تأثیر تمرین مقاومتی فزاینده و تناوبی شدید بر بیان ژن عامل هسته‌ای کاپا B عضله‌ی قلبی و عامل نکروز دهنده‌ی تومور آلفا سرمی، در موش‌های صحرایی مبتلا به دیابت نوع 2

نوع مقاله : مقاله های پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه فیزیولوژی ورزشی، دانشکده‌ی تربیت ‌بدنی و علوم ورزشی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران

2 استادیار، گروه فیزیولوژی ورزشی، دانشکده‌ی تربیت ‌بدنی و علوم ورزشی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران

3 استادیار، گروه علوم گیاهی و بیوتکنولوژی، دانشکده‌ی علوم زیستی و منابع طبیعی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

4 استاد، گروه فیزیولوژی ورزشی، دانشکده‌ی تربیت ‌بدنی و علوم ورزشی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران

چکیده

مقدمه: شایع‌ترین علل مرگ ‌و میر بیماران مبتلا به دیابت، اختلالات قلبی- عروقی است که یکی از دلایل آن، عوامل التهابی می‌باشد. با توجه به این که فعالیت بدنی قادر به کاهش التهاب است، مطالعه‌ی حاضر، با هدف بررسی تأثیر دو نوع تمرین مقاومتی فزاینده و تمرین تناوبی شدید (High-intensity interval training یا HIIT) بر بیان ژن Nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells (NF-κB) عضله‌ی قلبی و Tumor necrosis factor-alpha (TNF-α) سرمی موش‌های صحرایی مبتلا به دیابت نر انجام شد.روش‌ها: در این تحقیق تجربی، 72 سر Rat نر نژاد Wistar 6 هفته‌ای به 6 گروه 12تایی شامل موش‌های صحرایی مبتلا به دیابت (12 = n)، شاهد (12 = n)، تمرین تناوبی شدید (High-intensity interval training یا HIIT) (12 = n)، مبتلا به دیابت با تمرین تناوبی شدید (Diabetic + intensity interval training یا DIIT) (12 = n)، مبتلا به دیابت با تمرین مقاومتی شدید (Diabetic + resistance training یا DRT) (12 = n) و تمرین مقاومتی (Resistance training یا RT) (12 = n) تقسیم شدند. تمرین RT در 6 هفته‌ی 3 جلسه‌ای بالا رفتن از نردبان عمودی، همراه با وزنه‌های 50، 75، 90 و 100 درصد وزن بدن حیوان، انجام شد. سپس، 30 گرم به وزنه‌ها اضافه می‌شد، تا جایی که Rat‌ها نتوانند نردبان را طی کنند. HIIT نیز در 6 هفته‌ی 3 جلسه‌ای، با شدت 110-50 درصد بیشینه‌ی اکسیژن مصرفی صورت گرفت. 24 ساعت بعد از اتمام تمرین آزمون عملکردی، قدرت مچ دست و زمان رسیدن به درماندگی سنجش ‌شد و 48 ساعت بعد از آزمون، حیوانات تشریح شدند. در نهایت، بیان ژن NF-κB با استفاده از روش Real-time polymerase chain reaction (Real-time PCR)، مقدار سطوح TNF-α سرمی با استفاده از روش Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) و آزمون ANOVA مورد ارزیابی قرار گرفت.یافته‌ها: میزان بیان ژن NF-κB در گروه HIIT نسبت به گروه RT افزایش بیشتری داشت (0007/0 = P) و میزان سرمی TNF-α پس از هر دو نوع تمرین کاهش معنی‌داری داشت که در گروه HIIT (13/6) بارزتر بود.نتیجه‌گیری: 6 هفته تمرین HIIT و RT، می‌تواند نقش مهمی در کاهش معنی‌دار التهاب و سازگاری‌های مربوط به قدرت و استقامت داشته باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The Effect of Progressive Resistance Training and High-Intensity Interval Training on Cardiac Nuclear Factor-Kappa B Gene Expression and Serum Tumor Necrosis Factor-Alpha (TNF-α) in Male Diabetic Rats

نویسندگان [English]

