دوره 33، شماره 355: هفته سوم آذر ماه 1394:1758-1770

تأثیر محدودیت غذایی دراز مدت بر آپوپتوز میوکارد

افشار جعفری, حسن پوررضی, سعید نیکوخصلت, بهزاد برادران

چکیده


مقدمه: محدودیت غذایی یا کالریک، یکی از مداخلات کاربردی برای کاهش وزن و افزایش طول عمر می‌باشد. با این حال، ابهاماتی در رابطه با فرایندهای پیام‌رسانی مربوط به تأثیر محدودیت غذایی بر پیر شدگی سلولی و آپوپتوز در بافت‌های پیکری حساس مانند میوکارد وجود دارد. بنا بر این، مطالعه‌ی حاضر با هدف تعیین تأثیر محدودیت غذایی دراز مدت بر برخی از شاخص‌های آپوپتوز در میوکارد موش‌های صحرایی انجام شد.

روش‌ها: این مطالعه در قالب یک طرح تجربی دو گروهی (مدل حیوانی) به مدت سه ماه روی 16 سر موش صحرایی نر ویستار 14848 سه ماهه انجام شد. آزمودنی‌ها به شکل تصادفی در دو گروه همگن شاهد (تعداد = 8، وزن = 61/29 ± 25/385 گرم) و مورد (محدودیت غذایی) (تعداد = 8، وزن = 01/21 ± 25/231 گرم) جایگزین شدند. آزمودنی‌های شاهد به صورت آزادانه به آب و غذای استاندارد حیوانی (پلت) دسترسی داشتند (0 درصد محدودیت غذایی، 16/2 ± 23 گرم در روز)، در حالی که غذای آزمودنی‌های گروه تجربی تا حد 50 درصد گروه شاهد محدود شد (50- درصد محدودیت غذایی، 8/1 ± 5/11 گرم در روز). پس از سه ماه، قلب آزمودنی‌ها استخراج و ژن‌های Bax، Bcl-2 و کاسپاز 3 میوکارد به عنوان پروتئین‌های کلیدی در مسیر میتوکندریایی آپوپتوز با استفاده از روش Real-time PCR (Real-time polymerase chain reaction) بررسی شد. داده‌های حاصل با استفاده از آزمون t Independent و در سطح معنی‌داری 050/0 تجزیه و تحلیل شد.

یافته‌ها: بیان ژن‌های Bax و Bcl-2 میوکارد گروه محدودیت غذایی (50- درصد) به طور غیر معنی‌داری به ترتیب 7/27 و 9/27 درصد بیشتر از گروه شاهد بود. در حالی که بیان ژن کاسپاز-3 و نسبت Bax/Bcl2 میوکارد گروه شاهد به طور غیر معنی‌داری به ترتیب 4/39 و 9/6 درصد بیشتر از گروه محدودیت غذایی (50- درصد) بود.

نتیجه‌گیری: در کل، سه ماه محدودیت غذایی (50- درصد)، آپوپتوز میوکارد را چندان تحت تأثیر قرار نمی‌دهد. هر چند، این احتمال وجود دارد که محدودیت غذایی، روند آپوپتوز میوکارد را از طریق افزایش Bcl-2 و کاهش کاسپاز 3، کند نماید.


واژگان کلیدی


محدودیت غذایی؛ میوکارد؛ آپوپتوز

تمام متن:

PDF

مراجع


Favaloro B, Allocati N, Graziano V, Di Ilio C, De Laurenzi V. Role of apoptosis in disease. Aging (Albany NY) 2012; 4(5): 330-49.

Kwak HB. Effects of aging and exercise training on apoptosis in the heart. J Exerc Rehabil 2013; 9(2): 212-9.

Lee Y, Min K, Talbert EE, Kavazis AN, Smuder AJ, Willis WT, et al. Exercise protects cardiac mitochondria against ischemia-reperfusion injury. Med Sci Sports Exerc 2012; 44(3): 397-405.

Hashemi M, Kroczak TJ. Apoptosis and autoimmune disease. Antiinflamm Antiallergy Agents Med Chem 2005; 4(4): 429-37.

Peterson JM, Bryner RW, Sindler A, Frisbee JC, Alway SE. Mitochondrial apoptotic signaling is elevated in cardiac but not skeletal muscle in the obese Zucker rat and is reduced with aerobic exercise. J Appl Physiol (1985) 2008; 105(6): 1934-43.

Niemann B, Chen Y, Issa H, Silber RE, Rohrbach S. Caloric restriction delays cardiac ageing in rats: role of mitochondria. Cardiovasc Res 2010; 88(2): 267-76.

