دانشور پزشکی

دانشور پزشکی

تاثیر تمرین تناوبی شدید و رژیم غذایی پرپروتئین بر شاخص های آپوپتوزی کاسپاز-3، Bax و Bcl-2 بافت قلب موش های بزرگ آزمایشگاهی نر چاق

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
آذین قانع 1
حسین عابدنطنزی 1
مرضیه ثاقب جو 2
مهدی هدایتی 3
1 گروه تخصصی تربیت بدنی و علوم ورزشی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 گروه فیزیولوژی ورزشی، دانشکده علوم ورزشی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران
3 مرکز تحقیقات سلولی مولکولی غدد درون ریز، پژوهشکده علوم غدد درون ریز و متابولیسم، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، تهران، ایران
10.22070/daneshmed.2022.15468.1151
چکیده
مقدمه و هدف: چاقی در آپوپتوز سلول های قلب و بروز بیماری های قلبی- عروقی نقش دارد. تمرینات ورزشی و اصلاح رژیم غذایی می تواند بر عوامل آپوپتوزی تاثیرگذار باشد. هدف از مطالعه حاضر بررسی اثر تمرین تناوبی شدید (HIIT) و رژیم غذایی پرپروتئین (HPD) بر شاخص های آپوپتوزی کاسپاز-3، Bax و Bcl-2 بافت قلب موش های بزرگ آزمایشگاهی چاق بود.
مواد و روش ها: در مطالعه تجربی حاضر، 40 سر موش بزرگ آزمایشگاهی نر چاق به پنج گروه مساوی شامل HIIT (شدت 90 درصد حداکثر اکسیژن مصرفی، پنج جلسه  در هفته، 10 هفته)، HPD، HIIT+HPD، کنترل چاق-1 (OC-1) و کنترل چاق-2 (OC-2) و هشت سر موش غیر چاق نیز در گروه کنترل غیرچاق (NC) تقسیم شدند. بافت قلب 48 ساعت پس از آخرین جلسه مداخله برای اندازه گیری سطوح پروتئین های کاسپاز-3، Bax و Bcl-2 خارج شد. آنالیز داده‌ها با استفاده از آزمون‌های آنالیز واریانس یک طرفه، کروسکال- والیس و من ویتنی در سطح معناداری 05/0≥P انجام شد.
نتایج: سطوح کاسپاز-3 و Bax در گروه HIIT+HPD نسبت به گروه های HIIT، HPD و OC-1 به طور معناداری پایین تر بود. از طرفی سطح Bcl-2 در گروه های HIIT و HPD نسبت به گروه های OC-1 و NC به طور معناداری بالاتر بود. همچنین نسبت Bcl-2 به Bax در گروه های HIIT و HIIT+HPD در مقایسه با گروه OC-1 به طور معناداری بالاتر بود.
نتیجه گیری: با توجه به نتایج مطالعه حاضر، HIIT به همراه HPD باعث بهبود وضعیت آپوپتوزی بافت قلب می شود. به نظر می رسد HIIT به همراه HPD، سازگاری های لازم برای مهار آپوپتوز ناشی از چاقی را در بافت قلب موش های بزرگ آزمایشگاهی فراهم می سازد.
کلیدواژه‌ها
تمرین تناوبی شدید
رژیم غذایی پرپروتئین
کاسپاز-3
بافت قلب
موش‌های چاق
  1. Rahmatollahi M, Ravasi A, Soori R. Effect of 8 Weeks of Low-Intensity Continuous Training on Plasma Adipolin, Insulin Resistance, and Weight of Fatty Fat-Filled Rats. Advances in Obesity, Weight Management & Control 2017;7(5):342-346.
  2. He Y, Shi M, Wu J, Sun Z, Guo J, Liu Y, et al. Effects of a high-fat diet on intracellular calcium (Ca2+) handling and cardiac remodeling in Wistar rats without hyperlipidemia. Ultrastructural Pathology 2020;44(1):42-51.
  3. Pagidipati NJ, Zheng Y, Green JB, McGuire DK, Mentz RJ, Shah S, et al. Association of obesity with cardiovascular outcomes in patients with type 2 diabetes and cardiovascular disease: Insights from TECOS. American heart journal 2020;219:47-57.
  4. Relling DP, Esberg LB, Fang CX, Johnson WT, Murphy EJ, Carlson EC, et al. High-fat diet-induced juvenile obesity leads to cardiomyocyte dysfunction and upregulation of Foxo3a transcription factor independent of lipotoxicity and apoptosis. Journal of Hypertension 2006;24(3):549-61.
  5. Lee Y, Gustafsson ÅB. Role of apoptosis in cardiovascular disease. Apoptosis. 2009;14(4):536-48.
  6. Pourrazi H, Asgharpour-Arshad M, Gholami F, Abbasi S. Effect of High-Intensity Interval Training on Apoptotic Gene Expression in Rat Myocardial Tissue. Gene, Cell and Tissue 2020;7(2).
  7. Zarali M, Etemad Z, Azizbeigi K, Karimi P. Effect of 8 Weeks of High Intensity Interval Training (HIIT) With and Without Calorie Restriction on Gene Expression of Caspase-3 and Caspase-9 Proteins in Male Rats. Journal of Arak University of Medical Sciences 2020;23(3):300-13.
  8. Ahmadabadi F, Saghebjoo M, Hedayati M, Hoshyar R, Huang C-J. Treatment-induced tumor cell apoptosis following high-intensity interval training and saffron aqueous extract in mice with breast cancer. Physiology International 2021;108(1):19-26.
  9. Dabrowska C, Li M, Fan Y. Apoptotic caspases in promoting cancer: implications from their roles in development and tissue homeostasis. Apoptosis in Cancer Pathogenesis and Anti-cancer Therapy Springer 2016; 930:89-112.
  10. Honardoost M, Soleimanjahi H, Rajaei F. Apoptosis: programmed cell death. The Journal of Qazvin University of Medical Sciences 2013;17(3):48-57.
  11. Kazemi A, Mirzazadeh E. The Effect of Endurance Training on Tumor Tissue Levels of Caspase-3 and Caspase-9 in Mice with Breast Cancer. Iranian Guarterly Journal of Breast Disease 2018; 11(3): 32-43.
  12. 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. Journal of applied physiology 2008;105(6):1934-43.
  13. El-Osta H, Circu ML. Mitochondrial ROS and apoptosis.  Mitochondrial Mechanisms of Degeneration and Repair in Parkinson's Disease Springer 2016:1-23.
  14. Hekimi S, Wang Y, Noë A. Mitochondrial ROS and the effectors of the intrinsic apoptotic pathway in aging cells: the discerning killers! Frontiers in Genetics 2016;7:161.
  15. Alexandre-Santos B, Machado MV, Menezes AC, Velasco LL, Sepúlveda-Fragoso V, Vieira AB, et al. Exercise-induced cardiac opioid system activation attenuates apoptosis pathway in obese rats. Life sciences 2019;231:116542.
  16. Lee S-D, Shyu W-C, Cheng I-S, Kuo C-H, Chan Y-S, Lin Y-M, et al. Effects of exercise training on cardiac apoptosis in obese rats. Nutrition, Metabolism and Cardiovascular Diseases 2013;23(6):566-73.
  17. Ho T-J, Huang C-C, Huang C-Y, Lin W-T. Fasudil, a Rho-kinase inhibitor, protects against excessive endurance exercise training-induced cardiac hypertrophy, apoptosis and fibrosis in rats. European Journal of Applied Physiology 2012;112(8):2943-55.
  18. Javid Tabrizi N, Bashiri J, Narimani Rad M. Effect of 12 Weeks of Treadmill Aerobic Training on Cytochrome c and Caspase-9 gene Expression in Cardiac Muscle of Male Rats. Qom University of Medical Sciences Journal 2017;11(6):1-9.
  19. Li X, LU J, ZHAO H-y. Effect of long-term endurance exercise on apoptosis of cardiac sacopenia. Journal of Xi'an Physical Education University 2009(6):21.
  20. Khalafi M, Mohebbi H, Karimi P. High-intensity interval training increases mitochondria biogenesis in adipose tissue and improves insulin resistance in high fat diet-induced obese rat. International Journal of Applied Exercise Physiology 2019;8(1):43-50.
  21. Martinez-Huenchullan S, Ban L, Olaya-Agudo L, Maharjan BR, Williams P, Tam C, et al. Constant-moderate and high-intensity interval training have differential benefits on insulin sensitive tissues in high-fat fed mice. Frontiers in Physiology 2019;10:459.
  22. Ahmadi N, Farsi S, Azarbayjani MA. The Effect of High Intensity Interval Training and Endurance Training on the cAMP Gene Expression and Glycerol in the Heart Tissue of Obese Rats. International Journal of Applied Exercise Physiology 2019;8(1):159-69.
  23. Gibala MJ, Little JP, MacDonald MJ, Hawley JA. Physiological adaptations to low‐volume, high‐intensity interval training in health and disease. The Journal of Physiology 2012;590(5):1077-84.
  24. Ramezani N, Vanaky B, Shakeri N, Soltanian Z, Fakhari Rad F, Shams Z. Evaluation of Bcl-2 and Bax Expression in the Heart of Diabetic Rats after Four Weeks of High Intensity Interval Training. Medical Laboratory Journal 2019;13(1):15-20.
