دانشور پزشکی

دانشور پزشکی

تاثیرتمرین استقامتی فزاینده بر میزان مقاومت قلب به ایسکمی القایی در موش های صحرایی نر سالم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
علی اوجاقی 1
فرشاد غزالیان 1
توحید وحدت پور 2
حسین عابدنطنزی 1
رضا بدل زاده 3
1 گروه تربیت بدنی و علوم ورزشی٬ واحد علوم و تحقیقات٬ دانشگاه آزاد اسلامی٬ تهران٬ ایران
2 گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی و دامپزشکی، واحد شبستر، دانشگاه آزاد اسلامی، شبستر، ایران
3 گروه فیزیولوژی٬ دانشکده پزشکی و مرکز تحقیقات پزشکی مولکولی و تحقیقات کاربردی دارویی٬ دانشگاه علوم پزشکی تبریز٬ تبریز٬ ایران
10.22070/daneshmed.2021.13673.1023
چکیده
مقدمه و هدف: سکته قلبی یکی از عوامل اصلی مرگ و میر در دنیاست و فعالیت ورزشی از مؤثرترین راه‌ها در پیشگیری از این عامل تهدید کننده زندگی است. هدف از مطالعه حاضر بررسی تأثیر تمرین استقامتی بر استرس اکسایشی ناشی از ایسکمی القایی در قلب موش‌های صحرایی نر سالم بود.
مواد و روش ها: تعداد 32 سر موش صحرایی نر دوماهه نژاد ویستار مورد استفاده قرار گرفت. موش‌های صحرایی پس از یک هفته سازگاری با محیط جدید، به طور تصادفی در چهار گروه تیماری هر کدام با هشت سر موش صحرایی به ترتیب شامل: 1) گروه­ کنترل سالم، 2) گروه کنترل بیمار، 3) گروه تمرین سالم و 4) گروه تمرین بیمار بودند. گروه­های تمرینی سالم و بیمار به مدت هشت هفته تمرین استقامتی فزاینده را اجرا کردند. برای القای ایسکمی، هر سر موش صحرایی، ایزوپروترنول (85 میلی­گرم/کیلوگرم) را در دو روز متوالی و به صورت درون صفاقی دریافت کرد. در انتهای دوره آزمایش، پس از بیهوشی موش­ها و جداسازی با Ice- cold saline شستشو، سپس هموژنیزاسیون بافت قلب انجام شد. فعالیت آنزیم­هـای سوپراکـسید دیـسموتاز، گلوتـاتیون پراکسیداز، کاتالاز و میلوپراکسیداز با استفاده از کیت­های اختصاصی و سوپرناتانت جهت بررسی میزان فعالیت آنتی اکسیدانی با استفاده از روش الایزا، اندازه­گیری شدند و داده­ها با روش آنالیز واریانس یک‌راهه در سطح معنی­داری p≥0.05 تعیین گردید.
نتایج: ایسکمی قلبی باعث کاهش معنی­دار فعالیت آنزیم­های آنتی­اکسیدانی و افزایش پراکسیداسیون لیپیدی نسبت به گروه کنترل سالم (p=0.001) و تمرین شد (p=0.002). همچنین، هشت هفته تمرین استقامتی بدون ایسکمی باعث افزایش فعالیت آنزیم­های آنتی­اکسیدانی (p=0.002) و کاهش میلوپراکسیداز نسبت به گروه بیمار شد (p=0.001).
نتیجه‌گیری: تمرین استقامتی فزاینده از طریق کاهش استرس اکسیداتیو می­تواند در برابر آسیب‌های استرس اکسیداتیو ناشی از تزریق ایزوپروترنول، اثرات درمانی چشمگیری داشته باشد و احتمالاً عوارض ناشی از نارسایی ایسکمی قلب را کاهش دهد.
کلیدواژه‌ها
قلب
ایسکمی
تمرین استقامتی
استرس اکسیداتیو
ایزوپروترنول
  1. French JP, Hamilton KL, Quindry JC, Lee Y, Upchurch PA, Powers SK. Exercise-induced protection against myocardial apoptosis and necrosis: MnSOD, calcium-handling proteins, and calpain. FASEB Journal 2018; 22(8):2862-71. doi: 10.1096/fj.07-102541. 
