تاثیر یک دوره تمرین هوازی به همراه مصرف مکمل ویتامین C بر گیرنده لپتین و شاخص های استرس اکسیداتیو در بافت قلب موشهای ماده صحرایی مبتلا به آلزایمر
تاثیر تمرین هوازی , ویتامین C بر گیرنده لپتین و استرس اکسیداتیو در بافت قلب موشهای آلزایمر
الموضوعات :
اسیه سید
1
,
مرضیه فلاحیان
2
,
فروغ تجلی
3
,
سیده ام البنین قاسمیان
4
1 - گروه فیزیولوژی ورزشی، واحد بهبهان، دانشگاه آزاد اسلامی، بهبهان، ایران
2 - گروه فیزیولوژی ورزشی، واحد بهبهان، دانشگاه آزاد اسلامی، بهبهان، ایران.
3 - گروه فیزیولوژی ورزشی، واحد بهبهان، دانشگاه آزاد اسلامی، بهبهان، ایران.
4 - گروه دامپزشکی، واحد بهبهان، دانشگاه آزاد اسلامی، بهبهان، ایران * .
الکلمات المفتاحية: آلزایمر, آنزیم‌های ضد اکسایشی, استرس اکسیداتیو, ورزش هوازی, ویتامین C,
ملخص المقالة :
زمینه و هدف: آنزیم‌های ضد اکسایشی اولین خط دفاعی در برابر حمله‌ی انواع رادیکال‌های فعال اکسیژن میباشد. آنتی‌اکسیدان‌ها از طریق واکنش با رادیکال‌های آزاد و گونه‌های فعال باعث کاهش یا جلوگیری از استرس اکسیداتیو می‌شوند. مطالعه حاضر با هدف تاثیر یک دوره تمرین هوازی به همراه مصرف مکمل ویتامین C بر گیرنده لپتین، وزن چربی احشایی، BMI و آنزیم‌های ضد اکسایشی در بافت مغز موشهای صحرایی مبتلا به آلزایمر، صورت گرفت. مواد و روش ها: در این مطالعه تجربی، 45 سر موش صحرایی سالمند ماده به طور تصادفی به شش گروه کنترل مبتلا به آلزایمر، مکمل ویتامین C، تمرین هوازی، تمرین هوازی + ویتامین C و کنترل سالم، تقسیم شدند. شاخصهای لپتین، وزن چربی احشایی و BMI پس از اتمام مداخله و شاخصهای MDA، CAT و SOD پس از استخراج بافت مغز اندازه‌گیری شدند. نتایج: در گروه¬های مداخله مقادیر گیرنده لپتین به طور معنی¬داری بالاتر (001/0=P)، وزن چربی احشایی و BMI کمتر از گروه کنترل سالم بود (001/0=P). پس از هشت هفته تمرین هوازی و مصرف مکمل ویتامین C، مقادیر MDA به میزان معنیداری در گروه تمرین+مکمل کاهش پیدا کرد و مقادیر CAT و SOD افزایش پیدا کرد (05/0>P). نتیجه گیری: به نظر میرسد تمرین هوازی همراه با مکمل ویتامین C موجب افزایش بیان گیرنده لپتین، کاهش وزن چربی احشایی و BMI در موش های صحرایی مبتلا به بیماری آلزایمر می گردد و همچنین مقادیر MDA را کاهش و مقادیر CAT و SOD را افزایش می دهد.
1. Pini L, Pievani M, Bocchetta M, Altomare D, Bosco P, Cavedo E, et al. Brain atrophy in Alzheimer’s disease and aging. Ageing research reviews. 2016;30:25-48.
2. Niu H, Álvarez-Álvarez I, Guillén-Grima F, Aguinaga-Ontoso I. Prevalence and incidence of Alzheimer's disease in Europe: A meta-analysis. Neurología (English Edition). 2017;32(8):523-32.
3. McGill-Carter T. Market analysis Alzheimer’s disease 2020. J Psychiatry. 2020;22(6):21-2.
4. Calvo‐Ochoa E, Arias C. Cellular and metabolic alterations in the hippocampus caused by insulin signalling dysfunction and its association with cognitive impairment during aging and Alzheimer's disease: studies in animal models. Diabetes/metabolism research and reviews. 2015;31(1):1-13.
5. Emmerzaal TL, Kiliaan AJ, Gustafson DR. 2003-2013: a decade of body mass index, Alzheimer's disease, and dementia. Journal of Alzheimer's Disease. 2015;43(3):739-55.
6. Chen WW, Zhang X, Huang WJ. Role of physical exercise in Alzheimer's disease. Biomedical reports. 2016;4(4):403-7.
7. Powers SK, Goldstein E, Schrager M, Ji LL. Exercise training and skeletal muscle antioxidant enzymes: An update. Antioxidants. 2022;12(1):39.
8. Zabel M, Nackenoff A, Kirsch WM, Harrison FE, Perry G, Schrag M. Markers of oxidative damage to lipids, nucleic acids and proteins and antioxidant enzymes activities in Alzheimer's disease brain: a meta-analysis in human pathological specimens. Free Radical Biology and Medicine. 2018;115:351-60.
9. Tsukiyama Y, Ito T, Nagaoka K, Eguchi E, Ogino K. Effects of exercise training on nitric oxide, blood pressure and antioxidant enzymes. Journal of clinical biochemistry and nutrition. 2017;60(3):180-6.
10. Pehlivan FE. Vitamin C: An antioxidant agent. Vitamin C. 2017;2:23-35.
11. Zhou T, Prather ER, Garrison DE, Zuo L. Interplay between ROS and antioxidants during ischemia-reperfusion injuries in cardiac and skeletal muscle. International journal of molecular sciences. 2018;19(2):417.
12. Ammar A, Trabelsi K, Boukhris O, Glenn JM, Bott N, Masmoudi L, et al. Effects of aerobic-, anaerobic-and combined-based exercises on plasma oxidative stress biomarkers in healthy untrained young adults. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2020;17(7):2601.
13. Lu K, Wang L, Wang C, Yang Y, Hu D, Ding R. Effects of high-intensity interval versus continuous moderate‑intensity aerobic exercise on apoptosis, oxidative stress and metabolism of the infarcted myocardium in a rat model. Molecular medicine reports. 2015;12(2):2374-82.
14. Bouzid MA, Hammouda O, Matran R, Robin S, Fabre C. Influence of physical fitness on antioxidant activity and malondialdehyde level in healthy older adults. Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism. 2015;40(6):582-9.
15. Cermakova P, Eriksdotter M, Lund L, Winblad B, Religa P, Religa D. Heart failure and Alzheimer′ s disease. Journal of internal medicine. 2015;277(4):406-25.
16. Spanos F, Liddelow SA. An overview of astrocyte responses in genetically induced Alzheimer’s disease mouse models. Cells. 2020;9(11):2415.
17. Nobakht M, Hoseini SM, Mortazavi P, Sohrabi I, Esmailzade B, Roosh NR, et al. Neuropathological changes in brain cortex and hippocampus in a rat model of Alzheimer’s disease. Iranian biomedical journal. 2011;15(1-2):51.
18. Eskandari RE, Homaee HM, Moradi L. Effect of Eight Weeks Aerobic Exercise and Vitamin-D Supplementation on Osteocalcin and Alkaline Phosphatase Gene Expression in Male Rats Poisoned with Hydrogen Peroxide. Journal of Shahid Sadoughi University of Medical Sciences. 2021.
19. ElBakry RH, Tawfik SM. Histological study of the effect of potassium dichromate on the thyroid follicular cells of adult male albino rat and the possible protective role of ascorbic acid (vitamin C). Journal of Microscopy and Ultrastructure. 2014;2(3):137-50.
20. Uysal N, Agilkaya S, Sisman AR, Camsari UM, Gencoglu C, Dayi A, et al. Exercise increases leptin levels correlated with IGF-1 in hippocampus and prefrontal cortex of adolescent male and female rats. Journal of chemical neuroanatomy. 2017;81:27-33.
21. Polak J, Klimcakova E, Moro C, Viguerie N, Berlan M, Hejnova J, et al. Effect of aerobic training on plasma levels and subcutaneous abdominal adipose tissue gene expression of adiponectin, leptin, interleukin 6, and tumor necrosis factor α in obese women. Metabolism. 2006;55(10):1375-81.
22. Khorshidi D, Azizbeigi K, Abedi B. Effect of progressive aerobic training on leptin, insulin, cortisol and testosterone in obese sedentary men. Scientific Journal of Kurdistan University of Medical Sciences. 2014;19(4):118-27.
23. Akbarpour M. The effect of aerobic training on serum adiponectin and leptin levels and inflammatory markers of coronary heart disease in obese men. Biology of sport. 2013;30(1):21-7.
24. Saghebjoo M, Fathi R, TALEBI GE, HOSSEINI KA, GHANBARI NA, Hedayati M. Obestatin and the regulation of energy balance in physical activity. 2011.
25. Lichtenstein MB, Andries A, Hansen S, Frystyk J, Støving RK. Exercise addiction in men is associated with lower fat-adjusted leptin levels. Clinical Journal of Sport Medicine. 2015;25(2):138-43.
26. Camarda SRdA, Tebexreni AS, Páfaro CN, Sasai FB, Tambeiro VL, Juliano Y, et al. Comparison of maximal heart rate using the prediction equations proposed by Karvonen and Tanaka. Arquivos brasileiros de cardiologia. 2008;91:311-4.
27. Ranji P, Agah S, Heydari Z, Rahmati-Yamchi M, Alizadeh AM. Effects of Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium bifidum probiotics on the serum biochemical parameters, and the vitamin D and leptin receptor genes on mice colon cancer. Iranian journal of basic medical sciences. 2019;22(6):631.
28. Moosavirad SA, Rabbani M, Sharifzadeh M, Hosseini-Sharifabad A. Protective effect of vitamin C, vitamin B12 and omega-3 on lead-induced memory impairment in rat. Research in Pharmaceutical Sciences. 2016;11(5):390.
29. Zhang X-Y, Xu Z-P, Wang W, Cao J-B, Fu Q, Zhao W-X, et al. Vitamin C alleviates LPS-induced cognitive impairment in mice by suppressing neuroinflammation and oxidative stress. International immunopharmacology. 2018;65:438-47.
30. Fatemi Tabatabaei SR, Shahriari A, Abaszadeh M. Effect of vitamin c on the obesity indices of high fat fed diet rats. Jundishapur Scientific Medical Journal. 2014;13(1):32-42.
31. Garcia-Diaz D, Campion J, Milagro F, Boque N, Moreno-Aliaga MJ, Martinez JA. Vitamin C inhibits leptin secretion and some glucose/lipid metabolic pathways in primary rat adipocytes. Journal of Molecular Endocrinology. 2010;45(1):33-43.
32. Ide K, Yamada H, Umegaki K, Mizuno K, Kawakami N, Hagiwara Y, et al. Lymphocyte vitamin C levels as potential biomarker for progression of Parkinson's disease. Nutrition. 2015;31(2):406-8.
33. Monacelli F, Acquarone E, Giannotti C, Borghi R, Nencioni A. Vitamin C, aging and Alzheimer’s disease. Nutrients. 2017;9(7):670.
34. Jolitha A, Subramanyam M, Devi SA. Modification by vitamin E and exercise of oxidative stress in regions of aging rat brain: studies on superoxide dismutase isoenzymes and protein oxidation status. Experimental gerontology. 2006;41(8):753-63.
35. Cobley JN, McHardy H, Morton JP, Nikolaidis MG, Close GL. Influence of vitamin C and vitamin E on redox signaling: Implications for exercise adaptations. Free Radical Biology and Medicine. 2015;84:65-76.
36. Yan Z, Spaulding HR. Extracellular superoxide dismutase, a molecular transducer of health benefits of exercise. Redox biology. 2020;32:101508.
37. Hollander J, Fiebig R, Gore M, Ookawara T, Ohno H, Ji L. Superoxide dismutase gene expression is activated by a single bout of exercise in rat skeletal muscle. Pflügers Archiv. 2001;442:426-34.
38. Okutsu M, Call JA, Lira VA, Zhang M, Donet JA, French BA, et al. Extracellular superoxide dismutase ameliorates skeletal muscle abnormalities, cachexia, and exercise intolerance in mice with congestive heart failure. Circulation: Heart Failure. 2014;7(3):519-30.
39. Radák Z, Asano K, Inoue M, Kizaki T, Oh-Ishi S, Suzuki K, et al. Superoxide dismutase derivative prevents oxidative damage in liver and kidney of rats induced by exhausting exercise. European journal of applied physiology and occupational physiology. 1996;72:189-94.
40. Tuon T, Valvassori SS, Lopes-Borges J, Luciano T, Trom CB, Silva LA, et al. Physical training exerts neuroprotective effects in the regulation of neurochemical factors in an animal model of Parkinson's disease. Neuroscience. 2012;227:305-12.
تاثیر یک دوره تمرین هوازی به همراه مصرف مکمل ویتامین C بر گیرنده لپتین و شاخص های استرس اکسیداتیو در بافت قلب موشهای ماده صحرایی مبتلا به آلزایمر
آسیه سید1، مرضیه فلاحیان 2، فروغ تجلی 2، سیده ام البنین قاسمیان 3
1- استادیارگروه فیزیولوژی ورزشی، واحد بهبهان، دانشگاه آزاد اسلامی، بهبهان، ایران
2- دانش آموخته، گروه فیزیولوژی ورزشی، واحد بهبهان، دانشگاه آزاد اسلامی، بهبهان، ایران
3- استادیارگروه دامپزشکی، واحد بهبهان، دانشگاه آزاد اسلامی، بهبهان، ایران
تاریخ دریافت:05/08/1402 تاریخ پذیرش: 02/12/1402
چکیده
زمینه و هدف: آنزیم‌های ضد اکسایشی اولین خط دفاعی در برابر حمله‌ی انواع رادیکال‌های فعال اکسیژن میباشد. آنتی‌اکسیدان‌ها از طریق واکنش با رادیکال‌های آزاد و گونه‌های فعال باعث کاهش یا جلوگیری از استرس اکسیداتیو می‌شوند. مطالعه حاضر با هدف تاثیر یک دوره تمرین هوازی به همراه مصرف مکمل ویتامین C بر گیرنده لپتین، وزن چربی احشایی، BMI و آنزیم‌های ضد اکسایشی در بافت مغز موشهای صحرایی مبتلا به آلزایمر، صورت گرفت.
مواد و روش ها: در این مطالعه تجربی، 45 سر موش صحرایی سالمند ماده به طور تصادفی به شش گروه کنترل مبتلا به آلزایمر، مکمل ویتامین C، تمرین هوازی، تمرین هوازی + ویتامین C و کنترل سالم، تقسیم شدند. شاخصهای لپتین، وزن چربی احشایی و BMI پس از اتمام مداخله و شاخصهای MDA، CAT و SOD پس از استخراج بافت مغز اندازه‌گیری شدند.
نتایج: در گروههای مداخله مقادیر گیرنده لپتین به طور معنیداری بالاتر (001/0=P)، وزن چربی احشایی و BMI کمتر از گروه کنترل سالم بود (001/0=P). پس از هشت هفته تمرین هوازی و مصرف مکمل ویتامین C، مقادیر MDA به میزان معنیداری در گروه تمرین+مکمل کاهش پیدا کرد و مقادیر CAT و SOD افزایش پیدا کرد (05/0>P).
نتیجه گیری: به نظر میرسد تمرین هوازی همراه با مکمل ویتامین C موجب افزایش بیان گیرنده لپتین، کاهش وزن چربی احشایی و BMI در موش های صحرایی مبتلا به بیماری آلزایمر می گردد و همچنین مقادیر MDA را کاهش و مقادیر CAT و SOD را افزایش می دهد.
کلمات کلیدی: آلزایمر، آنزیم‌های ضد اکسایشی، استرس اکسیداتیو، ورزش هوازی، ویتامین C
مقدمه
با افزایش سن افراد و ایجاد مجموعه ای بزرگ از سالمندان، بیماریهای وابسته به این دوره سنی نیز رو به افزایش است. بیماری آلزایمر نوعی بیماری نورودژنراتیو پیشرونده غیرقابل برگشت و تدریجی است که موجب اختلال حافظه، کاهش عملکردهای شناختی و تواناییهای فکری، همچنین تغییرات رفتاری میگردد. افزایش سن مهم ترین عامل خطر برای ابتلا به این بیماری است (1). شیوع آلزایمر بعد از 65 سالگی به ازای هر 5 سال، دو برابر میشود، بطوری که 40 تا 50 درصد سالمندان بالای 85 سال جامعه، به این بیماری مبتلا هستند. شیوع بیماری آلزایمر در اروپا 5 درصد تخمین زده شده است که در مردان حدود 3/3 و در زنان حدود 1/7 درصد میباشد (2). تخمین زده شده است 35 میلیون نفر در سراسر جهان دارای زوال عقل بوده و پیش بینی می شود تا سال 2030 به 75 میلیون نفر افزایش یابد (3).
برخی شواهد نشان داده است که انسولین در مغز، در شکل پذیری سیناپسی، بقاء نورونها، و تنظیم اعمال هیپوتالاموس نقش مهمی دارد. اختلال عمل انسولین می تواند در بروز بیماری آلزایمر نقش داشته باشد (4). همچنین، به نظر میرسد که شاخص توده بدنی (BMI)، رابطه پیچیده ای با آلزایمر در افراد با سن بالا دارد (5). عامل مهمی که به نظر میرسد در تغییرات فعالیت مغز به خصوص در ناحیه هیپوکامپ (مرکز حافظه و یادگیری) نقش دارد، تحرک بدنی است. ورزش به عنوان کمکی برای بهبود مشکلات مربوط به لپتین، توده چربی و شاخص توده بدنی، معرفی شده است (6).
افزایش سطوح رادیکال‌های آزاد و کاهش همزمان مکانیزم‌های دفاعی در برابر آن میتواند منجر به صدمه بافت‌ها و آنزیم‌ها شده و پروکسیداسیون لیپیدی و مقاومت به انسولین را افزایش دهد. استرس اکسیداتیو نه تنها در بافت مغز بلکه در بافتهای محیطی افرادی که تحت تاثیر بیماری آلزایمر قرار گرفته‌اند مشاهده شده است. تمرینات منظم چندین هفتهای میتواند تاثیر مثبتی بر دفاع آنتی اکسیدانی داشته باشد (7).
آنزیم‌های ضد اکسایشی شامل سوپر اکسید دیسموتاز SOD))، کاتالاز CAT))، گلوتاتیون پروکسیداز GPX))، مالون دی آلوئید MDA)) اولین خط دفاعی در برابر حمله‌ی انواع رادیکال‌های فعال اکسیژن میباشد (8). آنتی‌اکسیدان‌ها از طریق واکنش با رادیکال‌های آزاد و گونه‌های فعال باعث کاهش یا جلوگیری از استرس اکسیداتیو می‌شوند. هر چند اثر حفاظتی آنتی‌اکسیدان‌ها در ورزش هوازی نشان داده شده است ولی ورزش به تنهایی برای رفع گونه‌های اکسیژن واکنشی ROS)) کافی نیست (9). بنابراین آنتی‌اکسیدان‌های تغذیه‌ای برای کمک به افزایش سطح آنتی‌اکسیدانی و پیشگیری از صدمه بر ترکیبات سلولی توسط ROS پیشنهاد شده اند مواد ضد اکسایشی مثل ویتامین E، ویتامین C و سایر گیاهانی که خاصیت آنتی‌اکسیدانی دارند خط دفاع بعدی را تشکیل می‌دهند (10).
میزان آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی عضله قلب در مقایسه با بافتهای دیگر اندک است به همین دلیل بافت قلب نسبت به استرس اکسیدانی حساس‌تر است و افزایش فشار اکسایشی ممکن است در پاتوژنز بیماریهای قلبی عروقی موثر باشد. آسیب عضله قلب در اثر استرس اکسایشی نتیجه عدم تعادل بین تولید و خنثی‌سازی رادیکال‌های آزاد به دلیل افزایش تولید ROS و نیتروژن یا دفاع ناکافی آنتی‌اکسیدان است (11). برخی مطالعات نشان دادند تمرین هوازی غلظت پلاسمایی MDA را به طور قابل توجهی کاهش میدهد و منجر به افزایش فعالیت GPX و SOD میگردد (12-14).
برخی شواهد حاکی از آن است که کاهش شناختی در بیماران مبتلا به نارسایی قلبی مشاهده شده است. نتایج چندین مطالعه با این واقعیت محدود شده است که آلزایمر اغلب با سایر انواع زوال عقل مانند دمانس عروقی همپوشانی دارد. مطالعات اپیدمیولوژیک نشان داده است که هم آلزایمر و هم دمانس عروقی عوامل خطر مشابهی دارند. کاهش جریان خون مغزی یک عامل ثابت مرتبط با اختلال شناختی در آلزایمر است. پاتوفیزیولوژی پیشرونده نارسایی قلبی شامل فعال سازی عصبی هورمونی ناسازگار، التهاب سیستمیک، استرس اکسیداتیو و اختلال در عملکرد اندوتلیال است. رابطه بین نارسایی قلبی و دمانس بسیار پیچیده است و منعکس کننده فعال سازی عصبی هورمونی و بازسازی سیستمیک میباشد. نارسایی قلبی و آلزیمر به شدت با سن بالا مرتبط هستند. افراد مسن معمولاً از بسیاری از بیماریهای همراه رنج می‌برند که تأثیر دوگانه بر آلزیمر دارند. یعنی هم مستقیماً بر آن تأثیر می‌گذارند و هم باعث بیماریهای قلبی عروقی می‌شوند (15).
اگرچه آلزایمر درمان قطعی وجود ندارد، مکانیسم های بیوشیمیایی دخیل در بیماری آلزایمر شناخته نشده است، با اینحال، میتوان از سرعت شروع و پیشرفت آن کاست. از آنجایی که بزرگترین عامل خطر برای بروز بیماری آلزایمر سن افراد می باشد، افزایش سریع میانگین سنی جمعیت جهانی ممکن است منجر به افزایش چشمگیری در شیوع این بیماری طی دهههای آینده گردد. بنابراین، شناسایی فرایندهای درگیر در این بیماری و فراهم نمودن روشهای درمانی جدید بسیار حایز اهمیت است. با اینحال، محدودیت تحقیقات و وجود نتایج ضد و نقیض در این زمینه انجام پژوهش‌های بیشتر در زمینه‌ی اثر تمرین بر تغییرات استرس اکسیداتیو را ضروری مینماید. بنابراین، مطالعه حاضر با هدف تاثیر یک دوره تمرین هوازی به همراه مصرف مکمل ویتامین C بر گیرنده لپتین، وزن چربی و BMI و همچنین، شاخص استرس MDA، SOD وکاتالاز در بافت مغز موشهای صحرایی مبتلا به آلزایمر، صورت گرفت.
مواد و روش‌ها
مطالعه حاضز یک تحقیق تجربی است که روی رتهای ماده موجود در مرکز تکثیر و نگهداری حیوانات آزمایشگاهی دانشگاه آزاد مرودشت در سال 1401 انجام شد.
شیوه نگهداري حيوانات
موشها برای مدت هفت روز در محیط آزمایشگاه فیزیولوژی ورزشی حیوانی دانشگاه آزاد مرودشت و در در شرایط استاندارد از نظر نور، دما، رطوبت نگهداری شدند. نمونهها در گروههای سه تایی در محیطی با میانگین دمای 2± 22 درجه سانتی‌گراد، رطوبت نسبی 55 تا 65 و چرخه روشنایی- تاریکی 12:12 ساعت در قفسهایی با جنس پلی کربنات شفاف با قابلیت اتو کلاو (Auto clove) نگهداری شدند. برای جذب ادرار و مدفوع حیوانات و راحتی آنها از تراشه و بریدههای چوب استریل استفاده شد. یک روز در میان شستشوی قفسها انجام شد و تراشههای چوپ نیز تعویض گردید. تمامی حیوانات به آب و غذای کافی ( تهیه شده از انستیتو آمل) دسترسی آزاد داشتند. در تمام مراحل پژوهش، موشها توسط یک نفر جابه جا شدند. غذای موشها از شرکت خوراک دام پارس تهیه شد. در تمام مراحل پژوهش، موشها توسط یک نفر جابه جا و دستکاری شده و در این پژوهش غذای مورد نیاز آزمودنیها، از خانهی حیوانات دانشگاه آزاد اسلامی واحد مرودشت تهیه شد و به صورت نامحدود در اختیار حیوانات قرار گرفت. آب مورد نیاز نیز به صورت آزاد در بطری های 250 میلی لیتر ویژه حیوانات آزمایشگاهی تأمین شد.
طراحی مطالعه
از بین موشهای صحرایی مرکز پرورش و تکثیر حیوانات آزمایشگاهی دانشگاه آزاد اسلامی واحد مرودشت تعداد 45 سر موش صحرایی ماده نژاد اسپراگ-داولی با سن تقریبی بالای 14 ماه و محدوده وزنی 270 تا 320 (ترازوی دیجیتال مارک کرن ساخت آلمان با دقت 01/0گرم) به عنوان نمونه انتخاب شدند. نمونهها به پنج گروه 1) کنترل سالم، 2)کنترل مبتلا به آلزایمر (AD)، 3) گروه مصرف مکمل ویتامین C یا (VC)، 4) گروه تمرینات هوازی (ET)، 5) گروه تمرین هوازی و مصرف مکمل C (ET+VC) تقسیم شدند.
از نمونه مورد بررسی، 36 سر موش صحرایی پس از 12 ساعت ناشتایی با استفاده از تزریق صفاقی تک دوز 10 میلی گرم بر کیلوگرم تری میتل تین کلراید (TMT) ساخت شرکت سیگما آلدریچ آمریکا به بیماری آلزایمر مبتلا شدند (16). 14 روز پس از گذشت تزریق TMT جهت اطمینان از بیماری آلزایمر، علاوه بر مشاهده علائم بالینی شامل اضطراب، افسردگی، پرخاشگری، پیچ و تابهای دمی و خونریزی اطراف چشم، آزمون حافظه و یادگیری توسط شاتل باکس و ماز Y از تعدادی از موشهای صحرایی بیمار ارزیابی شد و با گروه کنترل سالم مقایسه شد (17).
پروتکل تمرين هوازی
تمرین هوازی در این تحقیق به مدت هشت هفته، پنج جلسه در هفته انجام شد. در ابتدا موش‌هاي صحرايي به مدت يک هفته، پنج جلسه در هفته روزانه 10 دقيقه با سرعت 5 متر بر دقيقه با نوارگردان آشنا شدند (شرکت دانش سالار ایرانیان ساخت كشور ایران). برای این منظور ابتدا موشهای صحرایی برای 5 دقیقه با سرعت 8 متر بر دقیقه گرم کردند. در ادامه در هفته اول موشهای صحرایی برای مدت 15 دقیقه با سرعت 10 متر بر دقیقه دویدند. از هفته دوم تمرینات، سرعت نوار گردان 2 متر بر دقیقه (برای هر هفته) و زمان 1/4 دقیقه برای هر هفته اضافه شد تا در هفته هشتم سرعت 24 متر بر دقیقه رسید و زمان در هفته هشتم به 48 دقیقه تمرین رسید (18).
در طول دوره تحقیق مکمل ویتامین C (اسکوربیک اسید) تهیه شده از شرکت سیگما آلدریچ به صورت روزانه به صورت خوراکی در دکستروز یا طعم دهنده غذا حل شده و به صورت 4 میلی گرم به ازای هر کیلوگرم از وزن بدن موش های صحرایی به آنها خورانده شد (19).
تشريح و نمونه برداري
در ادامه 48 ساعت پس از آخرین جلسه تمرینی و در حالت 12 ساعت ناشتایی موش های صحرایی به وسیله کتامین (70 میلی گرم بر کیلوگرم) و زایلازین (5 تا 3 میلی گرم بر کیلوگرم) بیهوش شدند (ساخت شرکت Alfasan هلند). در ادامه پس از اطمینان از بیهوشی کامل بافت مغز موشهای صحرایی استخراج شدند و پس از شست و شو و توزین در دمای 70- فریز شدند. جهت نگهداری نمونه های خونی و قرار دادن در دستگاه سانتریفیوژ از لوله آزمایش و از میکروتیوپ 5/1 سی سی جهت نگهداری سرم خون استفاده شد. برای اندازه‌گيري MDA از معرف تيوباربيتوريك اسيد (TBA) و روش اسپكتروفتومتري استفاده شد. روش الايزا جهت اندازه‌گيري SOD و کاتالاز به کار رفت (20).
تجزیه و تحلیل یافتهها
جهت تجزیه و تحلیل دادهها از نرمافزار SPSS نسخه 20 استفاده شد. داده ها در سطح توصیفی با استفاده از شاخص های گرایش مرکزی و پراکندگی انالیز شدند. آزمونهای کولموگروف-اسمیرنوف و شاپیروویلک جهت بررسی نرمالیتی دادهها بکار رفت. در سطح استنباطی، آزمون تی مستقل، تحلیل واریانس یک طرفه و دوراهه و آزمون تعقيبي بونفروني مورد استفاده قرار گرفت. سطح معنیداری دادهها کمتر از 05/0 در نظر گرفته شد.
ملاحظات اخلاقی
اصول اخلاقی کار بر اساس معاهده هلسینکی و تحت نظر کمیته اخلاق دانشگاه آزاد اسلامی واحد بهبهان رعایت
شد و با کد 162585955 و تاریخ 08/08/1401 تصویب گردید. همچنین، کار با حيوانات بر اساس کليه اصول اخلاقي تائید شده توسط کميته اخلاق دانشگاه آزاد اسلامی واحد بهبهان و دستورالعملهای سازمان بین المللی مطالعه درد (International Association for the Study of Pain) انجام پذیرفت.
نتایج
میانگین متغیرهای مورد بررسی در گروههای مطالعه در جدول 1 نمایش داده شده است. مقایسه اولیه گروه کنترل سالم و بیمار نشان داد که مقادیر گیرنده لپتین در مغز در گروه مبتلا به آلزایمر به طور معنیداری کمتر از گروه کنترل سالم بود (26/8=t، 001/0=P). همچنین، مقادیر BMI (31/2-=t، 04/0=P)، وزن چربی احشایی (82/9-=t، 001/0=P)، MDA (92/3-=t، 03/0=P)، CAT (92/2=t، 04/0=P) و SOD (91/2=t، 04/0=P) در گروه مبتلا به آلزایمر به طور معنیداری بیشتر از گروه کنترل سالم بود. نتایج آزمون تحلیل واریانس دو راهه جهت بررسی اثر تمرین هوازی و ویتامین C بر مقادیر گیرنده لپتین در بافت مغز و مقادیر BMI و وزن چربی احشایی موش های صحرایی مبتلا به آلزایمر در جدول 2 نمایش داده شده است.
جدول 1: میانگین متغیرهای مورد بررسی در گروههای مطالعه
گروهها | کنترل سالم | کنترل بیمار | ویتامین C | تمرین هوازی | تمرین هوازی + ویتامین C |
وزن پیش آزمون (گرم) | 1/25±66/260 | 6/20±33/269 | 8/19±33/268 | 3/15±16/270 | 3/20±33/272 |
وزن پس آزمون (گرم) | 4/17±16/330 | 1/13±33/361 | 1/13±5/343 | 6/18±5/304 | 3/18±83/290 |
BMI | 09/0±16/1 | 1/0±3/1 | 08/0 ±23/1 | 1/0±12/1 | 03/0±04/1 |
وزن چربی احشایی (گرم) | 32/0±01/6 | 88/0±82/9 | 8/0±88/7 | 5/0±64/3 | 3/0±67/3 |
گیرنده لپتین (pg/ml) | 8/69 ±17/574 | 3/13 ±3/334 | 7/35 ±422 | 9/34±78/472 | 4/20±16/441 |
MDA | 53/5±86/8 | 53/4±9/17 | 54/4±26/17 | 86/4±9/15 | 77/3±90/11 |
CAT | 26/1±25/6 | 35/0±03/4 | 51/0±15/5 | 72/2±53/5 | 87/1±75/6 |
SOD | 02/119±1208 | 36/237±6/839 | 03/234±6/913 | 253±6/1061 | 5/408±3/1026 |
یافتهها حاکی از آن بود که مقادیر گیرنده لپتین در بافت مغز در گروههای تمرین به طور معنیداری بالاتر از گروههای عدم تمرین بود (001/0=P). همچنین، وزن چربی احشایی و BMI در گروههای تمرین به طور معنیداری کمتر از گروههای عدم تمرین بود (001/0=P). مقادیر گیرنده لپتین در گروههای مصرف مکمل به طور معنیداری بالاتر از گروههای عدم مصرف مکمل بود (001/0=P). همچنین، وزن چربی احشایی در گروههای مصرف مکمل به طور معنیداری کمتر از گروههای عدم مصرف مکمل بود (002/0=P). بیشترین میزان گیرنده لپتین به ترتیب متعلق به گروههای تمرین (78/472)، مکمل (00/442) و تمرین + مکمل (16/441) بود. همچنین، کمترین میزان بافت چربی به ترتیب متعلق به گروههای تمرین (76708/3)؛ تمرین + مکمل (67/3) و مکمل (88/7) بود. بنابراین، علیرغم اینکه مکمل موجب تعدیل اثر تمرین بر افزایش گیرنده لپتین و کاهش وزن چربی احشایی گردید، مداخله دارای اثر سینرژیستی بر افزایش مقادیر گیرنده لپتین و کاهش وزن چربی احشایی در موش های صحرایی مبتلا به آلزایمر میباشد.
مقایسه سطوح MDA (55/0=t، 61/0=P) و SOD (1/1=t، 33/0=P) در گروه مبتلا به آلزایمر و گروه تمرین هوازی حاکی از عدم تفاوت بین گروهها بود، درحالی که مقادیر CAT (49/3=t، 02/0=P) در گروه مبتلا به آلزایمر به طور معنیداری کمتر از گروه تمرین هوازی بود. همچنین، مقایسه سطوح MDA (87/0=t، 16/0=P)، CAT (94/0=t، 39/0=P) و SOD (102/0=t، 8/0=P) در گروه مبتلا به آلزایمر و گروه دریافت مکمل ویتامین C تفاوت معنیداری نداشت.
نتایج آزمون تحلیل واریانس یک راهه جهت بررسی اثر تمرین هوازی همراه با ویتامین C بر مقادیر MDA، CAT و SOD در موش های صحرایی مبتلا به آلزایمر در جدول 4 نمایش داده شده است.
جدول 2: نتایج آزمون تحلیل واریانس دو راهه جهت بررسی اثر تمرین هوازی و ویتامین C بر مقادیر گیرنده لپتین، مقادیر BMI و وزن چربی احشایی در موش های صحرایی مبتلا به آلزایمر
متغیر گروهها | مجموع مربعات | درجه آزادی | میانگین مربعات | F | سطح معنی داری | اندازه اثر | |
لپتین | تمرین | 57/28417 | 1 | 57/28417 | 69/36 | 001/0 | 64/0 |
ویتامین C | 54/8681 | 1 | 54/8681 | 21/11 | 003/0 | 35/0 | |
تمرین * ویتامین C | 95/29109 | 1 | 95/29109 | 58/37 | 001/0 | 65/0 | |
BMI | تمرین | 212/0 | 1 | 212/0 | 38/28 | 001/0 | 58/0 |
ویتامین C | 029/0 | 1 | 029/0 | 95/3 | 061/0 | 16/0 | |
تمرین * ویتامین C | 0001/0 | 1 | 0001/0 | 021/0 | 88/0 | 001/0 | |
وزن چربی احشایی | تمرین | 87/161 | 1 | 87/161 | 10/363 | 001/0 | 94/0 |
ویتامین C | 39/5 | 1 | 39/5 | 09/12 | 002/0 | 37/0 | |
تمرین * ویتامین C | 84/5 | 1 | 84/5 | 11/13 | 002/0 | 39/0 | |
با توجه به نتایج آزمون تحلیل واریانس یک طرفه، یک دوره تمرین هوازی همراه با ویتامین C بر MDA (002/0=P)، CAT (03/0=P) و SOD (02/0=P) بافت مغز در موشهای صحرایی مبتلا به آلزایمر تاثیر معنیداری دارد (002/0P<). نتایج آزمون بونفرونی جهت بررسی نوع اثر تمرین و مکمل ویتامین C بر متغیرهای MDA، CAT و SOD در جدول 5 نمایش داده شده است.
باتوجه به نتایج آزمون پیگیری بونفرونی بین جفت گروههای تمرین+مکمل با سایر گروههای تحقیق از نظر متغیرهای MDA و CAT و SOD تفاوت معنیداری وجود داشت (05/0>P) در حالی که این تفاوت بین سایر جفت گروهها مشاهده نشد (05/0<P).
جدول 3: نتایج آزمون بونفرونی جهت بررسی نوع اثر تمرین و مکمل ویتامین C بر متغیر های لپتین، مقادیر BMI و وزن چربی احشایی
گروهها | متغیر | تفاوت میانگین | خطای انحراف معیار | سطح معنی داری |
لپتین | تمرین – عدم تمرین | 82/68 | 36/11 | 001/0 |
مصرف مکمل – عدم مصرف مکمل | 03/38 | 36/11 | 003/0 | |
وزن چربی احشایی | تمرین – عدم تمرین | 19/5- | 27/0 | 001/0 |
مصرف مکمل – عدم مصرف مکمل | 94/0- | 27/0 | 002/0 | |
BMI | تمرین – عدم تمرین | 19/5- | 27/0 | 001/0 |
جدول 4: نتایج آزمون تحلیل واریانس یک راهه متغیرهای MAD، CAT و SOD
متغیر گروهها | مجموع مربعات | درجه آزادی | میانگین مربعات | F | سطح معنی داری | |
MAD | بین گروهها | 3/65 | 3 | 76/21 | 85/6 | 002/0 |
درون گروهها | 34/154 | 8 | 29/19 | |||
کل | 64/219 | 11 | -- | |||
CAT | بین گروهها | 02/11 | 3 | 67/3 | 01/4 | 03/0 |
درون گروهها | 62/22 | 8 | 82/2 | |||
کل | 64/33 | 11 | -- | |||
SOD
| بین گروهها | 94088 | 3 | 6/31362 | 21/5 | 02/0 |
درون گروهها | 6/935948 | 8 | 8/116993 | |||
کل | 6/1030036 | 11 | -- | |||
بحث
بطور خلاصه نتایج این مطالعه نشان داد که القا بیماری آلزایمر موجب کاهش بیان گیرنده لپتین در بافت مغز، افزایش وزن چربی احشایی و BMI در موش های صحرایی می گردد. اما تمرین هوازی موجب افزایش بیان گیرنده لپتین، کاهش وزن چربی احشایی و BMI در موش های صحرایی مبتلا به بیماری آلزایمر می گردد. بنابراین، تمرین به همراه مکمل دارای اثر سینرژیستی بر افزایش گیرنده لپتین در بافت مغز و همچنین کاهش وزن چربی احشایی در موش های صحرایی مبتلا به بیماری آلزایمر دارد. دیگر یافتهها نشان داد که هشت هفته تمرین هوازی و مصرف مکمل ویتامین C، مقادیر MDA را کاهش و مقادیر CAT و SOD را افزایش میدهد.
مشابه یافتههای مطالعه حاضر یک مطالعه توسط Polak و همکاران نشان داد که 2 جلسه هفتگی تمرین هوازی طی سه ماه منجر به کاهش لپتین پلاسما میگردد، در حالی که سطوح پلاسمایی سایر سیتوکین ها بدون تغییر باقی ماند (21). در همین راستا، یافتههای مطالعه حاضر نشان داد که تمرین هوازي فزآینده سطوح لپتین را کاهش میدهد. همچنین، تغییرات کاهش لپتین سرم با شاخص توده بدنی همبستگی مستقیمی داشت. بنابراین، به نظر میرسد کاهش غلظت لپتین ناشی از کاهش درصد چربی بدن حاصل از اثر تمرینات هوازي فزآینده باشد (22).
جدول 5: نتایج آزمون بونفرونی جهت بررسی نوع اثر تمرین و مکمل ویتامین C بر متغیر های MDA، CAT و SOD
متغیرها گروهها | MDA | CAT | SOD |
سطح معنی داری | سطح معنی داری | سطح معنی داری | |
تمرین+مکمل- تمرین | 01/0 | 04/0 | 17/0 |
تمرین+مکمل- مکمل | 005/0 | 04/0 | 06/0 |
تمرین+مکمل- کنترل | 003/0 | 02/0 | 01/0 |
تمرین- مکمل | 71/0 | 86/0 | 61/0 |
تمرین – کنترل | 59/0 | 38/0 | 79/0 |
مکمل- کنترل | 86/0 | 306/0 | 45/0 |
مطالعه اکبرپور و همکاران نشان داد که 12 هفته تمرین هوازي میتواند سطح لپتین را در مردان مبتلا به بیماری کرونري قلب کاهش دهد (23). مطالعه دیگری توسط صاقبجو و همکاران تاثیر تعاملی فعالیت ورزشی و میزان لپتین را تایید کرده است (24). به نظر میرسد که تمرینات استقامتی، بروز ژن چاقی را کاهش میدهد. تصور می شود حساسیت به انسولین و اندازة سلول چربی پیام رسان 1 (RNA اسید ریبونوکلئیک)، تنظیم کنندههاي بروز پروتئین چاقی می باشند. برخی گزارشات مدعی شدهاند، هنگامی که درصد چربی بدن و شاخص توده بدنی در آزمودنی ها همسان و همگن شوند حتی با وجود متناسب کردن درصد چربی بدن، سطح لپتین در ورزشکاران نسبت به غیر ورزشکاران پایین تر است (25). با اینحال، برخی یافتهها تاثیر تمرینات هوازي را بر سطوح لپتین رد کردهاند (26). علل ناهمسوئی این نتایج میتواند ناشی از نیمرخهاي متفاوت فیزیولوژیکی آزمودنیها، نوع پروتکل هاي تمرینی و تغییرات احتمالی بافت چربی باشد
دیگر نتایج مطالعه حاضر نشان داد مکمل ویتامین C موجب افزایش بیان گیرنده لپتین و کاهش وزن چربی احشایی موشهای صحرایی مبتلا به بیماری آلزایمر میشود. در این راستا برخی یافتهها حاکی از تاثیر ویتامین C بر افزایش بیان گیرنده لپتین بود (27). یک مطالعه دیگر نیز اثر محافظتی ویتامین C را بر اختلال حافظه در موشهای صحرایی تایید کرد (28). اثرات حفاظت از اختلالات شناختی ویتامین C ممكن است به طور مستقم به خواص آنتی اکسیدانی آن مربوط باشد و يا ممكن است عملكرد شناختی را توسط تغییر در انتقال نوروترانسمیترها و يا مسیرهای سیگنالینگ تحت تاثیر قرار دهد (29).
ويتامين C به عنوان اولين دفاع آنتي اكسيداني و تنها آنتي اكسيدان در پلاسما كه ميتواند از اكسيداسيون ليپيدها جلوگيري كند، شناخته شده است (30). همچنین، کمبود ویتامین C با کاهش اکسیداسیون و افزایش مقاومت در برابر کاهش وزن همرا است. بنابراین افراد مبتلا به کمبود ویتامین C ممکن است در برابر از دست دادن توده چربی مقاوم تر باشند. بر اساس برخی یافتهها، ویتامین C ترشح لپتین و برخی از مسیرهاي متابولیسم لیپید/گلوکز را در ادیپوسیت هاي اولیه رت مهار میکند (31). بعلاوه، مصرف اين مكمل به كاهش عوامل استرس زاي مغزي منجر ميشود و نقش محافظتي براي مغز ايفا ميكند و امكان ابتلا به برخي اختلالات مغزي همچون آلزايمر، پاركينسون و هانتينگتون را كاهش میدهد (32, 33).
دیگر یافتههای این مطالعه حاکی از آن بود که یک دوره تمرین هوازی همراه با ویتامین C منجر به کاهش شاخص استرس اکسیداتیو MDA و افزایش شاخصهای آنتی‌اکسیدانی CAT و SOD را در بافت مغز موشهای مبتلا به آلزایمر میگردد.
در خصوص تاثیرات تاثیر مصرف مکمل ویتامینC بر شاخصهای سوپراکسید دیسموتاز و کاتالاز در موشهای مبتلا به آلزایمر مطالعه مشابهی یافت نشد. برخی مطالعات بررسی اثر متقابل ویتامینهای C و E و تمرین ورزشی را بر ورزشی بر نشانگرهای استرس اکسیداتیو و فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی در موشهای صحرایی مورد تایید قرار دادهاند (34, 35). مطالعات انسان و حیوان از مزایای سوپراکسید دیسموتاز خارج سلولی ناشی از تمرین ورزشی را در کاهش استرس اکسیداتیو در بافتهای مختلف حمایت میکند. سوپراکسید دیسموتاز خارج سلولی عضله اسکلتی که توسط ورزش استقامتی القا می شود، از طریق گردش خون به بافتهای محیطی توزیع میشودو میتواند به عنوان مبدل مولکولی تمرین ورزشی برای محافظت در برابر استرس اکسیداتیو عمل کند (36). مطالعه Hollander و همکاران، فعال‌سازی بیان ژن SOD را با واسطه انقباض در ماهیچه‌های موش صحرایی تایید کردند (37). مطالعه دیگر توسط Okutsu و همکراان نشان داد که سوپراکسید دیسموتاز خارج سلولی در سلول‌های اندوتلیال غنی‌شده است، توسط تمرین ورزشی القا میشود و بیان بیش از حد سوپراکسید دیسموتاز خارج سلولی عضلانی به طور قابل توجهی آتروفی عضلانی را کاهش داد. همچنین، بیان پیشرفته سوپراکسید دیسموتاز خارج سلولی به طور قابل توجهی استرس اکسیداتیو ناشی از نارسایی احتقانی قلب را بهبود بخشید (38). با اینحال، این یافتهها ناکافی هستند و مطالعات بیشتر در این خصوص مورد توصیه است.
در مورد تاثیر ورزش بر روی فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی دادهها و نتایج متعارضی وجود دارد. برخی محققین تاکید کردهاند که فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی و تاثیر ورزش بر روی آنها، در هر منطقه از مغز متفاوت خواهد بود. در بخش‌هایی از مغز همچون ساقه‌ی مغز و جسم مخطط، ورزش باعث افزایش فعالیت آنزیم سوپراکساید دیسموتاز و گلوتاتیون پروکسیداز میشود. برخی دیگر از مطالعات نشان از عدم تغییر در میزان فعالیت SOD و کاتالاز پس از ورزش منظم داشتند. داده‌های موجود در مورد وضعیت آنتی‌اکسیدانی مغز مشخص کننده‌ی آن است که ورزش به طور انتخابی سبب تنظیم فعالیت آنتی‌اکسیدانی مناطق مختلف مغز میشود (39). این تفاوتها ممکن است به نوع ورزش، شدت و طول ورزش، سن، جنسیت و نژاد رت‌ها ورزش ممکن است سطوح، فعالیت و بیان mRNAسیستم‌های آنتی‌اکسیدانی درونزاد را در مغز افزایش دهد و سبب تنظیم کاهشی سطوح آسیب اکسیداتیو آن گردد و بنابراین میتواند سبب کاهش خطر آسیب اکسیداتیو در مغز شود (40).
به نظر میرسد هشت هفته تمرین هوازی همراه با مکمل ویتامین C موجب افزایش بیان گیرنده لپتین، کاهش وزن چربی احشایی و BMI در موش های صحرایی مبتلا به بیماری آلزایمر می گردد. همچنین، تمرین هوازی و مصرف مکمل ویتامین C میتواند منجر به بهبود و افزایش سطوح آنتی‌اکسیدان‌های CAT و SOD در موشهای صحرایی آلزایمری گردد که به طبع آن و با بهبود سیستم آنتی‌اکسیدانی، شاخصهای استرس اکسیداتیو MDA در این موشها کاهش پیدا میکند.
تضاد منافع: نویسندگان اعلام می کنند که هیچ تضاد منافعی ندارند.
سپاسگزاری: از تمامی کسانی که در انجام این مطالعه همکاری کرده اند کمال تقدیر و تشکر را داریم.
فهرست منابع
1. Pini L, Pievani M, Bocchetta M, Altomare D, Bosco P, Cavedo E, et al. Brain atrophy in Alzheimer’s disease and aging. Ageing research reviews. 2016;30:25-48.
2. Niu H, Álvarez-Álvarez I, Guillén-Grima F, Aguinaga-Ontoso I. Prevalence and incidence of Alzheimer's disease in Europe: A meta-analysis. Neurología (English Edition). 2017;32(8):523-32.
3. McGill-Carter T. Market analysis Alzheimer’s disease 2020. J Psychiatry. 2020;22(6):21-2.
4. Calvo‐Ochoa E, Arias C. Cellular and metabolic alterations in the hippocampus caused by insulin signalling dysfunction and its association with cognitive impairment during aging and Alzheimer's disease: studies in animal models. Diabetes/metabolism research and reviews. 2015;31(1):1-13.
5. Emmerzaal TL, Kiliaan AJ, Gustafson DR. 2003-2013: a decade of body mass index, Alzheimer's disease, and dementia. Journal of Alzheimer's Disease. 2015;43(3):739-55.
6. Chen WW, Zhang X, Huang WJ. Role of physical exercise in Alzheimer's disease. Biomedical reports. 2016;4(4):403-7.
7. Powers SK, Goldstein E, Schrager M, Ji LL. Exercise training and skeletal muscle antioxidant enzymes: An update. Antioxidants. 2022;12(1):39.
8. Zabel M, Nackenoff A, Kirsch WM, Harrison FE, Perry G, Schrag M. Markers of oxidative damage to lipids, nucleic acids and proteins and antioxidant enzymes activities in Alzheimer's disease brain: a meta-analysis in human pathological specimens. Free Radical Biology and Medicine. 2018;115:351-60.
9. Tsukiyama Y, Ito T, Nagaoka K, Eguchi E, Ogino K. Effects of exercise training on nitric oxide, blood pressure and antioxidant enzymes. Journal of clinical biochemistry and nutrition. 2017;60(3):180-6.
10. Pehlivan FE. Vitamin C: An antioxidant agent. Vitamin C. 2017;2:23-35.
11. Zhou T, Prather ER, Garrison DE, Zuo L. Interplay between ROS and antioxidants during ischemia-reperfusion injuries in cardiac and skeletal muscle. International journal of molecular sciences. 2018;19(2):417.
12. Ammar A, Trabelsi K, Boukhris O, Glenn JM, Bott N, Masmoudi L, et al. Effects of aerobic-, anaerobic-and combined-based exercises on plasma oxidative stress biomarkers in healthy untrained young adults. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2020;17(7):2601.
13. Lu K, Wang L, Wang C, Yang Y, Hu D, Ding R. Effects of high-intensity interval versus continuous moderate‑intensity aerobic exercise on apoptosis, oxidative stress and metabolism of the infarcted myocardium in a rat model. Molecular medicine reports. 2015;12(2):2374-82.
14. Bouzid MA, Hammouda O, Matran R, Robin S, Fabre C. Influence of physical fitness on antioxidant activity and malondialdehyde level in healthy older adults. Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism. 2015;40(6):582-9.
15. Cermakova P, Eriksdotter M, Lund L, Winblad B, Religa P, Religa D. Heart failure and Alzheimer′ s disease. Journal of internal medicine. 2015;277(4):406-25.
16. Spanos F, Liddelow SA. An overview of astrocyte responses in genetically induced Alzheimer’s disease mouse models. Cells. 2020;9(11):2415.
17. Nobakht M, Hoseini SM, Mortazavi P, Sohrabi I, Esmailzade B, Roosh NR, et al. Neuropathological changes in brain cortex and hippocampus in a rat model of Alzheimer’s disease. Iranian biomedical journal. 2011;15(1-2):51.
18. Eskandari RE, Homaee HM, Moradi L. Effect of Eight Weeks Aerobic Exercise and Vitamin-D Supplementation on Osteocalcin and Alkaline Phosphatase Gene Expression in Male Rats Poisoned with Hydrogen Peroxide. Journal of Shahid Sadoughi University of Medical Sciences. 2021.
19. ElBakry RH, Tawfik SM. Histological study of the effect of potassium dichromate on the thyroid follicular cells of adult male albino rat and the possible protective role of ascorbic acid (vitamin C). Journal of Microscopy and Ultrastructure. 2014;2(3):137-50.
20. Uysal N, Agilkaya S, Sisman AR, Camsari UM, Gencoglu C, Dayi A, et al. Exercise increases leptin levels correlated with IGF-1 in hippocampus and prefrontal cortex of adolescent male and female rats. Journal of chemical neuroanatomy. 2017;81:27-33.
21. Polak J, Klimcakova E, Moro C, Viguerie N, Berlan M, Hejnova J, et al. Effect of aerobic training on plasma levels and subcutaneous abdominal adipose tissue gene expression of adiponectin, leptin, interleukin 6, and tumor necrosis factor α in obese women. Metabolism. 2006;55(10):1375-81.
22. Khorshidi D, Azizbeigi K, Abedi B. Effect of progressive aerobic training on leptin, insulin, cortisol and testosterone in obese sedentary men. Scientific Journal of Kurdistan University of Medical Sciences. 2014;19(4):118-27.
23. Akbarpour M. The effect of aerobic training on serum adiponectin and leptin levels and inflammatory markers of coronary heart disease in obese men. Biology of sport. 2013;30(1):21-7.
24. Saghebjoo M, Fathi R, TALEBI GE, HOSSEINI KA, GHANBARI NA, Hedayati M. Obestatin and the regulation of energy balance in physical activity. 2011.
25. Lichtenstein MB, Andries A, Hansen S, Frystyk J, Støving RK. Exercise addiction in men is associated with lower fat-adjusted leptin levels. Clinical Journal of Sport Medicine. 2015;25(2):138-43.
26. Camarda SRdA, Tebexreni AS, Páfaro CN, Sasai FB, Tambeiro VL, Juliano Y, et al. Comparison of maximal heart rate using the prediction equations proposed by Karvonen and Tanaka. Arquivos brasileiros de cardiologia. 2008;91:311-4.
27. Ranji P, Agah S, Heydari Z, Rahmati-Yamchi M, Alizadeh AM. Effects of Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium bifidum probiotics on the serum biochemical parameters, and the vitamin D and leptin receptor genes on mice colon cancer. Iranian journal of basic medical sciences. 2019;22(6):631.
28. Moosavirad SA, Rabbani M, Sharifzadeh M, Hosseini-Sharifabad A. Protective effect of vitamin C, vitamin B12 and omega-3 on lead-induced memory impairment in rat. Research in Pharmaceutical Sciences. 2016;11(5):390.
29. Zhang X-Y, Xu Z-P, Wang W, Cao J-B, Fu Q, Zhao W-X, et al. Vitamin C alleviates LPS-induced cognitive impairment in mice by suppressing neuroinflammation and oxidative stress. International immunopharmacology. 2018;65:438-47.
30. Fatemi Tabatabaei SR, Shahriari A, Abaszadeh M. Effect of vitamin c on the obesity indices of high fat fed diet rats. Jundishapur Scientific Medical Journal. 2014;13(1):32-42.
31. Garcia-Diaz D, Campion J, Milagro F, Boque N, Moreno-Aliaga MJ, Martinez JA. Vitamin C inhibits leptin secretion and some glucose/lipid metabolic pathways in primary rat adipocytes. Journal of Molecular Endocrinology. 2010;45(1):33-43.
32. Ide K, Yamada H, Umegaki K, Mizuno K, Kawakami N, Hagiwara Y, et al. Lymphocyte vitamin C levels as potential biomarker for progression of Parkinson's disease. Nutrition. 2015;31(2):406-8.
33. Monacelli F, Acquarone E, Giannotti C, Borghi R, Nencioni A. Vitamin C, aging and Alzheimer’s disease. Nutrients. 2017;9(7):670.
34. Jolitha A, Subramanyam M, Devi SA. Modification by vitamin E and exercise of oxidative stress in regions of aging rat brain: studies on superoxide dismutase isoenzymes and protein oxidation status. Experimental gerontology. 2006;41(8):753-63.
35. Cobley JN, McHardy H, Morton JP, Nikolaidis MG, Close GL. Influence of vitamin C and vitamin E on redox signaling: Implications for exercise adaptations. Free Radical Biology and Medicine. 2015;84:65-76.
36. Yan Z, Spaulding HR. Extracellular superoxide dismutase, a molecular transducer of health benefits of exercise. Redox biology. 2020;32:101508.
37. Hollander J, Fiebig R, Gore M, Ookawara T, Ohno H, Ji L. Superoxide dismutase gene expression is activated by a single bout of exercise in rat skeletal muscle. Pflügers Archiv. 2001;442:426-34.
38. Okutsu M, Call JA, Lira VA, Zhang M, Donet JA, French BA, et al. Extracellular superoxide dismutase ameliorates skeletal muscle abnormalities, cachexia, and exercise intolerance in mice with congestive heart failure. Circulation: Heart Failure. 2014;7(3):519-30.
39. Radák Z, Asano K, Inoue M, Kizaki T, Oh-Ishi S, Suzuki K, et al. Superoxide dismutase derivative prevents oxidative damage in liver and kidney of rats induced by exhausting exercise. European journal of applied physiology and occupational physiology. 1996;72:189-94.
40. Tuon T, Valvassori SS, Lopes-Borges J, Luciano T, Trom CB, Silva LA, et al. Physical training exerts neuroprotective effects in the regulation of neurochemical factors in an animal model of Parkinson's disease. Neuroscience. 2012;227:305-12.
.
Effect of a course of aerobic exercise combined with vitamin C supplementation on leptin receptor and oxidative stress in the heart tissue of female rats with Alzheimer's
Asiye Seyyed 1, Mazieh Fallahiyan 2, Forough Tajalli 2, Seyedeh Ommolbanin Ghasemian 3
1-Assistant Professor, Sports Physiology Department, Behbahan Branch, Islamic Azad University, Behbahan, Iran.
2- Graduate, Sports Physiology Department, Behbahan Branch, Islamic Azad University, Behbahan, Iran.
3- Assistant Professor, Department of Veterinary Medicine, Behbahan Branch, Islamic Azad University, Behbahan, Iran. Corresponding Author: Ghasemian1249@yahoo.com
Received:2023.10.27 Accepted: 2024.02.21
Abstract
Background & Aim: Antioxidant enzymes serve as the primary defense against the onslaught of various reactive oxygen radicals. Antioxidants mitigate or prevent oxidative stress by interacting with free radicals and active species. The present study aimed to determine the effect of a course of aerobic exercise comined with vitamin C supplementation on leptin receptor, visceral fat weight, body mass index (BMI), and antioxidant enzymes in the brain tissue of rats with Alzheimer's.
Materials & Methods: In this experimental study, 45 elderly female rats were randomly assigned to six groups, including controls with Alzheimer's disease, vitamin C supplementation, aerobic exercise, aerobic exercise + vitamin C, and healthy controls. Leptin, visceral fat weight, and BMI after the intervention, as well as malondialdehyde (MDA), superoxide dismutase (SOD), and catalase (CAT) indices, were measured after heart tissue extraction.
Results: In the intervention groups, leptin receptor values were significantly higher (P=0.001), while visceral fat weight and BMI were lower than in the healthy control group (P=0.001). After eight weeks of aerobic exercise and vitamin C supplementation, MDA levels decreased significantly in the exercise+supplement group (P<0.05) and values of CAT and SOD were significantly increased compared to other groups (P<0.05).
Conclusion: It seems that aerobic exercise combined with vitamin C supplements increases leptin receptor expression and decreases visceral fat weight and BMI in rats with Alzheimer's disease. Moreover, it decreases MDA levels and increases CAT and SOD levels.
Keywords: Alzheimer, Antioxidant enzymes, Oxidative stress, Aerobic exercise, vitamin C
