تاثیر تمرین مقاومتی - هوازی بر بیان ژن HIF1a در بیماران CABG

محورهای موضوعی : فصلنامه زیست شناسی جانوری

آذر حمیدی ¹ , امیر رشیدلمیر ² , رامبد خواجه ای ³ , مهدی زارعی ⁴ , احمد زنده دل ⁵

1 - گروه فیزیولوژی ورزشی، واحد نیشابور، دانشگاه آزاد اسلامی، نیشابور، ایران
2 - گروه فیزیولوژی ورزشی، دانشکده علوم ورزشی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
3 - گروه فیزیولوژی ورزشی، واحد نیشابور، دانشگاه آزاد اسلامی، نیشابور، ایران
4 - گروه تربیت بدنی و علوم ورزشی، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه نیشابور، نیشابور، ایران
5 - گروه آمار، واحد نیشابور، دانشگاه آزاد اسلامی، نیشابور، ایران

تاریخ دریافت : 1398/08/04 تاریخ پذیرش : 1398/11/02 تاریخ انتشار : 1399/12/01

کلید واژه: بازتوانی قلبی, تمرینات مقاومتی- هوازی, HIF1α, CABG,

چکیده مقاله :

ببیماری عروق کرونر قلب از مهم‌ترین علل مرگ و میر در بیشتر کشورها و از جمله ایران می‌باشد. انجام فعالیت‌های ورزشی بعد از عمل بای پس عروق کرونر (CABG) و سازگاری‌های ناشی از ان باعث افزایش چگالی مویرگی عضلۀ اسکلتی و قلبی همراه با رشد مویرگ‌های جدید با عنوان آنژیوژنز و بهبود عملکرد قلبی - عروقی و توانایی عملکردی آن‌ها می‌شود. هدف مطالعه حاضر، تاثیر بازتوانی قلبی بر بیان ژن HIF1a در بیماران کرونری پس از CABG بود. نمونه‌های این پژوهش را 30 نفر از مردان با محدوده سنی 60-45 سال که تحت عمل جراحی بای پس قرار گرفتند، تشکیل می‌دهد که بطور تصادفی به دو گروه تجربی (تعداد 15 نفر) و گروه کنترل (تعداد 15 نفر) تقسیم شدند. گروه تجربی به مدت هشت هفته تمرینات مقاومتی-هوازی را انجام دادند(3 جلسه در هفته) و گروه کنترل در این مدت بدون تمرین بودند. نمونه گیری خونی 48 ساعت قبل از شروع اولین جلسه تمرینی و همچنین 48 ساعت پس از آخرین جلسه تمرینی در حالی که همه آزمودنی‌ها ناشتا بودند به عمل آمد. برای تحلیل داده‌ها از آزمون آماری تی مستقل و همبسته در سطح معنی داری 05/0 استفاده شد. نتایج ﻧﺸﺎن داد ﮐﻪ ﺳﻄﺢ ﺑﯿﺎن ژن HIF1a در ﮔﺮوه ﺗﻤﺮﯾﻦ مقاومتی- هوازی ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﮔﺮوه ﮐﻨﺘﺮل اﻓﺰاﯾﺶ داﺷﺘﻪ اﺳﺖ ﮐﻪ اﯾﻦ اﻓﺰاﯾﺶ از ﻟﺤﺎظ آﻣﺎری معنی دار بود (001/0=p < /em> ). همچنین تغییرات قبل و بعد گروه تمرین نسبت به گروه کنترل معنی دار بود (001/0=p < /em> ). براساس یافته‌های پژوهش حاضر می‌توان چنین نتیجه گیری کرد که تمرینات ترکیبی( مقاومتی-هوازی) ممکن است با افزایش بیان ژن HIF1a و رشد مویرگ‌های جدید تحت عنوان انژیوژنز و افزایش گردش خون به بهبود عملکرد قلبی - عروقی و بهبود کیفیت زندگی بیماران پس از CABG منجر شود.

چکیده انگلیسی:

Coronary heart disease (CAD) is one of the most important causes of death in most countries, including Iran. Post-operative exercise coronary artery bypass grafting (CABG), and its adaptations, increase skeletal and cardiac capillary density associated to developing new capillaries called angiogenesis and improve cardiovascular function and functional ability. This study aimed to investigate the effect of cardiac rehabilitation on HIF1- α gene expression in post-CABG coronary patients. The sample contained 30 men aged 45-60 years who underwent bypass surgery. They were randomly divided into experimental (n = 15) and control (n = 15) groups. The experimental group performed aerobic resistance training for eight weeks (3 sessions per week), and the control group did not. Blood samples were taken 48 hours before starting the first training session and 48 hours after the last training session, while all subjects were fasting. Independent and paired t-test and Shapirovilk test were used to analyze the data at a significant level of 0.05 in SPSS version 21. The results showed that the HIF-1α gene expression in the aerobic resistance group also increased in the control group which was statistically significant (p < /em> = 0.001) as well as before and after changes in the exercise group. The control group was significant (p < /em> = 0.001). Due to the findings of the present study, it can be concluded that combined (aerobic-resistance) exercises may increase cardiovascular function by increasing HIF1α-1 gene expression and the growth of new capillaries called angiogenesis and by increasing circulation. It improves patients' quality of life after CABG.