  2. Brown DA, Chicco AJ, Jew KN, Johnson MS, LynchJatson PA, Moore RL. Cardioprotection afforded by chronic exercise is mediated by the sarcolemmal and not the mitochondrial, isoform of the KATP channel in the rat. Journal of Physiology 2015; 569(Pt 3):913-24. doi: 10.1113/jphysiol.2005.095729.
  3. Doustar y, Soufi FG, Jafary A, Saber MM, Ghiassie R. Role of four-week resistance exercise in preserving the heart against ischaemia-reperfusion-induced injury. Cardiovascular Journal of Africa 2019; 23(8):451-5. doi: 10.5830/CVJA-2012-050.
  4. Badalzadeh R, Tabatabaei M, Mohammadi M, Khaki A, Mohamadnegad D. Combined postconditioning with ischemia and cyclosporine-A restore oxidative stress and histopathological changes in reperfusion injury of diabetic myocard. Iranian Journal of Basic Medical Science 2017; 20(10):1079-1087. doi: 10.22038/IJBMS.2017.9444.
  5. Domenech R, Macho P, Schwarze H, Sanchez G. Exercise induces early and late myocardial preconditioning in dogs. Cardiovascular Research 2002; 55(3):561-6. doi: 10.1016/s0008-6363(02)00334-6.
  6. Hausenloy DJ, Yellon DM. Myocardial ischemia reperfusion injury: a neglected therapeutic target. Journal of Clinical Investigation 2013; 123(1):92-100. doi: 10.1172/JCI62874.
  7. Coombes JS, Powers SK, Hamilton KL, Demirel HA, Shanely RA, Zergeroglu MA, et al. Improved cardiac performance after ischemia in aged rats supplemented with vitamin E and alpha-lipoic acid. American Journal of Physiology - Regulatory, Integrative and Comparative Physiology 2015; 279(6):R2149-55. doi: 10.1152/ajpregu.2000.279.6.R2149.
  8. Kloner RA, Simkhovich BZ. Benefit of an exercise program before myocardial infarction. J Am Coll Cardiol. 2015; 45(6):939-940.
  9. Badalzadeh R, Mokhtari B, Yavari R. Contribution of apoptosis in myocardial reperfusion injury and loss of cardioprotection in diabetes mellitus. Journal of Physiological Sciences 2015; 65(3):201-15. doi: 10.1007/s12576-015-0365-8.
  10. Demirel HA, Powers SK, Zergeroglu MA. Short-term exercise improves myocardial tolerance to in vivo ischemia-reperfusion in the rat. Journal of Applied Physiology 2011; 91(5):2205-12. doi: 10.1152/jappl.2001.91.5.2205.
  11. Brown DA, Jew KN, Sparagna GC, Mush TI, Moore RL. Exercise training preserves coronary flow and reduces infarct size after ischemia-reperfusion in rat heart. Journal of Applied Physiology 2013; 95(6):2510-8. doi: 10.1152/japplphysiol.00487.2003.
  12. Lennon SL, Quindry JC, Hamilton KL. Elevated MnSOD is not required for exercise-induced cardioprotection against myocardial stunning. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology 2014; 287(2):H975-80. doi: 10.1152/ajpheart.01208.2003.
  13. Aksoy Y, Yapanoglu T, Aksoy H, Demircan B, Oztaşan N, Canakçi E, et al. Effects of endurance training on antioxidant defense mechanisms and lipid peroxidation in testis of rats. Archives of Andrology 2016; 52(4):319-23. doi: 10.1080/01485010500503587.
  14. Freimann S, Scheinowitz M, Yekutieli D, Feinberg MS, Eldar M, Kessler-Icekson G. Prior exercise training improves the outcome of acute myocardial infarction in the rat. Heart structure, function, and gene expression. Journal of the American College of Cardiology 2015; 45(6):931-8. doi: 10.1016/j.jacc.2004.11.052.
  15. Grans CF, Feriani DJ, Abssamra ME, Rocha LY, Carrozzi NM, Mostarda C, et al. Resistance training after myocardial infarction in rats: its role on cardiac and autonomic function. Arquivos Brasileiros de Cardiologia  2014; 103(1):60-8. doi: 10.5935/abc.20140093.
  16. Gomes EC, Silva AN, de Oliveira MR. Oxidants, antioxidants, and the beneficial roles of exercise-induced production of reactive species. Oxidative Medicine and Cellular Longevity 2012:756132. doi: 10.1155/2012/756132.
  17. Hamilton KL, Staib JL, Phillips T. Exercise, antioxidants, and HSP72: protection against myocardial ischemia/reperfusion. Free Radical Biology and Medicine 2003; 34(7):800-9. doi: 10.1016/s0891-5849(02)01431-4.
  18. Gaziano, TA. Economic burden and the cost-effectiveness of treatment of cardiovascular disease in Africa. Heart 2018; 94(2):140-4. doi: 10.1136/hrt.2007.128785.
  19. Hamilton KL, Quindry JC, French JP. MnSOD antisense treatment and exercise-induced protection against arrhythmias. Free Radical Biology and Medicine 2004 ;37(9):1360-8. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2004.07.025.
  20. Lee Y, Min K, Talbert EE. Exercise protects cardiac mitochondria against ischemia-reperfusion injury. Medicine & Science in Sports & Exercise 2012; 44(3):397-405. doi: 10.1249/MSS.0b013e318231c037.
  21. Chen Z, Siu B, Ho YS, Vincent R, Chua CC, Hamdy RC, Chua BH. Overexpression of MnSOD protects against myocardial ischemia/reperfusion injury in transgenic mice. Journal of Molecular and Cellular Cardiology 1998 ;30(11):2281-9. doi: 10.1006/jmcc.1998.0789.
  22. Hamilton KL, Staib JL, Phillips T, Hess A, Lennon SL, Powers SK. Exercise, antioxidants, and HSP72: Protection against myocardial ischemia/reperfusion. Free Radical Biology and Medicine 2013; 34(7):800-9. doi: 10.1016/s0891-5849(02)01431-4.
  23. John C Quindry, Karyn L, Hamilton. Exercise and Cardiac Preconditioning Against Ischemia Reperfusion Injury. Current Cardiology Reviews 2013; 9(3):220-9. doi: 10.2174/1573403x113099990033.
  24. Jerzy A, Zoladz A, Kozie A, Woyda P, Jan C, Wieslawa J. Endurance training increases the efficiency of rat skeletal muscle mitochondria. Pflügers Archiv European Journal of Physiology 2016; 468(10):1709-24. doi: 10.1007/s00424-016-1867-9.
  25. Kavazis AN, Alvarez S, Talbert E, Lee Y, Powers SK. Exercise training induces a cardioprotective phenotype and alterations in cardiac subsarcolemmal and intermyofibrillar mitochondrial proteins. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology 2009; 297(1):H144-52. doi: 10.1152/ajpheart.01278.2008.
  26. Chaves EA, Pereira PP, Fortunato RS, Masuda MO, Campos AC, Pires DC, et al. Nandrolone decanoate impairs exercise-induced cardioprotection: Role of antioxidant enzymes. Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology 2006; 99(4-5):223-30. doi: 10.1016/j.jsbmb.2006.01.004.
  27. Kloner RA, Simkhovich BZ. Benefit of an exercise program before myocardial infarction. Journals of the American College of Cardiology 2005; 45(6):939-40. doi: 10.1016/j.jacc.2004.12.022.
  28. Lee IM, Hsieh C, Paffenbarger R. Exercise intensity and longevity in men. The Harvard Alumni Health Study. Journal of the American Medical Association 1995;273(15):1179-84.
  29. Lichan Tao. Exercise Training Protects Against Acute Myocardial Infarction via Improving Myocardial Energy Metabolism and Mitochondrial Biogenesis. Cellular Physiology and Biochemistry 2015; 37(1):162-75. doi: 10.1159/000430342.
  30. Lee Y, Gustafsson AB. Role of apoptosis in cardiovascular disease. Apoptosis 2009; 14(4):536-48. doi: 10.1007/s10495-008-0302-x.
  31. Lennon SL, Quindry J, Hamilton KL. Loss of exercise induced cardioprotection after cessation of exercise. Journal of Applied Physiology 2004; 96(4):1299-305. doi: 10.1152/japplphysiol.00920.2003.
  32. Hamilton KL, Powers SK, Sugiura T. Short-term exercise training can improve myocardial tolerance to I/R without elevation in heat shock proteins. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology 2001; 281(3):H1346-52. doi: 10.1152/ajpheart.2001.281.3.H1346.
  33. Lekhi C, Gupta PH, Singh B. Influence of exercise on oxidant stress products in elite Indian cyclists. British Journal of Sports Medicine 2007; 41(10):691-3. doi: 10.1136/bjsm.2007.037663.
