تضعیف مسیر سیگنالینیگ TGF-β1/SMAD4 به دنبال تمرین تناوبی با شدت بالا در قلب رت های دیابتی مدل استرپتوزوسین

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 اصفهان. دانشگاه اصفهان. دانشکده علوم ورزشی

2 گروه فیزیولوژی، دانشکده پزشکی دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان. ایران.

چکیده

زمینه و هدف: دیابت ملیتوس از بیماری های شایع و تهدید کننده سلامتی در تمام طول عمر است، که با اختلال در متابولیسم گلوکز و هومئوستاز انرژی، ارگان های حیاتی بدن مانند قلب، کلیه، کبد، سیستم عصبی مرکزی و محیطی را درگیر می کند. فعالیت ورزشی یکی از مداخلات مهم برای کاهش عوارض ناشی از دیابت از جمله کاردیومیوپاتی است که با توجه به نوع برنامه تمرینی اثرات متفاوتی ایجاد می کند. در این مطالعه اثر 8 هفته تمرینات تناوبی با شدت بالا روی نوارگردان بر تغییرات گلوکز خون، وزن و شاخص های فیبروز در بافت قلب رت های دیابتی بررسی می‌شود.
مواد و روش‌ها: به این منظور تعداد 28 سر رت نر 8 هفته ای، با وزن تقریبی 50±200 گرم از نژاد ویستار به چهار گروه 1. کنترل، 2. ورزش، 3، دیابت و 4. دیابت+ورزش تقسیم شدند. گروه های دیابتی یک دوز استرپتوزوسین داخل صفاقی دریافت نمودند. گروه‌های ورزش به مدت 8 هفته و به صورت پیشرونده دویدن اینتروال روی نوارگردان با شدت 85% حداکثر سرعت را آغاز نمودند، تا هفته پنجم هر هفته شدت فعالیت 5% افزایش یافت و در3 هفته پایانی سرعت فعالیت ثابت باقی ماند. مدت فعالیت نیز از 38 دقیقه در هفته اول به 60 دقیقه در هفته هشتم رسید. فواصل استراحتی فعال بین تناوب‌های تمرین با شدت بالا نیز 1 دقیقه و با سرعت 10 متر بر دقیقه بود. در بازه های زمانی قبل از القای دیابت، و 3، 5 و 8 هفته بعد از آن گلوکز خون ناشتا و تغییرات وزن ثبت شد. در پایان جلسات تمرینی با استخراج بافت قلب، بیان ژن های TGF-B1/SMAD-4 به روش qRT-PCR مورد ارزیابی قرار گرفت. برای تحلیل یافته های بیان ژن از نرم افزار SPSS و روش آماری آنوای یک طرفه استفاده شد و طرح تحلیل واریانس (4*4) برای بررسی تغییرات وزن و گلوکز خون استفاده شد. سرانجام از طریق آزمون تعقیبی توکی یافته ها در سطح معناداری (05/0 p≤) ارزیابی شدند.
نتایج: گروه های دیابتی افزایش گلوکز خون و بیان ژن های فیبروتیک را نسبت به گروه های سالم نشان دادند، همچنین، الگوی تغییرات وزن در بازه مورد بررسی نسبت به گروه های سالم و همچنین نسبت به شرایط قبل از ابتلا به بیماری روند کاهشی داشت. با اینحال ورزش در رت‌های دیابتی سبب بهبود معنادار گلوکز خون از هفته پنجم پس از ابتلا به بیماری شد. بازیابی وزن نسبت به گروه دیابت بدون تمرین نیز در گروه دیابت+ورزش مشاهده شد. همچنین، بیان ژن های فیبروتیک TGF-B1/SMAD-4 به طور معناداری در این گروه کاهش یافت. اما به طور معناداری اختلاف در فاکتورهای مورد بررسی بین گروه-های سالم و بیمار وجود دارد (05/0p≤).
نتیجه‌گیری‌: 8 هفته ورزش تناوبی با شدت بالا می تواند در بهبود شاخص های فیبروز قلبی در رت های دیابتی مؤثر باشد و با کنترل متابولیسم گلوکز و هومئوستاز وزن در بهبود اختلالات ناشی از بیماری مؤثر باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Attenuation of TGF-β1/Smad4 signaling pathway following high-intensity interval training in the heart of streptozotocin diabetic rat model

نویسندگان [English]

  • Zahara Karimi 1
  • زینب رضایی 1
  • Sayed Mohammad Marandi 1
  • Maryam Radahmadi 2
1 Department of Exercise Physiology, Faculty of Sport Sciences, University of Isfahan,
2 Department of Physiology, School of Medicine Isfahan University of Medical Science, Isfahan, Iran.
چکیده [English]

Background and Objective: 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, the effect of 8 weeks of high-intensity interval training on a treadmill on changes in blood glucose, weight, and fibrosis indices in the heart tissue of diabetic rats was investigated.
Materials and Methods: 28 male 8-week-old Wistar rats 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 streptozocin 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, and the activity speed remained constant in 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 by qRT-PCR by extracting heart tissue. SPSS software and one-way ANOVA statistical method were used to analyze the gene expression findings, and the analysis of variance (4x4) design was used to examine changes in weight and blood glucose. Finally, the findings were evaluated at a significant level (p≤0.05) using Tukey's post hoc test.
Results: The diabetic groups showed increased 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. However, exercise in diabetic rats caused significant improvement in blood glucose from the fifth week after disease onset. Weight recovery compared to the non-exercised diabetic group was also observed in the Diabetes+Exercise group. Furthermore, expression of fibrotic genes TGF-β1/SMAD-4 was significantly 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, by controlling glucose metabolism and weight homeostasis, can help improve disease-related disorders.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Diabetic rats
  • Cardiac fibrosis
  • TGF-β1
  • Weight loss
  • HIIT

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 26 مرداد 1404
  • تاریخ دریافت: 17 اردیبهشت 1404
  • تاریخ بازنگری: 04 مرداد 1404
  • تاریخ پذیرش: 26 مرداد 1404
  • تاریخ اولین انتشار: 26 مرداد 1404
  • تاریخ انتشار: 26 مرداد 1404