منابع و مأخذ:

1.  Pourghane P., Hosseini M., Mohammadi F., Ahmadi F., Tabari R. 2013. Patient's Perception of Cardiac Rehabilitation after Coronary Artery Bypass Graft (CABG): A Qualitative Study. Journal of Mazandaran University of Medical Sciences, 23(106): 61-76.


2. Libby, P., Zipes D. 2007. Braunwald's Heart Disease: A Textbook of Cardiovascular Medicine, 2-Volume Set. Elsevier Health Sciences.


3. Ghroubi S., Elleuch W., Abid L., Abdenadher M., Kammoun S., Elleuch M.H. 2013. Effects of a low-intensity dynamic-resistance training protocol using an isokinetic dynamometer on muscular strength and aerobic capacity after coronary artery bypass grafting. Annual Physical and Rehabilitation Medicine, 56(2): 85-101.


4. Fatima K., Yousuf-Ul-Islam M., Ansari M., Bawany F.I., Khan M.S., Khetpal A., Khetpal N., Lashari M.N., Arshad M.H., Amir R.B., Kakalia H.R., Zaidi Q.H., Mian S.K., Kazani B. 2016. Comparison of the Postprocedural Quality of Life between Coronary Artery Bypass Graft Surgery and Percutaneous Coronary Intervention: A Systematic Review. Cardiological Research Practice, 2016:7842514.


5. Adair T.H., Cotten R., Gu J.W., Pryor J.S., Bennett K.R., McMullan M.R., McDonnell P., Montani J.P. 2005. Adenosine infusion increases plasma levels of VEGF in humans. BMC Physiology, 20: 5-10.


6. Jeon, M., Shin, Y., Jung, J. 2018. HIF1A overexpression using cell-penetrating DNA-binding protein induces angiogenesis in vitro and in vivo. Mol Cell Biochem, 437: 99-107.


7. Esfahanni P.S., Jahangir K., Khazaei M. 2014. Alterations of plasma nitric oxide, vascular endothelial growth factor, and soluble form of its receptor (sFlt-1) after resistance exercise: An experimental study. Advanced Biomedical Research, 31(3):150.


8. Chun Y.S., Choi E., Kim G.T., Choi H., Kim C.H., Lee M.J., Kim M.S., Park J.W. 2000. Cadmium blocks hypoxia-inducible factor (HIF)-1-mediated response to hypoxia by stimulating the proteasome-dependent degradation of HIF-1alpha. European Journal of Biochemistry, 267(13): 4198-204.


9. Metzen E., Berchner-Pfannschmidt U., Stengel P., Marxsen J.H., Stolze I., Klinger M., Huang W.Q., Wotzlaw C., Hellwig-Bürgel T., Jelkmann W., Acker H., Fandrey J. 2003. Intracellular localisation of human HIF-1 alpha hydroxylases: implications for oxygen sensing. Journal of Cell Science, 116(7):1319-26.


10. Manalo D.J., Rowan A., Lavoie T., Natarajan L., Kelly B.D., Ye S.Q., Garcia J.G., & Semenza G.L. 2005. Transcriptional regulation of vascular endothelial cell responses to hypoxia by HIF-1. Blood, 105(2), 659–669.


11. De Oliveira R.M., Ugrinowitsch C., Kingsley J.D., Da Silva D.G., Bittencourt D., Caruso F.R., Borghi-Silva A., Libardi C.A. 2019. Effect of individualized resistance training prescription with heart rate variability on individual muscle hypertrophy and strength responses. European Journal of Sport Sciences, 19(8):1092-1100.


12. Volianitis S., Yoshiga C.C., Nissen P., Secher N.H. 2004. Effect of fitness on arm vascular and metabolic responses to upper body exercise. American Journal of Physiology of Heart and Circulation Physiology, 286(5): 1736-1741.


13. Goto C., Higashi Y., Kimura M., Noma K., Hara K., Nakagawa K., Kawamura M., Chayama K., Yoshizumi M., Nara I. 2003. Effect of different intensities of exercise on endothelium-dependent vasodilation in humans: role of endothelium-dependent nitric oxide and oxidative stress. Circulation,  108(5):530-5.


14. Kraus R.M., Stallings H.W. 3^rd., Yeager R.C., Gavin T.P. 2004. Circulating plasma VEGF response to exercise in sedentary and endurance-trained men. Journal of Applied Physiology, 96(4): 1445-1450.


15. Richardson R.S., Wagner H., Mudaliar S.R., Saucedo E., Henry R., Wagner P.D. 2000. Exercise adaptation attenuates VEGF gene expression in human skeletal muscle. American Journal of Physiology- Heart and Circulation Physiology, 279(2): 772-778. .


