فیزیولوژی ورزشی

فیزیولوژی ورزشی

اثر مداخله ترکیبی و جداگانه تمرین تناوبی با شدت بالا و مکمل‌یاری عصاره بوقناق بر بیومارکرهای آپوپتوز در بافت عضله دوقلو موش‌های نر مبتلا به دیابت نوع 2

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
غسان عامر بیدنو 1
اصغر توفیقی 1
بهرام جمالی 2
محمد رضا شیری شاهسوار 3
1 گروه فیزیولوژی ورزشی و حرکات اصلاحی، دانشکده تربیت بدنی و علوم ورزشی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران
2 دانشیار فیزیولوژی ورزشی، گروه علوم پایه، دانشکده پیراپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی تبریز، تبریز، ایران
3 گروه تغذیه، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی قزوین، قزوین، ایران
10.22089/spj.2025.18090.2376
چکیده
هدف: دیابت نوع 2 (T2DM) اختلال متابولیک شایعی است که با مقاومت به انسولین و نقص ترشح انسولین همراه است و موجب آسیب و تحلیل عضلانی می‌شود. ازآنجاکه استرس اکسیداتیو و آپوپتوز نقش مهمی در آسیب عضلات اسکلتی در دیابت دارند، هدف مطالعه حاضر بررسی اثر تمرینات تناوبی با شدت بالا (HIIT) و عصاره بوقناق، به ‌صورت جداگانه و ترکیبی، بر بیومارکرهای آپوپتوز در عضله سولئوس موش‌های دیابتی بود.
مواد و روش‌ها: در این پژوهش تجربی، 50 موش صحرایی نر به پنج گروه تقسیم شدند: کنترل سالم، کنترل دیابتی، دیابتی+بوقناق، دیابتیHIIT+ و دیابتی+HIIT+بوقناق. دیابت با تزریق استرپتوزوتوسین (STZ) القا شد. مداخلات شامل شش هفته تمرین HIIT  و تجویز خوراکی عصاره بوقناق (100 میلی‌گرم/کیلوگرم) بود. در پایان دوره، سطوح پروتئین‌های Bax و Bcl-2 و نسبت Bax/Bcl-2 در عضله سولئوس اندازه‌گیری شد.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که تمرین HIIT باعث کاهش معنادار BAX (p=0.001)  و افزایش معنادار Bcl-2 (p=0.001) در مقایسه با گروه کنترل دیابتی شد. تجویز بوقناق به‌تنهایی تأثیر معناداری بر سطوح Bax و Bcl-2 نداشت(p>0.05) . درمقابل، گروه ترکیبی کاهش چشمگیر BAX (p=0.001)، افزایش چشمگیر Bcl-2 (p=0.001) و کاهش قابل‌توجه نسبت Bax/Bcl-2 را نشان داد که از سایر گروه‌های مداخله‌ای بیشتر بود.
نتیجه گیری: نتایج مطالعه بیانگر آن است که تمرین HIIT اثرات حفاظتی قابل‌توجهی بر عضلات دیابتی دارد و ترکیب آن با عصاره بوقناق می‌تواند این اثرات را تقویت کند و میزان آپوپتوز را کاهش دهد. به ‌طور کلی، مداخله ترکیبی HIIT و بوقناق ممکن است رویکردی مؤثر برای مدیریت و کاهش عوارض عضلانی مرتبط با دیابت نوع 2 باشد.
کلیدواژه‌ها
تمرینات تناوبی با شدت بالا، عصاره بوقناق، دیابت نوع 2، آپوپتوز