Patel BP, Safdar A, Raha S, Tarnopolsky MA, Hamadeh MJ. Caloric restriction shortens lifespan through an increase in lipid peroxidation, inflammation and apoptosis in the G93A mouse, an animal model of ALS. PLoS One 2010; 5(2): e9386.

Tejero-Taldo MI, Chmielinska JJ, Weglicki WB. Chronic dietary Mg2+ deficiency induces cardiac apoptosis in the rat heart. Magnes Res 2007; 20(3): 208-12.

Selman C, Gredilla R, Phaneuf S, Kendaiah S, Barja G, Leeuwenburgh C. Short-term caloric restriction and regulatory proteins of apoptosis in heart, skeletal muscle and kidney of Fischer 344 rats. Biogerontology 2003; 4(3): 141-7.

Gredilla R, Sanz A, Lopez-Torres M, Barja G. Caloric restriction decreases mitochondrial free radical generation at complex I and lowers oxidative damage to mitochondrial DNA in the rat heart. FASEB J 2001; 15(9): 1589-91.

Boengler K, Schulz R, Heusch G. Loss of cardioprotection with ageing. Cardiovasc Res 2009; 83(2): 247-61.

Hofer T, Servais S, Seo AY, Marzetti E, Hiona A, Upadhyay SJ, et al. Bioenergetics and permeability transition pore opening in heart subsarcolemmal and interfibrillar mitochondria: effects of aging and lifelong calorie restriction. Mech Ageing Dev 2009; 130(5): 297-307.

Kumar D, Lou H, Singal PK. Oxidative stress and apoptosis in heart dysfunction. Herz 2002; 27(7): 662-8.

Dirks AJ, Leeuwenburgh C. Tumor necrosis factor alpha signaling in skeletal muscle: effects of age and caloric restriction. J Nutr Biochem 2006; 17(8): 501-8.

Li SY, Du M, Dolence EK, Fang CX, Mayer GE, Ceylan-Isik AF, et al. Aging induces cardiac diastolic dysfunction, oxidative stress, accumulation of advanced glycation endproducts and protein modification. Aging Cell 2005; 4(2): 57-64.

Tsujita Y, Muraski J, Shiraishi I, Kato T, Kajstura J, Anversa P, et al. Nuclear targeting of Akt antagonizes aspects of cardiomyocyte hypertrophy. Proc Natl Acad Sci U S A 2006; 103(32): 11946-51.

Marzetti E, Wohlgemuth SE, Anton SD, Bernabei R, Carter CS, Leeuwenburgh C. Cellular mechanisms of cardioprotection by calorie restriction: state of the science and future perspectives. Clin Geriatr Med 2009; 25(4): 715-32, ix.

Speakman JR, Mitchell SE. Caloric restriction. Mol Aspects Med 2011; 32(3): 159-221.

Dhahbi JM, Tsuchiya T, Kim HJ, Mote PL, Spindler SR. Gene expression and physiologic responses of the heart to the initiation and withdrawal of caloric restriction. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 2006; 61(3): 218-31.

Desport JC, Preux PM, Truong TC, Vallat JM, Sautereau D, Couratier P. Nutritional status is a prognostic factor for survival in ALS patients. Neurology 1999; 53(5): 1059-63.

Kasarskis EJ, Berryman S, Vanderleest JG, Schneider AR, McClain CJ. Nutritional status of patients with amyotrophic lateral sclerosis: relation to the proximity of death. Am J Clin Nutr 1996; 63(1): 130-7.

James SJ, Muskhelishvili L, Gaylor DW, Turturro A, Hart R. Upregulation of apoptosis with dietary restriction: implications for carcinogenesis and aging. Environ Health Perspect 1998; 106(Suppl 1): 307-12.

Dalla LL, Ravara B, Volterrani M, Gobbo V, Della BM, Angelini A, et al. Beneficial effects of GH/IGF-1 on skeletal muscle atrophy and function in experimental heart failure. Am J Physiol Cell Physiol 2004; 286(1): C138-C144.

Beurel E, Jope RS. The paradoxical pro- and anti-apoptotic actions of GSK3 in the intrinsic and extrinsic apoptosis signaling pathways. Prog Neurobiol 2006; 79(4): 173-89.

Pecina-Slaus N. Wnt signal transduction pathway and apoptosis: a review. Cancer Cell Int 2010; 10: 22.

Whelan RS, Kaplinskiy V, Kitsis RN. Cell death in the pathogenesis of heart disease: mechanisms and significance. Annu Rev Physiol 2010; 72: 19-44.




Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 Unported License which allows users to read, copy, distribute and make derivative works for non-commercial purposes from the material, as long as the author of the original work is cited properly.