دانشور پزشکی

دانشور پزشکی

تأثیر تمرین‌ تناوبی با شدت بالا بر محتوای بافت عضلانی پروتئین‌های مایوستاتین و فولیستاتین در موش‌های صحرایی پیر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
مسلم اسدپور
فرهاد دریانوش
محسن ثالثی
جواد نعمتی
نگار کورش‌فرد
ﮔﺮوه فیزیولوژی ورزﺷﯽ، داﻧﺸﮑﺪه ﻋﻠﻮم ﺗﺮﺑﯿﺘﯽ و رواﻧﺸﻨﺎﺳﯽ، داﻧﺸﮕﺎه ﺷﯿﺮاز، ﺷﯿﺮاز، اﯾﺮان
10.22070/daneshmed.2021.14510.1082
چکیده
مقدمه و هدف: پروتئین‌های مایوستاتین و فولیستاتین، پروتئین‌های کلیدی در تنظیم بافت عضلانی هستند. سارکوپنیا می‌تواند منجر به اختلال در مکانیسم‌های سلولی و فعالیت این پروتئین‌ها شود. بنابراین هدف از انجام تحقیق حاضر، تأثیر تمرین‌ تناوبی با شدت بالا (HIIT) بر محتوای بافت عضلانی پروتئین‌های مایوستاتین و فولیستاتین در موش‌های صحرایی پیر می‌باشد.
مواد و روش ها: در این مطالعه تجربی، 12 سر موش صحرایی ماده 20 ماهه از نژاد اسپراگوداولی با میانگین وزن 30±250 گرم انتخاب و به روش تصادفی به 2 گروه، تمرین HIIT            (6 سر) و کنترل (6 سر) تقسیم ‏شدند. برنامه تمرینHIIT، 3 روز در هفته و به مدت 8 هفته اجرا شد. برنامه تمرینی با شدت 90-85 درصد VO2max برای تناوب‌های با شدت بالا و شدت 50-45 درصد VO2max برای شدت‌های پایین بود. محتوای پروتئین‌ها از طریق روش آزمایشگاهی وسترن‌بلات اندازه‌گیری شد. برای تجزیه‌وتحلیل داده‌ها از آزمون t مستقل استفاده‏ شد.
نتایج: به دنبال هشت هفته تمرین HIIT، تغییر معنی‌داری در محتوای پروتئین مایوستاتین بین گروه‌های تمرین و کنترل وجود نداشت (49/0=p). در مقابل، محتوای پروتئین فولیستاتین (01/0=p) تفاوت (افزایش) معنی‌داری را نشان داد.
نتیجه‌گیری: با توجه به اینکه هشت هفته تمرین HIIT نتوانست محتوای پروتئین مایوستاتین را تغییر معنی‌داری دهد؛ اما محتوای پروتئین فولیستاتین را افزایش داد که این افزایش می‌تواند منجر به هیپرتروفی عضلانی در موش‌های صحرایی سالمند شود. با این حال، تمرین HIIT به عنوان یک مداخله ورزشی برای سالمندان هنوز ناشناخته است و نیاز به تحقیقات بسیار در زمینه انواع، مدت زمان، شدت‌، تکرار و زمان ریکاوری تمرینات HIIT دارد.
کلیدواژه‌ها
تمرین‌ تناوبی با شدت بالا
پروتئین مایوستاتین
پروتئین فولیستاتین
عضله دو قلو
  1. Rodríguez AJ, Ebeling P, Scott D. Sarcopenia and physical activity in older Australians. Australasian Epidemiologist 2015; 22(1):11-13. Doi:10.3316/informit.463946481773653
  2. Vlietstra L, Hendrickx W, Waters DL. Exercise interventions in healthy older adults with sarcopenia: a systematic review and meta‐ Australasian Journal on Ageing 2018; 37(3):169-83. doi: org/10.1111/ajag.12521
  3. Schoenfeld BJ, Grgic J, Ogborn D, Krieger JW. Strength and hypertrophy adaptations between low-vs. high-load resistance training: a systematic review and meta-analysis. The Journal of Strength & Conditioning Research 2017; 31(12):3508-23. doi: 10.1519/JSC.0000000000002200
  1. Ryall JG, Schertzer JD, Lynch GS. Cellular and molecular mechanisms underlying age-related skeletal muscle wasting and weakness. Biogerontology 2008; 9(4):213-28. doi: org/10.1007/s10522-008-9131-0
  2. Murton AJ, Greenhaff PL. Resistance exercise and the mechanisms of muscle mass regulation in humans: acute effects on muscle protein turnover and the gaps in our understanding of chronic resistance exercise training adaptation. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology 2013; 45(10):2209-14. doi: org/10.1016/j.biocel.2013.07.005
  3. Lee SJ. Myostatin: regulation, function, and therapeutic applications. In Muscle Elsevier Inc 2012; 8(2): 1077-84. doi: org/10.1016/B978-0-12-381510-1.00079-X
  4. Santos AR, Lamas L, Ugrinowitsch C, Tricoli V, Miyabara EH, Soares AG, et al. Different resistance-training regimens evoked a similar increase in myostatin inhibitors expression. International Journal of Sports Medicine 2015; 36(09):761-8. doi: 10.1055/s-0035-1547219
