مقایسة اثر روش‌های گوناگون تمرین هوازی روی نوار گردان بر بیان ژن‌های آنژیوژنزی بافت چربی موش‌های صحرایی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه تربیت بدنی و علوم ورزشی، دانشگاه پیام نور، البرز، ایران

2 گروه فیزیولوژی ورزش، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

چکیده

زمینه و هدف: گسترش بافت چربی به میزان آنژیوژنز آن بستگی دارد و فعالیت‌های ورزشی بر عوامل آنژیوژنیک گوناگون در این بافت تأثیرگذارند. با گسترش بافت چربی و آدیپوژنز، شبکة مویرگی متراکم و بسته در این بافت تشکیل می‌شود که می‌تواند عوامل آنژیوژنیک را سرکوب کند. در صورت وجود شبکة مویرگی گسترده و عوامل آنژیوژنیک مانند VEGF-A در این بافت، می‌توان از گسترش بافت چربی پیشگیری کرد. هدف از این تحقیق، بررسی و مقایسة اثر انواع تمرینات استقامتی بر بیان ژن‌های آنژیوژنیک عامل رشد اندوتلیال عروق (VEGF-A) و ترومبوسپوندین-1 (TSP-1) بافت چربی زیرجلدی موش‌های صحرایی بود.
مواد و روش‌ها: در این پژوهش تجربی، ۳۲ سر موش صحرایی نر ویستار با سن هشت هفته و وزن 33 ± 237 گرم به‌صورت تصادفی به چهار گروه مساوی کنترل، تمرین هوازی تداومی فزاینده با شدت بالا (HIT)، تمرین هوازی تداومی با شدت متوسط (MIT) و تمرین هوازی تناوبی با شدت بالا (HIIT) تقسیم شدند. تمرینات روی نوار گردان شامل هشت هفته و پنج جلسه در هفته بود، به‌طوری‌که تمرین HIT شامل دویدن با سرعت ۲۰ متر بر دقیقه یا با شدت 65 درصد اکسیژن مصرفی بیشینه (VO2max)، با شیب فزایندة تدریجی به مدت 30 دقیقه بود. تمرین MIT شامل دویدن با شدت 65 درصد VO2max به مدت 37 دقیقه بود و تمرین HIIT شامل چهار وهله تناوب شدید با زمان چهار دقیقه دویدن با شدت ۹۰ تا ۱۰۰ درصد VO2max و چهار وهله تناوب کم شدت با زمان سه دقیقه با ۵۰ تا ۶۰ درصد VO2max (روی‌هم‌رفته ۲۸ دقیقه) بود. در نهایت، 48 ساعت پس از آخرین جلسة تمرینی، بافت چربی زیرجلدی جدا و  بیان ژن‌های VEGF-A و TSP-1 در بافت چربی زیرجلدی با روش RT-qPCR اندازه‌گیری شد. داده‌های حاصل با استفاده از آزمون تحلیل واریانس یکراهه و آزمون تعقیبی توکی تجزیه‌وتحلیل  و سطح معناداری 05/0>P در نظر گرفته شد.
نتایج: یافته‌ها نشان داد که هر سه مداخلة تمرینی موجب افزایش معنادار بیان ژن VEGF-A در بافت چربی زیرجلدی شد، ولی تنها تمرین HIT به‌طور معناداری بیان TSP-1 را در این بافت کاهش داد (05/0P˂). همچنین افزایش بیان VEGF-A در پی تمرین HIT در مقایسه با HIIT به‌طور معناداری بیشتر بود (05/0P˂).
نتیجه‌گیری: با توجه به یافته‌های این تحقیق، تمرین هوازی تداومی پرشدت و فزاینده، شاید مطلوب‌ترین روش تمرینی برای افزایش رگ‌زایی در بافت چربی زیرپوستی به‌شمار ‌رود. این نوع تمرینات، با بهبود خون‌رسانی به بافت چربی می‌توانند در کاهش تودة چربی مؤثر واقع شوند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Comparison of the effect of different methods of treadmill aerobic exercise on the expression of angiogenesis genes in adipose tissue of rats