16. Slivka D.R., Heesch M.W., Dumke C.L., Cuddy J.S., Hailes W.S., Ruby B.C. 2014. Human skeletal muscle mRNAResponse to a single hypoxic exercise bout. Wilderness and Environmental Medicine, 25(4):462-5.


17. Amaral S.L., Papanek P.E., Greene A.S. 2001. Angiotensin II and VEGF are involved in angiogenesis induced by short-term exercise training. American Journal of Physiology- Heart and Circulation Physiology, 281(3): 1163-9.


18. Nazari N., Hashemi -Javaheri A.A., Rashid -Lamir A., Alaviniya E. 2014. Effect of cardiac rehabilitation on strength and balance in patients after coronary artery bypass graft. Journal of Zahedan University of Medical  Sciences, 16(1): 74-78.


19. Askari B., Rashidlamir A., Askari A., Habibian M., Saadatniya A. 2018. Effect of Eight Weeks of Cardiac Rehabilitation Training on PPAR-α Gene Expression in CABG Patients. Mljgoums, 12 (2) :27-31.


20. Azadmanesh M., Rashidlamir A., and Hejazi A.M. 2018. The Effect of Aerobic and Resistance Training on Gene Expression and Protein Levels of ANP in Male Wistar Rats. Report of Health Care, 4(4): 47-54.


21. Nornematolahi, S., Rashidlamir A., Soltani M., Asadatniya A. 2015 . The Role of Ghrelin in Blood Pressure Reduction Induced by Exercise in Patients with CABG. Biological Forum, 7(2): 127-132


22. Jafari M,. Rashidlamir A., Dastani M., Fathi M., Alavinya S.E. 2018. The effect of cardiac rehabilitation on ApoA1 and ApoB in men with coronary heart disease (CHD) after coronary artery bypass graft (CABG). Medical Sciences, 28(2) :117-123.


23. Alavizadeh N.S., A. Rashidlamir and Hejazi S.M. 2018. Effect of Eight Weeks Aerobic and Combined Training on Serum Levels of Sirtuin 1 and PGC-1α in Coronary Artery Bypass Graft Patients. Medical Laboratory Journal, 12(5): p. 50-56.


24. Mounier R., Pialoux V., Schmitt L., Richalet J.P., Robach P., Coudert J., Clottes E., Fellmann N. 2009. Effects of acute hypoxia tests on blood markers in high-level endurance athletes. European Journal of Applied Physiology, 106(5): 713-720.


25. Kon M., Ohiwa N., Honda A., Matsubayashi T., Ikeda T., Akimoto T., Suzuki Y., Hirano Y., Russell A.P. 2014. Effects of systemic hypoxia on human muscular adaptations to resistance exercise training. Physiological Reports, 6;2(6):e12033.


26. Jensen L., Schjerling P., Hellsten Y. 2004. Regulation of VEGF and bFGF mRNA expression and other proliferative compounds in skeletal muscle cells. Angiogenesis, 7(3):255-67.


27. Flora R., Freisleben H.J., Ferdinal F., Wanandi S.I., Sadikin M. 2012. Correlation of hypoxia inducible factor-1α and vascular endothelium growth factor in rat myocardium during aerobic and anaerobic exercise. Medical Journal of Indonesia, 21(3): 133-40.


28. Wang J.S., Wu M.H., Mao T.Y., Fu T.C., Hsu C.C. 2010. Effects of normoxic and hypoxic exercise regimens on cardiac, muscular, and cerebral hemodynamics suppressed by severe hypoxia in humans. Journal of Applied Physiology, 109(1): 219-29..


29. Höffner L., Nielsen J.J., Langberg H., Hellsten Y. 2003. Exercise but not prostanoids enhance levels of vascular endothelial growth factor and other proliferative agents in human skeletal muscle interstitium. Journal of Physiology, 550(1): 217-225.


30. Ribeiro F., Ribeiro I.P., Alves A.J., do Céu Monteiro M., Oliveira N.L., Oliveira J., Amado F., Remião F., Duarte J.A. 2013. Effects of exercise training on endothelial progenitor cells in cardiovascular disease: a systematic review. American Journal of Physiology and Medical Rehabilation, 92(11): 1020-1030.


31. Lenk K., Uhlemann M., Schuler G., Adams V. Role .2011.f endothelial progenitor cells in the beneficial effects of physical exercise on atherosclerosis and coronary artery disease. Journal of Applied Physiology, 111(1): 321-328.


32. Borde R., Hortobágyi T., Granacher U. 2015. Dose-Response Relationships of Resistance Training in Healthy Old Adults: A Systematic Review and Meta-Analysis. Sports Medicine, 45(12): 1693-1720.


33. Ross M.D., Wekesa A.L., Phelan J.P., Harrison M. 2014. Resistance exercise increases endothelial progenitor cells and angiogenic factors. Medical Science and Sports Exercise, 46(1): 16-23..