موضوعات

1. Diagnosis and classification of diabetes mellitus. Diabetes Care. 2011;34(Suppl 1):S62-9. https://doi.org/10.2337/dc11-S062
2. Groop LC, Eriksson JG. The etiology and pathogenesis of non-insulin-dependent diabetes. Ann Med. 1992;24(6):483-9. https://doi.org/10.3109/07853899209167000
3. Hossain MJ, Al-Mamun M, Islam MR. Diabetes mellitus, the fastest growing global public health concern: early detection should be focused. Health Sci Rep. 2024;7(3):e2004. https://doi.org/10.1002/hsr2.2004
4. Volpe CMO, Villar-Delfino PH, Dos Anjos PMF, Nogueira-Machado JA. Cellular death, reactive oxygen species (ROS) and diabetic complications. Cell Death Dis. 2018;9(2):119. https://doi.org/10.1038/s41419-017-0135-z
5. Gispen WH, Biessels GJ. Cognition and synaptic plasticity in diabetes mellitus. Trends Neurosci. 2000;23(11):542-9.  https://doi.org/10.1016/S0166-2236(00)01656-8     
6. Kamei Y, Miura S, Suzuki M, Kai Y, Mizukami J, Taniguchi T, et al. Skeletal muscle FOXO1 (FKHR) transgenic mice have less skeletal muscle mass, down-regulated Type I (slow twitch/red muscle) fiber genes, and impaired glycemic control. J Biol Chem. 2004;279(39):41114-23. https://doi.org/10.1074/jbc.M400674200
7. Hickey MS, Carey JO, Azevedo JL, Houmard JA, Pories WJ, Israel RG, et al. Skeletal muscle fiber composition is related to adiposity and in vitro glucose transport rate in humans. Am J Physiol. 1995;268(3 Pt 1):E453-7. https://doi.org/10.1152/ajpendo.1995.268.3.E453
8. Brandenburg SL, Reusch JE, Bauer TA, Jeffers BW, Hiatt WR, Regensteiner JG. Effects of exercise training on oxygen uptake kinetic responses in women with type 2 diabetes. Diabetes Care. 1999;22(10):1640-6. https://doi.org/10.2337/diacare.22.10.1640
9. Regensteiner JG, Sippel J, McFarling ET, Wolfel EE, Hiatt WR. Effects of non-insulin-dependent diabetes on oxygen consumption during treadmill exercise. Med Sci Sports Exerc. 1995;27(6):875-81. https://doi.org/10.1038/s41419-017-0135-z
10. Koliaki C, Katsilambros N. Repositioning the role of tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL) on the TRAIL to the development of diabetes mellitus: an update of experimental and clinical evidence. Int J Mol Sci. 2022;23(6). https://doi.org/10.3390/ijms23063225
11. Qian S, Wei Z, Yang W, Huang J, Yang Y, Wang J. The role of BCL-2 family proteins in regulating apoptosis and cancer therapy. Front Oncol. 2022;12:985363. https://doi.org/10.3389/fonc.2022.985363
12. Joseph AM, Joanisse DR, Baillot RG, Hood DA. Mitochondrial dysregulation in the pathogenesis of diabetes: potential for mitochondrial biogenesis-mediated interventions. Exp Diabetes Res. 2012;2012:642038. https://doi.org/10.1155/2012/642038
13. Pal P, Zhang P, Poddar SK, Zheng G. Patent landscape of inhibitors and PROTACs of the anti-apoptotic BCL-2 family proteins. Expert Opin Ther Pat. 2022;32(9):1003-26. https://doi.org/10.1080/13543776.2022.2116311
14. Elmore S. Apoptosis: a review of programmed cell death. Toxicol Pathol. 2007;35(4):495-516. https://doi.org/10.1080/13543776.2022.2116311
15. Karstoft K, Safdar A, Little JP. Editorial: optimizing exercise for the prevention and treatment of type 2 diabetes. Front Endocrinol (Lausanne). 2018;9:237. https://doi.org/10.3389/fendo.2018.00237
16. van Dijk JW, van Loon LJ. Exercise strategies to optimize glycemic control in type 2 diabetes: a continuing glucose monitoring perspective. Diabetes Spectr. 2015;28(1):24-31. https://doi.org/10.2337/diaspect.28.1.24
17. Francois ME, Little JP. Effectiveness and safety of high-intensity interval training in patients with type 2 diabetes. Diabetes Spectr. 2015;28(1):39-44. https://doi.org/10.2337/diaspect.28.1.39
18. Cassidy S, Thoma C, Hallsworth K, Parikh J, Hollingsworth KG, Taylor R, et al. High intensity intermittent exercise improves cardiac structure and function and reduces liver fat in patients with type 2 diabetes: a randomised controlled trial. Diabetologia. 2016;59(1):56-66. https://doi.org/10.1007/s00125-015-3741-2
19. Al-Rawaf HA, Gabr SA, Iqbal A, Alghadir AH. High-intensity interval training improves glycemic control, cellular apoptosis, and oxidative stress of type 2 diabetic patients. Medicina (Kaunas). 2023;59(7). https://doi.org/10.3390/medicina59071320
20. Cassidy S, Thoma C, Houghton D, Trenell MI. High-intensity interval training: a review of its impact on glucose control and cardiometabolic health. Diabetologia. 2017;60(1):7-23. https://doi.org/10.1007/s00125-016-4106-1
21. Li F, Shi W, Zhao EY, Geng X, Li X, Peng C, et al. Enhanced apoptosis from early physical exercise rehabilitation following ischemic stroke. J Neurosci Res. 2017;95(4):1017-24. https://doi.org/10.1002/jnr.23890
22. Rami M, Rahdar S, Ahmadi Hekmatikar A, Awang Daud DM. Highlighting the novel effects of high-intensity interval training on some histopathological and molecular indices in the heart of type 2 diabetic rats. Front Endocrinol (Lausanne). 2023;14:1175585. https://doi.org/10.3389/fendo.2023.1175585
23. Ebrahimnezhad N, Nayebifar S, Soltani Z, Khoramipour K. High-intensity interval training reduced oxidative stress and apoptosis in the hippocampus of male rats with type 2 diabetes: The role of the PGC1α-Keap1-Nrf2 signaling pathway. Iran J Basic Med Sci. 2023;26(11):1313-9. https://doi.org/10.22038/IJBMS.2023.70833.15387
24. Pérez-Muñoz EP, Antunes-Ricardo M, Martínez-Ávila M, Guajardo-Flores D. Eryngium species as a potential ally for treating metabolic syndrome and diabetes. Front Nutr. 2022;9:878306. https://doi.org/10.3389/fnut.2022.878306
25. Rehman AU, Hashmi MA, Tehseen Y, Khan A, Khan SS, Iqbal J, et al. Antidiabetic flavonol glycosides from Eryngium caeruleum. Rec Nat Prod. 2017;11(2):229-34.
26. Hamami Chamgordani Z, Mazaheri M, Iraj B, Baghshahi H, Sabouhi F. Antidiabetic effects of Eryngium billardieri hydrosol in the treatment of type 2 diabetic patients: A double-blind randomized clinical trial. Avicenna J Phytomed. 2023;13(1):34-44. https://doi.org/10.22038/AJP.2022.21175
27. Li L, Meng F, Li N, Zhang L, Wang J, Wang H, et al. Exercise training prevents the attenuation of anesthetic pre-conditioning-mediated cardioprotection in diet-induced obese rats. Acta Anaesthesiol Scand. 2015;59(1):85-97.  https://doi.org/10.1111/aas.12414
28. Sudha M, Rajkumar D, Felix JW. Protective effect of glutathione against isoproterenol induced myocardial injury in rats. Indian J Physiol Pharmacol. 2013;57(2):132-7. https://doi.org/10.3390/medicina59071320
29. Cai X, Zhou H, Wong YF, Xie Y, Liu ZQ, Jiang ZH, et al. Suppression of the onset and progression of collagen-induced arthritis in rats by QFGJS, a preparation from an anti-arthritic Chinese herbal formula. J Ethnopharmacol. 2007;110(1):39-48. https://doi.org/10.1016/j.jep.2006.09.008
30. Palsamy P, Sivakumar S, Subramanian S. Resveratrol attenuates hyperglycemia-mediated oxidative stress, proinflammatory cytokines and protects hepatocytes ultrastructure in streptozotocin-nicotinamide-induced experimental diabetic rats. Chem Biol Interact. 2010;186(2):200-10. https://doi.org/10.1016/j.cbi.2010.03.028
31. Noriega‐Cisneros R, Salgado‐Garciglia R, Clemente‐Guerrero M, Cortés‐Rojo C, Esquivel‐Gutiérrez E, Montoya‐Pérez R, et al. Improvement on lipid abnormalities in diabetes by Eryngium carlinae. The FASEB Journal. 2015;29:885.8. https://doi.org/10.1096/fasebj.29.1_supplement.885.8
32. Ito S. High-intensity interval training for health benefits and care of cardiac diseases- the key to an efficient exercise protocol. World J Cardiol. 2019;11(7):171-88. https://doi.org/10.4330/wjc.v11.i7.171
33. Pourmousavi L, Hashemkandi Asadi R, Zehsaz F, Jadidi RP. Effect of crocin and treadmill exercise on oxidative stress and heart damage in diabetic rats. PLoS One. 2023;18(12):e0281692. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0281692
34. Eydivandi K, Azarbayjani MA, Farzanegi P. The effect of high intensity interval training (HIIT) and crocin consumption on doxorubicin-induced apoptotic indices in the muscle tissue of rats. Gene, Cell and Tissue. 2020;7(4). https://doi.org/10.5812/gct.108227
35. Giha HA, Alamin OA, Sater MS. Diabetic sarcopenia: metabolic and molecular appraisal. Acta diabetologica. 2022;59(8):989-1000. https://doi.org/10.1007/s00592-022-01883-2
36. Soltany A, Daryanoosh F, Gholampour F, Sadat Hosseini N, Khoramipour K. Potential role of high-intensity interval training-induced increase in humanin levels for the management of type 2 diabetes. J Cell Mol Med. 2025;29(3):e70396. https://doi.org/10.1111/jcmm.70396
37. Moradi A, Hosseini SA, Nikbakht M. Anti-apoptotic effects of interval and continued training and crocin on the muscle tissue of the rats with type II diabetes induced by a high-fat diet. Journal of Nutrition, Fasting & Health. 2019;7(3). https://doi.org/10.22038/jnfh.2019.39346.1186
38. Rezaee N, Rahmani-Nia F, Delfan M, Ghahremani R. Exercise training and probiotic supplementation effects on skeletal muscle apoptosis prevention in type-Ι diabetic rats. Life Sci. 2021;285:119973. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2021.119973
39. Trejo-Hurtado CM, Landa-Moreno CI, la Cruz JL, Peña-Montes DJ, Montoya-Pérez R, Salgado-Garciglia R, et al. An ethyl acetate extract of eryngium carlinae inflorescences attenuates oxidative stress and inflammation in the liver of streptozotocin-induced diabetic rats. Antioxidants (Basel). 2023;12(6). https://doi.org/10.1016/j.lfs.2021.119973
فیزیولوژی ورزشی
دوره 17، شماره 68
زمستان 1404
صفحه 39-54

  • تاریخ دریافت 16 تیر 1404
  • تاریخ بازنگری 24 آبان 1404
  • تاریخ پذیرش 08 آذر 1404