اثرات تمرینات تناوبی با شدت بالا بر محتوای پروتئین‌های میتوفاژی در بافت چربی احشایی رت‌های مبتلا شده به دیابت نوع 2

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه تربیت بدنی و علوم ورزشی، دانشکده علوم انسانی و اجتماعی، دانشگاه کردستان، سنندج، کردستان، ایران.

2 دانشیار فیزیولوژی ورزشی، گروه فیزیولوژی ورزشی، دانشکده علوم انسانی و اجتماعی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران.

3 دانشجوی دکتری فیزیولوژی ورزشی، گروه حرکت شناسی و مدیریت ورزشی، دانشگاه A&M، تگزاس، آمریکا.

4 دانشجوی کارشناسی ارشد فیزیولوژی ورزشی، گروه فیزیولوژی ورزشی، دانشکده علوم انسانی و اجتماعی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران.

چکیده

مقدمه: دیابت نوع 2 یک اختلال متابولیک شایع است که با افزایش سطح گلوکز خون و اختلال در عملکرد میتوکندری همراه است. کاهش کارایی میتوکندری‌ها در این بیماری موجب کاهش فرآیند میتوفاژی می‌شود که خود به پیشرفت عوارض دیابت از جمله مقاومت به انسولین و اختلالات متابولیکی کمک می‌کند. میتوفاژی، که فرآیند تجزیه و بازیافت میتوکندری‌های آسیب‌دیده را شامل می‌شود، برای حفظ سلامت سلولی ضروری است. پروتئین‌هایParkin، کیناز 1 ناشی از PTEN (PINK-1) و اپتینورین(OPTN) از جمله مهم‌ترین مارکرهای این فرآیند هستند. بنابراین، یافتن راهکارهایی برای تقویت میتوفاژی در دیابت نوع 2 می‌تواند به بهبود عملکرد میتوکندری و کاهش عوارض این بیماری کمک کند. یکی از این راهکارها، تمرینات ورزشی است که تأثیرات مثبتی بر سلامت متابولیک و عملکرد میتوکندری دارد. هدف از این مطالعه، بررسی اثر یک دوره تمرینات تناوبی با شدت بالا (HIIT) بر محتوای پروتئین‌های میتوفاژی شامل Parkin، PINK-1 و OPTN در بافت چربی احشایی رت‌های القاء شده به دیابت نوع 2 بود.
روش کار: در این مطالعه تجربی، 24 سر رت نر به سه گروه تقسیم شدند: کنترل سالم (HC)، کنترل دیابتی (DC)و دیابتی + تمرین HIIT (D+HIIT) از طریق تزریق استرپتوزوتوسین (STZ) همراه با رژیم غذایی پرچرب در رت‌ها القاء شد. گروه تمرینی به مدت 8 هفته تحت تمرینات تناوبی با شدت بالا (HIIT) قرار گرفتند. شدت تمرینات HIIT بین 85-90% حداکثر سرعت دویدن رت‌ها بود، در حالی که تناوب استراحتی با شدت کم (50-60%) انجام می‌شد. در پایان دوره تمرین HIIT، بافت چربی احشایی از هر گروه استخراج شده و محتوای پروتئین‌های میتوفاژی شامل Parkin، PINK-1 و OPTN با استفاده از روش وسترن بلات اندازه‌گیری شد.
نتایج: نتایج این مطالعه نشان داد که دیابت نوع ۲ به کاهش معنادار سطوح پروتئین‌های PARKIN (33%)، PINK-1 (41%) و OPTN (46%) در گروه DC نسبت به گروه HC منجر شد (001/0>p). بااین‌حال، در گروه D+HIIT، تمرینات HIIT باعث افزایش معنادار این پروتئین‌ها نسبت به گروه DC گردید، به‌گونه‌ای که سطوح Parkin، PINK-1 و OPTN به ترتیب 91/117٪، 39/103٪ و 36/536٪ افزایش یافتند (001/0>p). علاوه بر این، تمرینات HIIT در گروه D+HIIT منجر به کاهش معنادار سطح گلوکز ناشتا و شاخص HOMA-IR شد (001/0>p).
نتیجه‌گیری: نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که تمرینات HIIT تأثیرات قابل توجهی بر بازسازی پروتئین‌های میتوفاژی و بهبود شاخص‌های متابولیکی در بافت چربی احشایی در مدل حیوانی دیابت نوع ۲ دارند. این یافته‌ها بر اهمیت تمرینات ورزشی، به‌ویژه HIIT، در بهبود عملکرد میتوکندری و افزایش فرآیندهای سلولی تأکید می‌کنند. بااین‌حال، با توجه به ماهیت حیوانی این پژوهش، تعمیم نتایج به بیماران مبتلا به دیابت نوع ۲ نیازمند بررسی‌های بیشتری در مطالعات انسانی است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effects of high-intensity interval training on the content of mitophagy proteins in visceral adipose tissue of rats with type 2 diabetes

نویسندگان [English]

  • Hadi Golpasandi 1
  • Mohammad Rahman Rahimi 2
  • Shadi Golpasandi 3
  • Mobina Khosravi 4
1 Department of Physical Education and Sports Sciences, Faculty of Humanities and Social Sciences, University of Kurdistan, Sanandaj, Kurdistan, Iran.
2 Associate Professor of Exercise Physiology, Department of Exercise Physiology, Faculty of Humanities and Social Sciences, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran.
3 Ph D student in exercise physiology, Department of Kinesiology and Sport Management, Texas A&M University, USA.
4 Master’s student of Science in Exercise Physiology, Department of Exercise Physiology, Faculty of Humanities and Social Sciences, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran.
چکیده [English]

Introduction: Type 2 diabetes is a common metabolic disorder characterized by elevated blood glucose levels and impaired mitochondrial function. Reduced mitochondrial efficiency in this disease leads to a decline in the mitophagy process, which in turn contributes to the progression of diabetes complications, including insulin resistance and metabolic disorders. Mitophagy, which involves the degradation and recycling of damaged mitochondria, is essential for maintaining cellular health. Parkin, PTEN-induced kinase 1 (PINK-1), and Optineurin (OPTN) are among the key markers of this process. Therefore, identifying strategies to enhance mitophagy in type 2 diabetes may help improve mitochondrial function and mitigate disease complications. One such strategy is exercise, which has been shown to have positive effects on metabolic health and mitochondrial function. This study aimed to investigate the effect of a high-intensity interval training (HIIT) regimen on the content of mitophagy-related proteins, including Parkin, PINK-1, and OPTN, in the visceral adipose tissue of rats with type 2 diabetes.
Methods: In this experimental study, 24 male rats were divided into three groups: healthy control (HC), diabetic control (DC), and diabetic + HIIT exercise (D+HIIT). Type 2 diabetes was induced in the rats through streptozotocin (STZ) injection combined with a high-fat diet (HFD). The exercise group underwent eight weeks of high-intensity interval training (HIIT). The intensity of the HIIT sessions was set at 85–90% of the rats' maximum running speed, while the low-intensity recovery intervals were performed at 50–60% of maximum speed. At the end of the HIIT intervention, visceral adipose tissue was extracted from each group, and the protein content of mitophagy markers, including Parkin, PINK-1, and OPTN, was measured using the Western blot technique.
Results: The results of this study showed that type 2 diabetes led to a significant reduction in the levels of PARKIN (33%), PINK-1 (41%), and OPTN (46%) in the DC group compared to the HC group (p < 0.001). However, in the D+HIIT group, HIIT exercise significantly increased these protein levels compared to the DC group, with PARKIN, PINK-1, and OPTN levels increasing by 117.91%, 103.39%, and 536.36%, respectively (p < 0.001). Additionally, HIIT exercise in the D+HIIT group resulted in a significant reduction in fasting glucose levels and the HOMA-IR index (p < 0.001).
Conclusion: The results of this study indicate that HIIT exercise has significant effects on the restoration of mitophagy-related proteins and the improvement of metabolic indices in visceral adipose tissue in an animal model of type 2 diabetes. These findings highlight the importance of exercise, particularly HIIT, in enhancing mitochondrial function and promoting cellular processes. However, given the animal-based nature of this study, extrapolating the results to patients with type 2 diabetes requires further investigation in human studies.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Type 2 Diabetes
  • Mitophagy
  • PARKIN
  • OPTN
  • HIIT

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 22 اسفند 1403
  • تاریخ دریافت: 07 بهمن 1403
  • تاریخ بازنگری: 16 اسفند 1403
  • تاریخ پذیرش: 22 اسفند 1403
  • تاریخ اولین انتشار: 22 اسفند 1403
  • تاریخ انتشار: 22 اسفند 1403