  • Afsaneh Elahi 1
  • Neda Khaledi 2
  • Pejhman Motamedi 2
  • Hossein Askari 3
  • Hamid Rajabi 4
1 PhD Student, Department of Exercise Physiology, School of Physical Education and Sport Sciences, Kharazmi University, Tehran, Iran
2 Assistant Professor, Department of Exercise Physiology, School of Physical Education and Sport Sciences, Kharazmi University, Tehran, Iran
3 Assistant Professor, Department of Plant Sciences and Biotechnology, School of Life Sciences and Biotechnology, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
4 Professor, Department of Exercise Physiology, School of Physical Education and Sport Sciences, Kharazmi University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Background: The most common causes of mortality in patients with diabetes mellitus are cardiovascular disorders; and one of their reasons is inflammatory factors. Given that physical activity can reduce inflammation, the present study aimed to investigate the effects of two types of progressive resistance training (RT) and high-intensity interval training (HIIT) on the expression of nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells (NF-κB) gene and serum levels of tumor necrosis factor-alpha (TNF-α) in male diabetic rats.Methods: In this experimental study, 72 male rats were divided into 6 groups of 12 diabetic rats, control, diabetic + intensity interval training (DIIT), HIIT, diabetic + resistance training (DRT), and RT. Progressive resistance training was performed in 6 week, 3 sessions per week, as climbing a vertical ladder with additional weights of 50%, 75%, 90%, and 100% the body weight of the animals. After successful completion, 30 grams were added to the weights, to the extent that the rats could not carry the ladder. HIIT were also performed at in 6 week, 3 sessions per week, with an intensity of 50% to 110% of the VO2max. 24 hours after the completion of the training, the hand grip and time to exhaustion functional test was taken, and the animals were autopsied 48 hours after the test. Finally, the expression of NF-κB gene was evaluated using real-time polymerase chain reaction (real-time PCR) technique and ANOVA statistical test.Findings: The expression of NF-κB gene in HIIT group increased more than RT group (P = 0.0007), and serum TNF-α decreased significantly after both types of exercise in HIIT group (6/13) which was more obvious.Conclusion: 6 weeks of HIIT and RT training can play an important role in significantly reducing inflammation, and adapting to strength and endurance.

کلیدواژه‌ها [English]

  • NF-kappa B
  • TNF-alpha
  • Resistance Training
  • High-Intensity Interval Training
  • Heart

