تاثیر تمرین هوازی تناوبی به همراه مکمل‌یاری بتائین نانو امولسیفای شده بر بیان ژن‌های mTORC1، PI3K و کلسی نورین در سلول‌های کبدی موش‌های صحرایی چاق

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه فیزیولوژی ورزش، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران

چکیده

زمینه و هدف: چاقی، یکی از معضلات مهم بهداشتی درمانی در جوامع امروزی است که با طیف وسیعی از بیماری‌ها از جمله دیابت، اختلالات متابولیک و کبد چرب در ارتباط است. گسترش روزافزون چاقی و سبک زندگی بی‌تحرک و ابتلا به بیماری‌های مرتبط با آن باعث شده است تا فعالیت ورزشی منظم به عنوان زیربنای درمان چاقی مطرح گردد. هم‌چنین شواهد اخیر نشان می‌دهند که مصرف بتائین از طریق تاثیر بر متابولیسم کبدی چربی و گلوکز، احتمالاً در بهبود چاقی موثر باشد. از این رو در پژوهش حاضر، تاثیر تمرین هوازی تناوبی به همراه مکمل‌یاری با بتائین نانو امولسیفای شده بر بیان ژن‌های کمپلکس-1 هدف راپامایسین پستانداران (mTORC1)، فسفاتیدیل اینوزیتول-3 کیناز (PI3K) و کلسی نورین در سلول‌های هپاتوسیتی موش‌های صحرایی چاق مورد بررسی قرار می‌گیرد.
مواد و روش‌ها: در این مطالعه تجربی، 25 سر موش صحرایی نر نژاد ویستار به پنج گروه (پنج سر موش در هر گروه) شامل: 1- سالم، 2- چاق، 3- چاق + مکمل، 4- چاق + تمرین، 5- چاق + مکمل+ تمرین تقسیم شدند. گروه های چاق به مدت 12 هفته با رژیم غذایی پرچرب و کلسترول تغذیه شدند. تمرین هوازی تناوبی با شدت متوسط به مدت 8 هفته شامل دویدن روی نوارگردان به مدت 30 دقیقه و 5 روز در هفته همراه با اضافه بار تدریجی انجام شد؛ پروتکل تمرینی در هفته اول شامل 10 وهله فعالیتی 1 دقیقه‌ای (با سرعت 10 متر در دقیقه) با تناوب‌های استراحتی 2 دقیقه‌ای (با سرعت 5 متر در دقیقه) بود که سرعت دویدن در وهله‌های فعالیتی در هفته چهارم الی هشتم به 16 متر در دقیقه رسید. از روش فراصوت با دامنه بالا برای تهیه نانوامولسیون بتائین استفاده شد که پایداری سرمی و فراهمی زیستی آن را افزایش می‌دهد. گاواژ مکمل نانوامولسیفای شده بتائین با دوز 50 میلی‌گرم/کیلوگرم وزن بدن قبل تمرین صورت گرفت. در پایان دوره پژوهش، بیان ژن‌های mTORC1، PI3K و کلسی نورین در کبد با روش Real-Time PCR اندازه‌گیری شد و داده‌های حاصل توسط آزمون‌های آماری t-مستقل و آنوای دو عاملی و آزمون تعقیبی بونفرونی در سطح معناداری P≤0.05 تحلیل شدند.
یافته‌ها: چاقی باعث کاهش معنادار mTORC1 و PI3K و هم‌چنین افزایش کلسی نورین شد (0/0001=P). تمرین هوازی تناوبی منجر به افزایش معنادار mTORC1 و PI3K و کاهش معنادار کلسی نورین شد (0/0001=P). مکمل‌یاری بتائین نیز سطوح mTORC1 (P=0/002) و PI3K (P=0/0001) را افزایش و کلسی نورین (0/001=P) را کاهش داد. هم‌چنین در تعامل تمرین و مکمل اثر آماری معناداری بر سطوح mTORC1 (P=0/0001)، PI3K (P=0/0001) و کلسی نورین (0/021=P) مشاهده شد.
نتیجه‌گیری: به نظر می‌رسد که تمرین هوازی تناوبی با شدت متوسط و مکمل‌یاری بتائین، به طور مستقل و هم‌چنین در کنار یکدیگر، با تاثیر بر بیان ژن‌های mTORC1، PI3K و کلسی نورین، از طریق تنظیم متابولیسم چربی کبدی احتمالاً نقش مهمی در بهبود کبد چرب ناشی از چاقی دارند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The Effect of Interval Aerobic Exercise Combined with Nano-emulsified Betaine Supplementation on the Genes Expression of mTORC1, PI3K, and Calcineurin in Hepatocytes of Obese Rats

نویسندگان [English]

  • Mahdieh Poursoltani Zarandi
  • Amir Sarshin
  • Alireza Rahimi
  • Foad Feizolahi
Department of exercise physiology, Karaj branch, Islamic Azad University, Karaj, Iran
چکیده [English]

Background and Purpose: Obesity is one of the major health problems in today's societies, which is associated with a wide range of diseases, including diabetes, metabolic disorders, and fatty liver. The increasing prevalence of obesity and sedentary lifestyles and the development of related diseases have led to the emergence of regular exercise as the basis for obesity treatment. Recent evidence also suggests that betaine consumption may be effective in improving obesity by affecting hepatic lipid and glucose metabolism. Therefore, in the present study, the effect of interval aerobic exercise combined with nano-emulsified betaine supplementation on the genes expression of mammalian target of rapamycin complex-1 (mTORC1), phosphatidyl inositol-3 kinase (PI3K), and calcineurin in hepatocyte cells of obese rats was investigated.
Materials and Methods: In this experimental study, 25 male Wistar rats were divided into five groups (five rats in each group): 1- healthy, 2- obese, 3- obese + supplement, 4- obese + exercise, 5- obese + supplement + exercise. Obese samples were fed a high-fat and cholesterol diet for 12 weeks. Moderate-intensity interval aerobic training was performed for 8 weeks, including treadmill running for 30 minutes, 5 days a week, with gradual overload; the training protocol in the first week included 10 1-minute activity intervals (at a speed of 10 meters per minute) with 2-minute rest intervals (at a speed of 5 meters per minute), and the running speed in the activity intervals reached 16 meters per minute in the fourth to eighth weeks. High-amplitude ultrasound was used to prepare betaine nanoemulsion, which increases its serum stability and bioavailability. Nanoemulsified betaine supplement was administered by gavage at a dose of 50 mg/kg body weight before exercise. At the end of the study period, the expression of mTORC1, PI3K, and calcineurin genes in the liver was measured by Real-Time PCR, and the data were analyzed by independent t-tests, two-way ANOVA, and Bonferroni post hoc test at a significance level of P≤0.05.
Results: Obesity significantly decreased mTORC1 and PI3K and also increased calcineurin (P=0.0001). Interval aerobic exercise significantly increased mTORC1 and PI3K and significantly decreased calcineurin (P=0.0001). Betaine supplementation also increased mTORC1 (P=0.002) and PI3K (P=0.0001) levels and decreased calcineurin (P=0.0001). Also, a statistically significant effect was observed in the interaction of exercise and supplementation on mTORC1 (P=0.0001), PI3K (P=0.0001) and calcineurin (P=0.021) levels.
Conclusion: It seems that moderate-intensity interval aerobic exercise and betaine supplementation, independently and together, may play an important role in improving obesity-induced fatty liver by affecting the expression of mTORC1, PI3K, and calcineurin genes through regulating hepatic fat metabolism.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Obesity
  • Interval Training
  • Betaine
  • mTOR
  • Calcineurin

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 11 شهریور 1404
  • تاریخ دریافت: 24 تیر 1404
  • تاریخ بازنگری: 26 مرداد 1404
  • تاریخ پذیرش: 11 شهریور 1404
  • تاریخ اولین انتشار: 11 شهریور 1404
  • تاریخ انتشار: 11 شهریور 1404