دانشگاه شهید بهشتی نشریه فیزیولوژی ورزش و فعالیت بدنی 2676-3710 18 4 2025 12 22 Attenuation of TGF-β1/SMAD-4 signaling pathway following high-intensity interval training in the heart of streptozotocin diabetic rats تضعیف مسیر پیام‌رسانی TGF-β1/SMAD-4 به‌دنبال تمرین تناوبی با شدت بالا در قلب موش‌های صحرایی دیابتی‌شده با استرپتوزوسین 56 69 106069 10.48308/joeppa.2025.239858.1358 FA زهرا کریمی گروه فیزیولوژی ورزش، دانشکدة علوم ورزشی دانشگاه اصفهان، اصفهان. ایران زینب رضایی گروه فیزیولوژی ورزش، دانشکدة علوم ورزشی دانشگاه اصفهان، اصفهان. ایران سید محمد مرندی گروه فیزیولوژی ورزش، دانشکدة علوم ورزشی دانشگاه اصفهان، اصفهان. ایران مریم راداحمدی گروه فیزیولوژی، دانشکدة پزشکی دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان. ایران 0000-0002-1383-9572 Journal Article 2025 05 07 Background and Purpose: Diabetes mellitus is a common and lifelong health-threatening disease that affects vital organs such as the heart, kidneys, liver, and central and peripheral nervous systems by disrupting glucose metabolism and energy homeostasis. Exercise is one of the important interventions for reducing complications of diabetes, including cardiomyopathy, which produces different effects depending on the type of exercise program. In this study, we examined the effects of 8 weeks of high-intensity interval training on blood glucose, weight, and fibrosis indices in the heart tissue of diabetic rats. Materials and Methods: Twenty-eight male Wistar rats (8-week-old) weighing approximately 200±50 grams were divided into four groups: 1) Control, 2) Exercise, 3) Diabetes, and 4) Diabetes + Exercise. Diabetic groups received a single dose of streptozotocin intraperitoneally. The exercise groups began progressive interval running on a treadmill at 85% of maximum speed for 8 weeks, so that the intensity of activity increased by 5% each week until the fifth week, while, the speed remained constant for the final 3 weeks. The duration of activity also increased from 38 minutes in the first week to 60 minutes in the eighth week. Active rest intervals between high-intensity exercise intervals were 1 minute and at a speed of 10 m/min. Fasting blood glucose and weight changes were recorded before diabetes induction, and 3, 5, and 8 weeks later. At the end of the training sessions, the expression of TGF-B1/SMAD-4 genes was evaluated using qRT-PCR by extracting heart tissue. One-way ANOVA was used to analyze the gene expression data, and the analysis of variance (4x4) design was used to examine the data for weight and blood glucose at . The level of significance was set at p≤0.05. Results: The diabetic groups showed significant (p<0.05) increases in blood glucose and fibrotic gene expression compared to healthy groups. Additionally, the weight change pattern showed a decreasing trend compared to healthy groups and also compared to pre-disease conditions. In addition, exercise in diabetic rats caused significant improvement in blood glucose from the fifth week after the disease onset. Weight recovery was also observed in the Diabetes+Exercise group compared to the non-exercised diabetic group. Furthermore, expression of fibrotic genes TGF-β1/SMAD-4 was significantly (p<0.05) reduced in this group. However, there remained significant differences in the examined factors between healthy and diabetic groups (p≤0.05). Conclusion: Although longer exercise duration would likely have greater effects on improving diabetes-related complications, 8 weeks of high-intensity interval training can be effective in improving cardiac fibrosis indices in diabetic rats and probably could improve disease-related disorders through controlling glucose metabolism and weight homeostasis. زمینه و هدف: دیابت قندی از بیماری‌های شایع و تهدیدکنندۀ سلامتی در طول زندگی است که با اختلال در سوخت‌وساز گلوکز و هومئوستاز انرژی، اندام‌های حیاتی بدن مانند قلب، کلیه، کبد، دستگاه عصبی مرکزی و محیطی را درگیر می‌کند. فعالیت ورزشی یکی از مداخلات مهم برای کاهش عوارض ناشی از دیابت از جمله کاردیومیوپاتی است که با توجه به نوع برنامة تمرینی تأثیرات متفاوتی ایجاد می‌کند. در این پژوهش اثر هشت هفته تمرین تناوبی با شدت بالا روی نوار گردان بر تغییرات گلوکز خون، وزن و نشانگرهای فیبروز در بافت قلب موش‌های صحرایی دیابتی بررسی می‌شود. مواد و روش‌ها: به این منظور 28 سر موش صحرایی نر هشت‌هفته‌ای، با وزن تقریبی 50±200 گرم از نژاد ویستار به چهار گروه 1. کنترل، 2. ورزش، 3، دیابت و 4. دیابت+ورزش تقسیم شدند. گروه‌های دیابتی یک دوز استرپتوزوسین داخل‌صفاقی دریافت کردند. گروه‌های ورزش به مدت هشت هفته و به‌صورت پیشرونده دویدن تناوبی روی نوار گردان با شدت 85 درصد سرعت بیشینه را آغاز کردند، تا هفتة پنجم هر هفته شدت فعالیت پنج درصد افزایش یافت و در سه هفتة پایانی سرعت فعالیت ثابت باقی ماند. مدت فعالیت نیز از 38 دقیقه در هفتة اول به 60 دقیقه در هفتۀ هشتم رسید. تناوب استراحتی فعال بین تناوب‌های تمرین با شدت بالا نیز یک دقیقه و با سرعت 10 متر بر دقیقه بود. در بازه‌های زمانی پیش از القای دیابت، و سه، پنج و هشت هفته پس از آن گلوکز خون ناشتا و تغییرات وزن ثبت شد. در پایان جلسات تمرینی با استخراج بافت قلب، بیان ژن‌های TGF-B1/SMAD-4 به روش qRT-PCR ارزیابی شد. برای تحلیل یافته‌های بیان ژن از نرم‌افزار SPSS و روش آماری آنوای یکطرفه استفاده شد و طرح تحلیل واریانس (4*4) برای بررسی تغییرات وزن و گلوکز خون استفاده شد. سرانجام از طریق آزمون تعقیبی توکی یافته‌ها در سطح معناداری 05/0 P≤ ارزیابی شدند. نتایج: گروه‌های دیابتی افزایش گلوکز خون و بیان ژن‌های فیبروتیک را نسبت به گروه‌های سالم نشان دادند، همچنین الگوی تغییرات وزن در بازة مورد بررسی نسبت به گروه‌های سالم و نسبت به شرایط پیش از ابتلا به بیماری روند کاهشی داشت. با این همه، ورزش در موش‌های صحرایی سبب بهبود معنادار گلوکز خون از هفتة پنجم پس از ابتلا به بیماری شد. بازیابی وزن نسبت به گروه دیابت بدون تمرین نیز در گروه دیابت+ورزش دیده شد. همچنین بیان ژن‌های فیبروتیک TGF-B1/SMAD-4 به‌طور معناداری در این گروه کاهش یافت. . بهطورکلی اختلاف معناداری در تمامی عوامل مورد بررسی بین گروه‌های سالم و بیمار وجود داشت (05/0p<). نتیجه‌گیری: هشت هفته ورزش تناوبی با شدت بالا می‌تواند در بهبود نشانگرهای فیبروز قلبی در موش‌های صحرایی دیابتی‌شده با استرپتوزوسین مؤثر باشد و با کنترل سوخت‌وساز گلوکز و هومئوستاز وزن در بهبود اختلالات ناشی از بیماری مؤثر باشد.

https://joeppa.sbu.ac.ir/article_106069_9fec6b30833998fc5bdde768e36d0fba.pdf