اثر تمرین استقامتی بر بیان ژن های هموباکس سی هشت (HOXC8) و سی نه (HOXC9) در بافت چربی موش های صحرایی نر نژاد ویستار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
سعید دانش یار 1
محمدرضا کردی 2
سمانه افشاری 3
مهدی کدیور 4
1 استادیار، گروه تربیت‌بدنی، دانشکدۀ علوم انسانی، دانشگاه آیت الله العظمی بروجردی (ره)، بروجرد
2 استاد، گروه فیزیولوژی ورزشی، دانشکدۀ تربیت‌بدنی و علوم ورزشی، دانشگاه تهران، تهران
3 کارشناسی‌ارشد، گروه فیزیولوژی ورزشی، دانشکدۀ تربیت‌بدنی و علوم ورزشی، دانشگاه تهران، تهران
4 دانشیار، گروه بیوشیمی، انستیتو پاستور ایران، تهران
10.22089/spj.2017.3986.1541
چکیده
پروتئین‌های هموباکس سی هشت(HOXC) و سی نه (HOXC9) پروتئین هایی هستند که در نمو بافت چربی نقش دارند. هدف از این پژوهش، بررسی اثر تمرین استقامتی بر بیان ژن های هموباکس سی هشت و سی نه در بافت چربی سفید زیر پوستی بود. برای این منظور، 16 موش (سن هشت نه هفته با میانگین وزن 220 گرم) صحرایی نژاد ویستار به صورت تصادفی به دو گروه؛ 1)کنترل (هشت سر) و 2) تمرین استقامتی (هشت سر) تقسیم شدند. موش‌های گروه‌ تمرینی، به مدت هشت هفته، هفته‌ای پنج جلسه، تحت تمرین استقامتی تداومی بر روی نوارگردان (با میانگین شدت 25 متر در دقیقه و با میانگین مدت 25 دقیقه) قرار گرفتند. برای اندازه‌گیری بیان نسبی ژن‌های هدف در بافت چربی زیرپوستی از روش ریل تایم (Real Time–PCR)استفاده شد. داده‌ها نشان داد که بیان نسبی ژن پروتئین غیر جفت کننده یک (UCP1) در گروه استقامتی در مقایسه با گروه کنترل به صورت معناداری بیشتر بود (P=0.018). با این حال، بیان نسبی ژن های هموباکس سی هشت و سی نه در گروه استقامتی در مقایسه با گروه کنترل از نظر آماری تفاوت معناداری نداشت (P hoxc9=0.36; Phoxc9=0.52). یافته‌های این مطالعه نشان داد که تمرین استقامتی تغییری در بیان ژن‌های هموباکس سی هشت و سی نه در بافت چربی زیرپوستی ایجاد نمی‌کند؛ که احتمالا بیانگر این است که تمرین استقامتی مورد استفاده در این مطالعه، تغییری در ویژگی بافت چربی سفید از نظر قهوه‌ای شدن یا سفید شدن بافت چربی سفید، ایجاد نمی‌کند.
کلیدواژه‌ها
تمرین ورزشی
قهوه‌ای شدن بافت چربی سفید
همو پروتئین

موضوعات

  1. Fruhbeck G, Becerril S, Sainz N, Garrastachu P, Garcia-Velloso MJ. BAT: a new target for human obesity? Trends Pharmacol Sci. 2009;30(8):387-96.
  2. Wronska A, Kmiec Z. Structural and biochemical characteristics of various white adipose tissue depots. Acta Physiol (Oxf). 2012;205(2):194-208.
  3. Harms M, Seale P. Brown and beige fat: development, function and therapeutic potential. Nature Medicine. 2013;19(10):1252-63.
  4. Walden TB.Regulatory factors that reveal three distinct adipocytes : the brown, the white and the brite. Stockholm: The Wenner-Gren Institute, Stockholm University;2010. p. 89.
  5. Walden TB, Hansen IR, Timmons JA, Cannon B, Nedergaard J. Recruited vs. nonrecruited molecular signatures of brown,“brite,” and white adipose tissues. Am J Physiol-Endoc M. 2012;302(1):E19-E31.
  6. Wu J, Cohen P, Spiegelman BM. Adaptive thermogenesis in adipocytes: is beige the new brown? Gene Dev. 2013;27(3):234-50.
  7. Nedergaard J, Golozoubova V, Matthias A, Asadi A, Jacobsson A, Cannon B. UCP1: the only protein able to mediate adaptive non-shivering thermogenesis and metabolic inefficiency. Biochimica et Biophysica Acta. 2001;1504(1):82-106.
  8. Bonet ML, Oliver P, Palou A. Pharmacological and nutritional agents promoting browning of white adipose tissue. Biochim Biophys Acta. 2013;1831(5):969-85.
  9. Lo KA, Sun L. Turning WAT into BAT: a review on regulators controlling the browning of white adipocytes. Bioscience Reports. 2013;33(5):711-39.
  10. Bartelt A, Heeren J. Adipose tissue browning and metabolic health. Nat Rev Endocrinol. 2014;10(1):24-36.
  11. Cypess AM, Kahn CR. Brown fat as a therapy for obesity and diabetes. Curr Opin Endocrinol Diabetes Obes. 2010;17(2):143-9.
  12. Warner A,Mittag J. Breaking BAT: can browning create a better white? J Endocrinol. 2016;228(1):R19-29.
  13. Gehring W, Hiromi Y. Homeotic genes and the homeobox. Annu Rev Genet. 1986;20(1):147-73.
  14. Krumlauf R. Hox genes in vertebrate development. Cell.1994;78(2):191-201.
  15. Gehring WJ, Affolter M, Burglin T. Homeodomain proteins. Annu Rev Biochem. 1994;63(1):487-526.
  16. Nakagami H. The mechanism of white and brown adipocyte differentiation. Diabetes Metab J. 2013;37(2):85-90.
  17. Procino A, Cillo C. The HOX genes network in metabolic diseases. Cell Biology International. 2013;37(11):1145-8.
  18. Cantile M, Procino A, D'Armiento M, Cindolo L, Cillo C. HOX gene network is involved in the transcriptional regulation of in vivo human adipogenesis. Journal of Cellular Physiology. 2003;194(2):225-36.
  19. Mori M, Nakagami H, Rodriguez-Araujo G, Nimura K, Kaneda Y. Essential role for miR-196a in brown adipogenesis of white fat progenitor cells. PLoS Biol. 2012;10(4):e1001314.
  20. Petrovic N, Walden TB, Shabalina IG, Timmons JA, Cannon B, and Nedergaard J. Chronic peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARgamma) activation of epididymally derived white adipocyte cultures reveals a population of thermogenically competent, UCP1-containing adipocytes molecularly distinct from classic brown adipocytes. J Biol Chem. 2010;285(10):7153-64.
  21. Waldén TB, Hansen IR, Timmons JA, Cannon B, and Nedergaard J. Recruited vs. nonrecruited molecular signatures of brown, “brite,” and white adipose tissues. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 2012; 302:E19-E31.
  22. Jeremic N, Chaturvedi P, Tyagi SC. Browning of white fat: novel insight into factors, mechanisms, and therapeutics. J Cell Physiol. 2017;232(1):61-8.
  23. De Matteis R, Lucertini F, Guescini M, Polidori E, Zeppa S, Stocchi V, et al. Exercise as a new physiological stimulus for brown adipose tissue activity. Nutr Metab Cardiovasc Dis. 2013;23(6):582-90.
  24. Xu X, Ying Z, Cai M, Xu Z, Li Y, Jiang SY, et al. Exercise ameliorates high-fat diet-induced metabolic and vascular dysfunction, and increases adipocyte progenitor cell population in brown adipose tissue. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2011;300(5):R1115-25.
  25. Stanford KI, Middelbeek RJW, Goodyear LJ. Exercise Effects on white adipose tissue: beiging and metabolic adaptations. Diabetes. 2015;64(7):2361-2368.
  26. Ringholm S, Grunnet Knudsen J, Leick L, Lundgaard A, Munk Nielsen M, Pilegaard H. PGC-1alpha is required for exercise-and exercise training-induced UCP1 up-regulation in mouse white adipose tissue. PLoS One. 2013;8(5):e64123.
  27. Knudsen JG, Murholm M, Carey AL, Bienso RS, Basse AL, Allen TL, et al. Role of IL-6 in exercise training- and cold-induced UCP1 expression in subcutaneous white adipose tissue. PLoS One. 2014;9(1):e84910.
  28. Bostrom P, Wu J, Jedrychowski MP, Korde A, Ye L, Lo JC, et al. A PGC1-alpha-dependent myokine that drives brown-fat-like development of white fat and thermogenesis. Nature. 2012;481(7382):463-8.
  29. Reisi J, Rajabi H, Ghaedi K, Marandi S-M, Asady Samani Z, Kazemi Nasab f. Effect of 8 weeks resistance training on plasma irisin protein level and muscle FNDC5 and adipose tissue UCP1 genes expression in male rats. Sport Physiology. 2016;7(28):117-30. (In Persian).
  30. Afshari S, Mohammad-Amoli M, Daneshyar S. Comparison of moderate and high volume aerobic training on gene expression of uncoupling protein 1  (UCP-1) in  subcutaneous white adipose tissue of wistar rats. Iranian Journal of Endocrinology and Metabolism. 2017;19(1):34-40. (In Persian).
  31. Nikooie R, Rajabi H, Gharakhanlu R, Atabi F, Omidfar K, Aveseh M, et al. Exercise-induced changes of MCT1 in cardiac and skeletal muscles of diabetic rats induced by high-fat diet and STZ. J Physiol Biochem. 2013;69(4):865-77.
  32. Galbes O, Goret L, Caillaud C, Mercier J, Obert P, Candau R, et al. Combined effects of hypoxia and endurance training on lipid metabolism in rat skeletal muscle. Acta Physiologica. 2008;193(2):163-173.
  33. Ropper AE, Thakor DK, Han I, Yu D, Zeng X, Anderson JE, et al. Defining recovery neurobiology of injured spinal cord by synthetic matrix-assisted hMSC implantation. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2017;114(5):E820-E829.
  34. Daneshyar S, Kordi MR, Gaeini AA, Kadivar M, Afshari S. The Effect of endurance training on gene expression of uncoupling protein 1(UCP-1) in retroperitoneal white adipose tissue of male wistar rats. Razi Journal of Medical Sciences. 2015;22(136):35-45. (In Persian).
  35. Trevellin E, Scorzeto M, Olivieri M, Granzotto M, Valerio A, Tedesco L, et al. Exercise training induces mitochondrial biogenesis and glucose uptake in subcutaneous adipose tissue through eNOS-dependent mechanisms. Diabetes. 2014;63(8):2800-2811.
  36. Bostrom P, Wu J, Jedrychowski MP, Korde A, Ye L, Lo JC, et al. A PGC1-alpha-dependent myokine that drives brown-fat-like development of white fat and thermogenesis. Nature. 2012;481(7382):463-8.
  37. Camera DM, Anderson MJ, Hawley JA, Carey AL. Short-term endurance training does not alter the oxidative capacity of human subcutaneous adipose tissue. Eur J Appl Physiol. 2010;109(2):307-16.
  38. Pino MF, Parsons SA, Smith SR, Sparks LM. Active individuals have high mitochondrial content and oxidative markers in their abdominal subcutaneous adipose tissue. Obesity (Silver Spring). 2016;24(12):2467-70.
  39. Vosselman MJ, Hoeks J, Brans B, Pallubinsky H, Nascimento EB, van der Lans AA, et al. Low brown adipose tissue activity in endurance-trained compared with lean sedentary men. Int J Obes (Lond). 2015;39(12):1696-702.
  40. Yamamoto Y, Gesta S, Lee KY, Tran TT, Saadatirad P, and Kahn CR. Adipose depots possess unique developmental gene signatures. Obesity (Silver Spring). 2010;18(5):872-8.

 

فیزیولوژی ورزشی
دوره 13، شماره 49
فروردین 1400
صفحه 17-38

  • تاریخ دریافت 28 فروردین 1396
  • تاریخ بازنگری 18 مهر 1396
  • تاریخ پذیرش 25 مهر 1396