1399بهار و تابستان 19سال نهم، شماره دوفصلنامه پژوهش در طب ورزشي و فناوري

57

تغییر صحرایی دیابتی هایموشرا در سرمی TNF-α و کبدی FGF-21 تناوبی شدید بیان ژنتمرین

ددا

2*ندا خالدی، 1ابراهیم فصیحی رامندی

ورزشی، دانشگاه خوارزمیبدنی و علوم فیزیولوژی ورزشی، دانشکده تربیتکارشناس ارشد، .1

بدنی و علوم ورزشی، دانشگاه خوارزمیفیزیولوژی ورزشی، دانشکده تربیتاستادیار، .2

68تا 57 ماره صفحات:ش 2/5/1398تاریخ پذیرش مقاله: 5/2/1398تاریخ دریافت مقاله:

چکیده. داشت گلوکز داردنقش مؤثری در بر FGF-21یابد و در بدن بیماران دیابتی، برداشت گلوکز کاهش می های شایع متابولیکی است.دیابت یکی از بیماری

FGF-21ن ژن . هدف این پژوهش، بررسی تأثیر شش هفته تمرین تناوبی شدید بر بیایابدیک عامل التهابی است که دیابت افزایش می TNF-αهمچنین،

رل، دیابت، طور تصادفی به چهار گروه کنتموش صحرایی به 48های صحرایی دیابتی بوده است. به همین منظور، در موش TNF-αمیزان سرمیکبدی و

پروتکل تمرینی . انجام شد استرپتوزوتوسین تزریق صفاقی محلول القای دیابت به روشبی شدید، و دیابت و تمرین تناوبی شدید تقسیم شدند. تمرین تناو

فته سه جلسۀ رونده، طی شش هفته و هر های دویدن )بین هر نوبت دو دقیقه استراحت( روی نوارگردان با سرعت و شیب پیششامل ده نوبت یک دقیقه

گیری ندازهبا روش االیزا اTNF-α و تغییرات سرمی Real time PCRبا روش FGF-21 مرینی بود. در نهایت، با استخراج نمونۀ کبدی، بیان ژنت

=0.05pداری یدر سطح معن TNF-αدر هیچ گروهی مشاهده نشد، ولی کاهش سرمی عوامل التهابی نظیر پروتئین FGF-21شد. تغییر معناداری در بیان ژن

در بیان و میزان TNF-αظیر ن(. احتماالً، عوامل التهابی ناشی از دیابت 0.00و حفظ و بهبود زمان رسیدن به واماندگی در اثر تمرین تناوبی شدید مشاهده شد )

شود؛ د میبدن از جمله کبهای مختلف به بافتFGF-21 اثر مخربی داشته و سبب مقاومت در مقابل ورود FGF-21(β-Klotho) کوفاکتورهای الزامی

.تواند التهاب ناشی از دیابت را کاهش دهدتمرین میاز طرفی، ، تمرین تناوبی شدید، زمان رسیدن به واماندگی.FGF-21،TNF-αدیابت، ها:کلیدواژه

High intensity interval training induced changes in the hepatic FGF-21 gene expression and serum TNF-α in diabetic male rats

Fasihi Ramandi, E1., Khaledi, N2. 1. Master of Science, Sport Physiology, Faculty of Physical Education and Sport Sciences Kharazmi University,Iran 2. Assistant Professor, Sport Physiology, Faculty of Physical Education and Sport Sciences Kharazmi University,Iran

Abstract

Diabetes is a common metabolic disease. In diabetic patients glucose uptake is reduced and FGF-21 plays an important role in glucose uptake, alsoTNF-α is an inflammatory factor that increases in diabetes. The purpose of this study was to investigate the effect of 6 weeks of HIIT training on the gene expression FGF-21 in the liver and the serum TNF-α level of male diabetic rats. For this purpose, 48 Wistar rats were randomly divided into four groups Control, diabetes, high intensity interval training, and diabetes and high intensity interval training. For the induction of diabetes, peritoneal injection (Streptozotocin 50 mg/kg) was used. Training protocol including 10 set of 1-minute running (between each set of 2 minutes of rest) 3 sessions per week and was completed within 6 weeks. Finally, after the extraction of liver samples, the expression of the FGF-21 gene was measured by Real Time PCR and serum TNF-α level with ELISA kit.There was no significant change in expression of FGF-21 in any group, but the reduction of serum levels of inflammatory factors, such as TNF-α protein at the level of significance (p=0.05), and maintaining and improving the time to exhaustion, was shown by high intensity interval training (0.000).Likely the inflammatory factors of diabetes such as TNF-α have a deleterious effect on the expression and binding of FGF-21 (β-Klotho) cofactors And causes resistance to FGF-21 into various tissues of the body, such as the liver. Exercise can reduce inflammation caused by diabetes. Keywords: FGF-21, TNF-α, High Intensity Interval Training, Diabetes, Time to Exhaustion.

*. N.khaledi@khu.ac.ir

Dow

nloa

ded

from

jsm

t.khu

.ac.

ir at

12:

44 IR

ST

on

Thu

rsda

y S

epte

mbe

r 24

th 2

020

...سرمي TNF-α کبدي FGF-21 تناوبي شدید بیان ژنتمرین

58

مقدمه

21-GFF1 ۀ داعضوی از خانوFGF عضله، مانند کبد، بافت چربی، های مختلف بدنکه از بافت است

ۀکنندتنظیم FGF-21کهدهد میشواهد اخیر نشان .(1) شودآزاد میپانکراس و تا حد کمتری تیموس

مصرف گلوکز را در روشی FGF-21،مهم گلوکز جریان خونی و متابولیسم چربی است. همچنینزاد درون

کاهش های انسانی و موشی در محیط آزمایشگاهیلیپولیز را در آدیپوسیت دهد ووابسته به انسولین افزایش می

سبب لیپولیز و کتوژنز PPARaاز طریق FGF-21داری در طی گرسنگی یا روزه ،همچنین .(2) دهدمی

و در (PPAR-α) پراکسیزوم آلفاۀ شدفعال ۀگیرند ۀوسیلدر کبد به FGF-21بیان ژن یالقا .(3) شودمی

مشخص ،. همچنین(4،5) شودتنظیم می (PPAR-γ)پراکسیزوم گاما ۀشدفعال ۀبافت چربی توسط گیرند

همراه PI3 Kinase/AKtسازی مسیر سیگنالینگ اسکلتی با فعال ۀدر عضل FGF-21شده که بیان

کند و باعث تحریک ارتباط برقرار مینیز ای در بافت چربی قهوه FGF هایبا گیرنده FGF-21 .(6)است

دلیل باالبودن به ،افراد مبتال به دیابت ،از طرفی .(7) شودمی BAT2 اکسیداسیون گلوکز و مکانیزم گرمازا در

CRP،3 α-TNF4التهابی نظیر نشانگرهایگیری ن خفیف مبتال هستند که با اندازهبه التهاب مزم ،قندخون

ن و کاهش حساسیت انسولینی سبب مقاومت به انسولی α-TNF زیرا ؛خونی قابل تشخیص است IL5-6 و

شود که این میساز و بدخیم تولید ساز و غیرخونخون هایدر انواع مختلفی از سلول TNF-α .(8) شودمی

ها، ها، آستروسیتنوتروفیل ،طبیعی ۀهای کشندسلول Bو Tهای ماکروفاژها، لنفوسیت ها شاملسلول

شوندشده تولید میماکروفاژهای فعال مواقع با اکثر ولی... است، صاف وۀ اهیچهای مسلول های اندوتلیال،سلول

های چربی انجام سلول به وسیلۀTNF-α که سنتز و ترشح ه شدهن دادنشا در پژوهشی ،همچنین .(9،10)

ه شده کهنشان داد و شناخته شده این سایتوکین رابط بین مقاومت به انسولین و چاقی ،حالعیندر .شودمی

TNF-α هورمون یند سیگنالیگ اینآانسولین، در فرۀفسفریالسیون تیروزینی گیرند احتماالً با ایجاد اختالل در

در اکثر مواقع 2شود و دیابت نوع می 2 انسولین و دیابت نوع در مقابلو باعث مقاومت کندمییجاد اختالل ا

.(11) با چاقی همراه است

-FGF اند که آبشار سیگنالینگگزارش کرده FGF-21در خصوص in vitroزمایشگاهی و آمطالعات

به میزان زیاد در 1FGFR-4 و kloth-β .داردنیاز klotho-β7 کوفاکتور و FGFR6 ۀگیرندبه 21

در بعضی از FGF-21 با TNF-αۀرابط ،حال. بااین(12) شوندچربی و پانکراس بیان می های کبد،بافت

β-Klothoبیان کوفاکتور التهاب بدن است و یک عامل محوری در TNF-αها بررسی شده است که پژوهش

-β. هنگامی که کندمی کمهای بدن را در سلول FGF-21های بیولوژیکی عملکرد دهد ورا کاهش می

klotho به FGF-21 در نتیجه ؛شودبرانگیخته میمتابولیسم گلوکز حساسیت انسولین و ،شودمتصل می،

ۀاهداف بالقو FGF-21روشن شده که انجام شده، ی که اخیراًیهاطالعه(. با م13-15) شودمی کنترلقند خون

1. Fibroblast Growth Factor 21 2. Brown Adipose Tissue

3. C-Reactive Protein

4. Tumor Necrosis Factor Alpha 5. Interleukin 6

6. Fibroblast Growth Factor Receptors

7. Beta-Klotho

Dow

nloa

ded

from

jsm

t.khu

.ac.

ir at

12:

44 IR

ST

on

Thu

rsda

y S

epte

mbe

r 24

th 2

020

1399، بهار و تابستان 19پژوهش در طب ورزشي و فناوري، شماره

59

یشناخته شده و هدفها FGF، یکی از اعضای گروه FGF-21دارد. 1α1-PGC پروتئین برای یمتابولیک

کند، می جلوگیریین انسول در مقابلهای متابولیکی است که از چاقی و مقاومت امیدوارکننده در مدیریت بیماری

سازوکار .(16)کند می ممانعتهیپرتروفی قلب ازشود و بافت چربی سفید می شدنایباعث قهوه

در احتماالً شود، اجراشدید وبلندمدت اگر ،منظم بدنی فعالیت بدین صورت است که FGF-21افزایش

،تمرین تناوبی شدید ۀگرفته در زمینهای صورتدر پژوهش .(17)است مؤثر FGF-21 سطوح افزایش

و تغییر ترکیب بدن شکم در کاهش چربی زیرپوستی و های ورزشی دیگر،فعالیتکه نسبت به شده گزارش

یک راهکار ورزشی از تمرین و استراحت و ایتمرین تناوبی شدید شکل پیشرفته(. 18،19) ثرتر بوده استؤم

متابولیسم گلوکز و که در بهبوداست هوازی شدید و ریکاوری کوتاه بیهای های کوتاه فعالیتتناوبی با دوره

کند ورا تحریک می PGC-1αرسد تمرین تناوبی شدید نظر میبه ،در مجموع .(20،21ت )ثر اسؤچربی م

رسد که تمرین تناوبی شدید درصد چربی و نظر میبه ،ایننابرب. شودرفیت اکسیداتیو چربی میظ سبب افزایش

ایجاد پاسخ آدرنرژیک فعالیت بدنی با شدت و مدت کافی، .(22)دهد را کاهش میانسولین در برابرمقاومت

گزارشبا مقدار فعالیت جسمانی گزارش شده است. FGF-21بستگی مثبت سطوح در مطالعات همکند و می

یابد. سال سالم افزایش میپس از یک دوره فعالیت بدنی در افراد بزرگ FGF-21 شده است که سطوح سرمی

جبرانی جهت سازوکاریدهد و میکاهش از طریق مهار لیپولیز ها را FFAدر سرم سطح FGF-21افزایش

های بدنی از شدت و مدت کافی برخوردار باشد، . اگر فعالیت(23) بهبود متابولیسم کربوهیدرات و چربی است

باشد. FGF-21تواند سازوکاری جهت افزایش عامل می شود و اینخوانی اسیدهای چرب آزاد بیشتر میفرا

،. اخیراً(24) مرتبط است FGF-21 دهد قند خون با سطوح سرمی، مطالعات نشان میاز طرف دیگر

یسه با پس از تمرین اینتروال سرعتی در مقا FGF-21 گزارش کردند سطوح( 2015)سگسورس و همکاران

ۀ بدون چربی ارتباط و درصد چربی بدن و تود FGF-21داری داشت و بین تمرین تداومی افزایش معنی

.(25) استپالسما FGF-21داری وجود دارد. بنابراین، شدت تمرین عامل مهمی برای تعیین افزایش غیرمعنی

توان ، میکنندهای کبدی و دیابت فراتر از آن چیزی است که اکثر مردم تصور میارتباط بیماریبا توجه به اینکه

گلوکزتواند دیابت، کبد نمیدر افراد مبتال به سیروز و کبد چرب اشاره کرد. ی نظیر سرطان،یهابه شیوع بیماری

شکل گلوکز به جریان خون وارد کند و این به چالش کنترل یا در مواقع لزوم آن را بهوژن تبدیل کند کلیگرا به

-FGFباالست وانسولین در برابرمقاومت دلیل ، احتمال ایجاد کبد چرب بهاز طرفیافزاید. کلوگز خون می

هیچ گزارشی مبنی بر تاکنون اما دارد، مهمی در کاهش مقاومت انسولین و افزایش برداشت گلوکز نقش 21

این ،حال .وجود ندارددیابتی هایدر موشدر بافت کبدی FGF-21ثیر تمرین تناوبی شدید بر میزانأت

های در بافت کبدی موش FGF-21بیان ژن رب مستقیماً که آیا تمرین تناوبی شدید شودمیال مطرح ؤس

1. Peroxisome Proliferator Activated Receptor Gamma

Coactivator 1 Alpha

Dow

nloa

ded

from

jsm

t.khu

.ac.

ir at

12:

44 IR

ST

on

Thu

rsda

y S

epte

mbe

r 24

th 2

020

...سرمي TNF-α کبدي FGF-21 تناوبي شدید بیان ژنتمرین

60

FGF-21بیان ژناثر تمرین تناوبی شدید بر بررسی حاضرپژوهش هدف ،روازاین؟ داردثیر أدیابتی چاق ت

.است نر نژاد ویستاردیابتی هایدر موش TNF-αسطوح سرمی فاکتور التهابی و بافت کبدی

ناسیشروش

48 حاضر پژوهش دراست. ایحیوانی و طرح آن توسعه نمونۀاین پژوهش از نوع تجربی و آزمایشگاهی و با

به و خریداریسازی رازی سرم پژوهشی ۀسسؤاز م گرم 150±10 وزن با نژاد ویستار نرای هفتهچهار موش

گروه ،12=(DIIT) تمرین+دیابت :2گروه (D=12) دیابتی هایموش :1گروه : شدند تقسیم گروهچهار

صحراییهای پژوهش حاضر برای کار با موشدر (.HIIT=12: کنترل تمرین )4و گروه (C=12) کنترل :3

ضوابط اخالقی ازو از آزمایشگاه ورزشی حیوانات و تسهیالت دانشکده علوم ورزشی دانشگاه خوارزمی

گرکشور استرالیا استفاده شد. در تمامی مراحل کار، فرد پژوهش نگهداری و استفاده از حیوانات آزمایشگاهی

58±3 نسبی رطوبت گراد وسانتی ۀدرج 24±1 دمای هوا در آزمایشگاه نظر داشت. همواره این موارد را مورد

تا همۀ و کنترل شدتنظیم تاریکی ساعت 12 و روشنایی ساعت 12 روزیشبانه سیکل تنظیم شد. درصد

داری از نگه در یک قفس مخصوص تا چهارصورت ها بهموش باشند. یکسان برخوردار وضعیتها از موش

ۀسسؤماز شده های استریل تهیهداری آنها از پوشالبرای نگه ستاندارد قرار گرفتند وحیوانات آزمایشگاهی ا

مناسب و ۀمناسب و حفظ رطوبت، دما و تهوی محیطبرای اطمینان از . سازی رازی استفاده شدسرم یپژوهش

ار حیوانات و تعدیل میزان آلودگی موجود در محل و کاهش بوی بد محیط ناشی از آمونیاک حاصل از ادر

ی دما و رطوبت از روزۀ هوا و برای پایش تغییرات شبانهیاز دستگاه تصف ،ای تنفسیهماریکاهش احتمال بی

خالق پژوهشکده تربیت بدنی و علوم ورزشی به ا در کمیتهاین طرح ضمنا .سنج استفاده شددماسنج و رطوبت

.است ثبت گردیده .255,1397IR.SSRI.REC شماره

تهیه شد. معموالً رازی سازیسرم ۀسسؤصحرایی پلت بود که از مهای غذای مصرفی موش :موش ۀیتغذ

دیابتی جهت گروه هایگرم پلت نیاز دارند. موش 10گرم وزن بدن، 100ازای هر های صحرایی روزانه بهموش

20 و کربوهیدرات درصد 48 چربی، درصد 22 شامل پرچرب غذایی رژیم تحت دوهفته مدتبه چاقی اعمال

ها موش دوهفته از بعد ،ترتیب بدین .(26)ند گرفت قرار ،رازی سازیسرم هۀسسؤم از شدهتهیه پروتئین درصد

برای . استفاده شدموش دیابتی برای در طول پژوهش از همین فرمول غذایی و شدند )چاق( وزناضافه دچار

ۀسسؤمشده از )تهیههای سالم )گروه کنترل و کنترل تمرین( از غذای استاندارد جوندگان آزمایشگاهی موش

.شداستفاده (سازی رازیسرم

گرممیلی 50میزان به و دوزتک صورتبه استرپتوزوتوسین از گروه دو هر در دیابت ایجاد جهت :القای دیابت

جهت تزریق، از بعد ساعت 48 .(27) شد استفاده صفاقی داخل تزریق روش به بدن کیلوگرم وزن هر ازایبه

گلوکومتر دستگاه با قندخون میزان و اخذ دمی ورید از خون هایقطره ها،در موش دیابت ایجاد از اطمینان

در پژوهش .(28)شد گرفته نظر در شدندیابتی شاخص ،لیتردسی در گرممیلی 250 باالی خون قند .شد تعیین

شد.بار هم مقدار قندخون کنترل میای یکصورت هفتهحاضر، برای اطمینان به

Dow

nloa

ded

from

jsm

t.khu

.ac.

ir at

12:

44 IR

ST

on

Thu

rsda

y S

epte

mbe

r 24

th 2

020

1399، بهار و تابستان 19پژوهش در طب ورزشي و فناوري، شماره

61

یک مدتهای صحرایی با نوارگردان بهابتدا آشناسازی موش ،تکل تمرینیقبل از شروع پرو :پروتکل تمرین

سه هفته وشش تمرینی به مدت روش واردها موش آن از پس و بالفاصله انجام شد در هفته روز سه هفته و

انات آزمایشگاهی به صورت دقیق این روش تمرینی روی نوارگردان مخصوص حیو .(29) ندشد روز در هفته

انجام شد. 1 کلریزی و طبق شامهبرن

پروتکل تمریني پژوهش حاضر. 1 شکل

رجهصفر د شیب با نوارگردان روی تمرینی هایگروه در هاعملکردی موش آزمون :ورزشی عملکرد آزمون

،شد افزده گرداننوار سرعت به بر دقیقه متر 2 دقیقه، 2 هر ازایبه انجام شد. بر دقیقه متر 10 ۀاولی سرعت و

گین مسافت اساس میانها برآزمون نباشند. داده ۀادام انجام به قادر و وامانده شوند هاموش که جایی تا

قرار گرفت. تحلیل هدف ،شاخص عملکرد ورزشی منزلۀبه ،شده و سرعتپیموده

گروه کنترل یهاابتدا موش ،ینیتمر ۀجلس نیساعت پس از آخر 24 و سنجش متغیرهای پژوهش: یریگنمونه

ابتیو گروه د یابتید ینیگروه تمر یهاموش ،ساعت بعد از آن 24و شدند یریگنمونه دیشد یتناوب نیو تمر

گرم از مخلوط کتامین میلی 0/1گرم وزن بدنشان 100هر ازایهای صحرایی بهموشابتدا به شدند. یریگنمونه

ۀکردن قفس، با بازگرم زایلوزین( تزریق شد تا بیهوش شوند. سپسمیلی 5/1گرم کتامین+میلی 10) زایلوزین –

خون با سرنگ از داخل قلب گرفته شد و قلب حیوان، فوراً دیدگیسینه و شکم، برای اطمینان از کمترین آزار

با دقت یاستریل جدا شد و در ترازوی وضعیتبافت کبد آنها تحت کردن قلب،بعد از جدا .آنان جدا شد

مایع ازت قرار گرفت. گیری در کراتیوب مخصوص، درونکشی شد و بالفاصله بعد از قرارگرم وزن 0001/0

علوم ورزشی تربیت بدنی و در دانشکدۀ گرادۀ سانتیدرج 80 منفی فریزرسازی در ها تا زمان آمادهکراتیوپ

-RT در پژوهش حاضر از روشFGF-21 گیری بیان ژنبرای اندازه داری شدند.دانشگاه خوارزمی نگه

PCR1 شد. استفادهRNA شده توسط کیتهای تیمارتام سلولی از سلول PLUS-RNX ساخت

1. Real Time Polymeraz

Chain Reaction

Dow

nloa

ded

from

jsm

t.khu

.ac.

ir at

12:

44 IR

ST

on

Thu

rsda

y S

epte

mbe

r 24

th 2

020

...سرمي TNF-α کبدي FGF-21 تناوبي شدید بیان ژنتمرین

62

دستگاه از RNAبرای سنجش کمی .شدو طبق پروتکل شرکت سازنده استخراج CinnaGenشرکت

هم با cDNAسنتز .است نانومتر 750تا 220نوری طیف با اسپکتروفتومتر یک که استفاده شد نانودراپ

منزلۀبه FGF-21 شد. توالی ژن انجامشرکت پارس طوس Easy cDNA synthesis کیت استفاده از

دریافت http://www.ncbi.nlm.nih.govاز سایت مرجع،ژن مثابۀ به 1GAPDHتوالی ژن هدف و

طراحی و سنتز شد. جهت ارزیابی کمی بیان Genruunerافزار نرم باآنها توالی ،پرایمر انتخاب از . پسشد

Master Mix از استفاده سنتزشده باهای cDNAروی Real time PCR واکنش FGF-21ژن

(SYBR Green) دستگاهو از انجام گرفت Bionner .ین صورت ۀ زمانی دستگاه به ابرنام استفاده شد

55ثانیه در دمای 15گراد و ۀ سانتیدرج 95 ثانیه در دمای 20گراد، ۀ سانتیدرج 95دقیقه در دمای 3بود:

متوالی تکرار شد. توالی دورۀ 40گراد که واکنش در ۀ سانتیدرج 72ثانیه در دمای 15گراد و ۀ سانتیدرج

سنجش بررسی قرار گرفت. تحت CT ΔΔ- 2براساس فرمول بیان ژن ،در نهایتآمده است. 1پرایمرها در جدول

گیری ساخت کشور فرانسه اندازه Diaclone شرکت هایکیت ازبا روش االیزا TNF-α میزان تغییرات سرمی

تهران و خوارزمیدانشگاه دنی و علوم ورزشیبتربیت ۀدر آزمایشگاه دانشکد گفتهپیش تمام مراحل .شد

های پژوهش از معاونت پژوهشی دانشگاه خوارزمی و قسمتی از هزینه انجام گرفت آزمایشگاه بیوتایمز تهران

تامین گردید.

پژوهشدر این کار رفتهبهمشخصات پرایمرهاي .1جدول

نام پرایمر توالی پرایمر oدما

98/63 ACAGATGACGACCAGGACACCG FGF21-F

98/63 CACTTTCTGGACTGCGGTGTGC FGF21-R

18/57 GAAGGTGAAGGTCGGAGTC GAPDH-F

18/57 GAAGATGGTGATGGGATTTC GAPDH-R

ویلک-ن شاپیروآزمو. از شد استفادهآمار توصیفی و استنباطی از ،هاتحلیل داده و برای تجزیه :تحلیل آماری

ۀا، برای مقایسهتوزیع داده ۀبودن نحوطبیعی ها استفاده شد. با توجه بهبودن توزیع داده هنجاربرای سنجش

کمیلی، آزمون تهای جهت انجام آزمون .طرفه استفاده شدیکتحلیل واریانس از شده،مطالعه متغیر ها درگروه

از ا استفادهبهای آماری بررسی در نظر گرفته شد. تمام≥P 05/0 نیزسطح معناداری .عمل آمدگیر توکی بهپی

5 ۀسخن graph pad prismافزار و رسم نمودارها با استفاده از نرم 22ۀ نسخ SPSSافزار آماری نرم

.گرفتانجام

2. Glyceraldehyde 3-Phosphate

Dehydrogenase

Dow

nloa

ded

from

jsm

t.khu

.ac.

ir at

12:

44 IR

ST

on

Thu

rsda

y S

epte

mbe

r 24

th 2

020

1399، بهار و تابستان 19پژوهش در طب ورزشي و فناوري، شماره

63

هایافته

در بافت کبدی FGF-21میزان، 1 با توجه به نمودار ،ی شدیدبتمرین تناو ایِشش هفته ۀپس از پایان دور

بستگی برای سطح بیان هم ،همچنین .≤P-value)0/ 05) نشان ندادهای پژوهش داری بین گروهتفاوت معنی

، بین بنابراین. نبوددار معنی 05/0برآورد شد که در سطح =R-078/0 با وزن بافت کبد FGF-21ژن

وجود نداشت.بستگی همشده از نظر آماری متغیرهای یاد

هاي پژوهشدر گروه FGF-21 یان ژنب تایج حاصل ازن .1 نمودار

با توجه .دار بودمعنا TNF-αفاکتور التهابی سرمی سطوح ،هفته تمرین تناوبی شدیدشش پس از ،همچنین

دیابت و تناوبی شدیدگروه تناوبی شدید و تناوبی شدید و دو گروه دیابت و دیابت بین دو ،2 ربه نمودا

و تمرین تناوبی شدید تفاوت ولی بین دو گروه کنترل شد،مشاهده TNF-αداری در میزان بیان معنیتفاوت

دیابتی افزایش هایسرمی در گروه TNF-αمعنی است که میزان پروتئین بدان . اینداری مشاهده نشدمعنی

.است یافتهافزایش ، کمترتناوبی شدید که در گروه دیابتدرحالی ،چشمگیری داشته

Dow

nloa

ded

from

jsm

t.khu

.ac.

ir at

12:

44 IR

ST

on

Thu

rsda

y S

epte

mbe

r 24

th 2

020

...سرمي TNF-α کبدي FGF-21 تناوبي شدید بیان ژنتمرین

64

پژوهش هايسرمي در گروه TNF-αتغییرات .2نمودار

.شودمشاهده مي 000/0تناوبي شدید گروه دیابت و دیابت داري بین دومعني حسط**

نشان دادبررسی آزمون زمان رسیدن به واماندگی ،هفته تمرین تناوبی شدیدشش پس از ،3 توجه به نمودار با

زمان رسیدن به واماندگی خود را حفظ کند و گروه تمرین نیز میانگینتمرین توانسته و که گروه دیابت

(014/0اوبی شدید و دیابت تناوبی شدید )تن گروه پیشرفت داشته است. نتایج آزمون تی زوجی در بین دو

داد. نشان داریتفاوت معنی

تناوبي شدید و تناوبي شدید آزمون عملکردي در گروه دیابت میانگین زمان رسیدن به واماندگي .3نمودار

. شد( مشاهده 014/0) داريتفاوت معني گروه تناوبي شدید و دیابت تناوبي شدید بین دو **

در چهار گروه پژوهش، بین دو گروه دیابت و در نمودار ،ناشتایی خون قبل و بعد ازقند ،با توجه به نتایج

.(267/0) تاس نداشته یدارمعنی تفاوت شدید تناوبی دیابت

Dow

nloa

ded

from

jsm

t.khu

.ac.

ir at

12:

44 IR

ST

on

Thu

rsda

y S

epte

mbe

r 24

th 2

020

1399، بهار و تابستان 19پژوهش در طب ورزشي و فناوري، شماره

65

پژوهش طول در گروه سه در قندخون راتییتغ نیانگیم .1 نمودار

بحث

،کبدی FGF-21بر بیان ژن تناوبی ای تمرین شدید شش هفته ۀهدف ما در این پژوهش بررسی یک دور

در خون تغییرات قند وبررسی زمان رسیدن به واماندگی ،TNF-αمیزان تغییرات سرمی فاکتور التهابی

تغییرات ها،آزمون فرضیهمولکولی و -های سلولیتحلیلکه پس از صحرایی دیابتی نر نوع ویستار بودهای موش

یانگ توان به پژوهش میسو های هماز پژوهش .نشدمشاهده هابین گروه کبدی FGF-21در میزان یمعنادار

، به کاهش ج روز در هفتهبرای پن قدرتی(-)هوازی تمرین ترکیبیماه سه که انجاماشاره کرد (2017) ناو همکار

سو در این از نتایج ناهم .(30) منجر نشد FGF-21سطوح دارو افزایش معنی BMIدور کمر و دار معنی

تمرین مقاومتی بررسی اثربه که اشاره کرد( 2017) وک سونگ هی جی کیمو و هایتوان به پژوهشمینه میز

ج این نتای .پرداختنددیابتی نر اقهای چدر عضالت اسکلتی موش آیرزینو FGF-21افزایش میزان بر

این،برعالوه .است مقایسه با گروه کنترل باالترگروه تمرینی در درFGF-21 داد سطوح پژوهش نشان

. در پژوهش (31) گرفتن داردداری با قدرتبستگی معنیهم یرزینآو FGF-21مشخص شد که سطوح

دقیقه گرم 10متر در دقیقه به مدت 5ها با سرعت موش کردند،بررسی را و موش ۀ انساننموندو که دیگری

متر در دقیقه 25ها با حداکثر سرعت سپس، موش .افزایش یافتمتر بر دقیقه 5، سرعت یدقیقه بعد 5هر و

، به max2voدرصد 80-50نوجوان با شدت 13 ،همچنین .فعالیت را انجام دادندخستگی تا یا دقیقه 30برای

-FGF ، سطح سرمیوهله تمرینکه یک داد نشان هایافته .روز در یک هفته روی تردمیل دویدندمدت سه

ATF4 و PPARα که همکاری مشخص شددهد. همچنین و مردان سالم افزایش میا در موش ر 21

کبدی یکه القا گزارش شد .کنندورزش می یک وهلهکه شود میهایی در کبد موش FGF-21 باعث بیان ژن

FGF-21 ورزش ممکن است به افزایش سطح سرمی یک وهله پس ازFGF-21 (32) کمک کند.

یک عامل محوری در TNF-αکه اندکرده گزارشها پژوهشبعضی FGF-21 با TNF-α ۀاما در رابط

نیز را FGF-21های بیولوژیکی عملکرد دهد ورا کاهش می β-Klothoبیان کوفاکتور التهاب بدن است و

Dow

nloa

ded

from

jsm

t.khu

.ac.

ir at

12:

44 IR

ST

on

Thu

rsda

y S

epte

mbe

r 24

th 2

020

...سرمي TNF-α کبدي FGF-21 تناوبي شدید بیان ژنتمرین

66

-βدهد کاهش بیان نشان می صورت گرفتهی هاپژوهش زمینه، این دهد. درکاهش می های بدندر سلول

Klotho شی از ناTNF-α موش صحرایی با اختالل عملکرد درFGF-21 .در جذب گلوکز همراه است

β-klotho برای فعالیت ضرورییک کوفاکتورFGF-21 .اتصال است β-klotho ابFGF-21 سبب

. (33-35) شد خواهدقند خون کنترل باعث، در نتیجه شودمیمتابولیسم گلوکز و یحساسیت انسولین افزایش

ورود ولی یابد،میافزایش FGF-21ورزشی فعالیتانجام پس از احتماالً باتوجه به موارد گفته شده ،پس

FGF-21 های شود یعنی میزان سرمی آن افزایش بیشتری نسبت به بافتهای مختلف بدن مختل میبه بافت

باشد. β-klothoبر بیان ژن TNF-αتواند مربوط به تأثیر فاکتور التهابی مختلف بدن دارد که احتماالً می

-TNFداری بر فاکتور التهابی أثیر معناتتناوبی هفته تمرین شدید ششدر پژوهش حاضر نشان داده شد که

α شود دیابت و تناوبی شدید مشاهده میو دو گروه دیابت ۀهای صحرایی دیابتی داشت. با مقایسسرمی موش

از در گروه دیابت بیشتر TNF-αمقادیر سرمی ،همچنین. داری بین این دو گروه وجود داردکه اختالف معنا

این موضوع صورت گرفته که در اینجا به چند دربارۀهای زیادی پژوهش گروه دیابت و تناوبی شدید است.

تمرین هوازیاشاره کرد که (2017)همکاران سیلوا وپژوهش توان بهمیسو از نتایج همشود: اشاره میمورد

زمینۀنتایج در و دیابتی انجام دادند موش صحرایی دربارۀ هفته شانزدهمدت را به مدتطوالنی یو مقاومت

های از پژوهش. (36) بودهوازی ومقاومتی یتمرینهای گروهاز بهتر ه کنترل دیابتیدر گرو TNF-α سطوح

یک دوره تأثیر به بررسی اشاره کرد کههمکاران صفرزاده وتوان به پژوهش با پژوهش حاضر میو سناهم

TNF-αو IL-6داری در میزان سرمی یرات معنیهای صحرایی پرداختند و تغیموشتمرین مقاومتی بر

دهد ، پژوهشگر احتمال میسوسو و ناهمهای همشده و پژوهشبا توجه به موارد گفته .(37)مشاهده نکردند

های ۀ فاکتورداخل پژوهش، مقادیر اولی هایآزمودنیبودن یا نبودن زمان آن، بیمارشده، مدتکه نوع تمرین انجام

تأثیرگذار باشد. های التهابی بر غلظت سرمی فاکتورزمان انجام فعالیت ورزشی و مدت آزمودنیالتهابی سرمی

زمان بیشتر انجام فعالیت ورزشی و همچنین توان احتمال داد که مدتی دیگر میهاطبق نتایج پژوهش ،حالبااین

م شود تا صحت باید انجاهایی بیشتری ، پژوهشثیر بیشتری بر کاهش التهاب داشته باشد. در نهایتأشدت آن ت

یید شود.شده تأموارد گفته

خون و قندبه علت مشکالت ،یبیماران دیابتگرفتن اینکه در و درنظر پژوهش حاضر به نتایج با توجه

تواند تمرین تناوبی شدید میانجام است، توان و عملکرد مشکل حفظ ،های متابولیکی بدنخوردن فعالیتهمبر

سو، پژوهشگر با توجه به نتایج این پژوهش و موارد هم ،در نهایت .واقع شود ثرمؤ بر زمان رسیدن به درماندگی

به بهبود عوامل مرتبط با سالمت ،یک محرک فیزیولوژیکی منزلۀبه ،دهد تمرین تناوبی شدیداحتمال می

اب در قلب و عروق، ظرفیت هوازی، بهبود توان و عملکرد و در نهایت کاهش عوامل التهابی و الته متابولیکی،

.شودمی منجر دیابتی بیماران

Dow

nloa

ded

from

jsm

t.khu

.ac.

ir at

12:

44 IR

ST

on

Thu

rsda

y S

epte

mbe

r 24

th 2

020

1399، بهار و تابستان 19پژوهش در طب ورزشي و فناوري، شماره

67

گیرینتیجه

کردن مسیر و سازوکارهای سلولی و از طریق فعالتمرین تناوبی شدید آن، به پژوهش حاضر و نتایج استنادبا

،همچنین .شودبدن و سالمتی می سممنفی ناشی از بیماری دیابت بر متابولی سبب کاهش اثر ،مولکولی مختلف

ثر واقع ؤتواند ممیTNF-α نشان داده شد که تمرین تناوبی شدید در کاهش التهاب و عوامل التهابی مانند

FGF-21معناداری بر افزایش بیان ژن ، ولی تأثیرکرد ناشی از دیابت جلوگیری کندلیا از افت عم شود

توان احتمال ندارد که می پانکراس و عضله( چربی، های بدن )کبد،از فاکتورهای متابولیکی در بافت یکی منزلۀبه

مربوط شده در اثر هایپرگلیسمی ناشی از دیابت ایجاد TNF-α)کارهای التهابی )نظیر سازو به عوامل و داد که

حساسیت به و شودمی (B-KELOTنظیر ) FGF-21که سبب کاهش بیان ژن کوفاکتورهای انتقالی باشد

FGF-21 دهدکاهش میدر بافت را.

قدردانیتشکر و

راهنمایی به ارشد گرایش فیزیولوژی ورزشی دانشگاه خوارزمی،نامه کارشناسیمقاله حاضر، مستخرج از پایان

دانشگاه خوارزمی برای حمایت و تأمین ن از معاونت پژوهشیم دکتر خالدی تهیه شده است. محققاسرکار خان

در پژوهش منافع متقابلیهای پژوهش تقدیم و تشکر می نمایند. نویسندگان پژوهش حاضر بخشی از هزینه

همکاری ودلیل بهدکتر ح.عسگری و م.شیرزادی از نویسندگان شتند. انتشار مقاله ندا انجام شده و به تبع آن در

.نمایندقدردانی می تشکر و کسانی که در مسیر این پژوهش ما را یاری رساندند نیز

منابع1. Pedersen, B.K., Febbraio, M.A. (2012). Muscles, exercise and obesity: skeletal muscle as a secretory organ. Nature

Reviews Endocrinology. 8(8):457-65. 2. Izumiya, Y., Bina, H.A., Ouchi, N., Akasaki, Y., Kharitonenkov, A., Walsh, K. (2008). FGF21 is an Akt-regulated

myokine. Federation of European Biochemical Societies. 582(27):3805-10. 3. Goedecke, J.H., Micklesfield, L.K. (2014).The effect of exercise on obesity, body fat distribution and risk for type 2

diabetes. Medicine and Sport Science. 60:82-93. 4. Inagaki, T., Dutchak, P., Zhao, G., Ding, X., Gautron, L., Parameswara, V., Li, Y., Goetz, R., Mohammadi, M., Esser,

V., Elmquist, J.K., Gerard, R.D., Burgess, S.C., Hammer, R.E., Mangelsdorf, D.j., Kliewer, S.A. (2007). Endocrine regulation of the fasting response by PPARalpha-mediated induction of fibroblast growth factor 21. Cell Metabolism. 5(6):415-25.

5. Dutchak, P.A., Katafuchi, T., Bookout, A.L., Choi, J.H., Yu, R.T., Mangelsdorf, D.J., Kliewer, S.A. (2012). Fibroblast growth factor-21 regulates PPARgamma activity and the antidiabetic actions of thiazolidinediones. Cell Metabolism . 148(3):556-67.

6. Beenken, A., Mohammadi, M. (2009). The FGF family: biology, pathophysiology and therapy. Nature Reviews Drug Discovery. 8(3):235-53.

7. Virtanen, K.A. (2014). BAT thermogenesis: Linking shivering to exercise. Cell Metabolism. 19(3):352-4. 8. Moller, D.E. (2000). Potential role of TNF-alpha in the pathogenesis of insulin resistance and type 2 diabetes. Trends

in Endocrinology & Metabolism. 11(6):212-7. 9. Waters, J.P., Pober, J.S., Bradley, J.R. (2013). Tumour necrosis factor and cancer. The Journal of Pathology.

230(3):241-8. 10. Idriss, H.T., Naismith, J.H. (2000). TNF alpha and the TNF receptor superfamily: structure-function relationship(s).

Microscopy Research and Technique. 50(3):184-95. 11. Hotamisligil, G.S., Shargill, N.S., Spiegelman, B.M. (1993) . Adipose expression of tumor necrosis factor-alpha: direct

role in obesity-linked insulin resistance. Science. 259(5091):87-91. 12. Iizuka, K., Takeda, J., Horikawa, Y. (2009). Glucose induces FGF21 mRNA expression through ChREBP activation

in rat hepatocytes . FEBS Letters. 583(17):2882-6. 13. Suzuki, M., Uehara, Y., Motomura-Matsuzaka, K ., Oki, J., Koyama, Y., Kimura, M., Asada, M., Komi-Kuramochi, A.,

Oka, S., Imamura, T. (2008). BetaKlotho is required for fibroblast growth factor (FGF) 21 signaling through FGF receptor (FGFR) 1c and FGFR3c. Molecular Endocrinology. 22(4):1006-14.

14. Ogawa, Y., Kurosu, H., Yamamoto, M., Nandi, A., Rosenblatt, K.P., Goetz, R., Eliseenkova, A.V.,Mohammadi, M., Kuro-o, M. (2007). BetaKlotho is required for metabolic activity of fibroblast growth factor 21. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 104(18):7432-7.

Dow

nloa

ded

from

jsm

t.khu

.ac.

ir at

12:

44 IR

ST

on

Thu

rsda

y S

epte

mbe

r 24

th 2

020

...سرمي TNF-α کبدي FGF-21 تناوبي شدید بیان ژنتمرین

68

15. Diaz-Delfin, J., Hondares, E., Iglesias, R., Giralt, M., Caelles, C., Villarroya, F. (2012). TNF-alpha represses beta-Klotho expression and impairs FGF21 action in adipose cells: involvement of JNK1 in the FGF21 pathway. Endocrinology.153(9):4238-45.

16. Hosseinian, M., Banitalebi, E., Amirhosseini, S.E. (2016). Effect of 12 Weeks of Intensive Interval and Combined Training on Apolipoprotein A and B, Visfatin and Insulin Resistance in Overweight Middle-Aged Women with Type 2 Diabetes. Quarterly of Horizon of Medical Sciences. 22(3):237-45. (Persian)

17. Karami, M., Banitalebi, E. (2017). The comparision of effect of 8 weeks of intense interval training and combined strength-endurance training on fibroblast growth factor-21 (FGF-21) levels in women with type 2 diabetes2. Journal of Nursing Education. 6(3):37-46.

18. Wu, T., Gao, X., Chen, M., van Dam, R.M. (2009). Long-term effectiveness of diet-plus-exercise interventions vs. diet-only interventions for weight loss: a meta-analysis. Obesity Reviews. 10(3):313-23.

19. Shaw, K., Gennat, H., O'Rourke, P., Del Mar, C. (2006). Exercise for overweight or obesity. Cochrane Database of Systematic Reviews. (4):CD003817.

20. Talanian, J.L., Galloway, S.D., Heigenhauser, G.J., Bonen, A., Spriet, L.L. (2007). Two weeks of high-intensity aerobic interval training increases the capacity for fat oxidation during exercise in women. Journal of Applied Physiology (1985). 102(4):1439-47.

21. Laursen, P.B., Jenkins, D.G. (2002). The scientific basis for high-intensity interval training: optimising training programmes and maximising performance in highly trained endurance athletes. Sports Medicine. 32(1):53-73.

22. Hemmatinafar, M., Kordi, M., Choopani, S., Choobineh, S., Arefi, R. (2013). The effect of high intensity interval training (HIIT) on plasma adiponectin levels, insulin sensitivity and resistance in sedentary young men. Journal of Zanjan University of Medical Sciences. 21(84):1-12. (Persian)

23. Cuevas-Ramos, D., Almeda-Valdes, P., Meza-Arana, C.E., Brito-Cordova, G., Gomez-Perez, F.J., Mehta, R., Oseguera-Moguel, J., Aguilar-Salinas, C.A. (2012). Exercise increases serum fibroblast growth factor 21 (FGF21) levels. PLoS One. 7(5):e38022.

24. Cuevas-Ramos, D., Almeda-Valdes, P., Gomez-Perez, F.J., Meza-Arana, C.E., Cruz-Bautista, I., Arellano-Campos, O., Navarrete-Lopez, M., Aguilar-Salinas, C.A. (2010). Daily physical activity, fasting glucose, uric acid, and body mass index are independent factors associated with serum fibroblast growth factor 21 levels. European Journal of Endocrinology. 163(3):469-77.

25. Segsworth, B.M. (2015). Acute sprint interval exercise induces a greater FGF-21 response in comparison to work-matched continuous exercise. The University of Western Ontario. 3254

26. Zhang, M., Lv, X.Y., Li, J., Xu, Z.G., Chen, L. (2008). The characterization of high-fat diet and multiple low-dose streptozotocin induced type 2 diabetes rat model. Experimental Diabetes Research. 2008:704045.

27. Rajasekar, R., Manokaran, K., Rajasekaran, N., Duraisamy, G. ,Kanakasabapathi, D. (2014). Effect of Alpinia calcarata on glucose uptake in diabetic rats-an in vitro and in vivo model. Journal of Diabetes & Metabolic Disorders. 13(1):33.

28. Calcutt, N.A. (2004). Modeling diabetic sensory neuropathy in rats. Methods in Molecular Medicine. 99:55-65. 29. Songstad, N.T., Kaspersen, K.H., Hafstad, A.D., Basnet, P., Ytrehus, K., Acharya, G. (2015). Effects of high intensity

interval training on pregnant rats, and the placenta, heart and liver of their fetuses. Public Library of Science. 10(11):e0143095.

30. Yang, S.J., Hong, H.C., Choi, H.Y., Yoo, H.J., Cho, G.J., Hwang, T.G., Baik, S.H., Choi, D.S., Kim, S.M., Choi, K.M. (2011). Effects of a three-month combined exercise programme on fibroblast growth factor 21 and fetuin-A levels and arterial stiffness in obese women. Clinical Endocrinology (Oxford). 75(4):464-9.

31. Kim, H.J., Song, W. (2017). Resistance training increases fibroblast growth factor-21 and irisin levels in the skeletal muscle of Zucker diabetic fatty rats. Journal of Exercise Nutrition & Biochemistry. 21(3):50-4.

32. Kim, K.H., Kim, S.H., Min, Y.K., Yang, H.M., Lee, J.B., Lee, M.S. (2013). Acute exercise induces FGF21 expression in mice and in healthy humans. Public Library of Science. (5)8:e63517.

33. Suzuki, M., Uehara, Y., Motomura-Matsuzaka, K., Oki, J., Koyama, Y., Kimura, M., Asada, M., Komi-Kuramochi, A., Oka, S., Imamura, T. (2008). betaKlotho is required for fibroblast growth factor (FGF) 21 signaling through FGF receptor(FGFR) 1c and FGFR3c. Molecular Endocrinology. 22(4):1006-14.

34. Ogawa, Y., Kurosu, H., Yamamoto, M., Nandi, A., Rosenblatt, K.P., Goetz, R., Eliseenkova, A.V., Mohammadi, M., Kuro-o, M. (2007). BetaKlotho is required for metabolic activity of fibroblast growth factor 21. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 104(18):7432-7.

35. Díaz-Delfín, J., Hondares, E., Iglesias, R., Giralt, M., Caelles, C., Villarroya, F. (2012). TNF-a represses -Klotho Expression and Impairs FGF21 Action in Adipose Cells Involvement of JNK1 in the FGF21 Pathway. Endocrinology. 153(9):4238-45.

36. Silva, C.M.S., Vieira-Junior R, C., Trombeta, J.C.R., Lima, T.R., Frag, G.A., Se, M.S. (2017). Effects of aerobic and resistance training of long duration on pro- and anti-inflammatory cytokines in rats. Revista Andaluza de Medicina del Deporte. (4):170-5.

37. Safarzade, A., Gharakhanlou, R., Hedayati, M., Talebi-Garakani, E. (2012). The effect of 4 weeks resistance training on serum vaspin, Il-6, CRP and TNF-Α concentrations in diabetic rats. Iranian Journal of Endocrinology and Metabolism. 14(1):68-74. (Persian)

Dow

nloa

ded

from

jsm

t.khu

.ac.

ir at

12:

44 IR

ST

on

Thu

rsda

y S

epte

mbe

r 24

th 2

020