مراجع

  1. Zimering M. Recent advances in the pathogenesis, prevention and management of type 2 diabetes and its complications. IntechOpen [Online]. [cited 2011 Aug 29]; Available from: URL: https://www.intechopen.com/books/recent-advances-in-the-pathogenesis-prevention-and-management-of-type-2-diabetes-and-its-complications
  2. Trachanas K, Sideris S, Aggeli C, Poulidakis E, Gatzoulis K, Tousoulis D, et al. Diabetic cardiomyopathy: from pathophysiology to treatment. Hellenic J Cardiol 2014; 55(5): 411-21.
  3. Matsukura S, Kokubu F, Kurokawa M, Kawaguchi M, Ieki K, Kuga H, et al. Synthetic double-stranded RNA induces multiple genes related to inflammation through Toll-like receptor 3 depending on NF-kappaB and/or IRF-3 in airway epithelial cells. Clin Exp Allergy 2006; 36(8): 1049-62.
  4. Pedersen BK. Anti-inflammatory effects of exercise: Role in diabetes and cardiovascular disease. Eur J Clin Invest 2017; 47(8): 600-11.
  5. Feng B, Chen S, Gordon AD, Chakrabarti S. miR-146a mediates inflammatory changes and fibrosis in the heart in diabetes. J Mol Cell Cardiol 2017; 105: 70-6.
  6. Fuentes-Antras J, Ioan AM, Tunon J, Egido J, Lorenzo O. Activation of toll-like receptors and inflammasome complexes in the diabetic cardiomyopathy-associated inflammation. Int J Endocrinol 2014; 2014: 847827.
  7. Nunes S, Rolo AP, Palmeira CM, Reis F. Diabetic cardiomyopathy: Focus on oxidative stress, mitochondrial dysfunction and inflammation, cardiomyopathies - types and treatments. IntechOpen [Online]. [cite 2017 Apr 12]; Available from: URL: https://www.intechopen.com/books/cardiomyopathies-types-and-treatments/diabetic-cardiomyopathy-focus-on-oxidative-stress-mitochondrial-dysfunction-and-inflammation
  8. Frati G, Schirone L, Chimenti I, Yee D, Biondi-Zoccai G, Volpe M, et al. An overview of the inflammatory signalling mechanisms in the myocardium underlying the development of diabetic cardiomyopathy. Cardiovasc Res 2017; 113(4): 378-88.
  9. Soltanian Z, Vanaky B, Ramezani Fard N, Shakeri N, Shams Z, Fakhari Rad F. Effect of eight weeks resistance training on gene expression of TNF-α and IL10 in the heart of type ii diabetic male rats. J Shahid Sadoughi Univ Med Sci 2019; 27(6): 1656-67. [In Persian].
  10. Taghibeigi Hoseinabadi H, Esfarjani F, Marandi M, Karami H. Effects of eight weeks of aerobic training on expression levels of the HMGB1-RAGE/TLR4-NF-kB proinflammatory pathway in cardiac tissue of male rats with hyperglycemia. Iran J Endocrinol Metab 2019; 20(5): 246-52. [In Persian].
  11. Zhang M, Lv XY, Li J, Xu ZG, Chen L. The characterization of high-fat diet and multiple low-dose streptozotocin induced type 2 diabetes rat model. Exp Diabetes Res 2008; 2008: 704045.
  12. Rajasekar R, Manokaran K, Rajasekaran N, Duraisamy G, Kanakasabapathi D. Effect of Alpinia calcarata on glucose uptake in diabetic rats-an in vitro and in vivo model. J Diabetes Metab Disord 2014; 13(1): 33.
  13. Calcutt NA. Modeling diabetic sensory neuropathy in rats. Methods Mol Med 2004; 99: 55-65.
  14. Songstad NT, Kaspersen KH, Hafstad AD, Basnet P, Ytrehus K, Acharya G. Effects of high intensity interval training on pregnant rats, and the placenta, heart and liver of their fetuses. PLoS One 2015; 10(11): e0143095.
  15. Livak KJ, Schmittgen TD. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)). Methods 2001; 25(4): 402-8.
  16. Gaeini AA, Khaledi N, Fayazmilani R, Ravasi A, Sedghroohi G, Arabkari V. Changes in ACTN3 gene expression and fiber type composition in flexor hallucis longus muscle after eight weeks progressive resistance training in Sprague-Dawley rats. Tehran Univ Med J 2013; 71(1): 37-45. [In Persian].
  17. Roemers P, Mazzola PN, De Deyn PP, Bossers WJ, van Heuvelen MJG, van der Zee EA. Burrowing as a novel voluntary strength training method for mice: A comparison of various voluntary strength or resistance exercise methods. J Neurosci Methods 2018; 300: 112-26.
  18. Lorenzo O, Picatoste B, Ares-Carrasco S, Ramirez E, Egido J, Tunon J. Potential role of nuclear factor kappaB in diabetic cardiomyopathy. Mediators Inflamm 2011; 2011: 652097.
  19. Fernandez-Gonzalo R, De Paz JA, Rodriguez-Miguelez P, Cuevas MJ, Gonzalez-Gallego J. TLR4-mediated blunting of inflammatory responses to eccentric exercise in young women. Mediators Inflamm 2014; 2014: 479395.
  20. Balan M, Locke M. Acute exercise activates myocardial nuclear factor kappa B. Cell Stress Chaperones 2011; 16(1): 105-11.
  21. Perkins ND. Post-translational modifications regulating the activity and function of the nuclear factor kappa B pathway. Oncogene 2006; 25(51): 6717-30.
  22. Cavalcante PAM, Gregnani MF, Henrique JS, Ornellas FH, Araujo RC. Aerobic but not resistance exercise can induce inflammatory pathways via toll-like 2 and 4: A systematic review. Sports Med Open 2017; 3(1): 42.
  23. Lee S, Park Y, Zhang C. Exercise training prevents coronary endothelial dysfunction in type 2 diabetic mice. Am J Biomed Sci 2011; 3(4): 241-52.
مجله دانشکده پزشکی اصفهان
دوره 38، شماره 575 - شماره پیاپی 575
خرداد و تیر 1399
صفحه 317-324

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 03 خرداد 1399
  • تاریخ بازنگری: 11 آبان 1403
  • تاریخ پذیرش: 17 فروردین 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار