Document Type : Research - Scientific
Authors
1 Assistant Professor, Department of Physical Education, Faculty of Humanities, University of Ayatollah Alozma Boroujerdi, Lorestan, Iran. s.daneshyar@abru.ac.ir
2 Instructor, Department of Physical Education, Faculty of Humanities, University of Ayatollah Alozma Boroujerdi, Lorestan, Iran
3 PhD in exercise physiology, Department of exercise physiology, Faculty of Physical Education, University of Guilan, Guilan, Iran.
Highlights
-
Keywords
ماکروآتوفاژی )یا بهعبارت سادهتر آتوفاژی (فرایند خود تجزیهای وابسته به لیزوزوم است که در تنظیم متابولیسم و حفظ هموستاز نقش مهمی ایفا میکند. آتوفاژی قادر است اندامک غیر ضروری و آسیب دیده سیتوزولی و همچنین ماکرومولکولهای انباشته شده همچون گلیگوژن، لیپید و پروتئین را تجزیه کند (1, 2).
مطالعات نشان دادهاند که آتوفاژی از طریق تقویت ادیپوژنسیس (نمو سلولهای چربی)، نقش اساسی در گسترش بافت چربی و افزایش انبار ذخایر چربی ایفأ میکند (3-5). از سوی دیگر، اختلال در عملکرد آتوفاژی میتواند با اختلال گسترش بافت چربی، التهاب و دیس لیپیدی همراه شود و که نتیجه آن بروز مقاومت انسولینی و سندرم متابولیک است (6, 7). یکی از اختلالاتی که در مراحل اولیه بروز چاقی ظاهر میشود، تجمع غیر طبیعی چربی در مخازن بافت چربی است (8) که با اختلال عملکرد بافت چربی و عوارض متابولیکی مرتبط با چاقی همراه میشود (9). بر این اساس، عملکرد بهینه آتوفاژی در گسترش مناسب بافت چربی و جلوگیری از عوارض مرتبط با چاقی نقش دارد (01).
فرایند آتوفاژی از چندین مرحله متوالی تشکیل شده است (11, 12): 1. تشکیل فاگوفر (Phagophore) 2. تشکیل ساختار دولایه وزیکولی آتوفاگوزوم (Autophagosome) 3. الحاق لیزوزوم به آتوفاگوزوم 4. تجزیه محتوای آتوفاگوزم در مراحل اولیه فرایند آتوفاژی، فاگوفرها طویل و گسترش مییابند و ماکرومولکولهای سیتوزولی را به صورت وزیکولی حلقه میکنند که آتوفاگوزوم نامیده میشود. این مرحله مهم از آتوفاژی توسط پروتئینهای متعدد آتوفاژی که سیستم کونجاکشت(conjugation) را تشکیل می دهند، انجام میشود (13). از بین پروتئینهای مرتبط با آتوفاژی (Autophagy related proteins) ، ATG5 و ATG7 به عنوان عوامل مهم و کلیدی در تشکیل آتوفاگوزم ایفا نقش میکنند. به عبارت بهتر، ATG5 در تشکیل فاگوفور و ATG7 در تشکیل آتوفاگوزوم درگیر هستند (13).
مطالعات گذشته نشان دادهاند که میزان پروتئین ATG5 و ATG7 در بافت چربی افراد چاق، بالاتر از میزان آن در افراد غیر چاق است (14, 15). همچنین، مطالعهای نشان داد که در چاقی ناشی از تغذیه پرچرب، محتوای پروتئینی ATG5-ATG12 در بافت چربی موش افزایش مییابد (16). این یافتهها دلالت بر این دارند که آتوفاژی در بافت چربی افراد چاق افزایش تنظیمی مییابد. نقطه مقابل تغذیه غذای پرکالری، نقش تمرینات منظم ورزشی در جلوگیری از چاقی و عوارض مرتبط با چاقی اثبات شده است (17, 18). تمرینات ورزشی از طریق سازوکارهای مختلف می تواند بدعملکردی یا بدسازگاری بافت چربی که در افراد چاق بروز مییابد را اصلاح کند. برخی از بازسازیهایی که در سطح بافت چربی بروز مییابد، عبارت است از کاهش عوامل التهاب زا، افزایش سطح آنزیمهای متابولیکی، تغییر ریخت شناسی، تقویت بیوژنز میتوکندری، افزایش بیان ژنهای مربوط به بافت چربی قهوهای و ظهور بیان برخی از ژن های مربوط به عضلات اسکلتی (91, 02).
بر اساس مطالب ذکر شده، این سوال مطرح میشود که آیا تمرینات ورزشی می توانند این بیش تنظیمی آتوفاژی (بهعنوان یک بدتنظیمی) را در سطح بافت چربی افراد دارای تغذیه پرچرب و چاق اصلاح نماید؟ بر اساس جستجوهای انجام شده، تا کنون اثر تمرین ورزشی بر آتوفاژی ناشی از تغذیه پرچرب و یا بیش فعالی آتوفاژی موجود در آزمودنیهای چاق مطالعه نشده است. از این رو، مطالعهی اثر تمرینات ورزشی بر بیش تنظیمی آتوفاژی در افراد دارای تغذیه پرچرب و چاق اهمیت بهسزایی دارد.
بنابراین، هدف از این پژوهش، بررسی اثر تمرین منظم ورزشی بر بیان ژنهای پروتئینهای کلیدی مرتبط با آتوفاژی یعنی ATG5 و ATG7 در بافت چربی سفید موش های دارای تغذیه پرچرب بود.
نوع تحقیق و آزمودنیهای تحقیق: این پژوهش از نوع تجربی-توسعه ای بروی موش ها سوری بود. 21 سر موش سوری نر نژاد C57BL/6 با سن تقریبی چهار هفته و با وزن تقریبی 12 گرم از مرکز مطالعات تجربی و مقایسهای دانشگاه علوم پزشکی ایران خریداری شدند. روش نگهداری و اعمال مداخله در مورد آزمودنی های حیوانی این پژوهش بر اساس دستورالعمل کمیته ملی اخلاق در پژوهش های زیست پزشکی و تاییدیه کمیته اخلاق ذیل معاونت پژوهشی دانشگاه آیت اله بروجردی (شماره:
(ABRU.AC.IR/15664-96.38 انجام شد. نمونهها تحت چرخه خواب و بیداری (12ساعت روشنایی و 12 ساعت تاریکی) و در دمای 3±22 درجه سانتیگراد و رطوبت 04 تا 06 درصد نگهداری میشدند. در طول نگهداری حیوانات، آب و غذای استاندارد موش (شرکت خوراک دام بهپرور کرج) بهمیزان دلخواه در اختیار آنها گذاشته میشد. پس از همسان سازی وزن، 21 سر موش بهصورت تصادفی به سه گروه: 1. کنترل (هفت سر) و 2. تغذیه پرچرب (هفت سر) 3. تغذیه- تمرین (هفت سر) تقسیم شدند. پس از یک هفته آشناسازی با محیط، از سن پنج هفتگی غذای پرچرب در دسترس نمونههای گروه تغذیه پرچرب قرار گرفت. گروه تغذیه-تمرین، پس از گذشت شش هفته از مصرف غذای پرچرب در سن 11 هفتگی، به مدت شش هفته تحت تمرین استقامتی تداومی بر روی نوارگردان قرار گرفتند. مصرف غذای پرچرب تا انتهای پروتکل ادامه یافت.
غذای پرچرب: به منظور افزایش وزن موشها، از سن پنج هفتگی تا انتهای پروتکل پژوهش (سن 17 هفته) یعنی 12 هفته، غذای پرچرب در دسترس موشها قرار گرفت. غذای پرچرب شامل 42 درصد چربی (کیلوکالری)، 40 درصد کربوهیدرات (کیلوکالری) و 18 درصد پروتئین (کیلوکالری) بود. بهدلیل نبود پلتهای آماده غذای پرچرب، قرصهای غذایی توسط شرکت دام طیور بهپرور (کرج) ساخته شد. موشهای گروه کنترل با غذای استاندارد موشها تغدیه شدند که شامل 15 درصد چربی (کیلوکالری)، 25 درصد پروتئین (کیلوکالری) و 60 درصد کربوهیدرات (کیلو کالری) بود (21, 22 ).
تمرین ورزشی: تمرین ورزشی تجویز شده در این پژوهش در برگیرنده دویدن بهصورت استقامتی تداومی بر روی نوارگردان ویژه موش (شرکت پیشرو اندیشه صنعت-ساخت ایران) با شیب صفر درجه، بهمدت شش هفته بود. این پروتکل تمرینی بر اساس افزایش تدریجی بارکاری شامل شدت (سرعت) و حجم تمرین (مدت هر جلسه) طراحی شده بود؛ به طوری که موشها در هفته اول با سرعت 41 متر در دقیقه بهمدت 51 دقیقه و در هفته ششم با سرعت 02 متر در دقیقه بهمدت 03 دقیقه دویدند (23-25).
جراحی و استخراج بافت: 48 ساعت پس از آخرین جلسه تمرین و پس از یک شب ناشتایی (هشت ساعت)، حیوانات از طریق تزریق درون صفاقی کتامین (100 میلیگرم/کیلوگرم) و زایلازین (10 میلی گرم/کیلوگرم) بیهوش شدند (22) و چربی احشائی منطقه اپیدیدیمال (Epididymal) آنها برداشته شد و در داخل میکروتیوب قرار گرفت. سپس، میکروتیوبها (حاوی نمونههای بافتی) بهسرعت در داخل تانک حاوی نیتروژن مایع، قرار داده شدند تا فریز شوند. نمونههای بافتی از طریق آن تانک به آزمایشگاه انتقال داده شدند و در آزمایشگاه، از تانک بهداخل یخچال فریزر (80- درجه سانتیگراد) انتقال یافتند.
سنجش میزان بیان ژن: طراحی و سنتز پرایمر: توالی پرایمر ژنهای ATG5 و ATG7 و ژن خانه گردان GAPDH به عنوان ژن کنترل از مطالعات گذشته اخذ شد (26). سپس ویژگی و کیفیت پرایمر توسط سایت بلست پریمر (primer-blast/NCBI) و امکان تشکیل ساختارهای دایمر و سنجاق سر توسط نرم افزار اولیگوآنالیزور (Oligo Analyzer - 1.0.2) بررسی و مورد تایید قرار گرفت. پرایمر ها توسط شرکت سیناکلون سنتز شد. مشخصات پرایمرها در جدول 1 ذکر شده است.
استخراجRNA : RNA بافت چربی طبق دستورالعمل کیت ترایزول (سفیر آزما/Thermo Scientific) استخراج شد. بهطور خلاصه: 50 میلیگرم از نمونه بافت چربی، پس از افزودن یک میلی لیتر محلول ترایزول، از طریق دستگاه همزن هموژن شد. بافت هموژن شده در دورههای متفاوت سانتریفوژ شد که محصول آن تشکیل رسوب حاوی RNA بود که پس از اضافه کردن آب دپس (سفیر آزما/Thermo Scientific) بهمدت 10 دقیقه درون دستگاه ترموبلاک (KiagenTech, Canada) در دمای 55 درجه سانتیگراد آنکوبه شد.
قرائت غلظت : RNA خلوص (در طول موج 280/260 نانومتر) و غلظت (در طول موج260 نانومتر) RNAی استخراج شده توسط دستگاه طیف سنجی نور (Pharmacia Biotech Ultrospec 3000) از طریق فرایند جذب نوری (OD) تعیین شد. خلوص بیشتر از 6/1 مورد قبول واقع شد.
سنتزcDNA : RNA استخراج شده در مرحله قبل، به روش رونویسی معکوس، توسط دستورالعمل کیت سنتز cDNA (سفیر آزما/Thermo Scientific) به DNAی مکمل تبدیل شد. در طی این مرحله، مواد ذیل به کار گرفته شد: رَندم هگزامر(Rondom Hexamer) ، مهار کننده RNAase، آنزیم رونویس معکوس(Revert Aid) ، بافر و بازهای سازندهی DNA (dNTPs)استفاده شد.
واکنش Real Time RT-PCR: برای انجام مراحل Real Time-RT-PCR از کیت پریمکس سایبر (SYBR®Premix Ex Tag TM; TaKaRa, Japan) استفاده شد. واکنش ها به صورت دوتایی در حجم نهایی 20 میکرولیتر در پلیتهای 96 چاهکی انجام شدند. مخلوط واکنش شامل سه میکرولیتر cDNA (10 درصد)، نیم میکرولیتر پرایمر رفت (غلظت 10 پیکومول) و نیم میکرولیتر معکوس (غلظت 10 پیکومول)، 10 میکرولیتر سایبرپریمیکس، نیم میکرولیتر رنگ مرجع روکس و آب مقطر استفاده شد. سپس از طریق دستگاه کوربت (RG-6000, Corbett, Australia)، با برنامه زمانی ذیل تکثیر انجام شد و همزمان پایش صورت گرفت.
مرحله اول: واسرشت سازی اولیه: 10 دقیقه در دمای 95 درجه سانتیگراد
مرحله دوم: واسرشت-اتصال-گسترش؛ 40 چرخه: 1) 20 ثانیه در دمای 95 درجه سانتیگراد؛ 2) 30 ثانیه در دمای 5/57 درجه سانتی گراد برای قطعه ژنی ATG5 ؛ 33 ثانیه در دمای 56 درجه سانتی گراد برای قطعه ژنی ATG7 ؛ به مدت 40 ثانیه در دمای 60 درجه سانتی گراد برای قطعه ژن GAPDH
مرحله سوم: بهمنظور ترسیم دمای ذوب، در انتها یک مرحله واکنشی شامل 40 ثانیه در 95 درجه سانتیگراد اضافه شد.
کمی سازی میزان بیان ژن: تغییرات بیان ژن بر اساس «چند برابر» (Fold Change) محاسبه شد. در ابتدا کارایی پرایمرها و PCR (PCR Efficiency) توسط نرم افزار LinRegPCR بهصورت مجزا محاسبه شد. منحنی ذوب مورد بررسی قرار گرفت و نمونه هایی که نمودار آنها منطبق با الگو نبود، کنار گذاشته شدند. از طریق معادله Pffafl، بیان نسبی ژن محاسبه شد (Genex16.1).
جدول 1: مشخصات پرایمرهای ژن های مورد پژوهش
|
3- نام ژن |
4- شماره دستیابی |
5- توالی رفت |
6- توالی معکوس |
7- اندازه قطعه تکثیر 8- (bp) |
9- منبع |
|
10- ATG5 |
11- 12- NM_053069.6 |
TGTGCTTCGAGATGTGTGGTT 13- دمای ذوب (Tm): 20/60 |
GTCAAATAGCTGACTCTTGGCAA |
120 |
(26) |
|
14- ATG7 |
15- 16- NM_001253717.2 |
CCTGCACAACACCAACACAC 17- دمای ذوب (Tm): 18/60 |
CACCTGACTTTATGGCTTCCC 18- دمای ذوب (Tm): 63/58 |
101 |
(26) |
|
19- ژن کنترل 20- (Gapdh) |
21- NM_001289726.1 |
AACACTGAGCATCTCCCTCA 22- دمای ذوب (Tm): 35/58 |
23- GTGGGTGCAGCGAACTTTAT |
113 24- |
(27)
|
3-آنالیز آماری
از آزمون شاپیرو-ویلک (Shapiro-Wilk) برای نرمال بودن توزیع دادهها استفاده شد. بهمنظور مقایسه وزن آزمودنیها در گروههای پژوهش از از آزمون تحلیل واریانس چندگانه (MANOVA( و آزمون تعقیبی توکی استفاده شد (22SSPS(. برای مقایسه بیان ژن های 5GTA و 7GTA در گروه های کنترل، گروه تغذیه و گروه تمرین کرده-تغذیه، از تحلیل واریانس یک طرفه (AVONA yaW enO( در محیط نرم افزار جنیکس استفاده شد )1.61 xeneG( سطح معنیداری برای آزمونهای آماری 50/0≥P در نظر گرفته شد.
تغییرات وزن در گروههای مورد پژوهش
همان گونه در شکل 1 قابل مشاهده است؛ افزایش وزن گروه تغذیه پرچرب در مقایسه با افزایش وزن گروه کنترل، 56 درصد بیشتر بود (0001/0P=). همچنین میانگین وزن پایانی این گروه 3/1 برابرِ وزن گروه کنترل بود (003/0P=).
افزایش وزن گروه تمرین-تغذیه در قیاس با افزایش وزن گروه کنترل، 27 درصد بیشتر بود (004/0P=). همچنین میانگین وزن پایانی این گروه 17/1 برابرِ وزن گروه کنترل بود (03/0P=). بهعلاوه، میانگین وزن پایانی این گروه در قیاس با گروه تغذیه، 2/1 برابر کمتر بود (041/0P=) (شکل 1).
شکل 1: تغییر وزن گروه های مورد پژوهش بر اثر اعمال مداخل های تغذیه و تمرین دادههای نمودار بهصورت میانگین ± خطای استاندارد از میانگین ارائه شدهاند.
علامت * بیان گر 05/0≥P و ** بیانگر 001/0≥P ست.
تغییرات وزن چربی اپیدیدیمال
سنجش میزان چربی احشائی نشان داد که میانگین وزن چربی اپیدیدیمال در موشهای گروه تغذیه پرچرب بیش از دو برابر بود (1/1 گرم در مقابل 4/0 گرم؛ خطای آلفا: 0008/0 ). همچنین وزن این چربی در گروه تغذیه-تمرین 73/0 گرم بود که در قیاس با گروه کنترل 8/1 برابر بیشتر بود (خطای آلفا: 001/0) و در قیاس با گروه تغذیه پرچرب کمتر بود (72/0 برابر؛ خطای آلفا: 011/0).
بیان نسبی ژنهای مربوط به آتوفاژی
میزان بیان ژنهای ATG5 و ATG7 در بافت چربی موشهای دارای تغذیه پرچرب بیش از دو برابرِ گروه کنترل بود (شکل 2).
میزان بیان ATG5 در گروه تمرین-تغذیه در قیاس با گروه تغذیه تفاوت معنیدار نداشت (شکل 2-الف). با این حال، میزان بیان ATG7 در گروه تمرین-تغذیه در قیاس با گروه تغذیه، 5/1 برابر و در قیاس با کنترل نزدیک به چهار برابر، بیشتر بود (شکل 2-ب).
شکل 2. بیان نسبی ژن ATG5 و ATG7 در گروه های مورد پژوهش الف) بیان ژن ATG5 و ب) بیان ژن ATG7 بیان نسبی ژن به صورت چند برابر (fold change) به شکل میانگین ± خطای استاندارد ارائه شدهاند.
علامت * بیان گر 05/0≥P ، ** بیانگر 001/0≥P و *** بیانگر 0001/0≥P ست.
یافتههای این مطالعه نشان داد که وزن موشهای گروه تغذیه پرچرب، در مقایسه با کنترل، 50 درصد بیشتر افزایش یافت. مطابق با این یافته، وزن چربی احشائی منطقه اپیدیدیمال در این گروه (تغذیه پرچرب) در قیاس با گروه کنترل بیش از دو برابر بود. بر اساس پژوهشهای گذشته (19, 28, 29) میتوان بیان داشت که موشهای گروه تغذیه پرچرب با این مقدار افزایش وزن و چربی دچار چاقی شدهاند.
از سوی دیگر، وزن موشهای که همزمان با مصرف غذای پرچرب، تمرین ورزشی انجام داده بودند، یعنی گروه تمرین-تغذیه، در قیاس با گروه کنترل 27 درصد بیشتر بود و در قیاس با گروهی که صرفا تغذیه پرچرب داشتند (گروه تغذیه پرچرب)، 22 درصد کمتر بود. همچنین وزن چربی احشائی اپیدیدیمال این گروه در قیاس با گروه کنترل نزدیک به دو برابر بود. با اینحال، در قیاس با گروه تغذیه پرچرب، 03 درصد کمتر بود. این یافته دلالت بر این دارد که تمرین ورزشی تجویز شده از افزایش وزن ناشی از غذای پرچرب تا حدی جلوگیری کرد.
در این پژوهش دیده شد که میزان بیان ATG5 و ATG7 در بافت چربی موشهای دارای تغذیه پرچرب بیشتر (بیش از دو برابر) از گروه کنترل بود. موافق با این یافته، مطالعهای نشان داده است که 16 هفته غذای پرچرب، موجب افزایش میزان پروتئین ATG5-ATG12 در بافت چربی موش میشود (16). این یافتهها دلالت بر این دارند که بر اثر تغذیه پرچرب طولانی مدت، آتوفاژی پایه در بافت چربی احشائی افزایش پیدا میکند.
در مقابل، مطالعهای نشان داد که پنج ماه تغذیه با غذای فروکتوز زیاد موجب کاهش بیان mRNA ژن ATG7 در بافت چربی سفید احشائی موش صحرایی شد (30). دلیل اختلاف دادههای مطالعه حاضر و مطالعه بالا میتواند مربوط به تفاوت نوع تغذیه (رژیم غذای پرچرب در مقابل غذای با فروکتوز بالا) و طول مدت تغذیه (کمتر از 16 هفته در مقابل پنج ماه) باشد.
بهنظر میرسد، تغذیه پرچرب از طریق سازوکار تحریک کننده مربوط به اسیدهای چرب آزاد، بیان ژنهای آتوفاژی را القا میکند. تحقیقات نشان دادهاند، برخی اسیدهای چرب مانند پالمتیک اسید و اولئیک اسید میتوانند بیان ژن های آتوفاژی پایه به ویژه ATG5 و ATG7 را از طریق مسیرهای سیگنالینک همچون PKC (مسیر مستقل از mTOR) (31) و JNK (مسیر وابسته با mTOR) (32) القا کنند.
بر اساس این یافتهها میتوان پیشنهاد داد که مصرف غذای پرچرب در طولانی مدت که با چاقی همراه میشود، قادر است مراحل اولیه آتوفاژی را از طریق القاء بیان ژنهای آتوفاژی بهویژه 5GTA و 7GTA در بافت چربی سفید فعال کند تا به این ترتیب ذخایر چربی برای انباشت چربی افزایش یابد. این پیشنهاد بر اساس مطالعاتی است که نشان دادهاند، آتوفاژی از طریق تسهیل تمایز سلولهای چربی در رشد بافت چربی سفید و از این طریق در افزایش مخازن ذخایر چربی نقش مهمی دارد (3, 4). بهعبارت سادهتر میتوان بیان داشت که زمانیکه غذای پرچرب زیادی مصرف میشود، سازوکار افزایش جایگاه ذخایر چربی فعال میشوند تا انباشت چربی تسهیل شود و از انباشت نابجا مولکولهای چربی در بافتهای دیگر پیشگیری شود.
همچنین، مطالعات گذشته نشان دادهاند که بیان ژنهای ATG5 و ATG7 در چربی زیرپوستی افراد چاق (15) و همچنین پروتئین ATG5 در چربی احشائی افراد چاق، بیش از میزان آن در افراد غیر چاق است (14). این یافتهها نشان میدهند که افزایش بیان ژنهای آتوفاژی در بافت چربی افراد چاق الزاما مرتبط با تغذیه پرچرب نیست و شاید سازوکار تحریک کننده دیگری نیز در بیان ژن های آتوفاژی درگیر باشند.
مطالعات نشان دادهاند که در شرایط چاقی، عوامل محرکی همچون هایپوکسی (33)، استرس اکسیداتیو (34)، و فاکتورهای التهابی (34) در بافت چربی افزایش مییابند. از طرف دیگر اثبات شده است که این عوامل در القای بیان ژنهای آتوفاژی در بافت چربی نقش دارند (7, 14, 35-38). همچنین، پیشنهاد شده است که مقاومت انسولینی که در شرایط چاقی بروز مییابد، باعث کاهش اثر مهار کنندگی انسولین (مسیر mTOR) در بیان ژنهای آتوفاژی میشود که حاصل آن افزایش بیان ژنهای آتوفاژی است (7). در حمایت از این پیشنهاد، مطالعات بر روی رتهای مدل سندرم متابولیک نشان دادهاند که عوامل مرتبط با آتوفاژی به ویژه ATG5 و ATG7 در بافت چربی سفید موشهای مقاوم به انسولین افزایش مییابد (39, 40).
یافته دیگر این پژوهش نشان داد که میزان بیان ATG5 در گروه تمرین-تغذیه در قیاس با گروه تغذیه تفاوت معنیدار نداشت. با این حال، میزان بیان ATG7 در گروه تمرین-تغذیه در قیاس با گروه تغذیه و همچنین در قیاس با کنترل بیشتر بود. این یافتهها نشان میدهند که زمانی که تمرین ورزشی با تغذیه پرچرب توام میشود، ژن ATG7 بیشتر بیان میشود، دال بر اینکه تمرین ورزشی میتواند آتوفاژی ناشی از تغذیه پرچرب را تقویت کند.
در راستای یافتهی بالا، تانکا (Tanaka) و همکاران (41) نشان دادهاند که بر اثر نه هفته تمرین ورزشی، پروتئینهای ATG7 در بافت چربی موشهای صحرایی که تغذیه معمولی داشتند، افزایش یافت. البته در آن مطالعه، مکانیسمهای مسئول این تغییر شناسایی نشدند.
تصور میشود، مکانیسم یا مکانیسمهای مسئول افزایش آتوفاژی پایه در بافت چربی موشهای گروه تمرین-تغذیه (گروهی که توام با مصرف تغذیه پرچرب، تمرین ورزشی داشتند) مربوط به کاتابولیسم لیپید ناشی از AMPK است.
کاتابولیسم لیپید در بافت چربی بهدو روش رخ میدهد: 1. لیپولیز و 2. لیپوفاژی (42). لیپوفاژی به مفهوم ساده، تجزیه قطرات لیپید (Lipid Droplets) از طریق سازوکار آتوفاژی است که نقش مهمی در تجزیه تری گلسیرید بافت چربی دارد (43, 44). مطالعات نشان دادهاند که سازوکارهای کاتابولیسم لیپید یعنی لیپولیز و لیپوفاژی با یکدیگر کاملاً مرتبط هستند (42) و نقطه اتصال تنظیمی بین این سازوکار، AMPK است (42) که اثبات شده است بر اثر تمرین ورزشی تحریک میشود (45). بر اساس یافتههای مطالعات بالا، میتوان پیشنهاد داد که تمرین ورزشی تجویز شده در این پژوهش احتمالاً از طریق القاء مسیر پیام رسانی AMPK، میتواند بیان ژن ATG7 (که در لیپوفاژی نقش کلیدی دارد) را القا کند.
همچنین، این گمان هست که در شرایطی که تمرین ورزشی با تغذیه پرچرب همراه میشود، انباشت و تجزیه تری گلیسرید در سلولهای چربی بهصورت پی در پی رخ میدهند. در این شرایط، فعل و انفعال لیپوژنز، و از سوی دیگر فعل و انفعال لیپولیز و لیپوفاژی بیشتر درگیر میشوند که احتمالا با افزایش میزان آتوفاژی همراه میشود (46). چراکه در این حالت، احتمال استهلاک اندامکهای درون سلولی و انباشت ماکرومولکولهای زیستی (که خود محرک آتوفاژی هستند) افزایش مییابد (46, 47). از این حیث، میتوان پنداشت که تاثیر فزاینده ناشی از ترکیب تغذیه پرچرب و تمرین ورزشی در بیان ATG7 (فاکتور مهم در آتوفاژی) احتمالا مربوط به تعاملات متابولیکی پیچیده مرتبط با آنابولیسم و کاتابولیست متوالی لیپید در بافت چربی است. با اینحال، این نظریه نیاز به تحقیقات بیشتری در آینده دارد.
تغذیه پرچرب موجب افزایش تنظیمی بیان ژنهای عوامل کلیدی مرتبط با آتوفاژی پایه یعنی ATG5 و ATG7 در بافت چربی میشود و تمرین منظم ورزشی میزان افزایش بیان ژن ATG7 ناشی از تغذیه پرچرب را تقویت میکند. تصور میشود که توام شدن تمرین ورزشی و تغذیه پرچرب موجب تحریک بیشتر سازوکار آتوفاژی در بافت چربی میشود.
بدینوسیله از سرکار خانم دکتر فاطمه جلالی مقیم در همراهی اندازه گیریهای آزمایشگاهی، از جناب آقای یزدان فروتن به سبب همراهی در اجرای فاز مداخلاتی پژوهش و از جناب آقای دکتر علی پوینده به سبب ارائه مشاورههای سازنده در اندازهگیریهای آزمایشگاهی قدردانی میشود.
این پژوهش با حمایت مالی دانشگاه آیت الله العظمی بروجردی در قالب طرح پژوهشی انجام شده است (کد سمات: 15664-13829).
همچنین روش نگهداری و اعمال مداخله در مورد آزمودنیهای حیوانی این پژوهش بر اساس دستورالعمل کمیته ملی اخلاق در پژوهشهای زیست پزشکی و تاییدیه کمیته اخلاق ذیل معاونت پژوهشی دانشگاه آیت اله بروجردی انجام شد.
-
| Article View | 1,558 |
| PDF Download | 1,024 |