  5. Hansen JS, Plomgaard P. Circulating follistatin in relation to energy metabolism. Molecular and Cellular Endocrinology 2016; 433:87-93. doi: org/10.1016/j.mce.2016.06.002
  6. Castonguay R, Lachey J, Wallner S, Strand J, Liharska K, Watanabe AE, et al. Follistatin-288-Fc fusion protein promotes localized growth of skeletal muscle. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics 2019; 368(3):435-45. doi: org/10.1124/jpet.118.252304
  7. Jensky NE, Sims JK, Dieli-Conwright CM, Sattler FR, Rice JC, Schroeder ET. Exercise does not influence myostatin and follistatin mRNA expression in young women. Journal of Strength and Conditioning Research/National Strength & Conditioning Association 2010; 24(2):522. doi: 10.1519/JSC.0b013e3181c8664f
  8. Egan B, Zierath JR. Exercise metabolism and the molecular regulation of skeletal muscle adaptation. Cell Metabolism 2013; 17(2):162-84. doi: org/10.1016/j.cmet.2012.12.012
  1. Verdijk LB, Gleeson BG, Jonkers RA, Meijer K, Savelberg HH, Dendale P, et al. Skeletal muscle hypertrophy following resistance training is accompanied by a fiber type–specific increase in satellite cell content in elderly men. Journals of Gerontology Series A: Biomedical Sciences and Medical Sciences 2009; 64(3):332-9. doi: org/10.1093/gerona/gln050
  2. Cassidy S, Thoma C, Houghton D, Trenell MI. High-intensity interval training: a review of its impact on glucose control and cardiometabolic health. Diabetologia 2017; 60(1):7-23. doi: org/10.1007/s00125-016-4106-1
  3. Ziemann E, Grzywacz T, Luszczyk M, Laskowski R, Olek RA, Gibson AL. Aerobic and anaerobic changes with high-intensity interval training in active college-aged men. The Journal of Strength & Conditioning Research 2011; 25(4):1104-12. doi: 10.1519/JSC.0b013e3181d09ec9
  4. De Freitas MC, Gerosa-Neto J, Zanchi NE, Lira FS, Rossi FE. Role of metabolic stress for enhancing muscle adaptations: Practical applications. World Journal of Methodology 2017; 7(2):46-54. doi: 10.5662/wjm.v7.i2.46
  5. Francois ME, Little JP. Effectiveness and safety of high-intensity interval training in patients with type 2 diabetes. Diabetes Spectrum 2015; 28(1):39-44. doi: org/10.2337/diaspect.28.1.39
  6. Biglari S, Gaeini A A, Kordi M R, Ghardashi Afousi A. The Effect of 8 Weeks High-intensity Interval Training on Myostatin and Follistatin Gene Expression in Gastrocnemius Muscle of the Rats. Journal of Arak University Medical Sciences 2018; 21 (1) :1-10
  7. Elliott BT, Herbert P, Sculthorpe N, Grace FM, Stratton D, Hayes LD. Lifelong exercise, but not short‐term high‐intensity interval training, increases GDF 11, a marker of successful aging: a preliminary investigation. Physiological Reports 2017; 5(13):e13343. doi.org/10.14814/phy2.13343
  8. Hurst C, Weston KL, Weston M. The effect of 12 weeks of combined upper-and lower-body high-intensity interval training on muscular and cardiorespiratory fitness in older adults. Aging Clinical and Experimental Research 2019; 31(5):661-71. doi: org/10.1007/s40520-018-1015-9
  9. JM, Castro MM, Zanesco A, de Moraes C. Metabolic parameters and responsiveness of isolated iliac artery in LDLr-/-mice: role of aerobic exercise training. American Journal of Cardiovascular Disease 2017; 7(2):64. PMID: 28533932
  10. Sherafati Moghadam M, Salesi M, Daryanoosh F, Hemati Nafar M, Fallahi A. The Effect of 4 Weeks of High Intensity Interval Training on the Content of AKT1, mTOR, P70S6K1 and 4E-BP1 in Soleus Skeletal Muscle of Rats with Type 2 Diabetes: An Experimental Study . Journal of Rafsanjan University of Medical Sciences 2018; 17 (9) :843-854.
  11. Kabak B, Belviranli M, Okudan N. Irisin and myostatin responses to acute high-intensity interval exercise in humans. Hormone Molecular Biology and Clinical Investigation 2018; 35(3): 1-10. doi: 10.1515/hmbci-2018-0008
  12. Dasarathy S. Myostatin and beyond in cirrhosis: all roads lead to sarcopenia. Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle 2017; 8(6):864-69. doi: 10.1002/jcsm.12262
  13. White TA, LeBrasseur NK. Myostatin and sarcopenia: opportunities and challenges-a mini-review. Gerontology 2014; 60(4):289-93. doi: org/10.1159/000356740
  14. Seldeen KL, Redae YZ, Thiyagarajan R, Berman RN, Leiker MM, Troen BR. High intensity interval training improves physical performance in aged female mice: A comparison of mouse frailty assessment tools. Mechanisms of Ageing and Development 2019; 180:49-62. doi.org/10.1016/j.mad.2019.04.001
  15. Seldeen KL, Lasky G, Leiker MM, Pang M, Personius KE, Troen BR. High intensity interval training improves physical performance and frailty in aged mice. The Journals of Gerontology 2018; 73(4):429-37. doi: org/10.1093/gerona/glx120
  16. Ziaaldini MM, Koltai E, Csende Z, Goto S, Boldogh I, Taylor AW, et al. Exercise training increases anabolic and attenuates catabolic and apoptotic processes in aged skeletal muscle of male rats. Experimental Gerontology 2015; 67:9-14. doi: org/10.1016/j.exger.2015.04.008
  1. Bagheri R, Rashidlamir A, Motevalli MS, Elliott BT, Mehrabani J, Wong A. Effects of upper-body, lower-body, or combined resistance training on the ratio of follistatin and myostatin in middle-aged men. European Journal of Applied Physiology 2019; 119(9):1921-31. doi: org/10.1007/s00421-019-04180-z
  2. Esazadeh L, Hosseini kakhk A, Khajeie R, hejazi S. Effects of Concurrent Training Order on Physical Fitness and Functional Capacity and Myostatin and Follistatin Serum Levels in Postmenopausal Females. Journal of Sport Biosciences 2020; 14(6):28-33.
  3. Francois ME, Little JP. Effectiveness and safety of high-intensity interval training in patients with type 2 diabetes. Diabetes Spectrum 2015; 28(1):39-44. doi: org/10.2337/diaspect.28.1.39
  4. Bruseghini P, Calabria E, Tam E, Milanese C, Oliboni E, Pezzato A, Pogliaghi S, Salvagno GL, Schena F, Mucelli RP, Capelli C. Effects of eight weeks of aerobic interval training and of isoinertial resistance training on risk factors of cardiometabolic diseases and exercise capacity in healthy elderly subjects. Oncotarget 2015; 6(19):16998. doi: 10.18632/oncotarget.4031
  5. Bell KE, Séguin C, Parise G, Baker SK, Phillips SM. Day-to-day changes in muscle protein synthesis in recovery from resistance, aerobic, and high-intensity interval exercise in older men. The Journals of Gerontology 2015; 70(8):1024-9. doi: org/10.1093/gerona/glu313
  1. Sculthorpe N, Herbert P, Grace FM. Low‐frequency high‐intensity interval training is an effective method to improve muscle power in lifelong sedentary aging men: A randomized controlled trial. Journal of the American Geriatrics Society 2015; 63(11), 2412–2413. doi: org/10.1111/jgs.13863
  2. Knowles AM, Herbert P, Easton C, Sculthorpe N, Grace FM. Impact of low-volume, high-intensity interval training on maximal aerobic capacity, health-related quality of life and motivation to exercise in ageing men. Age 2015; 37(2):25. doi: org/10.1007/s11357-015-9763-3
  3. El Shafey N, Guesnon M, Simon F, Deprez E, Cosette J, Stockholm D, et al. Inhibition of the myostatin/Smad signaling pathway by short decorin-derived peptides. Experimental Cell Research 2016; 341(2):187-95. doi: org/10.1016/j.yexcr.2016.01.019
  4. Fan X, Gaur U, Sun L, Yang D, Yang M. The Growth Differentiation Factor 11 (GDF11) and Myostatin (MSTN) in tissue specific aging. Mechanisms of Ageing and Development 2017; 164:108-12. doi: org/10.1016/j.mad.2017.04.009
دانشور پزشکی
دوره 29، شماره 4 - شماره پیاپی 155
مهر و آبان 1400
صفحه 66-77