  34. Lennon SL, Quindry JC, French JP. Exercise and myocardial tolerance to ischaemia-reperfusion. Acta Physiologica Scandinavica 2004; 182(2):161-9. doi: 10.1111/j.1365-201X.2004.01346.x.
  35. Ogonovszky H, Sasvari M, Dosek A, Berkes I, Kaneko T, Tahara S, et al. The effects of moderate, strenuous and overtraining on oxidative stress markers and DNA repair in rat liver. Canadian Journal of Applied Physiology 2005; 30(2):186-95. doi: 10.1139/h05-114.
  36. Moran M, Delgado J, Gonzalez B, Manso R, Megias A. Responses of rat myocardial antioxidant defences and heat shock protein HSP72 induced by 12 and 24-week treadmill training. Acta Physiologica Scandinavica 2004; 180(2):157-66. doi: 10.1111/j.0001-6772.2003.01244.x.
  37. Maria K, Beata W, Rafal C, Lukasz S, Beata JP. Ischemic heart disease – definition, epidemiology, pathogenesis, risk factors and treatment. Postępy Nauk Medycznych 2018; (6): 358-360 doi:10.25121/PNM.2018.31.6.358
  38. Peer PA, Trivedi PC, Nigade PB, Ghaisas MM, Deshpande AD. Cardioprotective effect of Azadirachtaindica A. Juss on isoprenaline induced myocardial infarction in rats. International Journal of Cardiology 2008; 126(1):123-6. doi: 10.1016/j.ijcard.2007.01.108
  39. Moens AL, Chaeys MJ, Timmermans JP, Vrints CJ. Myocardial ischemia/reperfusion-injury, a clinical view on a complex pathophysiological process. Internatioanl Journal of Cardiology 2005; 100(2):179-90. doi: 10.1016/j.ijcard.2004.04.013.
  40. MaximV, Anne C, Dorien D, Ivo L, Bert OE, Dominique H. High intensity training improves cardiac function in healthy rats. Scientific Reports 2019; 9(1):5612. doi: 10.1038/s41598-019-42023-1.
  41. Panda VS, Naik SR. Cardioprotective activity of Ginkgo biloba Phytosomes in isoproterenol-induced myocardial necrosis in rats: a biochemical and histoarchitectural evaluation. Experimental and Toxicologic Pathology 2008; 60(4-5):397-404. doi: 10.1016/j.etp.2008.03.010.
  42. Quindry JC, Hamilton KL, French JP. Exercise-induced HSP72 elevation and cardioprotection against infarct and apoptosis. Journal of Applied Physiology 2017; 103(3):1056-62. doi: 10.1152/japplphysiol.00263.2007.
  43. Petra A. Myocardial ischemic tolerance in rats subjected to endurance exercise training during adaptation to chronic hypoxia. Journal of Applied Physiology 2017; 122(6):1452-1461. doi: 10.1152/japplphysiol.00671.2016.
  44. Powers SK, Quindry JC, Kavazis AN. Exercise-induced cardioprotection against myocardial ischemiareperfusion injury. Free Radical Biology and Medicine 2008; 44(2):193-201. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2007.02.006.
  45. Quindry JC, Hamilton KL. Exercise and cardiac preconditioning against ischemia reperfusion injury. Current Cardiology Reviews 2013; 9(3):220-9. doi: 10.2174/1573403x113099990033.
  46. Patel V, Upaganlawar A, Zalawadia R. Cardioprotective effect of melatonin against isoproterenol induced myocardial infarction in rats: A biochemical, electrocardiographic and histoarchitectural evaluation. European Journal of Pharmacology 2010; 644(1-3):160-8. doi: 10.1016/j.ejphar.2010.06.065.
  47. Quindry JC, Schreiber L, Hosick P. Mitochondrial KATP channel inhibition blunts arrhythmia protection in ischemic exercised hearts. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology 2010; 299(1):H175-83. doi: 10.1152/ajpheart.01211.2009.
  48. Powers SK, Demirel HA, Vincent HK. Exercise training improves myocardial tolerance to in vivo ischemia-reperfusion in the rat. American Journal of Physiology 2008; 275(5):R1468-77. doi: 10.1152/ajpregu.1998.275.5.R1468.
دانشور پزشکی
دوره 29، شماره 2 - شماره پیاپی 153
خرداد و تیر 1400
صفحه 68-78