تأثیر 4 هفته تمرین هوازی بر سطوح Trk-B ، PKC و AKT در هیپوکمپ رتهای نر مبتلا به بیماری آلزایمر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
اصلان خدامرادی 1
محمدرضا کردی 2
رضا نوری 3
1 دانشجوی دکترای فیزولوژی ورزشی پردیس بین الملی دانشگاه تهران واحد کیش
2 استاد، گروه فیزیولوژی ورزشی، دانشکدۀ تربیت‌بدنی و علوم ورزشی، دانشگاه تهران، تهران
3 دانشیار فیزیولوژی ورزشی پردیس بین الملی دانشگاه تهران واحد کیش
10.22089/spj.2018.4752.1690
چکیده
واکنشهای تخریبی ناشی از AB در CNS منجر به اختلال فاکتورهای نوروتروفیک می شود که ممکن است به نوبه خود توسعه پاتولوژی آمیلوئید را تسهیل کند. اخیراً آثار ورزش بر این عوامل مورد توجه قرار گرفته است، با اینحال درک چگونگی اثر آن نیاز به بررسی بیشتر دارد. بنابراین هدف از پژوهش حاضر بررسی اثر تمرین هوازی بر سطوح Trk-B، PKC و AKT در هیپوکمپ رتهای نر نژاد ویستار به دنبال القای آلزایمر بود. در این مطالعه تجربی 36 سر رت نر بالغ 8 هفتهای با میانگین وزنی 20 ± 195 گرم به صورت تصادفی به 3 گروه آلزایمر، آلزایمر + ورزش و کنترل تقسیم شدند. القای آلزایمر از طریق تزریق درون هیپوکمپی Aβ1-42 صورت پذیرفت. تمرین هوازی به مدت 4 هفته، 5 جلسه در هفته انجام شد. 24 ساعت پس از آخرین جلسه تمرینی حیوانات یا تحت آزمون رفتاری قرار گرفتند و یا کشته شده و هیپوکمپ آنها جهت انجام آزمایشهای بعدی استخراج شد. از آزمون تحلیل واریانس یکراهه برای تجزیه و تحلیل دادهها استفاده شد. نتایج نشان داد رتهای گروه تمرین هوازی به طور معنیداری مدت زمان بیشتری را در ربع دایره هدف در مقایسه با گروه آلزایمری در آزمون پروب سپری میکنند (05/0 ≥ p). همچنین، سطوح Trk-B، PKC و AKT به دنبال تزریق Aβ1-42 کاهش مییابد (001/0 ≥ p). تمرین هوازی موجب افزایش سطوح Trk-B، PKC و AKT در مقایسه با رتهای آلزایمری شد (05/0 ≥ p). بنابراین، به نظر میرسد تمرین هوازی از طریق فعالسازی مسیر پیامرسانی AKT-PKC- TrkB به بهبود حافظه فضایی کمک کند.
کلیدواژه‌ها
بیماری آلزایمر
Trk-B
PKC
AKT
تمرین هوازی

موضوعات

  1. Rolland Y, van Kan GA, Vellas B. Healthy brain aging: role of exercise and physical activity. Clinics in geriatric medicine. 2010;26(1):75-87.
  2. Grundke-Iqbal I, Iqbal K, Tung Y-C, Quinlan M, Wisniewski HM, Binder LI. Abnormal phosphorylation of the microtubule-associated protein tau (tau) in Alzheimer cytoskeletal pathology. Proceedings of the National Academy of Sciences. 1986;83(13):4913-7.
  3. Klein R, Lamballe F, Bryant S, Barbacid M. The trkB tyrosine protein kinase is a receptor for neurotrophin-4. Neuron. 1992;8(5):947-56.
  4. Reichardt LF. Neurotrophin-regulated signalling pathways. Philosophical Transactions of the Royal Society of London B: Biological Sciences. 2006;361(1473):1545-64.
  5. Chen Z, Simmons MS, Perry RT, Wiener HW, Harrell LE, Go RC. Genetic association of neurotrophic tyrosine kinase receptor type 2 (NTRK2) with Alzheimer's disease. American Journal of Medical Genetics Part B: Neuropsychiatric Genetics. 2008;147(3):363-9.
  6. Vaynman S, Ying Z, Gomez‐Pinilla F. Hippocampal BDNF mediates the efficacy of exercise on synaptic plasticity and cognition. European Journal of Neuroscience. 2004;20(10):2580-90.
  7. Lin T-W, Shih Y-H, Chen S-J, Lien C-H, Chang C-Y, Huang T-Y, et al. Running exercise delays neurodegeneration in amygdala and hippocampus of Alzheimer’s disease (APP/PS1) transgenic mice. Neurobiology of learning and memory. 2015; 118:189-97.
  8. Klintsova AY, Dickson E, Yoshida R, Greenough WT. Altered expression of BDNF and its high-affinity receptor TrkB in response to complex motor learning and moderate exercise. Brain research. 2004;1028(1):92-104.
  9. Gupta VK, You Y, Gupta VB, Klistorner A, Graham SL. TrkB receptor signalling: implications in neurodegenerative, psychiatric and proliferative disorders. International journal of molecular sciences. 2013;14(5):10122-42.

 

  1. Khorshidahmad T, Tabrizian K, Vakilzadeh G, Nikbin P, Moradi S, Hosseini-Sharifabad A, et al. Interactive effects of a protein kinase AII inhibitor and testosterone on spatial learning in the Morris water maze. Behavioural brain research. 2012;228(2):432-9.
  2. Prakash A, Medhi B, Chopra K. Granulocyte colony stimulating factor (GCSF) improves memory and neurobehavior in an amyloid-β induced experimental model of Alzheimer's disease. Pharmacology Biochemistry and Behavior. 2013;110:46-57.
  3. Stephan A, Laroche S, Davis S. Generation of aggregated β-amyloid in the rat hippocampus impairs synaptic transmission and plasticity and causes memory deficits. Journal of Neuroscience. 2001;21(15):5703-14.
  4. Dao AT, Zagaar MA, Alkadhi KA. Moderate treadmill exercise protects synaptic plasticity of the dentate gyrus and related signaling cascade in a rat model of Alzheimer’s disease. Molecular neurobiology. 2015;52(3):1067-76.
  5. Zagaar M, Alhaider I, Dao A, Levine A, Alkarawi A, Alzubaidy M, et al. The beneficial effects of regular exercise on cognition in REM sleep deprivation: behavioral, electrophysiological and molecular evidence. Neurobiology of disease. 2012;45(3):1153-62.
  6. Jan A, Hartley DM, Lashuel HA. Preparation and characterization of toxic Aβ aggregates for structural and functional studies in Alzheimer's disease research. Nature protocols. 2010;5(6):1186-209.
  7. Zhang J, Guo J, Zhao X, Chen Z, Wang G, Liu A, et al. Phosphodiesterase-5 inhibitor sildenafil prevents neuroinflammation, lowers beta-amyloid levels and improves cognitive performance in APP/PS1 transgenic mice. Behavioural brain research. 2013; 250:230-7.
  8. Puzzo D, Sapienza S, Arancio O, Palmeri A. Role of phosphodiesterase 5 in synaptic plasticity and memory. Neuropsychiatric disease and treatment. 2008;4(2):371.
  9. Bariohay B, Lebrun B, Moyse E, Jean A. Brain-derived neurotrophic factor plays a role as an anorexigenic factor in the dorsal vagal complex. Endocrinology. 2005;146(12):5612-20.
  10. Gottschalk WA, Jiang H, Tartaglia N, Feng L, Figurov A, Lu B. Signaling mechanisms mediating BDNF modulation of synaptic plasticity in the hippocampus. Learning & Memory. 1999;6(3):243-56.
  11. Liu YF, Chen Hi, Wu CL, Kuo YM, Yu L, Huang AM, et al. Differential effects of treadmill running and wheel running on spatial or aversive learning and memory: roles of amygdalar brain‐derived neurotrophic factor and synaptotagmin I. The Journal of physiology. 2009;587(13):3221-31.
  12. Hosseini SE, Mojtahedi S, Kordi MR, Shabkhiz F, Fallah Omran S. Effect of short term and light forced treadmill running on BDNF and TrkB in the hippocampus of adult wistar male rats. Razi Journal of Medical Sciences. 2012;19(101):61-7.
  13. Gómez-Pinilla F, Ying Z, Roy RR, Molteni R, Edgerton VR. Voluntary exercise induces a BDNF-mediated mechanism that promotes neuroplasticity. Journal of neurophysiology. 2002;88(5):2187-95.
  14. Chae C, Jung S, An S, Park B, Wang S, Cho I, et al. RETRACTED: Treadmill exercise improves cognitive function and facilitates nerve growth factor signaling by activating mitogen-activated protein kinase/extracellular signal-regulated kinase1/2 in the streptozotocin-induced diabetic rat hippocampus. Elsevier; 2009.
  15. Segura-Aguilar J, Kostrzewa RM. Neurotoxins and neurotoxicity mechanisms. An overview. Neurotoxicity research. 2006;10(3-4):263-85.
  16. Reilly MM, Shy ME. Diagnosis and new treatments in genetic neuropathies. Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry. 2009;80(12):1304-14.

 

  • تاریخ دریافت 27 آذر 1396
  • تاریخ بازنگری 16 بهمن 1396
  • تاریخ پذیرش 29 بهمن 1396