تحقيق – اثر تمرین تناوبی سرعتی و تمرین اکسنتریک بر آپوپتوزیس و بیان زنجیره …

شرکت در جلسات تمرین ورزشی سبب سازگاری های سیستم فیزیولوژیکی و افزایش کارایی و ظرفیت بدن می شود. این تغییرات تا حد زیادی به شدت و مدت جلسات تمرینی، نیرو یا بار کار تمرینی و یا سطوح پایه آمادگی بستگی دارد(۱۳). عضله اسکلتی بافتی است فعال که به شدت و نوع فعالیت – هر دو – پاسخ می دهد(۱۴). در فعالیت عضلانی اکسنتریک عضله در حال انقباض کشیده می شود(۱۵). اکثر عضلات پا هنگام راه رفتن به منظور تعدیل جاذبه و شُک های وارده بصورت اکسنتریکی عمل می کنند. هنگام دویدن در سراشیبی اکسنتریکی عمل کردن عضلات ضد جاذبه واضح تر می شود(۱۵). امروزه موجی از تحقیقات علاقه مند به آزمایش اثرات دویدن با حداکثر سرعت دویدن و تلاش های با تمام شدت هم در محیط میدانی و هم در محیط آزمایشگاهی هستند. تمرین تناوبی سرعتی ( SIT ) عبارت است از تناوب هایی با مدت بیشتر از ۲۰-۳۰ ثانیه که با تمام شدت صورت می گیرد و توسط دوره های ۲-۴ دقیقه ای استراحت غیر فعال جدا می شود(۳, ۴).
اخیرا، آپوپتوزیس علاقه ی بسیاری از دانشمندان ورزشی را به خود جلب کرده است، علاوه بر مرگ سلولی نکروتیک، به دلیل اینکه شواهدی نشان دادند که مرگ سلولی آپوپتوتیک با ورزش نیز رخ می دهد. چندین فاکتور که ممکن است آپوپتوزیس را در بافت های مختلف تغییر دهد، با ورزش کردن شدید، تعدیل می شوند(۱۰). ورزش محرک فیزیولوژیکی قوی ای است که می تواند تعدادی از مسیرهای سیگنالینگ بیرون سلولی و درون سلولی را تحت تاثیر قرار دهد(۹). فعالیت ورزشی شدید کوتاه مدت و اکسنتریک، با فنوتایپ های پیش برنده آپوپتوز و افزایش تکه تکه شدن DNA [۱۳] ( نشان آپوپتوزیس ) همراه می شوند در حالی که تمرین ورزشی منظم یا فعالیت ورزشی منظم با محیط آنتی آپوپتوتیک و کاهش تکه تکه شدن DNA در عضله اسکلتی همراه است(۹). آپوپتوزیس در عضلات موش بعد از ورزش نیز رخ داد(۱۰). همانطور که اشاره شد FOXOs در تنظیم آپوپتوزیس ضروری اند، از این رو در تحقیقی دیگر نشان داده شد، ژن های آپوپتوتیک Bim و BNIP3 در طی آتروفی عضلانی توسط FOXO1 تحریک شدند(۱۶). FOXOs در بدن تعدادی از ژن ها را که در فرایند های سلولی مختلف ( همچون متابولیسم، چرخه سلولی، آپوپتوزیس، مقاومت در برابر استرس، بازسازی DNA آسیب دیده و سیستم ایمنی ) شرکت می کنند، هدف قرار می دهند(۱۲).
فاکتور های رونویسی خانواده FOXO، دامنه وسیعی از فرایند های فیزیولوژیکی سلولی را تنظیم می کنند، از جمله می توان به سازگاری متابولیکی و تمایز میوژنیکی اشاره کرد(۱۷). تار های عضلات، دارای استعداد بالایی در پاسخ گویی به سیگنال های گوناگون هستند. این کار را را بوسیله ی تغییر در نیمرخ فنوتیپیشان انجام می دهند(۱۸). میوزین[۱۴] ، بزرگترین پروتئین با فیلامنت ضخیم است که در حال حاضر مناسب ترین نشانگر تنوع تار عضلانی است. چهار ایزوفرم عمده ی زنجیره سنگین میوزین (MHC) که در عضله اسکلتی تعدادی از پستانداران بالغ کوچک یافت شده است عبارت است از : میوزین زنجیره سنگین کُند I𝛃 ( MHC-I𝛃 )[۱۵] ، میوزین زنجیره سنگین تند IIA ( MHC-IIA )[16] ، میوزین زنجیره سنگین تند IIX یا IID ( MHC-IIX یا MHC-IID )[17] و میوزین زنجیره سنگین تند IIB ( MHC-IIB )[18] (۱۸). نتایج اکثر پژوهش ها نشان دهنده تغییر فیبرهای تند به کند است. پیرامون تنظیم نوع تار عضلانی دیده شده است که : بیش بیانی FOXO1 از توسعه تار های نوع I اکسیداتیو در داخل بدن جلوگیری کرد(۱۷). همچنین قابل ذکر است که پژوهش های اندکی پیرامون تاثیر فعالیت ورزشی بر بیان FOXOs صورت گرفته است. در این ارتباط دیده شده است که : ژن FOXO3 بعد از ماراتن افزایش پیدا کرد(۱۹).
با توجه به پژوهش های اندکی که پیرامون تاثیر تمرینات سرعتی و اکسنتریک بر مرگ برنامه ریزی شده سلول صورت گرفته است و نیز نبودن اطلاعاتی راجع به تاثیر تمرینات فوق بر میزان بیان ژن FOXO1 به عنوان معیاری برای آپوپتوزیس و همچنین به عنوان عامل موثر بر ژن های دخیل در تغییر نوع تار عضلانی و نیز کم بودن پژوهش ها پیرامون تاثیر تمرین تناوبی سرعتی بر تغییر نوع تار عضلانی ، لذا به نظر می رسد که بررسی تاثیر تمرینات فوق بر مرگ برنامه ریزی شده سلول و تغییر نوع تار عضلانی ضروری است. با توجه به مستندات موجود تا امروز، فرض بر این است که اثر مزمن تمرینات فوق باعث کاهش آپوپتوزیس می شود. همچنین هر دو نوع تمرین باعث افزایش بیان FOXO1 می شوند و اثر مثبتی بر تغییر نوع تار عضلانی بر جای خواهند گذاشت. حال این سوال مطرح می شود که آیا تمرینات تناوبی سرعتی و اکسنتریک باعث تاثیر بر میزان ژن FOXO1 در مسیر مرگ برنامه ریزی شده سلول و تغییر نوع تار می شوند؟
 
