Ethics code: IR.IAU.PIAU.REC.1400.009
Madani F, Kazem Zadeh Y. The Effect of 8 Weeks of Aerobic Exercise Along with Nano-Curcumin on the Expression of Atrogin-1 and Murf-1 Genes in Soleus Muscle of Male Wistar Rat:
A Short Report. JRUMS 2023; 22 (7) :769-776
URL:
http://journal.rums.ac.ir/article-1-6954-fa.html
مدنی فاطمه، کاظم زاده یاسر. تأثیر 8 هفته تمرین هوازی به همراه مصرف نانوکورکومین بر بیان ژنهای Atrogin-1 وMurf-1 در عضله نعلی موشهای صحرایی نر نژاد ویستار:
یک گزارش کوتاه. مجله دانشگاه علوم پزشکی رفسنجان. 1402; 22 (7) :769-776
URL: http://journal.rums.ac.ir/article-1-6954-fa.html
دانشکده تربیت بدنی دانشگاه آزاد اسلامی, واحد اسلامشهر, اسلامشهر, ایران
متن کامل [PDF 269 kb]
(509 دریافت)
|
چکیده (HTML) (984 مشاهده)
متن کامل: (591 مشاهده)
گزارش کوتاه
مجله دانشگاه علوم پزشکی رفسنجان
دوره 22، مهر 1402، 776-769
تأثیر 8 هفته تمرین هوازی به همراه مصرف نانوکورکومین بر بیان ژنهای Atrogin-1 وMurf-1 در عضله نعلی موشهای صحرایی نر نژاد ویستار:
یک گزارش کوتاه
فاطمه مدنی.یاسر کاظمزاده
دریافت مقاله: 06/02/1402 ارسال مقاله به نویسنده جهت اصلاح: 25/04/1402 دریافت اصلاحیه از نویسنده: 27/06/1402 پذیرش مقاله: 18/07/1402
چکیده
زمینه و هدف: پژوهش حاضر با هدف تعیین تأثیر هشت هفته مصرف نانوکورکومین و تمرین هوازی بر بیان ژنهای Atrogin-1 و Murf-1 در عضله نعلی موش صحرایی نر نژاد ویستار انجام شد.
مواد و روشها: در این مطالعه تجربی، از 32 سر موش صحرایی استفاده شد. تمرینات ورزشی 5 جلسه در هفته انجام شد و مکملدهی نیز (80 میلیگرم بر کیلوگرم) به موشها داده شد. از تکنیک Real-time PCR برای سنجش بیان ژن و جهت تجزیه و تحلیل دادهها از آنالیز واریانس دوطرفه استفاده شد.
یافتهها: نتایج نشان داد که با انجام تمرین هوازی میانگین بیان ژنهای Murf-1 و Atrogin-1 به طور معنیداری کاهش یافت (05/0>P). همچنین، مصرف مکمل نانوکورکومین هم منجر به کاهش میانگین بیان ژنهای فوق شد (05/0>P).
نتیجهگیری: مصرف مکمل نانوکورکومین و تمرینات هوازی هر کدام به تنهایی منجر به کاهش بیان ژنهای Atrogin-1 و Murf-1 شدند ولی اثر متقابل آنها بر بیان آتروژنها معنیدار نبود.
واژههای کلیدی: تمرین هوازی، نانوکورکومین، Murf-1، Atrogin-1، موش صحرایی
مقدمه
عضلات اسکلتی وظایف متعددی از جمله محافظت از اندامهای داخلی و حرکت و پاسخگویی به نیازهای متابولیکی در فعالیتهای روزمره و ورزشی را دارند. از دست رفتن توده عضلانی که نتیجه عدم تعادل میان سنتز و تجزیه پروتئینهای آن میباشد، منجر به آتروفی عضلانی میشود [1]. بررسی محققان در بازه سالهای 1996 تا 2013 نشان داده که از هر 100.000 نفر 8/19 تا 1/25 نفر دچار آتروفی شدهاند [2]. بنابراین شناخت سازوکارهای درگیر در آتروفی عضلانی به کشف روشهای درمانی جدید برای مقابله با آن کمک خواهد کرد.
