دانشگاه شهید بهشتی نشریه فیزیولوژی ورزش و فعالیت بدنی 2676-3710 19 1 2026 03 21 The effect of high-intensity interval training and Rutin supplementation on the expression of PGC-1α, SIRT1, and TFAM Genes in the cardiac tissue of male wistar Rats with type 2 diabetes تأثیر تمرین تناوبی با شدت بالا و مکمل روتین بر بیان ژن‌های PGC1-α، SIRT1 و TFAM در بافت قلب موش‌های صحرایی نر مبتلا به دیابت نوع دو 124 143 106324 10.48308/joeppa.2025.241113.1389 FA مهران نوروزی گروه فیزیولوژی ورزشی، دانشکده تربیت بدنی و علوم ورزشی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران 0009-0000-1125-1540 بهمن میرزایی گروه فیزیولوژی ورزشی، دانشکده تربیت بدنی و علوم ورزشی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران 0000-0003-3723-7434 Journal Article 2025 08 19 Background and Purpose: Type 2 diabetes mellitus (T2DM) is a progressive metabolic disorder characterized by chronic hyperglycemia, insulin resistance, and impaired cellular energy homeostasis. Diabetes disrupts mitochondrial biogenesis through downregulation of the genes including PGC-1α, SIRT1, and TFAM. This impairment in mitochondrial biogenesis reduces cardiac energy availability, promotes contractile dysfunction, and ultimately contributes to the development of diabetic cardiomyopathy and heart failure. Consequently, non-pharmacological interventions such as structured exercise training and natural compounds have received considerable attention as potential and promising therapeutic approaches. High-intensity interval training (HIIT), owing to its intense and intermittent nature, has been shown to stimulate mitochondrial biogenesis and improve energy metabolism. Similarly, rutin, a natural flavonoid with potent antioxidant and anti-inflammatory properties, protects cardiomyocytes against oxidative stress and may also influence mitochondrial biogenesis pathways. Therefore, the present study was conducted to investigate the single and combined effects of HIIT and rutin supplementation on the gene expression of PGC-1α, SIRT1, and TFAM in the cardiac tissue of male Wistar rats with type 2 diabetes.. Materials and Methods: In this experimental study, 40 male wistar rats with type 2 diabetes (induced by a single intraperitoneal injection of streptozotocin and nicotinamide) were selected and randomly assigned to five groups of eight rats each: 1) Diabetic control (DC), 2) Normal control (NC), 3) High-Intensity Interval Training (D+HIIT), 4) Rutin supplementation (D+R), and 5) High-Intensity Interval Training plus Rutin supplementation (D+HIIT+R). The HIIT groups underwent a 4-week training protocol, consisting of five sessions per week (5-6 bouts of 2-minute running at 80-90% of maximum attained speed, interspersed with 1-minute recovery periods at 30% of maximum attained speed) on a specialized rodent treadmill and the Rutin supplementation groups received 100 mg/kg of Rutin daily via oral gavage for 4 weeks. Data analysis was performed using one-way analysis of variance (ANOVA) followed by Tukey's post-hoc test. Results: Induction of diabetes significantly reduced the expression of PGC1-α, SIRT1, and TFAM genes in the diabetic control (DC) group compared to the normal control (NC) group (p زمینه و هدف: دیابت نوع دو (T2DM) یک اختلال سوخت‌وسازی پیشرونده است که با هایپرگلایسمی مزمن، مقاومت به انسولین و اختلال در هومئوستاز انرژی سلولی مشخص می‌شود. دیابت با کاهش بیان ژن‌های PGC1-α، SIRT1 و TFAM، بیوژنز میتوکندری را مختل می‌سازد. این اختلال در بیوژنز میتوکندری، در دسترس بودن انرژی قلب را کاهش می‌دهد، موجب اختلال در عملکرد انقباضی می‌شود و در نهایت در بروز کاردیومیوپاتی دیابتی و نارسایی قلبی نقش دارد. در نتیجه، مداخلات غیردارویی مانند تمرین ورزشی ساختارمند و ترکیبات طبیعی به‌عنوان رویکردهای درمانی بالقوه و نهفته مورد توجه قرار گرفته‌اند. تمرین تناوبی پرشدت (HIIT) به‌دلیل ماهیت شدید و متناوب خود، نشان داده است که می‌تواند بیوژنز میتوکندری را تحریک کند و سوخت‌وساز انرژی را بهبود بخشد. به‌طور مشابه، روتین به‌عنوان یک فلاونوئید طبیعی با خواص ضداکسایشی و ضدالتهابی قوی، توانایی محافظت از کاردیومیوسیت‌ها در برابر فشار اکسایشی را دارد و شاید مسیرهای بیوژنز میتوکندری را نیز تحت تأثیر قرار دهد. از این‌رو، این پژوهش با هدف بررسی تأثیرات مستقل و ترکیبی تمرین تناوبی پرشدت و مکمل روتین بر بیان ژن‌های PGC-1α، SIRT1 و TFAM در بافت قلب موش‌های صحرایی دیابتی نوع دو انجام شد. مواد و روش‌ها: در این پژوهش تجربی، 40 سر موش صحرایی نر ویستار دیابتی نوع دو (القاشده با یک بار تزریق درون‌صفاقی استرپتوزوتوسین و نیکوتین آمید) برگزیده و به‌طور تصادفی در پنج گروه هشت سری 1. کنترل دیابتی (DC)، 2. کنترل سالم (NC)، 3. تمرین تناوبی پرشدت (D+HIIT)، 4. مکمل روتین (D+R) و 5. تمرین تناوبی پر شدت و مکمل روتین (D+HIIT+R) جایگزین شدند. گروه‌های تمرین تناوبی پر شدت به مدت چهار هفته، پنج جلسه در هفته (5-6 وهلة دودقیقه‌ای دویدن با شدت 80 -90 درصد سرعت بیشینة دست‌یافته به‌همراه یک دقیقه بازیافت با 30 درصد از سرعت بیشینة دست‌یافته) به تمرین روی نوار گردان ویژه جوندگان پرداختند و گروه‌های دریافت روتین به مدت چهار هفته روزانه mg/kg 100 روتین را به‌صورت گاواژ دریافت کردند. تجزیه‌وتحلیل داده‌ها با استفاده از آزمون واریانس یک‌راهه و آزمون تعقیبی توکی انجام شد (05/0 >P). نتایج: القای دیابت سبب کاهش معنا‌دار بیان ژن‌های PGC1-α، SIRT1 و TFAM در گروه کنترل دیابتی (DC) نسبت به گروه کنترل سالم (NC) شد (05/0>P ). هریک از مداخلات تمرین تناوبی پرشدت و دریافت مکمل روتین به‌تنهایی موجب افزایش معنا‌دار بیان این ژن‌ها شد (001/0 =P : PGC1-ɑ، 001/0 =P :SIRT1، 001/0 =P :TFAM). همچنین ترکیب تمرین تناوبی پرشدت با دریافت روتین اثر معناداری در افزایش بیان ژنی PGC1-ɑ (001/0 =P)، SIRT1 (001/0 =P) و TFAM (001/0 =P) نشان داد. نتیجه‌گیری: تمرین تناوبی پرشدت (HIIT) و مکمل روتین، به‌تنهایی یا در ترکیب با یکدیگر، بیان ژن‌های PGC-1α، SIRT1 و TFAM را در بافت قلب موش‌های صحرایی نر دیابتی نوع دو افزایش می‌دهند. این افزایش شاید بتواند با بهبود بیوژنز میتوکندری و تولید ATP، سبب بهبود سوخت‌وساز انرژی میوکارد، کاهش فشار اکسایشی و قند خون، در راستای پیشگیری یا کاهش عوارض کاردیومیوپاتی دیابتی شود. https://joeppa.sbu.ac.ir/article_106324_102f7d401df75b91cd3532141cf90f85.pdf