پیش‌آماده‌سازی ایسکمی دور اثر تمرین هوازی بر استرس شبکه آندوپلاسمی قلب را در موش‌های صحرایی مدل سکته قلبی تقویت می‌کند

قربانی پور, عاطفه; فرزانه حصاری, امین; فرزانگی, پروین; جعفری, عبدالرضا

doi:10.22089/spj.2025.18049.2373

پیش‌آماده‌سازی ایسکمی دور اثر تمرین هوازی بر استرس شبکه آندوپلاسمی قلب را در موش‌های صحرایی مدل سکته قلبی تقویت می‌کند

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

عاطفه قربانی پور ¹

امین فرزانه حصاری ²

پروین فرزانگی ³

عبدالرضا جعفری ⁴

¹ دانشجوی دکتری، گروه فیزیولوژی ورزشی، واحد ساری، دانشگاه آزاد اسلامی، ساری، ایران

² دانشیار، گروه فیزیولوژی ورزشی، واحد ساری، دانشگاه آزاد اسلامی، ساری، ایران

³ استاد، گروه فیزیولوژی ورزشی، واحد ساری، دانشگاه آزاد اسلامی، ساری، ایران

⁴ استادیار، گروه فیزیولوژی ورزشی، واحد ساری، دانشگاه آزاد اسلامی، ساری، ایران

10.22089/spj.2025.18049.2373

چکیده

هدف: استرس شبکه آندوپلاسمی قلب از طریق پروتئین‌های نادرست تاشده نقش مهمی در بیماری‌های قلبی عروقی بازی می‌کند. تمرین ورزشی ممکن است استراتژی مناسبی در تثبیت هموستاز شبکه آندوپلاسمی باشد. از طرفی، پیش‌آماده‌سازی ایسکمی اثر محافظتی در مقابل آسیب قلب دارد؛ با این حال، اثر آن به همراه تمرین مشخص نیست. هدف مطالعه‌ حاضر، بررسی اثر تمرین هوازی و پیش‌آمادهسازی ایسکمی بر بیان ژن‌های PERK و ATF6 قلب موش‌های صحرایی مدل سکته قلبی بود.
مواد و روش ها: در این مطالعه تجربی، 35 موش صحرایی ویستار به‌صورت تصادفی به هفت گروه سالم، سکته، سکته ایسکمی یک‌ پا، سکته ایسکمی دو پا، سکته تمرین هوازی، سکته تمرین+ایسکمی یک پا، سکته تمرین+ایسکمی دو پا تقسیم شدند. سکته قلبی با تزریق ایزوپروترنول (mg/kg.day 100) در دو دوز القا شد. پیش‌آمادهسازی ایسکمی شامل سه دور پنج دقیقهای ایسکمی و پنج دقیقه جریان مجدد متعاقب بود. تمرین هوازی به مدت هشت هفته و پنج روز در هفته انجام شد که شامل دویدن روی نوار گردان با سرعت 10 متر در دقیقه و مدت 15 دقیقه در هفته‌های اول و دوم بود که در هفته‌های هفتم و هشتم به سرعت 25 متر در دقیقه و مدت 30 دقیقه رسید. بیان ژن‌های PERK و ATF6 قلب با روش real-time PCR اندازه‌گیری شد. از روش آماری واریانس یک‌طرفه و آزمون تعقیبی توکی در سطح معنا‌داری 05/0 استفاده شد.
یافته ها: نتایج نشان داد، بیان ژن‌های PERK و ATF6 افزایش معنا‌داری در گروه سکته نسبت به گروه سالم داشت. PERK و ATF6 کاهش معنا‌داری در ایسکمی یک پا (0.0001 P=،0.032 P=)، ایسکمی دو پا (0/003P=،0.004P=)، تمرین (0.0001P=،0.0001P=)، تمرین+ایسکمی یک پا (0.0001P=،0.0001P=) و تمرین+ایسکمی دو پا (0.0001P=،0.0001P=) در مقایسه با گروه سکته داشت. نتیجه گیری: تمرین هوازی، پیش‌آمادهسازی ایسکمی در یک پا و دو پا منجر به بهبود استرس شبکه آندوپلاسمی قلب موش‌های صحرایی مدل سکته قلبی می‌شود؛ با این حال، تمرین هوازی به همراه پیش‌آمادهسازی ایسکمی اثر بیشتری بر بهبود استرس شبکه آندوپلاسمی بافت قلب دارد.

کلیدواژه‌ها

پیش‌آماده‌سازی ایسکمی

تمرین هوازی

استرس شبکه آندوپلاسمی

بیماری قلبی‌عروقی

موضوعات

قلب و عروق و تنفس

1. Girerd N. The growing importance of heart failure in myocardial infarction. Int J Cardiol. 2022;352:100-101. https://doi.org/10.1016/j.ijcard.2022.01.068

2. Wang M, Kaufman RJ. Protein misfolding in the endoplasmic reticulum as a conduit to human disease. Nature. 2016;529(7586):326-35. https://doi.org/10.1038/nature17041

3. Wu Chuang A, Kepp O, Kroemer G, Bezu L. Endoplasmic reticulum stress in the cellular release of damage-associated molecular patterns. International Review of Cell and Molecular Biology. 2020;350:1-28. https://doi.org/10.1016/bs.ircmb.2019.11.006

4. Qi Z, Chen L. Endoplasmic reticulum stress and autophagy. Adv Exp Med Biol. 2019;1206:167-77. https://doi.org/10.1007/978-981-15-0602-4_8

5. Zhang X, Gibhardt CS, Will T, Stanisz H, Körbel C, Mitkovski M, et al. Redox signals at the ER-mitochondria interface control melanoma progression. The EMBO Journal. 2019;38(15):e100871. https://doi.org/10.15252/embj.2018100871

6. Shen D, Chen R, Zhang L, Rao Z, Ruan Y, Li L, Chu M, Zhang Y. Sulodexide attenuates endoplasmic reticulum stress induced by myocardial ischaemia/reperfusion by activating the PI3K/Akt pathway. J Cell Mol Med. 2019;23(8):5063-75. https://doi.org/10.1111/jcmm.14367

7. Zhang G, Wang X, Gillette TG, Deng Y, Wang ZV. Unfolded protein response as a therapeutic target in cardiovascular disease. Curr Top Med Chem. 2019;19(21):1902-17. https://doi.org/10.2174/1568026619666190521093049

8. Liu X, Xiao J, Zhu H, Wei X, Platt C, Damilano F, Xiao C, et al. miR-222 is necessary for exercise-induced cardiac growth and protects against pathological cardiac remodeling. Cell Metab. 2015;21(4):584-95. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2015.02.014

9. Shi J, Bei Y, Kong X, Liu X, Lei Z, Xu T, et al. miR-17-3p contributes to exercise-induced cardiac growth and protects against myocardial ischemia-reperfusion injury. Theranostics. 2017;7(3):664-76. https://doi.org/10.7150/thno.15162

10. Frodermann V, Rohde D, Courties G, Severe N, Schloss MJ, Amatullah H, et al. Exercise reduces inflammatory cell production and cardiovascular inflammation via instruction of hematopoietic progenitor cells. Nat Med. 2019;25(11):1761-71. https://doi.org/10.1038/s41591-019-0633-x

11. Xu M, Jiang H, Xiao J. Exercise protects sympathetic stress-induced myocardial fibrosis by regulating cytokines. J Cardiovasc Transl Res. 2020;13(4):570-1. https://doi.org/10.1007/s12265-019-09933-x

12. Cai M, Xu Z, Bo W, Wu F, Qi W, Tian Z. Up-regulation of Thioredoxin 1 by aerobic exercise training attenuates endoplasmic reticulum stress and cardiomyocyte apoptosis following myocardial infarction. Sports Med Health Sci. 2020;2(3):132-40. https://doi.org/10.1016/j.smhs.2020.07.001

13. O’Brien L, Jacobs I. Methodological variations contributing to heterogenous ergogenic responses to ischemic preconditioning. Front Physiol. 2021;12: 656980. https://doi.org/10.3389/fphys.2021.656980

14. Lang JA, Kim J. Remote ischaemic preconditioning-translating cardiovascular benefits to humans. J Physiol. 2022;600(13):3053-67. https://doi.org/10.1113/JP282568

15. Jones H, Nyakayiru J, Bailey TG, Green DJ, Cable NT, Sprung VS, et al. Impact of eight weeks of repeated ischaemic preconditioning on brachial artery and cutaneous microcirculatory function in healthy males. Euro Preven Cardio. 2015;22:1083-87. https://doi.org/10.1177/2047487314547657

16. Maxwell JD, Carter HH, Hellsten Y, Miller GD, Sprung VS, Cuthbertson DJ, et al. Seven-day remote ischaemic preconditioning improves endothelial function in patients with type 2 diabetes mellitus: a randomised pilot study. Eur J Endocrinol. 2019;181(6):659-69. https://doi.org/10.1530/EJE-19-0378

17. Yue RC, Lu SZ, Luo Y, Wang T, Liang H, Zeng J, et al. Calpain silencing alleviates myocardial ischemia-reperfusion injury through the NLRP3/ASC/Caspase-1 axis in mice. Life Sci. 2019;233:116631. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2019.116631

18. Kim K, Ahn N, Jung S. Comparison of endoplasmic reticulum stress and mitochondrial biogenesis responses after 12 weeks of treadmill running and ladder climbing exercises in the cardiac muscle of middle-aged obese rats. Braz J Med Biol Res. 2018;51(10):e7508. https://doi.org/10.1590/1414-431X20187508

19. Esmaeili Z, Zehsaz F, Nourazar A. The effect of two months of combined exercise training on IRE1α and PERK gene expression in the vastus lateralis muscle of male Wistar rats.. Metabolism and Exercise. 2022;12(1):127-40. https://doi.org/10.22124/jme.2023.23967.262

20. Ma M, Chen W, Hua Y, Jia H, Song Y, Wang Y. Aerobic exercise ameliorates cardiac hypertrophy by regulating mitochondrial quality control and endoplasmic reticulum stress through M₂ AChR. J Cell Physiol. 2021;236(9):6581-96. https://doi.org/10.1002/jcp.30342

21. Pouzesh Jadidi G, Seifi-Skishahr F, Bolboli L, Azali Alamdari K, Pourrahim Ghouroghch A. Effect of high intensity interval training and curcumin supplementation on left ventricular of miR-133 and miR-1 gene expression in isoproterenol-induced myocardial infarction rat model. Journal of Practical Studies of Biosciences in Sport. 2023;11(25):8-20. https://doi.org/10.22077/jpsbs.2021.4337.1638

22. Tofighi A, Ebrahimi Kalan A, Jamali Qarakhanlou B. The effect of resveratrol supplementation and aerobic training on cardiac tissue alteration of rats with acute myocardial infarction. Ir J Physiol Pharmacol. 2017;1(4):211-21.

23. Zatparvar M, Farzaneh Hesari A, Farzanegi P. Effects of intermittent cycles of ischemia with resistance and endurance training on Murf-1 and Atrogin-1 gene expression and fiber diameter of gastrocnemius muscle in diabetic rats. Journal of Sport and Exercise Physiology. 2024;17(2):80-94. https://doi.org/10.48308/joeppa.2024.235584.1250 [In Persian].

24. Chen X, Guo X, Ge Q, Zhao Y, Mu H, Zhang J. ER Stress Activates the NLRP3 Inflammasome: A Novel Mechanism of Atherosclerosis. Oxid Med Cell Longev. 2019;2019:3462530. https://doi.org/10.1155/2019/3462530

25. Chen J, Chen ZJ. PtdIns4P on dispersed trans-Golgi network mediates NLRP3 inflammasome activation. Nature. 2018;564(7734):71-6. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0761-3

26. Bozi LH, Jannig PR, Rolim N, Voltarelli VA, Dourado PM, Wisløff U, Brum PC. Aerobic exercise training rescues cardiac protein quality control and blunts endoplasmic reticulum stress in heart failure rats. J Cell Mol Med. 2016;20(11):2208-12. https://doi.org/10.1111/jcmm.12894

27. Wen RM, Lyu HY, Chang B, Yi XJ. Role of NLRP3 inflammasome in diabetes mellitus and exercise intervention. Sheng Li Xue Bao. 2023;75(6):788-98.

28. Dandekar A, Mendez R, Zhang K. Cross talk between ER stress, oxidative stress, and inflammation in health and disease. Methods Mol Biol. 2015;1292:205-14. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-2522-3_15

29. Sun Y, Ding S. NLRP3 Inflammasome in Diabetic Cardiomyopathy and Exercise Intervention. Int J Mol Sci. 2021 Dec 8;22(24):13228. https://doi.org/10.3390/ijms222413228

30. Cheang WS, Wong WT, Zhao L, Xu J, Wang L, Lau CW, et al. PPARδ Is required for exercise to attenuate endoplasmic reticulum stress and endothelial dysfunction in diabetic mice. Diabetes. 2017;66(2):519-28. https://doi.org/10.2337/db15-1657

31. Liu M, Wang Y, Zhu Q, Zhao J, Wang Y, Shang M, et al. Protective effects of circulating microvesicles derived from ischemic preconditioning on myocardial ischemia/reperfusion injury in rats by inhibiting endoplasmic reticulum stress. Apoptosis. 2018;23(7-8):436-48. https://doi.org/10.1007/s10495-018-1469-4

32. Akbarnia F, Farzaneh Hesari A, Hashemvarzi A, Farsavian A. The effect of endurance training and remote ischemic preconditioning on myocardial Beclin-1 gene expression in diabetic rats. Daneshvar Medicine, 2025;32(5):34-43. https://doi.org/10.22070/daneshmed.2024.19695.1554 [In Persian].

33. Kong E, Li Y, Geng X, Wang J, He Y, Feng X. Ischemic preconditioning attenuates endoplasmic reticulum stress-dependent apoptosis of hepatocytes by regulating autophagy in hepatic ischemia-reperfusion injury. Int Immunopharmacol. 2023;122:110637. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2023.110637

34. Mahfoudh-Boussaid A, Zaouali MA, Hadj-Ayed K, Miled AH, Saidane-Mosbahi D, Rosello-Catafau J, et al. Ischemic preconditioning reduces endoplasmic reticulum stress and upregulates hypoxia inducible factor-1α in ischemic kidney: the role of nitric oxide. J Biomed Sci. 2012;19(1):7. https://doi.org/10.1186/1423-0127-19-7

35. Wen C, Xue FS, Wang YH, Jin JH, Liao X. Hypercholesterolemia attenuates cardioprotection of ischemic preconditioning and postconditioning with α7 nicotinic acetylcholine receptor agonist by enhancing inflammation and inhibiting the PI3K/Akt/eNOS pathway. Exp Ther Med. 2022;23(5):342. https://doi.org/10.3892/etm.2022.11272

36. Walkowski B, Kleibert M, Majka M, Wojciechowska M. Insight into the role of the pi3k/akt pathway in ischemic injury and post-infarct left ventricular remodeling in normal and diabetic heart. Cells. 2022;11(9):1553. https://doi.org/10.3390/cells11091553

37. Ginis I, Jaiswal R, Klimanis D, Liu J, Greenspon J, Hallenbeck JM. TNF-alpha-induced tolerance to ischemic injury involves differential control of NF-kappaB transactivation: the role of NF-kappaB association with p300 adaptor. J Cereb Blood Flow Metab. 2002;22(2):142-52. https://doi.org/10.1097/00004647-200202000-00002

38. Park UJ, Kim HT, Cho WH, Park JH, Jung HR, Kim MY. Remote ischemic preconditioning enhances the expression of genes encoding antioxidant enzymes and endoplasmic reticulum stress-related proteins in rat skeletal muscle. Vasc Specialist Int. 2016;32(4):141-9. https://doi.org/10.5758/vsi.2016.32.4.141

39.