نویسندگان [English]

  • Saed Dastaan 1
  • Saeid Naghibi 2
  • Maryam Vatandoust 2
1 School of Physical Education, Payame Noor University, Alborz, Iran
2 2Departmant of exercise physiology, Payame Noor University (PNU), Tehran, Iran
چکیده [English]

Background and Purpose: The expansion of fat tissue depends on its angiogenesis rate, and exercise affect on various angiogenic factors in this tissue. With the expansion of fat tissue and adipogenesis, a dense and closed capillary network is formed in this tissue, which can suppress angiogenic factors. If there is a wide capillary network and angiogenic factors such as VEGF-A in this tissue, the expansion of fat tissue can be prevented. The aim of this study was to investigate and compare the effect of a variety of endurance training on the expression of angiogenic genes of vascular endothelial growth factor (VEGF-A) and thrombospondin-1 (TSP-1) in the subcutaneous fat tissue of rats.
Materials and Methods: In this experimental study, 32 male Wistar rats aged eight weeks and weighing 237±33 grams were randomly divided into four equal groups of control, high-intensity progressive continuous aerobic training (HIT), moderate-intensity continuous aerobic training (MIT) and, high-intensity interval aerobic training (HIIT). The treadmill training protocols were conducted for eight weeks, five sessions per week, where the HIT training consisted of running at a speed of 20 m/min or at an intensity of 65% of the maximum oxygen consumption (VO2max), with a gradually increasing slope for 30 minutes. MIT training consisted of running at an intensity of 65% VO2max for 37 minutes, and HIIT training consisted of four high-intensity intervals with four minutes of running at an intensity of 90-100% VO2max and four low-intensity intervals with a duration of three minutes at 50-60% VO2max (28 minutes in total). Finally, 48 hours after the last training session, the subcutaneous fat tissue was isolated and the expression of VEGF-A and TSP-1 genes in the subcutaneous fat tissue was measured by RT-qPCR technique. The data were analyzed using a one-way analysis of variance and Tukey's post hoc test, and the significance level was considered P≤0.05.
Results: Statistical analyses showed that all three exercise interventions significantly increased the expression of the VEGF-A gene in subcutaneous fat tissue. However, only HIT training could significantly reduce the expression of TSP-1 in this tissue (P˂0.05). In addition, the increase in VEGF-A expression was significantly higher after HIT training compared to HIIT (P˂0.05).
Conclusion: According to the findings of this study, high-intensity progressive continuous aerobic training is probably the most desirable training to increase angiogenesis in subcutaneous fat tissue. These types of exercises can be effective in reducing fat mass by improving blood supply to fat tissue.
Keywords: Exercise Training, Angiogenesis, Adipose Tissue, Thrombospondin-1

کلیدواژه‌ها [English]

  • Exercise Training
  • Angiogenesis
  • Adipose Tissue
  • Thrombospondin-1

مراجع

  1. Cheng R, Ma JX. Angiogenesis in diabetes and obesity. Reviews in Endocrine and Metabolic Disorders. 2015;16(1):67-75.
  2. Apostolopoulos V, De Courten MP, Stojanovska L, Blatch GL, Tangalakis K, De Courten B. The complex immunological and inflammatory network of adipose tissue in obesity. Molecular nutrition & food research. 2016;60(1):43-57.
  3. Mollahoseinzadeh, F, Bijeh, N, Moazami, M, Nourshahi, M. The effect of the eighth week of aerobic exercise on the angiogenesis factor and body composition in overweight women. Journal of Sport and Exercise Physiology. 2016; 9(2): 1365-1374. [In Persian]
  4. Morland C, Andersson KA, Haugen ØP, Hadzic A, Kleppa L, Gille A, Rinholm JE, Palibrk V, Diget EH, Kennedy LH, Stølen T. Exercise induces cerebral VEGF and angiogenesis via the lactate receptor HCAR1. Nature communications. 2017 ;8(1):1-9.
  5. Nourshahi, M., Ahmadizad, S., Imani, F., Dehghan, P. The effect of concentric-concentric isokinetic activity with restricted blood flow on serum VEGF levels in active elderly men. Journal of Sport and Exercise Physiology. 2021; 14(1): 49-58. [In Persian]
  6. Pourheydar B, Biabanghard A, Azari R, Khalaji N, Chodari L. Exercise improves aging-related decreased angiogenesis through modulating VEGF-A, TSP-1 and p-NF-Ƙb protein levels in myocardiocytes. Journal of Cardiovascular and Thoracic Research. 2020;12(2):129.
  7. Nyberg Reita H, Marita L, Mäenpää Johanna U. Journal of Cancer Research & Therapy. Original research Open Access. 2017; 5(8): 50-55.
  8. Zhao C, Isenberg JS, Popel AS. Human expression patterns: qualitative and quantitative analysis of thrombospondin‐1 under physiological and pathological conditions. Journal of Cellular and Molecular Medicine. 2018;22(4):2086-97.
  9. Mehrialvar Y, Ramazani A, Gaeini A, Golab F, Gheiratmand R. The effect of exercise intervention on angiogenesis gene expression (inducing and inhibiting factors) following myocardial ischemia-reperfusion. EBNESINA. 2017; 19 (3) :13-23. [In Persian]
  10. Lawler PR, Lawler J. Molecular basis for the regulation of angiogenesis by thrombospondin-1 and-2. Cold Spring Harbor perspectives in medicine. 2012 ;2(5): a006627.
  11. Cho CH, Jun Koh Y, Han J, Sung HK, Jong Lee H, Morisada T, Schwendener RA, Brekken RA, Kang G, Oike Y, Choi TS. Angiogenic role of LYVE-1–positive macrophages in adipose tissue. Circulation research. 2007;100(4):e47-57.
  12. Rutkowski JM, Davis KE, Scherer PE. Mechanisms of obesity and related pathologies: the macro‐and microcirculation of adipose tissue. The FEBS journal. 2009;276(20):5738-46.
  13. Yazdanian, N., Asad, M. R., Rahimi, M. The Effect of High Intensity Interval Training and Moderate-Intensity Continuous Training on PGC1α and VEGF in Heart Muscle of Male Wistar Rats. Sport Physiology, 2018; 10(38): 111-124.
  14. Lee HJ. Exercise training regulates angiogenic gene expression in white adipose tissue. Journal of exercise rehabilitation. 2018;14(1):16.
  15. Disanzo BL, You T. Effects of exercise training on indicators of adipose tissue angiogenesis and hypoxia in obese rats. Metabolism. 2014 ;63(4):452-5.
  16. Olfert IM, Breen EC, Gavin TP, Wagner PD. Temporal thrombospondin-1 mRNA response in skeletal muscle exposed to acute and chronic exercise. Growth Factors. 2006 ;24(4):253-9.
  17. Habibi Maleki, A, Tofighi, A, Ghaderi Pakdel, F, Tolouei azar, J. The effect of 12 weeks of moderate intensity continous training (MICT) on inflammatory and angiogenesis factors of visceral and subcutaneous adipose tissue in obese rats: a semi-experimental study. Studies in Medical Sciences. 2019; 30 (4) :300-314. [In Persian]
  18. Saboory E, Gholizadeh‐Ghaleh Aziz S, Samadi M, Biabanghard A, Chodari L. Exercise and insulin‐like growth factor 1 supplementation improve angiogenesis and angiogenic cytokines in a rat model of diabetes‐induced neuropathy. Experimental physiology. 2020;105(5):783-92.
  19. Ito S. High-intensity interval training for health benefits and care of cardiac diseases-the key to an efficient exercise protocol. World journal of cardiology. 2019 ;11(7):171.
  20. Høydal M.A, Wisløff U, Kemi O.J, Ellingsen O. Running speed and maximal oxygen uptake in rats and mice: practical implications for exercise training, European journal of cardiovascular prevention and rehabilitation. 2007; 14(6): 753–760.
  21. Rognmo Ø, Hetland E, Helgerud J, Hoff J, Slørdahl SA. High intensity aerobic interval exercise is superior to moderate intensity exercise for increasing aerobic capacity in patients with coronary artery disease. European Journal of Cardiovascular Prevention & Rehabilitation. 2004;11(3):216-22.
  22. Loustau T, Coudiere E, Karkeni E, Landrier JF, Jover B, Riva C. Murine double minute-2 mediates exercise-induced angiogenesis in adipose tissue of diet-induced obese mice. Microvascular research. 2020; 130:104003.
  23. Hatano D, Ogasawara J, Endoh S, Sakurai T, Nomura S, Kizaki T, Ohno H, Komabayashi T, Izawa T. Effect of exercise training on the density of endothelial cells in the white adipose tissue of rats. Scandinavian journal of medicine & science in sports. 2011;21(6):e115-21.
  24. Breen EC, Johnson EC, Wagner H, Tseng HM, Sung LA, Wagner PD. Angiogenic growth factor mRNA responses in muscle to a single bout of exercise. Journal of Applied Physiology. 1996;81(1):355-61.
  25. Czarkowska-Paczek B, Zendzian-Piotrowska M, Bartlomiejczyk I, Przybylski J, Gorski J. The influence of physical exercise on the generation of TGF-β1, PDGF-AA, and VEGF-A in adipose tissue. European journal of applied physiology. 2011;111:875-81.
  26. Leick L, Hellsten Y, Fentz J, Lyngby SS, Wojtaszewski JF, Hidalgo J, Pilegaard H. PGC-1α mediates exercise-induced skeletal muscle VEGF expression in mice. American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism. 2009;297(1):E92-103.
  27. Jäger S, Handschin C, St.-Pierre J, Spiegelman BM. AMP-activated protein kinase (AMPK) action in skeletal muscle via direct phosphorylation of PGC-1α. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2007;104(29):12017-22.
  28. Chinsomboon J, Ruas J, Gupta RK, Thom R, Shoag J, Rowe GC, Sawada N, Raghuram S, Arany Z. The transcriptional coactivator PGC-1α mediates exercise-induced angiogenesis in skeletal muscle. Proceedings of the national academy of sciences. 2009;106(50):21401-6.
  29. Torok DJ, Duey WJ, Bassett Jr DR, Howley ET, Mancuso PE. Cardiovascular responses to exercise in sprinters and distance runners. Medicine and science in sports and exercise. 1995;27(7):1050-6.
  30. Brown MD, Hudlicka O. Modulation of physiological angiogenesis in skeletal muscle by mechanical forces: involvement of VEGF and metalloproteinases. Angiogenesis. 2003; 6: 1-4.
  31. Hoier B, Hellsten Y. Exercise‐induced capillary growth in human skeletal muscle and the dynamics of VEGF. Microcirculation. 2014;21(4):301-14.
  32. Ziada AM, Hudlicka O, Tyler KR. The effect of long-term administration of α 1-blocker prazosin on capillary density in cardiac and skeletal muscle. Pflügers Archiv. 1989; 415: 355-60.
  33. Chaanine AH, Hajjar RJ. AKT signalling in the failing heart. European journal of heart failure. 2011;13(8):825-9.
  34. Baek KW, Kim SJ, Kim BG, Jung YK, Hah YS, Moon HY, Yoo JI, Park JS, Kim JS. Effects of lifelong spontaneous exercise on skeletal muscle and angiogenesis in super-aged mice. Plos one. 2022;17(8):e0263457.
  35. Richardson RS, Wagner H, Mudaliar SR, Saucedo E, Henry R, Wagner PD. Exercise adaptation attenuates VEGF gene expression in human skeletal muscle. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 2000;279(2):H772-8.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 20 بهمن 1401
  • تاریخ بازنگری: 08 خرداد 1402
  • تاریخ پذیرش: 28 خرداد 1402
  • تاریخ اولین انتشار: 14 مرداد 1402
  • تاریخ انتشار: 01 آذر 1402

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار