اثر شش هفته فعالیت شنا اختیاری بر محتوای پروتئین‌های GSK3β، mTOR،caspase-3 موش‌های صحرایی مبتلا به بیماری مولتیپل اسکلروزیس(MS) القا شده با کوپریزون

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه فیزیولوژی ورزشی، دانشکده علوم ورزشی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

چکیده

چکیده
زمینه و هدف: مالتیپل اسکلروزیس (MS) یک بیماری مزمن، التهابی و خودایمنی با جنبه‌های چندعاملی است که به شکل قابل‌توجهی کیفیت زندگی بیماران را تحت تأثیر قرار داده و محدود می‌سازد. شواهد نشان می‌دهد فعالیت بدنی می‌تواند با ایجاد اثرات ضدالتهابی و نقش محافظتی بر آکسون‌ها در این بیماران مفید باشد. در هیپوکامپ، سیگنالینگ GSK3β، mTOR،caspase-3 در تنظیم چندین فرآیند مهم سلولی از جمله آپوپتوز، بقاء، تکثیر و متابولیسم نقش دارد، بر همین اساس، هدف مطالعه حاضر بررسی تأثیر فعالیت ورزشی (شنا) بر سطح پروتئین‌های کلیدی GSK3β mTOR،caspase-3 در بافت هیپوکمپ موش‌های صحرایی مبتلا به MS القاشده با کوپر‌یزون است.
مواد و روش: در این تحقیق 21 سر موش صحرایی نر نژاد ویستار با میانگین سن 12 هفته ای و وزن 16±225 گرم خریداری و به سه گروه شامل کنترل سالم، کنترل بیمار و بیمار تمرین تقسیم شدند. مدل بیماری MS با استفاده از رژیم غذایی حاوی 5/0 درصد کوپریزون به مدت ۱۲ هفته القا گردید. پس از تأیید القای بیماری با آزمون روتارود، پروتکل تمرینی شنا طی شش هفته اعمال شد. در هفته اول، فعالیت شنا به مدت ۱۰ دقیقه بدون بار اضافی انجام گرفت و به منظور اعمال اضافه بار مدت شنا در هر هفته 5 دقیقه افزایش پیدا کرد. به‌منظور ارزیابی سازگاری، مدت زمان شنا در هفته‌های پنجم و ششم به مدت زمان ۳۰ دقیقه ثابت نگه داشته شد. پس از پایان پروتکل تمرینی و آزمون‌ روتارود و برای بررسی تعادل و حافظه انجام گردید. سپس بافت هیپوکمپ استخراج و مقادیر پروتئین‌های GSK3β، mTOR و caspase-3 با روش وسترن بلات سنجش شد. داده‌ها با آزمون آماری آنووا یک‌طرفه و آزمون تعقیبی توکی در سطح معناداری کمتر از 05/0 تحلیل شدند.
یافته ها:. نتایج نشان داد که محتوای پروتئینی GSK3β و caspase-3 در گروه بیمار نسبت به گروه سالم افزایش معنی داری داشت (P=0/001)؛ اما پس از شش هفته تمرین شنا، محتوای پروتئین های مذکور در گروه تمرینی نسبت به گروه بیمار به طور معناداری کاهش یافت (P<0/001).همچنین در محتوای پروتئین mTOR کاهش معنا داری در گروه بیمار نسبت به گروه سالم مشاهده شد (P=0/001) ؛ اما پس از شش هفته تمرین شنا، محتوای پروتئین مذکور در گروه تمرینی نسبت به گروه بیمار به طور معناداری افزایش یافت (P<0/001).
نتیجه گیری:یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهد که فعالیت ورزشی شنا با القای سازگاری‌های مولکولی، می‌تواند اثرات ضدالتهابی و محافظت‌کننده عصبی و همچنین اثر تعدیلی بر تغییر پروتئین های مؤثر در فرآیند آپوپتوز سلولهای هیپوکامپ در
موشهای دارای ام اس داشته و احتمالاً میتواند موجب بقای سلولهای هیپوکامپ شود.
واژگان کلیدی: GSK3β، mTOR،caspase-3 ، مولتیپل اسکلروزیس، فعالیت ورزشی،

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The effect of six weeks of voluntary swimming activity on the content of GSK3β, mTOR, and caspase-3 proteins in rats with cuprizone-induced multiple sclerosis (MS)

نویسندگان [English]

  • mohammad kahvazi zadeh
  • Abdolhamid Habibi
  • Mohammad Rami
Faculty of Sport Sciences, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
چکیده [English]

Abstract
Background and Objective:
Multiple sclerosis (MS) is a chronic, inflammatory, and autoimmune disease with multifactorial origins that significantly reduces patients' quality of life by impairing physical and cognitive functions. Physical activity has been shown to exert anti-inflammatory effects and neuroprotective actions, which may benefit MS patients by mitigating neural degeneration, particularly axonal damage. In the hippocampus, signaling pathways involving glycogen synthase kinase-3 beta (GSK3β), mechanistic target of rapamycin (mTOR), and caspase-3 play key roles in regulating cellular survival, apoptosis, proliferation, and metabolic homeostasis. Given the importance of these pathways, the current study aimed to investigate the effects of voluntary swimming exercise on the expression levels of GSK3β, mTOR, and caspase-3 proteins in the hippocampal tissue of male rats with cuprizone-induced MS.
Materials and Methods:
Twenty-one male Wistar rats (average age 12 weeks, 225 ± 16 g) were randomly assigned to three groups: healthy control, MS control, and MS with exercise. MS was induced by feeding a diet containing 0.5% cuprizone for 12 weeks. Disease induction was confirmed using the rotarod performance test. Following confirmation, the exercise group underwent a six-week voluntary swimming training protocol. In the first week, rats swam for 10 minutes without added weight, and the swimming duration increased by 5 minutes weekly. During weeks five and six, the duration was maintained at 30 minutes to ensure adaptation and avoid overtraining. After completion of the protocol, behavioral assessments were repeated, hippocampal tissues were extracted, and protein levels of GSK3β, mTOR, and caspase-3 were analyzed via Western blotting. Statistical analysis was performed using one-way ANOVA followed by Tukey’s post hoc test (significance threshold set at p<0.05).
Research results:
A significant increase in GSK3β and caspase-3 protein levels was observed in the MS control group compared to the healthy group (P=0.001), indicating enhanced apoptotic signaling.So Conversely, mTOR expression was significantly reduced in MS rats (P=0.001). Importantly, after six weeks of swimming, levels of GSK3β and caspase-3 were significantly decreased (P<0.001), while mTOR expression increased significantly in the exercise group compared to MS controls (P<0.001).
Conclusion:
The results of this Research suggest that swimming exercise leads to beneficial molecular adaptations in the hippocampus of MS-affected rats. These include the suppression of apoptosis-related proteins and enhancement of pro-survival signaling, which may contribute to hippocampal cell preservation. Therefore, voluntary swimming could serve as a promising non-pharmacological intervention to support neuronal health in MS.
Keywords: GSK3β, mTOR, caspase-3, multiple sclerosis, physical activity, rat

کلیدواژه‌ها [English]

  • GSK3β
  • mTOR
  • caspase-3
  • multiple sclerosis
  • physical activity

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 11 مهر 1404
  • تاریخ دریافت: 11 خرداد 1404
  • تاریخ بازنگری: 09 شهریور 1404
  • تاریخ پذیرش: 11 مهر 1404
  • تاریخ اولین انتشار: 11 مهر 1404
  • تاریخ انتشار: 11 مهر 1404