دانشور پزشکی

دانشور پزشکی

تأثیر مداخله تمرین هوازی و مصرف پروبیوتیک بر بیان ژن‌های HMGB1-RAGE در بافت چربی احشایی موش‌های چاق

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه فیزیولوژی ورزشی، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران
2 گروه فیزیولوژی ورزشی، دانشکده علوم انسانی، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران
3 آموزگار تربیت‌بدنی، آموزش‌وپرورش ناحیه دو اهواز، استان خوزستان، ایران
چکیده
مقدمه و هدف: التهاب مزمن ناشی از چاقی، یکی از عوامل کلیدی در بروز اختلالات متابولیکی است. مسیر سیگنالینگ HMGB1-RAGE به‌عنوان یک محور مولکولی مهم در ایجاد و تداوم التهاب متابولیکی در بافت چربی احشایی شناخته شده است. هدف این پژوهش، بررسی تأثیر تمرین هوازی و مصرف پروبیوتیک بر میزان بیان ژن‌های HMGB1 و RAGE در بافت چربی احشایی موش‌های صحرایی نر چاق بود.
مواد و روش‌ها: در این مطالعه تجربی، ۴۰ سر موش نر ویستار به دو گروه رژیم استاندارد و پرچرب حاوی فروکتوز تقسیم و پس از ۲۴ هفته القای چاقی، به پنج گروه‌ فرعی شامل: کنترل، چاق، چاق + تمرین، چاق + پروبیوتیک و چاق + تمرین + پروبیوتیک تخصیص یافتند. تمرینات هوازی به‌مدت ۸ هفته روی تردمیل انجام شد و پروبیوتیک نیز به‌صورت خوراکی تجویز گردید. در پایان، میزان بیان ژن‌های HMGB1 و RAGE در بافت چربی احشایی با روش Real-Time PCR سنجش شد.
نتایج: نتایج نشان داد که رژیم پرچرب همراه با فروکتوز موجب افزایش معنادار بیان ژن‌های HMGB1 و RAGE نسبت به گروه سالم شد (P<0.001). در مقابل، هر دو مداخله تمرین هوازی، پروبیوتیک و ترکیبی به‌طور جداگانه توانستند بیان این ژن‌ها را کاهش دهند (P<0.05). همچنین، شاخص‌های تن‌سنجی و پروفایل لیپیدی نیز در گروه‌های مداخله بهبود یافتند.
نتیجه‌گیری: تمرین هوازی و پروبیوتیک، به‌ویژه به‌صورت ترکیبی، می‌توانند با مهار مسیر التهابی HMGB1-RAGE در بافت چربی احشایی، موجب کاهش التهاب مزمن ناشی از چاقی شوند. یافته‌های این مطالعه بر کارایی مداخلات غیردارویی سبک زندگی در پیشگیری و کنترل عوارض متابولیکی مرتبط با چاقی تأکید دارد.
کلیدواژه‌ها

1.         Hotamisligil, G.S., Inflammation and metabolic disorders. Nature, 2006. 444(7121): p. 860–867.
2.         Gregor, M.F. and G.S. Hotamisligil, Inflammatory mechanisms in obesity. Annual review of immunology, 2011. 29(1): p. 415–445.
3.         Feng, Z., et al., Role of RAGE in obesity-induced adipose tissue inflammation and insulin resistance. Cell Death Discovery, 2021. 7(1): p. 305.
4.         Kang, R., et al., HMGB1 in health and disease. Molecular aspects of medicine, 2014. 40: p. 1–116.
5.         Andersson, U. and K.J. Tracey, HMGB1 is a therapeutic target for sterile inflammation and infection. Annual review of immunology, 2011. 29(1): p. 139–162.
6.         Song, F., et al., RAGE regulates the metabolic and inflammatory response to high-fat feeding in mice. Diabetes, 2014. 63(6): p. 1948–1965.
7.         Petersen, A.M.W. and B.K. Pedersen, The anti-inflammatory effect of exercise. Journal of applied physiology, 2005. 98(4): p. 1154–1162.
8.         Fu, P., et al., Aerobic exercise promotes the functions of brown adipose tissue in obese mice via a mechanism involving COX2 in the VEGF signaling pathway. Nutrition & Metabolism, 2021. 18(1): p. 56.
9.         Lira, V.A., et al., PGC-1α regulation by exercise training and its influences on muscle function and insulin sensitivity. American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism, 2010. 299(2): p. E145–E161.
10.       Plaza-Díaz, J., et al., Evidence of the anti-inflammatory effects of probiotics and synbiotics in intestinal chronic diseases. Nutrients, 2017. 9(6): p. 555.
11.       Chen, Y.-Y., et al., Phyllanthus emblica L. polysaccharides ameliorate colitis via microbiota modulation and dual inhibition of the RAGE/NF-κB and MAPKs signaling pathways in rats. International Journal of Biological Macromolecules, 2024. 258: p. 129043.
12.       Milton-Laskibar, I., et al., Gut microbiota induced by pterostilbene and resveratrol in high-fat-high-fructose fed rats: Putative role in steatohepatitis onset. Nutrients, 2021. 13(5): p. 1738.
13.       Gómez-García, I., et al., Oral Administration of an Opuntia ficus-indica Fruit Extract Induces Changes in Gut Microbiota Composition: Relationship with Its Anti-Obesity and Anti-Steatotic Effects in Rats Fed a High-Fat High-Fructose Diet. Foods, 2025. 14(16): p. 2891.
14.       Rocha-Rodrigues, S., et al., Effects of physical exercise on myokines expression and brown adipose-like phenotype modulation in rats fed a high-fat diet. Life sciences, 2016. 165: p. 100–108.
15.       Livak, K.J. and T.D. Schmittgen, Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2− ΔΔCT method. methods, 2001. 25(4): p. 402–408.
16.       Feng, Z., L. Zhu, and J. Wu, RAGE signalling in obesity and diabetes: focus on the adipose tissue macrophage. Adipocyte, 2020. 9(1): p. 563–566.
17.       Vianello, E., et al., The advanced glycation end-products (AGE)–receptor for AGE system (RAGE): An inflammatory pathway linking obesity and cardiovascular diseases. International Journal of Molecular Sciences, 2025. 26(8): p. 3707.
18.       Zhang, J., et al., HMGB1, an innate alarmin, plays a critical role in chronic inflammation of adipose tissue in obesity. Molecular and cellular endocrinology, 2017. 454: p. 103–111.
19.       Guzmán-Ruiz, R., et al., Alarmin high-mobility group B1 (HMGB1) is regulated in human adipocytes in insulin resistance and influences insulin secretion in β-cells. International journal of obesity, 2014. 38(12): p. 1545–1554.
20.       Chylikova, J., et al., M1/M2 macrophage polarization in human obese adipose tissue. Biomed Pap Med Fac Univ Palacky Olomouc Czech Repub, 2018. 162(2): p. 79–82.
21.       Li, X., et al., Adipose tissue macrophages as potential targets for obesity and metabolic diseases. Frontiers in Immunology, 2023. 14: p. 1153915.
22.       Wu, H. and C.M. Ballantyne, Metabolic inflammation and insulin resistance in obesity. Circulation research, 2020. 126(11): p. 1549–1564.
23.       Zatterale, F., et al., Chronic adipose tissue inflammation linking obesity to insulin resistance and type 2 diabetes. Frontiers in physiology, 2020. 10: p. 1607.
24.       Wilson, R.A., et al., Pharmacological antagonism of receptor for advanced glycation end products signaling promotes thermogenesis, healthful body mass and composition, and metabolism in mice. Obesity, 2023. 31(7): p. 1825–1843.
25.       Ishii, Y., et al., Synthesized HMGB1 peptide prevents the progression of inflammation, steatosis, fibrosis, and tumor occurrence in a non‐alcoholic steatohepatitis mouse model. Hepatology Research, 2022. 52(12): p. 985–997.
26.       Guo, Q., et al., Aerobic Exercise Prevents High-Fat-Diet-Induced Adipose Tissue Dysfunction in Male Mice. Nutrients, 2024. 16(20): p. 3451.
27.       Han, X., et al., Aerobic exercise ameliorates insulin resistance in C57BL/6 J mice via activating Sestrin3. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Molecular Basis of Disease, 2023. 1869(1): p. 166568.
28.       Guo, Y., et al., Effects of different exercise modalities on inflammatory markers in the obese and overweight populations: unraveling the mystery of exercise and inflammation. Frontiers in physiology, 2024. 15: p. 1405094.
29.       Pedersen, B.K. and M.A. Febbraio, Muscle as an endocrine organ: focus on muscle-derived interleukin-6. Physiological reviews, 2008.
30.       Bravo, G.M., et al., High-Intensity Interval Training Decreases Circulating HMGB1 in Individuals with Insulin Resistance; Plasma Lipidomics Identifies Associated Cardiometabolic Benefits. bioRxiv, 2024: p. 2024.08. 21.608998.
31.       Li, N., et al., Aerobic exercise prevents chronic inflammation and insulin resistance in skeletal muscle of high-fat diet mice. Nutrients, 2022. 14(18): p. 3730.
32.       Lira, F.S.d., et al., Exercise training decreases adipose tissue inflammation in cachectic rats. Hormone and Metabolic Research, 2012. 44(02): p. 91–98.
33.       Guo, Y., et al., Depot-specific adaption of adipose tissue for different exercise approaches in high-fat diet/streptozocin-induced diabetic mice. Frontiers in physiology, 2023. 14: p. 1189528.
34.       de Sousa Neto, I.V., et al., Pleiotropic and multi-systemic actions of physical exercise on PGC-1α signaling during the aging process. Ageing research reviews, 2023. 87: p. 101935.
35.       Zhao, L., The gut microbiota and obesity: from correlation to causality. Nature Reviews Microbiology, 2013. 11(9): p. 639–647.
36.       Hemarajata, P. and J. Versalovic, Effects of probiotics on gut microbiota: mechanisms of intestinal immunomodulation and neuromodulation. Therapeutic advances in gastroenterology, 2013. 6(1): p. 39–51.
37.       Cao, Z., et al., Luteolin attenuates APEC-induced oxidative stress and inflammation via inhibiting the HMGB1/TLR4/NF-κB signal axis in the ileum of chicks. Animals, 2022. 13(1): p. 83.
38.       Cronin, O., et al., The effect of exercise interventions on inflammatory biomarkers in healthy, physically inactive subjects: a systematic review. QJM: An International Journal of Medicine, 2017. 110(10): p. 629–637.
39.       Rocha-Rodrigues, S., et al., Impact of physical exercise on visceral adipose tissue fatty acid profile and inflammation in response to a high-fat diet regimen. The international journal of biochemistry & cell biology, 2017. 87: p. 114–124.