مسیرهای اصلی تجزیه پروتئین مسیر اتوفاژی لیزوزومی، مسیرهای یوبیکوئیتین پروتئازوم (Ubiquitin proteasome system; UPS) میباشد که در این میان، مسیر یوبیکوئیتین پروتئازوم مهمترین نقش را دارد [3] به دنبال شناسایی آتروژنهای (ژنهای آتروفی)Murf-1 وAtrogin -1 دیده شده این دو آنزیم مسئول فعالسازی فرآیند تخریب پروتئینها هستند چنانچه موشهایی که دو فاکتور فوق را نداشتند در مقابل آتروفی عضلانی ناشی از قطع عصب مقاوم بودند [4].
کورکومین (Curcumin) ماده مؤثره زردچوبه است که قادر به مهار سیتوکینهای التهابی و استرس اکسیداتیو و نیز سرکوب NF-κB میباشد و بر همین اساس چندین سال استفاده از کورکومین گزینه مناسبی برای پیشگیری یا درمان آتروفی عضلانی بوده است [5]. با توجه به این موضوع که بین مسیر تخریب پروتئینهای عضله و فعال شدن مسیرNF-κB ارتباط وجود دارد [6]، بنابراین انتظار میرود که کورکومین اثر مهاری بر آتروفی عضلانی داشته باشد. کورکومین فعالیت کمپلکس پروتئازوم را مهار کرده و بیان ژنهایMurf-1 وAtrogin-1 را به طور متغیر کاهش میدهد [7].
فعالیت ورزشی میتواند از طریق ایجاد سازگاریهای فیزیولوژیکی، عملکرد عضلانی را به صورت توانایی در حفظ بار کار زیر بیشینه طولانی مدت و رسیدن به برونده بیشتر در یک مسافت یا زمان ثابت بهبود بخشد. در ارتباط با اثر تمرینات ورزشی بر بیان ژنهای آتروفی نتایج متناقضی وجود دارد. هشت هفته تمرین استقامتی با افزایش بیان ژنهای Murf-1 و Atrogin-1 منجر به آتروفی عضلانی میشود، در حالی که 8 هفته تمرین مقاومتی منجر به کاهش آتروفی عضلانی شد [8].
بر طبق جستجوهای انجام شده مطالعهای که اثر همزمان مصرف مکمل نانوکورکومین و انجام تمرینات هوازی را بر آتروژنها بررسی کرده باشد، یافت نشد. بنابراین، این مطالعه با هدف تعیین تأثیر 8 هفته تمرین هوازی به همراه مصرف نانو کورکومین بر بیان ژنهایAtrogin-1 وMurf-1 در عضله نعلی موشهای صحرایی نر نژاد ویستار انجام شد.
مواد و روشها
پژوهش حاضر از نوع کاربردی و به روش تجربی در سال 1400 انجام شد. تعداد 32 سر موش صحرایی نر از نژاد ویستار با میانگین وزنی 200 تا 220 گرم و سن تقریبی 8 هفته خریداری و به آزمایشگاه حیوانات منتقل و در شرایط دمایی 3±22 درجه سانتیگراد تحت چرخه 12 ساعت تاریکی و 12 ساعت روشنایی و رطوبت 40 تا 60 درصد قرار گرفتند. در این تحقیق اصول اخلاقی در مورد نحوه کار با حیوانات از جمله در دسترس بودن آب و غذا و شرایط نگهداری مناسب و عدم اجبار در تمرینها مد نظر قرار گرفت. کد اخلاق IR.IAU.PIAU.REC.1400.009 از دانشگاه آزاد اسلامی واحد پرند اخذ شد.
موشهای صحرایی پس از یک هفته عادت به شرایط محیط به صورت تصادفی به 4 گروه 8 تایی تقسیم شدند: گروه کنترل، گروه تمرین هوازی، گروه مکمل نانوکورکومین، گروه تمرین هوازی و مکمل نانوکورکومین. در ادامه دو گروه از موشهای صحرایی که تمرین با تردمیل را داشتند به مدت یک هفته با تردمیل مخصوص جوندگان با سرعت 5 تا 10 متر در دقیقه و 3 روز در هفته به منظور آشنایی با تردمیل به تمرین هوازی پرداختند [9] و در ادامه پروتکل اصلی تمرین را طبق جدول 1 انجام دادند.
جدول 1- پروتکل 8 هفته تمرین هوازی انجام شده برای موشهای صحرایی نر نژاد ویستار
تکرار |
مدت |
شدت |
هفته |
3 روز در هفته |
25 دقیقه در روز |
18 متر در دقیقه |
هفته اول و دوم |
3 روز در هفته |
30 دقیقه در روز |
18 متر در دقیقه |
هفته سوم و چهارم |
3 روز در هفته |
35 دقیقه در روز |
18 متر در دقیقه |
هفته پنجم و ششم |
3 روز در هفته |
40 دقیقه در روز |
18 متر در دقیقه |
هفته هفتم و هشتم |
نانو ذرات کیتوزان و نانو ذرات کیتوزان خالی طبق مطالعه Vijayakurup و همکارانش آمادهسازی شدند [10]. پس از تأیید کیفیت آن به ازای هر کیلوگرم از وزن حیوان مقدار 80 میلیگرم نانو کورکومین به مدت 8 هفته گاواژ شد. در پایان مداخلات مکملدهی و تمرینات ورزشی، موشهای صحرایی با ترازویی با دقت 001/0 گرم ساخت ژاپن وزنکشی شدند و سپس با کتامین (75 میلیگرم به ازای هر کیلوگرم وزن بدنشان) و زایلازین (10 میلیگرم /کیلوگرم) و آسپرومازین (3 میلیگرم /کیلوگرم) به صورت تزریق داخل صفاقی بیهوش شدند و پس از تایید بیهوشی عضله نعلی حیوان برداشته شد.
جهت ارزیابی مقادیر بیان ژن ابتدا استخراج RNA (Ribonucleic acid) از بافتها در همه گروههای مورد بررسی، طبق پروتکل شرکت سازنده (کیاژن آلمان) انجام گرفت و پس از استخراج آن با خلوص و غلظت بالا از تمامی نمونههای مورد مطالعه، مراحل سنتز cDNA (Complementary DNA) طبق پروتکل شرکت سازنده (Fermentas, USA) انجام شد. سپس از آن برای انجام واکنش رونویسی معکوس مورد استفاده قرار گرفت و سپس cDNA به روش PCR (Polymerase chain reaction) تکثیر شد.
دادههای جمعآوری شده، با استفاده از نرمافزار SPSS نسخه 23 تجزیه و تحلیل شد. نرمال بودن توزیع دادهها با استفاده از آزمون Shapiro-Wilk و همگنی واریانس گروهها با استفاده از آزمون Levene بررسی و مورد تأیید قرار گرفت (05/0<P). به منظور ارزیابی اثر تمرین هوازی و مصرف مکمل نانوکورکومین بر روی بیان آتروژنها از آنالیز واریانس دوطرفه استفاده شد. سطح معنیداری در آزمونها 05/0 در نظر گرفته شد.
نتایج
در این بررسی تغییرات بیان ژنهای Atrogin-1 و Murf-1 در عضله نعلی موشهای صحرایی پس از هشت هفته تمرین هوازی و مصرف مکمل نانوکورکومین اندازهگیری شد.
نتایج آنالیز واریانس دوطرفه در مورد بیان ژن Atrogin-1 نشان داد که صرفنظر از مصرف مکمل نانوکورکومین، تمرین هوازی منجر به کاهش میانگین بیان ژن Atrogin-1 شد (862/10=F، 1=df، 003/0=P). از سویی دیگر صرفنظر از تمرین هوازی، مصرف مکمل نانوکورکومین منجر به کاهش میانگین بیان ژن Atrogin-1 در موشهای صحرایی مورد بررسی شد (289/5=F، 1=df، 029/0=P) (نمودار 1).
نتایج آنالیز واریانس دوطرفه در مورد بیان ژن Murf-1 نشان داد که صرفنظر از مصرف مکمل نانوکورکومین، تمرین هوازی منجر به کاهش میانگین بیان ژن Murf-1 شد (272/6=F، 1=df، 018/0=P). از طرفی دیگر صرفنظر از تمرین هوازی، مصرف مکمل نانوکورکومین منجر به کاهش میانگین بیان ژن Murf-1 در موشهای صحرایی مورد بررسی شد (464/5=F، 1=df، 027/0=P) (نمودار 1).
نتایج آنالیز واریانس دوطرفه همچنین نشان داد که اثر متقابل تمرین هوازی و مصرف مکمل نانوکورکومین بر بیان ژن Atrogin-1، اثر معنیداری نداشت (799/0=F، 1=df، 379/0=P) و اثر متقابل تمرین هوازی و مصرف مکمل نانوکورکومین بر بیان ژن Murf-1 نیز اثر معنی داری نداشت (153/1=F، 1=df، 292/0=P).