrophic Factor and Insulin-Like Growth Factor-1 in the Elderly. Iranian Journal of Ageing, 13(4), 428-439. (Persian)
van der Lee, J. (2003). Constraint-induced movement therapy: some thoughts about theories and evidence. Journal of rehabilitation medicine,, 35(0), 41-45.
Walsh, J. J., Scribbans, T. D., Bentley, R. F., Kellawan, J. M., Gurd, B., & Tschakovsky, M. E. (2016). Neurotrophic growth factor responses to lower body resistance training in older adults. Applied physiology, nutrition, and metabolism, 41(3), 315-323.
Yarrow, J. F., White, L. J., McCoy, S. C., & Borst, S. E. (2010). Training augments resistance exercise induced elevation of circulating brain derived neurotrophic factor (BDNF). Neuroscience letters, 479(2), 161-165.
Zakavi, I., Valipoor, A., Banihashemi Emam Ghaysi, M., Bijani, B., & Eisazadeh, R. (2015). The effect of pilates exercises on serum BDNF level in elderly men. Journal of Sport Biosciences, , 7(4), 675-688.
[1] . cerebral palsy
[2] . Marcdante & Kliegman
[3] . Jeara
[4] . Neurotrophic
[5] . Yarrow
[6] . Nerve Growth Factor
[7] . Insulin like growth factor
[8] . Larina
[9] . Bang
[10] . Ferland
[11] . Castaño
[12] . Krause
[13] . Van der li
[14] . Chambers
[15] . Eek
[16] . Borg's Perceived Exertion
[17] . Henríquez
[18] . Medicine
[19] . Jesus
[20] . Kuperminc
[21] . Tidblad
[22] . Walsh
[23] . Coelho
[24] . Kim
[25] . Schiffer
[26] . Dishman
[27] 4. Schulz