تأثیر تمرین در آب بر سایتوکروم c و بیان p53 در بافت عضله‌ی قلبی موش‌های رت تحت درمان با داکسوروبیسین

نوع مقاله : مقاله های پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری گروه فیزیولوژی ورزشی، دانشکده‌ی علوم ورزشی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

2 استاد، گروه فیزیولوژی ورزشی، دانشکده‌ی علوم ورزشی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

3 دانشیار، گروه علوم پایه، دانشکده‌ی دامپزشکی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

4 دانشیار، گروه فیزیولوژی ورزشی، دانشکده‌ی علوم ورزشی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

10.48305/jims.v42.i794.1069

چکیده

مقاله پژوهشی




مقدمه: داکسوروبیسین (Doxorubicin) DOX یک داروی پرکاربرد در شیمی‌درمانی سرطان است، اما سمیت قلبی آن کاربردهای بالینی آن را محدود می‌کند. ترکیب ورزش با شیمی‌درمانی، یک رویکرد امیدوارکننده برای کاهش عوارض جانبی داروهای شیمی‌درمانی ارائه می‌دهد. اطلاعات محدودی در مورد اثرات تمرین در آب بر مکانیسم‌های مولکولی مرتبط با سمیت قلبی DOX در دسترس است. این مطالعه با هدف بررسی اثر تعدیلی تمرین در آب بر سایتکرومc Cytc  و بیان p53 در بافت عضله‌ی قلبی موش‌های تحت درمان با DOX انجام شد.
روش‌ها: در این مطالعه‌ی تجربی، 32 سر موش صحرایی نر بالغ نژاد ویستار (با وزن 220-200 گرم) به طور تصادفی به 4 گروه شاهد (C)، DOX (D)؛ (تزریق داخل صفاقی 5 میلی‌گرم بر کیلوگرم DOX، هفته‌ای یک بار، به مدت 5 هفته)، تمرین در آب (S) تقسیم شدند. تمرین در آب (S)؛ (به مدت 60 دقیقه در روز، 5 روز در هفته، به مدت شش هفته) و گروه DOX همراه با تمرین در آب (DS). در پایان مطالعه، بیان قلبی پروتئین‌های P53 و Cytc به ترتیب با استفاده از روش وسترن بلات و الایزا و تجزیه و تحلیل داده‌ها با آنالیز واریانس یک طرفه انجام شد. سطح معنی‌داری (0/05 > P) تعیین گردید.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که تجویز DOX سبب افزایش معنی‌دار میزان سطح بیان متغیر p53 و Cytc در گروهای تحت درمان DOX در مقایسه با گروه شاهد شد
(0/0001 > P). تمرین در آب منجر به کاهش قابل‌توجهی در بیان قلبی پروتئین‌های P53 و Cytc در گروه تحت درمان با DOX شد (0/001 > P و 0/01 > P).
نتیجه‌گیری: یافته‌های ما تمرین در آب را به‌عنوان یک استراتژی درمانی برای کاهش آسیب قلبی مرتبط با DOX با تعدیل پروتئین‌های P53 و Cytc نشان می‌دهد.

تازه های تحقیق

حسن درواخ:  Google Scholar 

سعید شاکریان:  Google Scholar, PubMed

محمدرضا تابنده: Google Scholar, PubMed

روح الله رنجبر: Google Scholar

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

The Effect of Water Training on Cytochrome C and P53 Expression in Heart Muscle Tissue of Rats Treated with Doxorubicin

نویسندگان [English]

  • Hasan Darvakh 1
  • Saied Shakerian 2
  • Mohammad Reza Tabandeh 3
  • Rouhallah Ranjbar 4
1 PhD Student, Department of Sport Physiology, School of Sport Science, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
2 Professor, Department of Sport Physiology, School of Sport Science, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
3 Associate Professor, Department of Basic Science, Faculty of Veterinary Medicine, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
4 Associate Professor, Department of Sport Physiology, School of Sport Science, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
چکیده [English]

Background: Doxorubicin (DOX) is a widely used drug in cancer chemotherapy, but its cardiotoxicity limits its clinical applications. Combining exercise with chemotherapy offers a promising approach to reducing the side effects of chemotherapy drugs. Limited information is available on the effects of water training on the molecular mechanisms involved in DOX cardiotoxicity. This study aimed to investigate the modulating effect of water training on cytochrome c and p53 expression in heart muscle tissue of rats treated with doxorubicin.
Methods: 32 adult male Wistar rats (weight 200-220 g) were randomly divided into four groups: control (C), DOX (D), (intraperitoneal injection of 5 mg/kg DOX, once a week, for 5 weeks), water training (S) were divided water training (S); (for 60 minutes a day, five days a week, for six weeks) and DOX group with water training (DS). At the end of the study, the cardiac expression of p53 and Cytc proteins were analyzed using western blot and ELISA methods, respectively, and data analysis was done with one-way ANOVA.
Findings: The results showed that the administration of DOX caused a significant increase in the expression level of variable p53 and cytochrome c (Cytc) in the DOX-treated group compared to the control group (P < 0.0001). Water training led to a significant decrease in cardiac expression of p53 and Cytc proteins in the group treated with DOX (P < 0.001, P < 0.01).
Conclusion: Our findings suggest water training as a therapeutic strategy to reduce DOX-related cardiac damage by modulating p53 and Cytc proteins.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Doxorubicin
  • Heart mitochondria
  • p53
  • Cytochrome C
  • Apoptosis

