تأثیر هشت هفته تمرین هوازی بر بیان ژن‌های LXRa، PEPCK و G6PC2 در کبد موش‌های چاق پیش‌دیابتی

کاظمی نسب, فاطمه; مرندی, سید محمد; شیرخانی, سمانه; شیخانیان پور, آرزو; قائدی, کامران

doi:10.22089/spj.2020.8717.2014

تأثیر هشت هفته تمرین هوازی بر بیان ژن‌های LXRa، PEPCK و G6PC2 در کبد موش‌های چاق پیش‌دیابتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

فاطمه کاظمی نسب ¹

سید محمد مرندی ²

سمانه شیرخانی ³

آرزو شیخانیان پور ³

کامران قائدی ⁴

¹ استادیار فیزیولوژی ورزشی، دانشکدة علوم انسانی، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران

² استاد فیزیولوژی ورزشی، دانشکدة علوم ورزشی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

³ کارشناسی ارشد فیزیولوژی ورزشی، دانشکدة علوم ورزشی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

⁴ استاد زیست‌شناسی سلولی و مولکولی و میکروبیولوژی، دانشکدة علوم و فناوری‌های زیستی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

10.22089/spj.2020.8717.2014

چکیده

مطالعة حاضر با هدف بررسی تأثیر هشت هفته تمرین هوازی بر بیان LXRa mRNA، PEPCK و G6PC2 در بافت کبد موش های چاق پیش‌دیابتی انجام شد. تعداد 18 سر موش نر C57BL/6 به دو گروه تقسیم شدند: 1- موش های تغذیه‌شده با رژیم غذایی پرچرب (موش های پیش‌دیابتی) (تعداد = 12) و 2- موش های تغذیه‌شده با رژیم غذایی استاندارد (موش های غیرچاق) (تعداد = 6). تأیید شرایط پیش‌دیابتی با تست تحمل گلوکز (GTT) انجام گرفت. سپس موش های پیش‌دیابتی به‌طور تصادفی به دو گروه تقسیم شدند: رژیم غذایی پرچرب-تمرین (HFD-Exe) و رژیم غذایی پرچرب-بی‌تحرک (HFD-Sed). موش های گروه تمرینی به‌مدت هشت هفته و پنج روز در هفته با سرعت متوسط 21 متر بر دقیقه و به‌مدت 45 دقیقه روی نوار گردان تمرین کردند. 24 ساعت پس از آخرین جلسة تمرینی، موش ها قربانی و خون از قلب موش ها گرفته شد. بافت کبد جدا شد و برای اندازه‌گیری سطح بیان LXRa و ABCA1 در دمای 70- درجة سانتی گراد نگهداری شد. نتایج نشان داد سطوحLXRa و ABCA1 کبدی در موش های تمرین‌کرده به‌طور معناداری از موش های تمرین‌نکرده بیشتر بود. بیان نسبی ژن های کلیدی در گلوکونئوژنز ازجمله G6PC2 و PEPCK در کبد موش های تمرین‌کرده در مقایسه با موش های تمرین‌نکرده به‌طور معناداری کاهش پیدا کرد. همچنین تمرین هوازی موجب کاهش استئاتوز و آنزیم های کبدی در موش های پیش‌دیابتی شد. به‌دنبال تمرین بدنی، بیان ژن LXRa و ABCA1 در کبد موش ها افزایش پیدا کرد و موش ها را از چاقی القاشده توسط HFD محافظت می کند و خطر بیماری کبد چرب را کاهش می دهد.

کلیدواژه‌ها

تمرین هوازی

رژیم غذایی پرچرب

LXRa

پیش‌دیابت

کبد چرب

20.1001.1.2322164.1399.12.48.1.2

موضوعات

متابولیسم ورزشی

Attie AD, Scherer PE. Adipocyte metabolism and obesity. Journal of Lipid Research. 2009;50(Supplement):395-9.
Verma S, Hussain ME. Obesity and diabetes: an update. Diabetes & Metabolic Syndrome: Clinical Research & Reviews. 2017;11(1):73-9.
Venables MC, Jeukendrup AE. Physical inactivity and obesity: links with insulin resistance and type 2 diabetes mellitus. Diabetes/Metabolism Research and Reviews. 2009;25(S1):18-23.
Garber A, Handelsman Y, Einhorn D, Bergman D, Bloomgarden Z, Fonseca V, et al. Diagnosis and management of prediabetes in the continuum of hyperglycemia—when do the risks of diabetes begin? A consensus statement from the American College of Endocrinology and the American Association of Clinical Endocrinologists. Endocrine Practice. 2008;14(7):933-46.
Association AD. Diagnosis and classification of diabetes mellitus. Diabetes Care. 2014;37(Supplement 1):81-90.
Schindhelm RK, Diamant M, Dekker JM, Tushuizen ME, Teerlink T, Heine RJ. Alanine aminotransferase as a marker of non‐alcoholic fatty liver disease in relation to type 2 diabetes mellitus and cardiovascular disease. Diabetes/Metabolism Research and Reviews. 2006;22(6):437-43.
Hoseini Kakhk SA, Khaleghzadeh H, Nematy M, Hamedinia MR. The effect of combined aerobic- resistance training on lipid profile and liver enzymes in patients with non-alcoholic fatty liver under nutrition diet. Sport Physiology. 2015;7(27):65-84. (In Persian).
Marchesini G, Brizi M, Bianchi G, Tomassetti S, Bugianesi E, Lenzi M, et al. Nonalcoholic fatty liver disease: a feature of the metabolic syndrome. Diabetes. 2001;50(8):1844-50.
Dixon JB, Bhathal PS, O'brien PE. Nonalcoholic fatty liver disease: predictors of nonalcoholic steatohepatitis and liver fibrosis in the severely obese. Gastroenterology. 2001;121(1):91-100.
Ortiz-Lopez C, Lomonaco R, Orsak B, Finch J, Chang Z, Kochunov VG, et al. Prevalence of prediabetes and diabetes and metabolic profile of patients with nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD). Diabetes Care. 2012;35(4):873-8.
Hajighasem A, Farzanegi P, Mazaheri Z, Naghizadeh M, Salehi G. Effects of resveratrol, exercises and their combination on Farnesoid X receptor, Liver X receptor and Sirtuin 1 gene expression and apoptosis in the liver of elderly rats with nonalcoholic fatty liver. PeerJ. 2018;6:5522.
Yang G, Li C, Gong Y, Fang F, Tian H, Li J, et al. Assessment of insulin resistance in subjects with normal glucose tolerance, hyperinsulinemia with normal blood glucose tolerance, impaired glucose tolerance, and newly diagnosed type 2 diabetes (prediabetes insulin resistance research). Journal of Diabetes Research. 2016; 2016: 1-11.
Teixeira-Lemos E, Nunes S, Teixeira F, Reis F. Regular physical exercise training assists in preventing type 2 diabetes development: focus on its antioxidant and anti-inflammatory properties. Cardiovascular Diabetology. 2011;10(1):12.1-15.
Laffitte BA, Chao LC, Li J, Walczak R, Hummasti S, Joseph SB, et al. Activation of liver X receptor improves glucose tolerance through coordinate regulation of glucose metabolism in liver and adipose tissue. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2003;100(9):5419-24.
Kazeminasab F, Marandi M, Ghaedi K, Esfarjani F, Moshtaghian J. Endurance training enhances LXRα gene expression in Wistar male rats. European Journal of Applied Physiology. 2013;113(9):2285-90.
Gao M, Liu D. The liver X receptor agonist T0901317 protects mice from high fat diet-induced obesity and insulin resistance. The AAPS Journal. 2013;15(1):258-66.
Chisholm JW, Hong J, Mills SA, Lawn RM. The LXR ligand T0901317 induces severe lipogenesis in the db/db diabetic mouse. Journal of Lipid Research. 2003;44(11):2039-48.
Cao G, Liang Y, Broderick CL, Oldham BA, Beyer TP, Schmidt RJ, et al. Antidiabetic action of a liver x receptor agonist mediated by inhibition of hepatic gluconeogenesis. Journal of Biological Chemistry. 2003;278(2):1131-6.
Efanov AM, Sewing S, Bokvist K, Gromada J. Liver X receptor activation stimulates insulin secretion via modulation of glucose and lipid metabolism in pancreatic beta-cells. Diabetes. 2004;53(3):75-8.
Bagnol D, Al‐Shamma HA, Behan D, Whelan K, Grottick AJ. Diet‐induced models of obesity (DIO) in rodents. Current Protocols in Neuroscience. 2012;59(1):1-9.
Asare-Bediako B, Noothi SK, Li Calzi S, Athmanathan B, Vieira CP, Adu-Agyeiwaah Y, et al. Characterizing the Retinal Phenotype in the High-Fat Diet and Western Diet Mouse Models of Prediabetes. Cells. 2020;9(2):464. 1-18.
Kazeminasab F, Marandi SM, Ghaedi K, Safaeinejad Z, Esfarjani F, Nasr-Esfahani MH. A comparative study on the effects of high-fat diet and endurance training on the PGC-1α-FNDC5/irisin pathway in obese and nonobese male C57BL/6 mice. Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism. 2018;43(7):651-62.
Powers SK, Criswell D, Lawler J, Martin D, Lieu F-K, Ji LL, et al. Rigorous exercise training increases superoxide dismutase activity in ventricular myocardium. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 1993;265(6):2094-8.
Kazeminasab F, Marandi SM, Ghaedi K, Esfarjani F, Nasr-Esfahani MH. The Effect of Endurance Training and High-Fat Diet on PGC-1a/FNDC5/Irisin Pathway in Male C57BL/6 Mice. Sport Physiology. 2019;11(41):63-80. (In Persian).
Kim M-K, Chae YN, Son MH, Kim SH, Kim JK, Moon HS, et al. PAR-5359, a well-balanced PPARα/γ dual agonist, exhibits equivalent antidiabetic and hypolipidemic activities in vitro and in vivo. European Journal of Pharmacology. 2008;595(1-3):119-25.
Kleiner DE, Brunt EM, Van Natta M, Behling C, Contos MJ, Cummings OW, et al. Design and validation of a histological scoring system for nonalcoholic fatty liver disease. Hepatology. 2005;41(6):1313-21.
Brunt EM, Janney CG, Di Bisceglie AM, Neuschwander-Tetri BA, Bacon BR. Nonalcoholic steatohepatitis: a proposal for grading and staging the histological lesions. The American Journal of Gastroenterology. 1999;94(9):2467-74.
Sanyal AJ. Use of farnesoid X receptor agonists to treat nonalcoholic fatty liver disease. Digestive Diseases. 2015;33(3):426-32.
Kratzer A, Buchebner M, Pfeifer T, Becker TM, Uray G, Miyazaki M, et al. Synthetic LXR agonist attenuates plaque formation in apoE-/-mice without inducing liver steatosis and hypertriglyceridemia. Journal of Lipid Research. 2009;50(2):312-26.
Fernandez-Veledo S, Nieto-Vazquez I, Rondinone C, Lorenzo M. Liver X receptor agonists ameliorate TNFα-induced insulin resistance in murine brown adipocytes by downregulating protein tyrosine phosphatase-1B gene expression. Diabetologia. 2006;49(12):3038-48.
Ebrahimi M, Fathi R, Ansari Pirsaraei Z, Talebi Garakani E. Relative Gene Expression of Key Genes Involved in Lipid Metabolism, Following High Fat Diet and Moderate and High Intensity Aerobic Training in Rat’s Liver. Sport Physiology. 2016;9(34):201-16. (In Persian).
Steffensen K, Jan-Åke K. Liver X receptors: new drug targets to treat Type 2 diabetes? Future Lipidology. 2006;1(2):181-9.
Kase ET, Wensaas AJ, Aas V, Højlund K, Levin K, Thoresen GH, et al. Skeletal muscle lipid accumulation in type 2 diabetes may involve the liver X receptor pathway. Diabetes. 2005;54(4):1108-15.