اهمیت و ضرورت تحقیق
به طور خاص، سازگاری مولکولی بوسیله ی انقباضات عضلانی مختلف تحریک می شود، که فقط تا حدی توضیح داده شده است(۲۰). اثرات درمانی و متابولیکی فعالیت ورزشی منظم روی شیوه زندگی وابسته به بیماری های حاد، پیشتر معین شده است، اما مبناهای مولکولی برای تغییرات انطباقی در توده عضله اسکلتی و عملکرد متابولیکی به عنوان بخشی که مشتاقانه به دنبال پژوهش است باقی مانده است. اثرات ورزش و پیچیدگی پاسخ ها در هر دو سطح متابولیکی و مولکولی پیشنهاد می کنند که روش منحصربفردی که سازگاری تمرین ورزشی را وساطت کند، وجود ندارد(۱). از طرفی توده عضله اسکلتی ۴۰ تا ۵۰ درصد وزن بدن انسان را تشکیل می دهد و آن را به بزرگترین بافت در بدن تبدیل می کند. هومئوستاز عضله برای تمامیت و حفظ بدن ضروری است و اختلالات عضلانی مرتبط با بیماری های مختلف منجر به کیفیت پایین زندگی می شود. عضله اسکلتی قابلیت های تطبیقی قابل توجهی را در پاسخ به چنین محرک هایی نشان می دهد : فاکتورهای محیطی، مداخلات تغذیه ای، شرایط بارگذاری و فعالیت انقباضی. تمام این تحریکات منجر به تغییر در متابولیسم انرژی و توده عضلانی می شود، بخصوص بوسیله ی تغییر در ترکیب تار و تعادل بین سنتز و از بین رفتن پروتئین(۷). در این رابطه پروتئین های زیر گروه FOXO ( که در این پژوهش FOXO1 ) بطور گسترده ای در تکامل تدریجی به کار می روند و برای فرایند های متنوع سلولی ضروری هستند، که شامل تنظیم بیان ژن های چرخه سلولی(۲۱, ۲۲)، تمایز، رشد، متابولیسم، مسیرهای سرکوب تومور و آپوپتوزیس(۷, ۱۲, ۱۷) می شوند. با توجه به تاثیر FOXOs بر مرگ برنامه ریزی شده سلول و تغییر نوع تار عضلانی و اینکه عوامل فوق مهمترین اجزا در حیطه سلامتی و ورزش حرفه ای به حساب می آیند و از سوی دیگر پژوهش های اندکی که پیرامون تاثیر مزمن تمرین تناوبی سرعتی و تمرین اکسنتریک بر مرگ برنامه ریزی شده سلول صورت گرفته است و نیز نبودن تحقیقات راجع به تاثیر تمرینات فوق بر بیان ژن FOXO1 و همچنین کم بودن پژوهش ها پیرامون تاثیر تمرین تناوبی سرعتی بر تغییر نوع تار عضلانی، پژوهشگر را بر این داشت تا تاثیر مزمن تمرینات تناوبی سرعتی و اکسنتریک بر مرگ برنامه ریزی شده سلول و تغییر نوع تار عضلانی را با توجه به بیان ژن FOXO1 مورد بررسی قرار دهد.
 
اهداف پژوهش
۱-۴-۱- هدف کلی
تعیین اثر تمرین تناوبی سرعتی و تمرین اکسنتریک بر آپوپتوزیس و نوع تار عضلانی در عضلات تند و کند انقباض موش های نر صحرایی اسپراگ داولی
۱-۴-۲- اهداف اختصاصی
تعیین تغییر میزان بیان ژن FOXO1 پس از یک دوره تمرین اکسنتریک در عضله سولئوس
تعیین تغییر میزان بیان ژن FOXO1 پس از یک دوره تمرین تناوبی سرعتی در عضله سولئوس
تعیین تغییر میزان بیان ژن FOXO1 پس از یک دوره تمرین اکسنتریک در عضله SVL
تعیین تغییر میزان بیان ژن FOXO1 پس از یک دوره تمرین تناوبی سرعتی در عضله SVL
تعیین تغییر میزان بیان ایزوفرمهای ژن MHC پس از یک دوره تمرین اکسنتریک در عضله سولئوس
تعیین تغییر میزان بیان ایزوفرمهای ژن MHC پس از یک دوره تمرین تناوبی سرعتی در عضله سولئوس
تعیین تغییر میزان بیان ایزوفرمهای ژن MHC پس از یک دوره تمرین اکسنتریک در عضله SVL
تعیین تغییر میزان بیان ایزوفرمهای ژن MHC پس از یک دوره تمرین تناوبی سرعتی در عضله SVL
فرضیه های پژوهش
یک دوره تمرین اکسنتریک بر میزان بیان ژن FOXO1 عضله سولئوس موشهای صحرایی اثر معنیداری دارد.
یک دوره تمرین تناوبی سرعتی بر میزان بیان ژن FOXO1 عضله سولئوس موشهای صحرایی اثر معنیداری دارد.
یک دوره تمرین اکسنتریک بر میزان بیان ژن FOXO1 عضله SVL موشهای صحرایی اثر معنیداری دارد.
یک دوره تمرین تناوبی سرعتی بر میزان بیان ژن FOXO1 عضله SVL موشهای صحرایی اثر معنیداری دارد.
یک دوره تمرین اکسنتریک بر میزان بیان ایزوفرمهای ژن MHC عضله سولئوس موشهای صحرایی اثر معنیداری دارد.
یک دوره تمرین تناوبی سرعتی بر میزان بیان ایزوفرمهای ژن MHC عضله سولئوس موشهای صحرایی اثر معنیداری دارد.
یک دوره تمرین اکسنتریک بر میزان بیان ایزوفرمهای ژن MHC عضله SVL موشهای صحرایی اثر معنیداری دارد.
یک دوره تمرین تناوبی سرعتی بر میزان بیان ایزوفرمهای ژن MHC عضله SVL موشهای صحرایی اثر معنیداری دارد.
قلمرو پژوهش
در پژوهشهای تجربی و آزمایشگاهی با استفاده از مدلهای حیوانی متغیرهای زیر تحت کنترل پژوهشگر بوده است.
نژاد، جنس، سن، عوامل محیطی (نور، دما، رطوبت، صدا)
عوامل تمرینی (نوع، مدت و شدت فعالیت ورزشی و میزان فعالیت قبلی)
دارو، مکملهای غذایی، بیماریهای واگیردار، استرس
تعریف مفاهیم و اصطلاحات
۱-۷-۱- آپوپتوزیس:
شکل بسیار کنترل شده مرگ سلولی است که بوسیله رخدادهای مولکولی، بیوشیمیایی و ریخت شناسی ویژه مشخص می شود(۱۰). در این پژوهش با اندازه گیری میزان بیان ژن FOXO1 پس از دوره مزمن تمرین به دست خواهد آمد.
۱-۷-۲- FOXO1 :
یکی از پروتئین های گروه forkhead box class O که در همه پستانداران بیان می شود(۱۲). در این پژوهش میزان بیان ژن FOXO1 توسط تکنیک RT-PCR [۱۹] اندازه گیری خواهد شد.
۱-۷-۳- زنجیره سنگین میوزین ( MHC ):
بزرگترین پروتئین با فیلامنت ضخیم است، که در حال حاضر مناسب ترین نشانگر تنوع تار عضلانی است(۱۸). در این پژوهش میزان تغییرات ایزوفرمهای ژن MHC (I ، IIA ، IIx و IIB) توسط تکنیک RT-PCR مورد سنجش قرار خواهد گرفت.
۱-۷-۴- تمرین تناوبی با حداکثر سرعت ( SIT )[20] :

مطلب دیگر :
دسترسی به منابع مقالات :بررسی تأثیر مالیات بر ارزش افزوده بر روند درآمدهای مالیاتی دولت- قسمت ۵۲

برای دانلود متن کامل این فایل به سایت torsa.ir مراجعه نمایید.