مراجع

  1. Mattioli R, Ilari A, Colotti B, Mosca L, Fazi F, Colotti G. Doxorubicin and other anthracyclines in cancers: Activity, chemoresistance and its overcoming. Mol Aspects Med 2023; 93: 101205.
  2. Aryamloo P, Asgarian-Omran H, Aslani N, Hossein-Nataj H, Shokohi T, Badali H, et al. Cellular apoptosis: An alternative mechanism of action for caspofungin against Candida glabrata. Curr Med Mycol 2019; 5(2): 9-15.
  3. Imani A, Siahkouhian M, Karimi P, Asgharpour-Arshad M, Seyfi-Asgshahr F. The role of 3 months of regular aerobic training on some factors of mitochondrial apoptosis pathway in cardiac tissue of male Wistar rats [in Persian]. Journal of Practical Studies of Biosciences in Sport 2021; 9(19): 34-46.
  4. Hernández Borrero LJ, El-Deiry WS. Tumor suppressor p53: Biology, signaling pathways, and therapeutic targeting. Biochim Biophys Acta Rev Cancer 2021; 1876(1): 188556.
  5. Eleftheriadis T, Pissas G, Liakopoulos V, Stefanidis I. Cytochrome c as a potentially clinical useful marker of mitochondrial and cellular damage. Front Immunol 2016; 7: 279.
  6. Wang H, Guo M, Wei H, Che Y. Targeting p53 pathways: mechanisms, structures, and advances in therapy. Signal Transduct Target Ther 2023; 8(1): 92.
  7. Luo Q, Sun W, Wang YF, Li J, Li DW. Association of p53 with Neurodegeneration in Parkinson's Disease. Parkinsons Dis 2022; 2022: 6600944.
  8. Pahlavani HA. Exercise-induced signaling pathways to counteracting cardiac apoptotic processes. Front Cell Dev Biol 2022; 10: 950927.
  9. Alizadeh Pahlavani H, Rajabi H, Nabiuni M, Motamedi P, Khaledi N, Tayanloo A. The effect of aerobic exercise with medium and high intensity on the gene expression of Bax (BCL2 associated X) and Bcl-2 (B-cell lymphoma 2) markers in rat myocard after ischemic-reperfusion [in Persian]. Sport Physiology 2020; 12(45): 31-44.
  10. Meng Q, Su CH. The Impact of Physical Exercise on Oxidative and Nitrosative Stress: Balancing the Benefits and Risks. Antioxidants (Basel) 2024; 13(5): 573.
  11. r Clemente-Suárez VJ, Bustamante-Sanchez A, Mielgo-Ayuso J, Martínez-Guardado I, Martín-Rodríguez A, Tornero-Aguilera JF. Antioxidants and Sports performance. Nutrients 2023; 15(10): 2371.
  12. Misrani A, Tabassum S, Yang L. Mitochondrial dysfunction and oxidative stress in Alzheimer’s disease. Front Aging Neurosci 2021; 13: 617588.
  13. Börzsei D, Kiss V, Nagy A, Hoffmann A, Török S, Almási N, et al. Moderate-Intensity swimming alleviates oxidative injury in ischemic heart. Appl Sci 2024; 14(5): 2073.
  14. Alharbi I, Alharbi H, Almogbel Y, Alalwan A, Alhowail A. Effect of metformin on doxorubicin-induced memory dysfunction. Brain Sci 2020; 10(3): 152.
  15. Poursadeghi S, Kashef M, Shahidi F. The effect of water aerobic exercise on the expression of Apaf-1, cytochrome C and Caspase-9 genes of cardiomyocyte tissue in male rats poisoned with hydrogen peroxide [in Persian]. Journal of Practical Studies of Biosciences in Sport 2023; 11(25): 68-77.
  16. Belger C, Abrahams C, Imamdin A, Lecour S. Doxorubicin-induced cardiotoxicity and risk factors. Int J Cardiol Heart Vasc 2024; 50: 101332.
  17. Wei Y, Zhao J, Xiong J, Chai J, Yang X, Wang J, et al. Wogonin reduces cardiomyocyte apoptosis from mitochondrial release of cytochrome c to improve doxorubicin‑induced cardiotoxicity. Exp Ther Med 2022; 23(3): 205.
  18. Rawat PS, Jaiswal A, Khurana A, Bhatti JS, Navik U. Doxorubicin-induced cardiotoxicity: An update on the molecular mechanism and novel therapeutic strategies for effective management. Biomed Pharmacother 2021; 139: 111708.
  19. Xiang M, Lu Y, Xin L, Gao J, Shang C, Jiang Z, et al. Role of oxidative stress in reperfusion following myocardial ischemia and its treatments. Oxid Med Cell Longev 2021; 2021: 6614009.
  20. Zhang Y, Ma XY, Zhang T, Qin M, Sun B, Li Q, et al. Protective effects of apocynum venetum against pirarubicin-induced cardiotoxicity. Am J Chin Med 2019; 47(5): 1075-97.
  21. Collins HE, Kane MS, Litovsky SH, Darley-Usmar VM, Young ME, Chatham JC, et al. Mitochondrial morphology and mitophagy in heart diseases: qualitative and quantitative analyses using transmission electron microscopy. Front Aging 2021; 2: 670267.
  22. Garrido C, Galluzzi L, Brunet M, Puig PE, Didelot C, Kroemer G. Mechanisms of cytochrome c release from mitochondria. Cell Death Differ 2006; 13(9): 1423-33.
  23. Kari S, Subramanian K, Altomonte IA, Murugesan A, Yli-Harja O, Kandhavelu M. Programmed cell death detection methods: a systematic review and a categorical comparison. Apoptosis 2022; 27(7-8): 482-508.
  24. Uhlemeyer C, Müller N, Rieck M, Kuboth J, Schlegel C, Grieß K, et al. Selective ablation of P53 in pancreatic beta cells fails to ameliorate glucose metabolism in genetic, dietary and pharmacological models of diabetes mellitus. Mol Metab 2023; 67: 101650.
  25. Flores-López LA, Enríquez-Flores S, De La Mora-De La Mora I, García-Torres I, López-Velázquez G, Viedma-Rodríguez R, et al. Pancreatic β‑cell apoptosis in type 2 diabetes is related to post‑translational modifications of p53. Mol Med Rep 2024; 30(5): 193.
  26. Brischigliaro M, Zeviani M. Cytochrome c oxidase deficiency. Biochim Biophys Acta Bioenerg 2021; 1862(1): 148335.
  27. Aengevaeren VL, Baggish AL, Chung EH, George K, Kleiven Ø, Mingels AMA, et al. Exercise-induced cardiac troponin elevations: from underlying mechanisms to clinical relevance. Circulation 2021; 144(24): 1955-72.
  28. No MH, Heo JW, Yoo SZ, Kim CJ, Park DH, Kang JH, et al. Effects of aging and exercise training on mitochondrial function and apoptosis in the rat heart. Pflugers Arch 2020; 472: 179-93.
  29. Qin L, Yao ZQ, Chang Q, Zhao YL, Liu NN, Zhu XS, et al. Swimming attenuates inflammation, oxidative stress, and apoptosis in a rat model of dextran sulfate sodium-induced chronic colitis. Oncotarget 2017; 8(5): 7391-404.
  30. Oláh A, Barta BA, Sayour AA, Ruppert M, Virág-Tulassay E, Novák J, et al., Balanced intense exercise training induces atrial oxidative stress counterbalanced by the antioxidant system and atrial hypertrophy that is not associated with pathological remodeling or arrhythmogenicity. Antioxidants (Basel) 2021; 10(3): 452.
  31. Hashemi Chashemi S Z, Hojati S S, Dabidiroshan V, Jalali Dehkordi K. The role of exercise in adaptation and body response to doxorubicin-induced cellular toxicity: a narrative review study [in Persian]. J Rafsanjan Univ Med Sci 2020; 19(8) :869-88.
  32. Elena-Real CA, Díaz-Quintana A, González-Arzola K, Velázquez-Campoy A, Orzáez M, López-Rivas A, et al. Cytochrome c speeds up caspase cascade activation by blocking 14-3-3ε-dependent Apaf-1 inhibition. Cell Death Dis 2018; 9(3): 365.
  33. Chen X, Ji Y, Liu R, Zhu X, Wang K, Yang X, et al. Mitochondrial dysfunction: roles in skeletal muscle atrophy. J Transl Med 2023; 21(1): 503.
  34. Guo Y, Tang Y, Lu G, Gu J. p53 at the crossroads between doxorubicin-induced cardiotoxicity and resistance: a nutritional balancing act. Nutrients 2023; 15(10): 2259.
مجله دانشکده پزشکی اصفهان
دوره 42، شماره 794
هفته 2، بهمن
بهمن و اسفند 1403
صفحه 1069-1076

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 08 خرداد 1403
  • تاریخ پذیرش: 07 بهمن 1403

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار