تأثیر تمرینات تناوبی فزاینده بر آپوپتوز قلب رت‌های جوان

میردار, شادمهر; مقدسی, نیلوفر; حمیدیان, غلامرضا

doi:10.22059/jsb.2018.260980.1285

نوع مقاله : مقاله پژوهشی Released under CC BY-NC 4.0 license I Open Access I

نویسندگان

¹ استاد، دکتری تخصصی فیزیولوژی ورزشی، گروه فیزیولوژی ورزشی دانشکدة علوم ورزشی، دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران

² کارشناسی ارشد فیزیولوژی ورزشی، ساری، ایران

³ استادیار، دکتری تخصصی بافت‌شناسی، گروه علوم پایۀ دانشکدة دامپزشکی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

https://doi.org/10.22059/jsb.2018.260980.1285

چکیده

تمرینات تناوبی ممکن است آثار حفاظتی قلب در برابر مرگ سلولی را با چالش مواجه کند، با این حال نقش حفاظتی تمرینات ورزشی در پیشگیری از آپوپتوز ناشناخته است. هدف پژوهش حاضر بررسی تأثیر تمرین تناوبی فزاینده بر آپوپتوز بافت قلب رت‌های جوان بود.30 سر موش صحرایی نر ویستار جوان به‌طور تصادفی به سه گروه تقسیم شدند. برنامۀ تمرین شامل 6 هفته تمرین تناوبی به مدت 6 جلسه در هفته، هر جلسه 30 دقیقه با سرعت 25 تا 70 متر بر دقیقه با 10 تکرار 1 دقیقه‌ای و استراحت فعال دودقیقه‌ای بود. 48 ساعت پس از آخرین جلسۀ تمرینی نمونه‌برداری از قلب انجام گرفت. برای مطالعۀ آپوپتوزی ساختار بافت قلب، در محلول فیکساتیو فرمالین 10 درصد قرار داده شد. برای تشخیص سلول‌های آپوپتوزی، از روش غیر رادیواکتیو نشاندار و تجزیه‌وتحلیل آماری با استفاده از تحلیل واریانس یکطرفه و آزمون تعقیبی بن‌فرونی در سطح معنا‌داری (005/0P≤) انجام گرفت.نتایج ایمونوهیستوشیمی نشان داد 6 هفته تمرین تناوبی فزاینده موجب افزایش 200و 320 درصدی معنا‌دار (001/0P≤) آپوپتوز گروه تمرین در مقایسه با گروه کنترل شش هفته و گروه پایه شد. با توجه به ترسیم بدیع برهم‌کنش وابسته به سن در این مطالعه که به فعال‌سازی مسیر آپوپتوزیس در پی تمرینات تناوبی فزاینده منجر شد، بروز چنین واکنشی در کودکان و نوجوانان روشن نیست و نیازمند مطالعات آینده است، بنابراین توجه به ملاحظات تمرینی در طراحی تمرینات تناوبی برای آنان ضروری است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of High Intensity Interval Training on Heart Apoptosis of Young RatsThe Effect of High Intensity Interval Training on Heart Apoptosis of Young Rats

نویسندگان [English]

Shadmehr Mirdar ¹
Niloofar Moghadasi ²
Gholamreza Hamidain ³

¹ Professor, PhD of Exercise Physiology, Department of Exercise Physiology, Faculty of Sport Sciences, University of Mazandaran, Babolsar, Iran

² . Msc of Exercise Physiology, Sari, Iran

³ Assistant Professor, PhD of Comparative Histology, Department of Basic Sciences, Faculty of Veterinary Medicine, University of Tabriz, Tabriz, Iran

چکیده [English]

Interval training may challenge the protective effect of heart against cell death. However, the protective role of exercise in preventing apoptosis is unknown. The aim of this study was to investigate the effect of high intensity interval training on apoptosis in young rats’ heart. 30 male young Wistar rats were randomly divided into three groups. The training program included six weeks of interval training, six sessions per week, 30 minutes each session with the speed of 25-70 m/min. with 10 one-minute repetitions and 2-minute active rest. Sampling of the heart tissue was conducted 48 hours after the last training session. In order to investigate the apoptosis, the heart tissue was placed in 10% formalin fixative solution. The apoptotic cells were labeled with non-radioactive method. The one-way ANOVA and Bonferroni post hoc test at the significance level (P≤0.005) were used for data analysis. Immunohistochemistry results showed that 6 weeks of HIIT significantly increased 320 and 200% (P≤0.001) of apoptosis in experimental group compared with the 6-week control group and baseline group. These findings delineate a novel, age‐dependent interaction which activated apoptotic pathway by HITT, but such reaction is unclear in adolescents and children and further research is needed. Thus it is necessary to consider training concerns when designing HITT for them.

کلیدواژه‌ها [English]

Cell death
exercise
Heart

مراجع

1. Blachon S, Demeret C. The regulatory E2 proteins of human genital papillomaviruses are pro-apoptotic. Biochimie. 2003;85(8):813-9.

2. Broadhead ML, Dass CR, Choong PF. Cancer cell apoptotic pathways mediated by PEDF: prospects for therapy. Trends in molecular medicine. 2009;15(10):461-7.

3. Fan T-J, Han L-H, Cong R-S, Liang J. Caspase family proteases and apoptosis. Acta biochimica et biophysica Sinica. 2005;37(11):719-27.

4. Kerr JF, Wyllie AH, Currie AR. Apoptosis: a basic biological phenomenon with wideranging implications in tissue kinetics. British journal of cancer. 1972;26(4):239.

5. Delchev S, Georgieva K, Koeva Y, Atanassova P. Bcl-2/Bax ratio, mitochondrial membranes and aerobic enzyme activity in cardiomyocytes of rats after submaximal training. Folia medica. 2006;48(2):50-6.

6. Jin H, Yang R, Li W, Lu H, Ryan AM, Ogasawara AK, et al. Effects of exercise training on cardiac function, gene expression, and apoptosis in rats. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 2000;279(6):H2994-H3002.

7. Boya P, Roumier T, Andreau K, Gonzalez-Polo R-A, Zamzami N, Castedo M, et al. Mitochondrion-targeted apoptosis regulators of viral origin. Biochemical and biophysical research communications. 2003;304(3):575-81.

8. Suliman A, Lam A, Datta R, Srivastava RK. Intracellular mechanisms of TRAIL: apoptosis through mitochondrial-dependent and-independent pathways. Oncogene. 2001;20(17):2122.

9. Podhorska-Okolow M, Dziegiel P, Murawska-Cialowicz E, Saczko J, Kulbacka J, Gomulkiewicz A, et al. Effects of adaptive exercise on apoptosis in cells of rat renal tubuli. European journal of applied physiology. 2007;99(3):217-26.

10. Bejma J, Ji LL. Aging and acute exercise enhance free radical generation in rat skeletal muscle. Journal of Applied Physiology. 1999;87(1):465-70.

11. Podhorska-Okołów M, Dziegiel P, Dolińska-Krajewska B, Dumańska M, Cegielski M, Jethon Z, et al. Expression of metallothionein in renal tubules of rats exposed to acute and endurance exercise. Folia histochemica et cytobiologica. 2006;44(3):195-200.

12. Bobillier SC, Maupoil V, Jacques JL, Berthelot A. Effect of exercise training on metallothionein levels of hypertensive rats. Medicine and science in sports and exercise. 2001;33(5):724-8.

13. Kwak H-B. Effects of aging and exercise training on apoptosis in the heart. Journal of exercise rehabilitation. 2013;9(2):212.

14. Syu G-D, Chen H-i, Jen CJ. Severe exercise and exercise training exert opposite effects on human neutrophil apoptosis via altering the redox status. PLoS One. 2011;6(9):e24385.

15. Phaneuf S, Leeuwenburgh C. Apoptosis and exercise. Medicine & Science in Sports & Exercise. 2001;33(3):393-6.

16. Mattson MP, Kroemer G. Mitochondria in cell death: novel targets for neuroprotection and cardioprotection. Trends in molecular medicine. 2003;9(5):196-205.

17. Kim J-S, He L, Lemasters JJ. Mitochondrial permeability transition: a common pathway to necrosis and apoptosis. Biochemical and biophysical research communications. 2003;304(3):463-70.

18. Fisher G, Schwartz DD, Quindry J, Barberio MD, Foster EB, Jones KW, et al. Lymphocyte enzymatic antioxidant responses to oxidative stress following high-intensity interval exercise. Journal of Applied Physiology. 2010;110(3):730-7.

19. Tjønna AE, Lee SJ, Rognmo Ø, Stølen TO, Bye A, Haram PM, et al. Aerobic interval training versus continuous moderate exercise as a treatment for the metabolic syndrome: a pilot study. Circulation. 2008;118(4):346-54.

20. Li Q, Zhou L-Y, Gao G-F, Jiao J-Q, Li P-F. Mitochondrial network in the heart. Protein & cell. 2012;3(6):410-8.

21. Mirdar sh ,Hamidian Gh, Yadegari M. Tracking of Vascular Endothelial Growth Factor Receptor-2 and Pulmonary Vascular Volume after 6 Weeks of High Intensity Interval Training. Sport Biosciences.2018;36(10):13-24.

22. Perry CG, Heigenhauser GJ, Bonen A, Spriet LL. High-intensity aerobic interval training increases fat and carbohydrate metabolic capacities in human skeletal muscle. Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism. 2008;33(6):1112-23.

23. Talanian JL, Galloway SD, Heigenhauser GJ, Bonen A, Spriet LL. Two weeks of high-intensity aerobic interval training increases the capacity for fat oxidation during exercise in women. Journal of applied physiology. 2007;102(4):1439-47.

24. Burgomaster KA, Hughes SC, Heigenhauser GJ, Bradwell SN, Gibala MJ. Six sessions of sprint interval training increases muscle oxidative potential and cycle endurance capacity in humans. Journal of applied physiology. 2005;98(6):1985-90.

25. Kang YJ. The antioxidant function of metallothionein in the heart. Proceedings of the Society for Experimental Biology and Medicine. 1999;222(3):263-73.

26. Mcelroy CL, Gissen SA, Fishbein MC. Exercise-induced reduction in myocardial infarct size after coronary artery occlusion in the rat. Circulation. 1978;57(5):958-62.

27. LI X, LU J, WU W. Effect of long-term endurance exercise on cardiac apoptosis. Journal of Mianyang Normal University. 2009;11:031.

28. Packer N, Pervaiz N, Hoffman-Goetz L. Does exercise protect from cognitive decline by altering brain cytokine and apoptotic protein levels? A systematic review of the literature. Exercise immunology review. 2010;16.

29. Arslan S, Erdem S, Sivri A, Hasçelik Z, Tan E. Exercise-induced apoptosis of rat skeletal muscle and the effect of meloxicam. Rheumatology international. 2002;21(4):133-6.

30. Teiger E, Than V, Richard L, Wisnewsky C, Tea B-S, Gaboury L, et al. Apoptosis in pressure overload-induced heart hypertrophy in the rat. The Journal of clinical investigation. 1996;97(12):2891-7.

31. Greijer A, Van der Wall E. The role of hypoxia inducible factor 1 (HIF-1) in hypoxia induced apoptosis. Journal of clinical pathology. 2004;57(10):1009-14.

32. Morishima N, Nakanishi K, Takenouchi H, Shibata T, Yasuhiko Y. An endoplasmic reticulum stress-specific caspase cascade in apoptosis cytochrome c-independent activation of caspase-9 by caspase-12. Journal of Biological Chemistry. 2002;277(37):34287-94.

33. Young S, Marshall R, Hill R. Hypoxia induces DNA overreplication and enhances metastatic potential of murine tumor cells. Proceedings of the National Academy of Sciences. 1988;85(24):9533-7.

نشریه علوم زیستی ورزشی

تأثیر تمرینات تناوبی فزاینده بر آپوپتوز قلب رت‌های جوان

مراجع

مراجع

دوره 11، شماره 1
خرداد 1398
صفحه 49-61

تأثیر تمرینات تناوبی فزاینده بر آپوپتوز قلب رت‌های جوان

مراجع

مراجع

دوره 11، شماره 1خرداد 1398صفحه 49-61

دوره 11، شماره 1
خرداد 1398
صفحه 49-61