تأثیر دو شیوه تمرینی اجباری و اختیاری و بازی در محیط غنی بر بیان اورکسین A هیپوکمپ در رت‌های نر نابالغ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم رفتاری، شناختی و فناوری در ورزش، دانشکده علوم ورزشی و تندرستی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

2 گروه علوم زیستی در ورزش، دانشکدۀ علوم ورزشی و تندرستی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

3 دانشکدۀ علوم ورزشی و تندرستی، دانشگاه الزهرا (س)، تهران، ایران

چکیده

زمینه و هدف: عوامل محیطی می‌توانند در دوران کودکی و نوجوانی که مغز در حال شکل‌گیری و توسعه می‌باشد، به عنوان یک عامل مؤثر در یادگیری و توسعه عملکردهای شناختی نقش داشته باشند. تنوع فعالیت‌های بدنی و تعاملات محیطی نیز می‌تواند به تنظیم مسیر اورکسینرژیک مغز کمک کند و به تبع آن بر پاسخ‌های استرس، مصرف غذا و میزان دریافت انرژی تأثیر گذارد. اورکسین A، یک نوروپپتید کلیدی است که نقش بسیار مهمی در پیامدهای رفتاری مختلف ایفا می‌کند. این نوروپپتید به طور مستقیم بر هر دو مسیر مرکزی و محیطی محور هیپوتالاموس-هیپوفیز- آدرنال تاثیر مستقیم دارد. در دوران رشد مغز، تأثیر عوامل محیطی و سبک زندگی بر توسعه شناختی و عاطفی بیشتر نمایان می‌شود. به‌عنوان مثال، محیط‌هایی که محرک‌های متنوع و فعالیت‌های چالش‌انگیز را فراهم می‌کنند، می‌توانند به تقویت سیستم اورکسینرژیک کمک کنند و در نتیجه بر بهبود عملکردهای شناختی مؤثر باشند. هدف اصلی مطالعه حاضر، مقایسه تأثیر محیط غنی و شیوه‌های تمرینی اجباری و اختیاری بر میزان عملکرد سیستم اورکسینرژیک و به دنبال آن بررسی پاسخ‌های اضطرابی در رت‌های نر نابالغ است.
مواد و روش‌ها: در مطالعه‌ی حاضر 60 سر موش صحرایی نر نابالغ 12 روزه‌ انتخاب و به 4 گروه 15تایی تمرین اجباری, تمرین اختیاری, بازی در محیط غنی شده و کنترل به صورت تصادفی تقسیم شدند. پس از آشناسازی و انجام آزمون حداکثر سرعت (25 روزگی، وزن 7±43.51 گرم) گروه‌ها طی 3 هفته به پروتکل مربوطه پرداختند. گروه تمرین اجباری شامل ورزشِ دویدنِ استقامتی بر روی تردمیل بود که سه نوبت در روز و 6 روز در هفته به صورت فزاینده اجرا شد، در گروه اختیاری رت‌ها به صورت نامحدود به چرخ گردان دسترسی داشتند. جهت بازی در محیط غنی شده، قفس بزرگی حاوی محرک‌های غنی متفاوت (اسباب بازی، چرخ گردان و نردبان) فراهم شد. در پایان بافت هیپوکمپ تعدادی از رت‌ها برای ارزیابی‌ بیوشیمیایی جدا شد. سطح مغزی اورکسین A با استفاده از تکنیک وسترن بلات اندازه‌گیری شد. سپس گروه‌های باقی مانده طی آزمون‌ رفتاری میدان باز مورد سنجش قرار گرفتند. از آزمون آنالیز واریانس یک طرفه و به دنبال آن آزمون تعقیبی بونفرونی جهت سنجش تفاوت‌های بین گروهی استفاده شد. تجزیه و تحلیل داده‌ها به وسیله‌ی نرم‌افزار آماری SPSS نسخه 26 صورت گرفت.
نتایج: نتایج آزمون آماری تفاوت معناداری را در میزان اورکسین A هیپوکمپ رت‌های نابالغ بین گروه‌ها نشان داد که این تفاوت بین گروه تمرین اجباری با گروه کنترل معنادار بود (P=0.022). در آزمون رفتاری میدان باز تفاوت معناداری بین گروه‌ها دیده شد. نتایج نشان داد میزان اضطراب گروه‌های تمرینی بیشتر از کنترل و در بین گروه‌ها، گروه تمرین اجباری بیشتر از گروه تمرین اختیاری و محیط غنی بود. همچنین تفاوت معناداری در فعالیت حرکتی عمومی بین گروه‌ها دیده نشد.
نتیجه‌گیری: می‌توان گفت اگرچه فعالیت‌بدنی و عوامل محیطی منجر به افزایش میزان اورکسین A در هر سه گروه شد اما تمرین اجباری نسبت به گروه کنترل تفاوت معناداری داشت. تمرین و فعالیت‌بدنی منجر به افزایش اورکسین A شده و با تأثیر بر محور HPA منجر به رفتار اضطرابی در رت‌های نابالغ شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The effect of two types of forced and voluntary training and playing in an enriched environment on hippocampal orexin A expression in the pre-pubertal male rats

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Arabtaheri Zade 1
  • Behrouz Abdoli 1
  • Rana Fayazmilani 2
  • Narges Norouzi 3
1 Department of Cognitive, Behavioral and Technology in Sports, Faculty of Sports Sciences and Health, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
2 Department of Biological Sciences in Sport, Faculty of Sports Sciences and Health, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
3 Faculty of Sport Sciences, Al Zahra University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Background and Purpose: Environmental factors can play a role in learning and cognitive development during childhood and adolescence, when the brain is still developing. A variety of physical activities and environmental interactions can also help regulate the orexinergic pathway in the brain, which in turn affects stress responses, food intake, and energy intake. Orexin A is a key neuropeptide that plays a crucial role in various behavioral outcomes. This neuropeptide directly affects both central and peripheral pathways of the hypothalamic-pituitary-adrenal axis. During brain development, the impact of environmental factors and lifestyle on cognitive and emotional development becomes more apparent. For example, environments that provide diverse stimuli and challenging activities can help strengthen the orexinergic system, thereby improving mental functions. The main aim of the present study is to compare the effect of an enriched environment and forced and voluntary training methods on the performance of the orexinergic system, followed by examining anxiety responses in immature male rats.
Materials and Methods: In the present study, 60 immature male rats aged 12 days were selected and randomly divided into 4 groups of 15: forced training, voluntary training, play in an enriched environment, and control. After familiarization and performing the maximum speed test (25 days old, weight 43.51±7 g), the groups followed the relevant protocol for 3 weeks. The forced exercise group included endurance running on a treadmill, which was performed three times a day and 6 days a week, increasing. In the voluntary group, rats had unlimited access to a running wheel. For playing in an enriched environment, a large cage containing different enriched stimuli (toys, running wheel, and ladder) was provided. Finally, hippocampal tissue from several rats was isolated for biochemical evaluation. Brain levels of orexin A were measured using the Western blot technique. Then, the remaining groups were evaluated in an open field behavioral test. One-way ANOVA followed by a Bonferroni post hoc test was used to assess differences between groups. Data analysis was performed using SPSS statistical software version 26.
Results: The results of the statistical test showed a significant difference in the amount of orexin A in the hippocampus of immature rats between the groups, which was significant between the forced training group and the control group (P=0.022). In the open field behavioral test, a significant difference was seen between the groups. The results showed that the level of anxiety in the training groups was higher than in the control group, and among the groups, the forced training group was higher than the voluntary training and enriched environment groups. Also, no significant difference was seen in general motor activity between the groups.
Conclusion: It can be stated. that although physical activity and environmental factors led to an increase in orexin A levels in all three groups, forced training had a significant difference compared to the control group. Exercise and physical activity led to an increase in orexin A and, by affecting the HPA axis, led to anxiety-like behavior in immature rats.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Forced and voluntary training
  • enriched environment
  • orexinergic system
  • hippocampus
  • pre-pubertal

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 12 مرداد 1404
  • تاریخ دریافت: 14 خرداد 1404
  • تاریخ بازنگری: 20 تیر 1404
  • تاریخ پذیرش: 12 مرداد 1404
  • تاریخ اولین انتشار: 12 مرداد 1404
  • تاریخ انتشار: 12 مرداد 1404