بررسی اثر 10 هفته تمرین تناوبی با شدت بالا با و بدون مصرف رژیم غذایی پرچرب بر بایوژنز میتوکندریایی عضله نعلی موشهای صحرایی نر نژاد ویستار
پذیرفته شده برای ارائه شفاهی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/ths.2024.9989
کد مقاله : 1348-THS
نویسندگان
1دانشجوی دکتری فیزیولوژی ورزشی، دانشکده علوم انسانی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران
2دانشیار گروه علوم ورزشی، دانشکده علوم انسانی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران
3استاد گروه علوم ورزشی، دانشکده علوم انسانی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران
چکیده
چکیده
مقدمه: میتوکندری ها در تنظیم متابولیسم ماهیچه های اسکلتی سالم، تنفس سلولی، استرس اکسیداتیو و هموستاز کلسیم و انرژی ضروری هستند. همچنین، آنها عملکردهای مختلفی از جمله پیامرسانی گونههای اکسیژن فعال، آپوپتوز و سیگنالینگ ایمنی را انجام می دهند. نشان داده شده است که مصرف رژیم غذایی پرچرب (HFD) می تواند بیان ژن و سطوح پروتئین PGC1-α را کاهش دهد و بایوژنز میتوکندری را در انسان و جوندگان مختل کند. مطالعات اثرات مثبت تمرینات ورزشی مختلف مانند تمرینات مقاومتی و استقامتی را بر بایوژنز میتوکندری نشان داده است. همچنین، تمرین تناوبی با شدت بالا (HIIT) می تواند بایوژنز میتوکندری را القا کند. مطالعات کمی اثرات HIIT را در کاهش و مدیریت اثرات منفی مصرف HFD بررسی کرده اند و نتایج آنها متناقض بوده است. هدف از مطالعه حاضر بررسی تأثیر تمرین HIIT با و بدون مصرف HFD بر بیان ژن PGC1-α در عضله نعلی موشهای صحرایی نر نژاد ویستار بود.
روش شناسی: 32 موش صحرایی نر 6 هفتهای سالم به طور تصادفی به چهار گروه 1) کنترل (مصرف رژیم غذایی استاندارد)، 2) کنترل + HIIT، 3) HFD و 4) HFD+HIIT تقسیم شدند. تمرین HIIT شامل 8 وهلۀ 2.5 دقیقه ای دویدن با شدت 90 درصد حداکثر ظرفیت دویدن (MRC) و 2.5 دقیقه استراحت فعال با شدت 50 درصد MRC، سه جلسه در هفته بود. همچنین مداخلات HFD به صورت همزمان به صورت دسترسی آزاد به مدت 10 هفته اعمال شد. جهت بررسی بیان ژن از RT-PCR استفاده شد. برای بررسی تفاوت بین گروه ها از آزمون ANOVA دو طرفه و آزمون تعقیبی LSD استفاده شد.
نتایج: HFD بیان ژن PGC1-α را کاهش داد (P<0.001). همچنین، نتایج نشان داد که تمرین HIIT بیان ژن PGC1-α را افزایش داد (0.005=P).
نتیجهگیری: مصرف HFD منجر به اختلال در بایوژنز و در نهایت کاهش عملکرد میتوکندری می شود. تمرین HIIT اثرات منفی مصرف HFD را تعدیل می کند و بایوژنز میتوکندری را بهبود می بخشد.
مقدمه: میتوکندری ها در تنظیم متابولیسم ماهیچه های اسکلتی سالم، تنفس سلولی، استرس اکسیداتیو و هموستاز کلسیم و انرژی ضروری هستند. همچنین، آنها عملکردهای مختلفی از جمله پیامرسانی گونههای اکسیژن فعال، آپوپتوز و سیگنالینگ ایمنی را انجام می دهند. نشان داده شده است که مصرف رژیم غذایی پرچرب (HFD) می تواند بیان ژن و سطوح پروتئین PGC1-α را کاهش دهد و بایوژنز میتوکندری را در انسان و جوندگان مختل کند. مطالعات اثرات مثبت تمرینات ورزشی مختلف مانند تمرینات مقاومتی و استقامتی را بر بایوژنز میتوکندری نشان داده است. همچنین، تمرین تناوبی با شدت بالا (HIIT) می تواند بایوژنز میتوکندری را القا کند. مطالعات کمی اثرات HIIT را در کاهش و مدیریت اثرات منفی مصرف HFD بررسی کرده اند و نتایج آنها متناقض بوده است. هدف از مطالعه حاضر بررسی تأثیر تمرین HIIT با و بدون مصرف HFD بر بیان ژن PGC1-α در عضله نعلی موشهای صحرایی نر نژاد ویستار بود.
روش شناسی: 32 موش صحرایی نر 6 هفتهای سالم به طور تصادفی به چهار گروه 1) کنترل (مصرف رژیم غذایی استاندارد)، 2) کنترل + HIIT، 3) HFD و 4) HFD+HIIT تقسیم شدند. تمرین HIIT شامل 8 وهلۀ 2.5 دقیقه ای دویدن با شدت 90 درصد حداکثر ظرفیت دویدن (MRC) و 2.5 دقیقه استراحت فعال با شدت 50 درصد MRC، سه جلسه در هفته بود. همچنین مداخلات HFD به صورت همزمان به صورت دسترسی آزاد به مدت 10 هفته اعمال شد. جهت بررسی بیان ژن از RT-PCR استفاده شد. برای بررسی تفاوت بین گروه ها از آزمون ANOVA دو طرفه و آزمون تعقیبی LSD استفاده شد.
نتایج: HFD بیان ژن PGC1-α را کاهش داد (P<0.001). همچنین، نتایج نشان داد که تمرین HIIT بیان ژن PGC1-α را افزایش داد (0.005=P).
نتیجهگیری: مصرف HFD منجر به اختلال در بایوژنز و در نهایت کاهش عملکرد میتوکندری می شود. تمرین HIIT اثرات منفی مصرف HFD را تعدیل می کند و بایوژنز میتوکندری را بهبود می بخشد.
کلیدواژه ها
Title
Investigating the effect of 10 weeks of high-intensity interval training with and without High-fat diet consumption on the mitochondrial biogenesis of the soleus muscle of male Wistar rats
Authors
Mohammad Jahangiri, Shahnaz Shahrbanian, Reza Gharakhanlou
Abstract
Abstract
Introduction: Mitochondria are essential in regulating healthy skeletal muscle metabolism, cellular respiration, oxidative stress, and calcium and energy homeostasis. Also, they perform various functions, including reactive oxygen species signaling, apoptosis, and immune signaling. It has been shown that High-Fat diet (HFD) consumption can decrease gene expression and protein levels of PGC1-α and disrupt mitochondrial biogenesis in humans and rodents. Studies have shown the positive effects of various exercise training, such as resistance and endurance training on mitochondrial biogenesis. Also, High-intensity interval training (HIIT) can induce mitochondrial biogenesis. Few studies have examined the effects of HIIT in reducing and managing the negative effects of HFD consumption, and their results have been contradictory. The aim of the present study was to investigate the effect of HIIT training with and without HFD consumption on PGC1-α gene expression in the soleus muscle of male Wistar rats.
Methodology: Thirty-two healthy 6-week-old male Wistar rats were randomly divided into four groups: 1) Control (Standard diet), 2) Control+HIIT, 3) HFD, and 4) HFD+HIIT. HIIT training consisted of 8 bouts of 2.5 minutes of running with an intensity of 90% of Maximum Running capacity (MRC) and 2.5 minutes of active rest with an intensity of 50% of MRC, three sessions per week. Also, HFD interventions were applied simultaneously in the form of free access for 10 weeks. RT-PCR was used to investigate gene expression. Two-way ANOVA and LSD post hoc test were used to investigate the differences between groups.
Results: HFD decreased the expression of PGC1-α gene (P<0.001). Results further showed that HIIT training increased the expression of PGC1-α gene (P=0.005).
Conclusion: The consumption of HFD leads to disruption in the biogenesis and ultimately reduces mitochondrial function. HIIT training moderates the negative effects of HFD consumption and improves mitochondrial biogenesis.
Introduction: Mitochondria are essential in regulating healthy skeletal muscle metabolism, cellular respiration, oxidative stress, and calcium and energy homeostasis. Also, they perform various functions, including reactive oxygen species signaling, apoptosis, and immune signaling. It has been shown that High-Fat diet (HFD) consumption can decrease gene expression and protein levels of PGC1-α and disrupt mitochondrial biogenesis in humans and rodents. Studies have shown the positive effects of various exercise training, such as resistance and endurance training on mitochondrial biogenesis. Also, High-intensity interval training (HIIT) can induce mitochondrial biogenesis. Few studies have examined the effects of HIIT in reducing and managing the negative effects of HFD consumption, and their results have been contradictory. The aim of the present study was to investigate the effect of HIIT training with and without HFD consumption on PGC1-α gene expression in the soleus muscle of male Wistar rats.
Methodology: Thirty-two healthy 6-week-old male Wistar rats were randomly divided into four groups: 1) Control (Standard diet), 2) Control+HIIT, 3) HFD, and 4) HFD+HIIT. HIIT training consisted of 8 bouts of 2.5 minutes of running with an intensity of 90% of Maximum Running capacity (MRC) and 2.5 minutes of active rest with an intensity of 50% of MRC, three sessions per week. Also, HFD interventions were applied simultaneously in the form of free access for 10 weeks. RT-PCR was used to investigate gene expression. Two-way ANOVA and LSD post hoc test were used to investigate the differences between groups.
Results: HFD decreased the expression of PGC1-α gene (P<0.001). Results further showed that HIIT training increased the expression of PGC1-α gene (P=0.005).
Conclusion: The consumption of HFD leads to disruption in the biogenesis and ultimately reduces mitochondrial function. HIIT training moderates the negative effects of HFD consumption and improves mitochondrial biogenesis.
Keywords
Exercise Training, Diet, Mitochondrial Health