  25. Nielsen L, Kristensen M, Klingenberg L, Ritz C, Belza A, Astrup A, et al. Protein from Meat or Vegetable Sources in Meals Matched for Fiber Content has Similar Effects on Subjective Appetite Sensations and Energy Intake A Randomized Acute Cross-Over Meal Test Study. Nutrients 2018;10(1):96.
  26. Layman DK, Boileau RA, Erickson DJ, Painter JE, Shiue H, Sather C, et al. A reduced ratio of dietary carbohydrate to protein improves body composition and blood lipid profiles during weight loss in adult women. The Journal of Nutrition 2003;133(2):411-7.
  27. Wycherley TP, Moran LJ, Clifton PM, Noakes M, Brinkworth GD. Effects of energy-restricted high-protein, low-fat compared with standard-protein, low-fat diets: a meta-analysis of randomized controlled trials. The American Journal of Clinical Nutrition 2012;96(6):1281-98.
  28. Zhang X, Sergin I, Evans TD, Jeong S-J, Rodriguez-Velez A, Kapoor D, et al. High-protein diets increase cardiovascular risk by activating macrophage mTOR to suppress mitophagy. Nature Metabolism 2020;2(1):110-25.
  29. Darioli R. Dietary Protein and Atherosclerosis. International Journal for Vitamin and Nutrition Research 2011;81(2):153.
  30. Vinke P, Bowen TS, Boekschoten MV, Witkamp RF, Adams V, van Norren K. Anti-inflammatory nutrition with high protein attenuates cardiac and skeletal muscle alterations in a pulmonary arterial hypertension model. Scientific Reports 2019;9(1):1-11.
  31. Ropelle ER, Pauli JR, Fernandes MFA, Rocco SA, Marin RM, Morari J, et al. A central role for neuronal AMP-activated protein kinase (AMPK) and mammalian target of rapamycin (mTOR) in high-protein diet–induced weight loss. Diabetes 2008;57(3):594-605.
  32. Kawanishi N, Takagi K, Lee H-C, Nakano D, Okuno T, Yokomizo T, et al. Endurance exercise training and high-fat diet differentially affect composition of diacylglycerol molecular species in rat skeletal muscle. American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology 2018;314(6):R892-R901.
  33. Lee J-J, Kim HA, Lee J. The effects of Brassica juncea L. leaf extract on obesity and lipid profiles of rats fed a high-fat/high-cholesterol diet. Nutrition Research and Practice 2018;12(4):298.
  34. Naderi S, Habibi A, Kesmati M, Rezaie A, Ghanbarzadeh M. The Effects of Six Weeks High Intensity Interval Training on Amyloid Beta 1-42 Peptide in Hippocampus of Rat Model of Alzheimer's Disease Induced with STZ. Journal of Clinical Research in Paramedical Sciences 2018; 7(2):e86866.
  35. Quesnele JJ, Laframboise MA, Wong JJ, Kim P, Wells GD. The effects of beta-alanine supplementation on performance: a systematic review of the literature. International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism 2014;24(1):14-27.
  36. Faraji H, Mehrani E. The Effect of Omega-3 Supplementation on Caspase-3 Levels after Acute Resistance Exercise in Nonathletic Men. Journal of Applied Health Studies in Sport Physiology 2019; 6(2):40-46.
  37. Banaei P, Nazem F, Nazari A, Arjomand A. Preconditioning effect of high-intensity interval training (HIIT) and berberine supplementation on the gene expression of angiogenesis regulators and caspase-3 protein in the rats with myocardial ischemia-reperfusion (IR) injury. BioMed Research International 2020; https://doi.org/10.1155/2020/4104965.
  38. Azarbayjani MA, Peeri M, Farzanegi P. Effect of High Intensity Interval Training with Curcumin on Gene Expression of Bax, Bcl-2, and Caspase-3 in Aged Female Rat Hepatocytes. Report of Health Care 2017;3(3):8-14.
  39. Yadegari M, Riahy S, Mirdar S, Hamidiyan G, Yousefpor M, Riyahi F. Immunohistochemical detection of apoptotic factors Bax and Bcl-2 in the lung alveoli following six weeks of high intensity exercise training. Daneshvar Medicine 2017;24(129).
  40. Quadrilatero J, Alway SE, Dupont-Versteegden EE. Skeletal muscle apoptotic response to physical activity: potential mechanisms for protection. Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism 2011;36(5):608-17.
  41. Villalba JM, López-Domínguez JA, Chen Y, Khraiwesh H, González-Reyes JA, Del Río LF, et al. The influence of dietary fat source on liver and skeletal muscle mitochondrial modifications and lifespan changes in calorie-restricted mice. Biogerontology 2015;1
دانشور پزشکی
دوره 30، شماره 1 - شماره پیاپی 158
فروردین و اردیبهشت 1401
صفحه 59-71