اثر پیش‌آماده‌سازی با یک نوع برنامة تمرین شناختی ورزشی بر بیان ژن‌های Ntrk2، نسبت Bcl2/Bax و عوارض ناشی از سکتة مغزی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری فیزیولوژی ورزشی، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران

2 دانشیار فیزیولوژی ورزشی، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران

3 دانشیار فیزیولوژی، دانشگاه علوم پزشکی خراسان شمالی، بجنورد

چکیده

یک رویکرد باارزش برای افزایش سطح سلامت و کاهش آسیب­های مغزی، انجام‌دادن فعالیت ورزشی و فعالیت شناختی است. پژوهش حاضر با هدف تعیین تأثیر برنامة تمرین ورزشی شناختی بر عوامل و عوارض دخیل در سکتة مغزی انجام شد. در این مطالعه، 30 سر رت نژاد ویستار (هشت هفته و با وزن 200 تا 250 گرم) به‌طور تصادفی به سه گروه تمرین شناختی ورزشی + ایسکمی، کنترل (سالم و بدون مداخلة ورزشی) و ایسکمی تقسیم شدند. تمرین در گروه شناختی ورزشی شامل شنا در ماز آبی موریس به‌مدت سه هفته و در هر هفته، سه روز و در هر روز، چهار بار با فاصلة 10 دقیقه بود. پس از آخرین جلسة تمرین، رت­ها تحت ایسکمی گلوبال قرار گرفتند. بیان ژن­های Ntrk2 و Bcl2/Bax بافت مغز با تکنیکReal-Time PCR  سنجیده شد و با استفاده از آزمون تحلیل واریانس یک‌راهه و آزمون تعقیبی بونفرونی تجزیه‌وتحلیل شد. نتایج، افزایش معناداری را در میزان بیان­ژن Ntrk2 در گروه تمرین شناختی ورزشی + ایسکمی نسبت به دو گروه کنترل و ایسکمی نشان داد ( 0.05≥P). همچنین، بیان­ژن Bcl2/Bax در گروه کنترل نسبت به دو گروه تمرین شناختی ورزشی + ایسکمی و ایسـکمی به‌طور معنا­دار بیـشتـر بود (0.05≥P). نمرة اختلال نورولوژیک و اختلال حسی-حرکتی در گروه­ تمرین شناختی ورزشی + ایسکمی نسبت به دو گروه کنترل و ایسکمی کاهش معنا­داری یافت ( 0.05≥P). به‌نظر می­رسد پیش‌آ‌ماده‌سازی با تمرین شناختی ورزشی قادر به افزایش میزان بیان ژن­های Ntrk2 و Bcl2/Bax و کاهش نمرة اختلال نورولوژیک و اختلال حسی-حرکتی در فرایند ایسکمی است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

  1. Zhang H, Lee JY, Borlongan CV, Tajiri N. A brief physical activity protects against ischemic stroke. Brain Circ. 2019; 5(3):112-1.
  2. Hall J. Guyton & hall physiology review E-book Philadelphia: Elsevier health sciences. 12th ed.  : Champaign. IL; 2015. p. 950-8.
  3. Fang G, Zhao J, Li P, Li L, Yu T, Yang X, et al. Long-term treadmill exercise inhibits neuronal cell apoptosis and reduces tau phosphorylation in the cerebral cortex and hippocampus of aged rats. Sci Bulletin. 2017;62(11):755-7.
  4. Kwak HB. Effects of aging and exercise training on apoptosis in the heart. J Exerc Rehabil. 2013;9(2):212-9.
  5. Naseri F, Ahmad Zadeh AM, Sahab Negah S. Potential roles of neurogenesis in Alzheimer's disease. Malays J Med Sci. 2017;60(3):549-66. (In Persian)
  6. Ah KK, Hohyun S, Jongmin P, Jongmin L, Jae Yong J, Jung KY. The effect of treadmill exercise on ischemic neuronal injury in the stroke animal model: Potentiation of erebral vascular integrity. J Korean Acad Nurs. 2011;41(2):1-45.
  7. Liu W, Ru L, Su C, Qi S, Qi X. Serum levels of inflammatory cytokines and expression of BCL2 and BAX mRNA in peripheral blood mononuclear cells and in patients with chronic heart failure. Med Sci Monit. 2019;25:26-33.
  8. Samadi A. Exercise preconditioning and neuroprotection: A review of mechanisms. Shefaye Khatam. 2015;3(1):115-30. (In Persian)
  9. Allen RS, Hanif AM, Gogniat MA, Prall BC, Haider R, Aung MH, et al. TrkB signalling pathway mediates the protective effects of exercise in the diabetic rat retina. Eur J Neurosci. 2018;47(10):1254-65.
  10. Chrysostomou V, Galic S, van Wijngaarden P, Trounce IA, Steinberg GR, Crowston JG. Exercise reverses age‐related vulnerability of the retina to injury by preventing complement‐mediated synapse elimination via a BDNF‐dependent pathway. Aging Cell. 2016;15(6):1082-91.
  11. Hanif AM, Lawson EC, Prunty M, Gogniat M, Aung MH, Chakraborty R, et al. Neuroprotective effects of voluntary exercise in an inherited retinal degeneration mouse model. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2015;56(11):6839-46.
  12. Vedovelli K, Silveira E, Velho E, Stertz L, Kapczinski F, Schröder N, et al. Effects of increased opportunity for physical exercise and learning experiences on recognition memory and brain-derived neurotrophic factor levels in brain and serum of rats. Neuroscience. 2011;199:284-91.
  13. Hosseinpour S, Behpour N, Tadibi V, Ramezankhani A. Effect of cognitive-motor exercises on physical health and cognitive status in elderly. Iran J Health Educ Health Promot. 2017;5(4):336-44. (In Persian)
  14. Vorhees CV, Williams MT. Morris water maze: Procedures for assessing spatial and related forms of learning and memory. Nature protocols. 2006;1(2):848-59.
  15. Gomez Pinilla F, Vaynman S, Ying Z. Brain‐derived neurotrophic factor functions as a metabotrophin to mediate the effects of exercise on cognition.
    Eur J Neurosci. 2008;28(11):2278-87.
  16. Then FS, Luck T, Angermeyer MC, Riedel Heller SG. Education as protector against dementia, but what exactly do we mean by education? Age Ageing. 2016;45(4):    523-8.
  17. Abazari Gharebelagh K. Mohammadi Darvish Baghal N. A comparative study of the effectiveness of cognitive rehabilitation intervention with aerobic exercises on the cognition of slow learner children. Child Psychological. 2019;6(3):149-61.                   (In Persian)
  18. Aboutaleb N, Shamsaei N, Rajabi H, Khaksari M, Erfani S, Nikbakht F, et al. Protection of hippocampal CA1 neurons against ischemia/reperfusion injury by exercise preconditioning via modulation of Bax/Bcl-2 ratio and prevention of caspase-3 activation. Basic Clin Neurosci. 2016;7(1):21. (In Persian)
  19. Ebrahimnia P, Abolhasani F, Shiasi M, Marefati N, hedayatpour A. Protective effect examination of exogenous progesterone and melatonin after transient ischemia on CA1 region of hippocampus in adult male rat. North Khorasan Univ Med Sci. 2016; 8(3): 373-82. (In Persian)
  20. Naderi S, Ali Mohammadi R, Shamsi Zadeh A, Mobini M, Amin F, Allahtavakoli M. The effect of exercise preconditioning on stroke outcome in an experimental mice model. Shefaye Khatam. 2015;3(3):45-53. (In Persian)
  21. Tahamtan M, Allahtavakoli M, Abbasnejad M, Roohbakhsh A, Taghipour Z, Taghavi M, et al. Exercise preconditioning improves behavioral functions following transient cerebral ischemia induced by 4-vessel occlusion  in rats. Arch Iran Med. 2013;16: 697-704. (In Persian)
  22. Alkadhi KA. Exercise as a positive modulator of brain function. Mol Neurobiol. 2018;55(4):80-1.
  23. Rezaee Z, Marandi SM, Ghaedi K, Esfarjani F. Molecular Mechanisms of Neurotrophins Actions in Diseases of Nervous System. Genet 3rd Millennium. 2014;12(4): 37-93. (In Persian)
  24. Mojtahedi S, Shabkhiz F, Akbarnejad A, Salehian O. Effect of 8 weeks resistance training on BDNF and TrkB in the hippocampus of adult male rats. Armaghane Danesh. 2014;19(5):380-9. (In Persian)
  25. Lee MC, Okamoto M, Liu YF, Inoue K, Matsui T, Nogami H, et al. Voluntary resistance running with short distance enhances spatial memory related to hippocampal BDNF signaling. J Appl Physiol. 2012;113(8):60-12.
  26. Liu YF, Chen Hi, Yu L, Kuo YM, Wu FS, Chuang JI, et al. Upregulation of hippocampal TrkB and synaptotagmin is involved in treadmill exercise-enhanced aversive memory in mice. Neurobiol Learn Mem. 2008;90(1):81-9.
  27. Macias M, Dwornik A, Ziemlinska E, Fehr S, Schachner M, Czarkowska Bauch J, et al. Locomotor exercise alters expression of pro‐brain‐derived neurotrophic factor, brain‐derived neurotrophic factor and its receptor TrkB in the spinal cord of adult rats. Eur J Neurosci. 2007;25(8):44-24.
  28. Jiang Y, Wei N, Zhu J, Lu T, Chen Z, Xu G, et al. Effects of brain-derived neurotrophic factor on local inflammation in experimental stroke of rat. Mediators Inflamm. 2010;5:102-35.
  29. Majidy Zolbin M, Rezaei L, Azami Tameh A, Rezvani Z, Atlasi MA, Nikzad H, et al. Expression of the apoptotic genes Bax and Bcl-2 in rat hippocampus following transient ischemia. Feyz. 2012;16(5): 454-60. (In Persian)
  30. Terashi T, Otsuka S, Takada S, Nakanishi K, Ueda K, Sumizono M, et al. Neuroprotective effects of different frequency preconditioning exercise on neuronal apoptosis after focal brain ischemia in rats. Neurol Res. 2019;41(6):510-8.
  31. Santana ET, Serra AJ, Silva Junior JA, Bocalini DS, Barauna VG, Krieger JE, et al. Aerobic exercise training induces an anti-apoptotic milieu in myocardial tissue. Motriz. 2014;20(2):233-8.
  32. Kim KB, Kim YA, Park JJ. Effects of 8-week exercise on Bcl-2, Bax, Caspase-8, Caspase-3 and HSP70 in mouse gastrocnemius muscle. Journal of Life Science. 2010;20(9): 1409-14
  33. Jafari A, Pourrazi H, Nikookheslat S, Baradaran B. Effect of exercise training on Bcl-2 and bax gene expression in the rat heart. Gene Cell Tissue. 2015;2(4):80-1. (In Persian)
  34. Egan KJ, Janssen H, Sena ES, Longley L, Speare S, Howells DW, et al. Exercise reduces infarct volume and facilitates neurobehavioral recovery: Results from a systematic review and meta-analysis of exercise in experimental models of focal ischemia.Neurorehabil Neural Repair. 2014;28(8):800-12.
  35. Chen BL, Guo JB, Liu MS, Li X, Zou J, Chen X, et al. Effect of traditional Chinese exercise on gait and balance for stroke: a systematic review and meta-analysis. PloS one. 2015;10(8):88-1.
  36. He Z, Lu H, Yang X, Zhang L, Wu Y, Niu W, et al. Hypoperfusion induced by preconditioning treadmill training in hyper-early reperfusion after cerebral ischemia: A laser speckle imaging study. IEEE Trans Biomed Eng. 2017;65(1):219-23.
فیزیولوژی ورزشی
دوره 11، شماره 44
زمستان 1398
بهمن 1398
صفحه 143-160

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 05 آبان 1398
  • تاریخ بازنگری: 23 فروردین 1399
  • تاریخ پذیرش: 31 فروردین 1399

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار