اثر تضعیف سیستم ایمنی با داروی دگزامتازون و فعالیت ورزشی پرشدت بر بلوغ لنفوسیت های T در تیموس
محورهای موضوعی : فعالیت بدنی و تندرستی
یاسر کاظم زاده
1
(عضو هیات علمی دانشگاه ازاد اسلامی واحد اسلامشهر)
پگاه هوشنگی
2
(دانشگاه ازاد اسلامی واحد تهران شمال)
کلید واژه: دگزامتازون, تمرین تناوبی پرشدت, IFN-γ, IL-4,
چکیده مقاله :
مقدمه:مشاهده شده 24 و 48 ساعت پس از مصرف دگزامتازون، تیموسیت ها به ترتیب 55 و 84% کاهش می یابند که این امر می تواند با کاهش توانایی تیموس در بلوغ و تمایز لنفوسیت های T همراه باشد. هدف از پژوهش حاضر بررسی اثر 4 هفته فعالیت تناوبی شدید بر بیان ژن IL-4 و IFN-γ در بافت تیموس رت های دارای ضعف سیستم ایمنی ناشی از دگزامتازون بود. روش:نمونه های تحقیق در مطالعه حاضر را 24 سر رت نر تشکیل می دادند که به صورت تصادفی در 3 گروه، گروه کنترل سالم، گروه کنترل تضعیف ایمنی گروه تضعیف ایمنی+ فعالیت تناوبی شدید، تقسیم بندی شدند. تضعیف سیستم ایمنی نمونه ها با تزریق دگزامتازون به مدت سه روز انجام شد و فعالیت تناوبی هم به میزان 5 جلسه در هفته، باشدت 85% سرعت معادل VO2max نمونه ها و به مدت 4 هفته انجام شد. دادهها با استفاده از تحلیل واریانس یک راهه و آزمون تعقیبی توکی در سطح 0.05≥α ، تجزیه و تحلیل شد. یافته ها: داده ها نشان داد بیان ژن IFN-γ و IL4 با تزریق دگزامتازون نسبت به گروه کنترل کاهش یافت (p=0.0001)، همچنین انجام تمرین تناوبی پرشدت به کاهش بیشتر مقادیر بیان ژن IFN-γ و IL4 در بافت تیموس منجر شد اما این کاهش معنی دار نبود (p=0.151). نتیجه گیری: این نتایج نشان داد دگزا متازون عملکرد تیموس در تولید سایتوکاین هایی التهابی و ضد التهابی را کاهش و از این طریق عملکرد آنها در بلوغ لنفوسیت ها را کاهش می دهد، همچنین انجام فعالیت تناوبی پرشدت این موضوع را تشدید می کند.
Background and purpose: The thymus is a specialized lymphatic organ in the immune system and plays a vital role in the normal functioning of the immune system. It was observed that 24 and 48 hours after dexamethasone consumption, thymocytes decrease by 55 and 84%, respectively, which can be associated with a decrease in the ability of the thymus to mature and differentiate T lymphocytes. The aim of the present study was to investigate the effect of 4 weeks of high intensity interval training on IL-4 and IFN-γ gene expression in the thymus tissue of rats with dexamethasone-induced immune system weakness.Materials and methods: The research samples in the present study consisted of 24 male Wistar rats, which were randomly divided into 3 groups: healthy control group, immunocompromised control group, immunocompromised group + intense periodic activity. Weakening of the immune system of the samples was done by injecting dexamethasone for three days, and high intensity interval training was done for 5 sessions per week, at 85% of the VO2max speed of the samples, for 4 weeks. The data were analyzed using one-way analysis of variance and Tukey's post hoc test at the level of α ≥0.05.Findings: The data showed that the expression of IFN-γ and IL4 gene decreased with dexamethasone injection compared to the control group (p=0.0001), also performing intense intermittent exercise led to a further decrease in IFN-γ and IL4 gene expression in the thymus tissue, but This reduction was not significant (p=0.151).Conclusion: In the present study, it was found that dexamethasone reduces the function of the thymus in the production of inflammatory and anti-inflammatory cytokines, thereby reducing their function in the maturation of lymphocytes. Key words: high intensity interval training, IL-4, IFN-γ, dexamethasone
_||_
اثر تضعیف سیستم ایمنی با داروی دگزامتازون و تمرین ورزشی پرشدت بر بیان ژن هایIFN-γ و IL4 لنفوسیت های T در تیموس رت های نر
غذه تیموس، ارگانی مهم در در بلوغ و تمایز لنفوسیت های T در بدن است. هدف از پژوهش حاضر بررسی اثر 4 هفته تمرین تناوبی شدید بر بیان ژن IL-4 و IFN-γ در بافت تیموس رت های دارای ضعف سیستم ایمنی ناشی از دگزامتازون بود. نمونه های تحقیق در مطالعه حاضر را 24 سر رت نر تشکیل می دادند که به صورت تصادفی در 3 گروه، گروه کنترل سالم، گروه کنترل تضعیف ایمنی گروه تضعیف ایمنی+ تمرین تناوبی شدید، تقسیم بندی شدند. تضعیف سیستم ایمنی نمونه ها با تزریق 0.4 mg/kg/d دگزامتازون به مدت سه روز انجام شد و تمرین تناوبی هم به میزان 5 جلسه در هفته، باشدت 85% سرعت معادل VO2max نمونه ها و به مدت 4 هفته انجام شد. دادهها با استفاده از تحلیل واریانس یک راهه و آزمون تعقیبی توکی در سطح 0.05≥α ، تجزیه و تحلیل شد. داده ها نشان داد بیان ژن IFN-γ و IL4 با تزریق دگزامتازون نسبت به گروه کنترل کاهش یافت (p=0.0001)، همچنین انجام تمرین تناوبی پرشدت منجر به کاهش معنی داری در مقادیر بیان ژن IFN-γ و IL4 در بافت تیموس نشد (p=0.151). این نتایج نشان داد دگزا متازون عملکرد تیموس در تولید سایتوکاین هایی التهابی و ضد التهابی را کاهش واز این طریق عملکرد آنها در بلوغ لنفوسیت ها را کاهش می دهد، همچنین انجام فعالیت تناوبی پرشدت این موضوع را تشدید می کند.
واژههاي كليدي: تمرین تناوبی پرشدت، IL-4،IFN-γ ، دگزامتازون
The effect of weakening the immune system with the drug dexamethasone and intense training on the expression of IFN-γ and IL4 genes of T lymphocytes in the thymus of male rats.
Abstract
Background and purpose: The thymus gland is an important organ in the maturation and differentiation of T lymphocytes in the body. The purpose of this study was to investigate the effect of 4 weeks of intense intermittent training on IL-4 and IFN-γ gene expression in the thymus tissue of rats with dexamethasone-induced immune system weakness.
Materials and methods: The research samples in this study consisted of 24 male rats, which were randomly divided into 3 groups: healthy control group, immunocompromised control group, immunocompromised group + intense intermittent exercise. Weakening of the immune system of the samples was done by injecting 0.4 mg/kg/d dexamethasone for three days, and interval training was done for 5 sessions per week, at 85% of the VO2max speed of the samples, for 4 weeks. The data were analyzed using one-way analysis of variance and Tukey's post hoc test at the level of α ≥0.05.
Findings: The data showed that the expression of IFN-γ and IL4 gene decreased with dexamethasone injection compared to the control group (p=0.0001), also, high-intensity interval training did not lead to a significant decrease in IFN-γ and IL4 gene expression in thymus tissue. p=0.151).
Conclusion: These results showed that dexamethasone reduces the function of the thymus in the production of inflammatory and anti-inflammatory cytokines, thereby reducing their function in the maturation of lymphocytes, and performing vigorous periodic activity aggravates this issue.
Key words: high intensity interval training, T lymphocytes, thymus, dexamethasone
مقدمه
تیموس یک اندام لنفاوی تخصص یافته در دستگاه ایمنی است و نقش حیاتی در عملکرد طبیعی سیستم ایمنی ایفا می کند. لنفوسیت های T پس از تشکیل در مغز استخوان از طریق جریان خون به تیموس رفته و توسط آن بالغ می شوند (وانگ و همکاران، 2020). مشاهده شده 24 و 48 ساعت پس از مصرف دگزامتازون1، تیموسیت ها به ترتیب 55 و 84درصد کاهش می یابند که این امر می تواند با اختلال در عملکرد سیستم ایمنی همراه شود (انصار و همکاران، 1994). علاوه بر این، نشان داده شده مصرف دگزامتازون موجب کاهش لنفوسیت های T می شود (چن و همکاران، 2018). سیستم ایمنی می تواند در اثر بیماری هایی نظیر، ایدز و سرطان، سوءتغذیه، شیمی درمانی و یا مصرف داروهای کورتیکواستروئید نظیر دگزامتازون تضعیف شود. امروزه بسیاری از ورزشکاران با هدف کاهش التهاب ناشی از اسیب های ورزشی، کاهش درد و بهبود عملکرد ورزشی از دگزامتازون استفاده می کنند که می تواند منجر به اختلال در عملکرد سیستم ایمنی در آنها شود (ورتک و همکاران، 2020). با این حال اثر انجام تمرینات ورزشی به خصوص تمرینات ورزشی پرشدت که برای بهبود اجرای ورزشی لازم است، بر اندام های درگیر در سیستم ایمنی در این گونه افراد کمتر شناخته شده است.
اینترلوکین 42 (IL-4) یک سایتوکاین است که باعث تمایز سلول های T کمکی ساده3 (سلول های Th0) به سلول های Th2 در بافت تیموس می شود. Th2پس از فعال شدن توسط IL-4، متعاقباً در یک چرخه ی بازخورد مثبت4 IL-4 اضافی را تولید می کنند. IL-4 عمدتا توسط ماست سل ها، سلول های Th2، ائوزینوفیل ها و بازوفیل ها تولید می شود. تحریک تکثیر سلول های Bو T از وظایف مهم IL-4 است که نقش تعیین کننده ای در سیستم ایمنی تطبیقی ایفا می کند (یانگ و همکاران، 2017). از طرفی اینترفرون گاما5 (IFN-γ) که عمدتاً توسط لنفوسیت‌های فعال شده مانند سلولهای کمکی CD4 T نوع 1 (Th1) و سلولهای T سیتوتوکسیک CD8 ترشح می‌شود، مسیر سیگنال دهی چندین پاسخ بیولوژیکی را هماهنگ می کند. این پاسخ ها عمدتاً در دفاع میزبان و نظارت بر ایمنی بدن نقش دارند، اما همچنین در ایجاد ایمنی تطبیقی و در تنظیم التهاب، آپوپتوز و چرخه سلولی هم موثرند. IFN-γ تمایز سلولی Th2 ، و در نتیجه تولید IL-4 را مهار می کند. این تنظیم شامل مهار مسیر IL-4/STAT6 است که برای تمایز سلولی Th2 لازم است، و حداقل توسط SOCS1 القا شده با IFN-γ که سیگنال دهی گیرنده های IL-4 را مهار می کند، واسطه گری می شود (کاسترو و همکاران، 2018)
فعالیت ورزشی به عنوان یک عامل مداخله گر میتواند نقشی موثر در بهبود عملکرد سیستم ایمنی ایفا کند. حجم وشدت تمرینات ورزشی از عوامل تعیین کننده ی میزان پاسخ و سازگاری به تمرینات محسوب می شود. در خصوص اثر تمرینات تناوبی و استقامتی پر شدت بر سیستم ایمنی نتایج بسیار متناقض است. برای مثال پبرخی محققان نشان دادند انجام تمرینات تناوبی پرشدت تعداد CD4 و نسبت بین CD4/CD8 را کاهش میدهد، این در حالی است که انجام فعالیت های شدید وامانده ساز با بسیج لنفوسیتها از بافتهای لنفوییدی به جریان خون باعث افزایش آنها در گردش خون و افزایش زیر ردههای آنها یعنی CD4 و CD8 شد (نیمن و همکاران، 2019). با این وجود، آثار کوتاه مدت و بلند مدت فعالیت، یکی از مهمترین تفاوتهای موجود در مطالعات مختلف است. بررسی بیشتر نشان میدهد تمرینات تناوبی پرشدتی که دارای مدت زمان طولانی در هر وهله بوده اند، موجب تاثیر منفی بر شاخصهای سیستم ایمنی می شوند (کاسترو و همکاران، 2018). بنابراین به نظر می رسد مدت زمان وهله های فعالیت و نیز استراحت بین نوبت ها از شاخص های اثر گذار بر این موضوع باشد.
در برخی شرایط برای تعدیل سیستم ایمنی ناشی از مصرف داروهای مضر استفاده از تمرینات ورزشی توصیه می شود (هافمن و همکاران، 2010). تمرینات ورزشی در شدت و حجم های مختلف می تواند تاثیرات متفاوتی بر سیستم ایمنی داشته باشد. ورزش متوسط تأثیرات مفیدی بر سلامتی انسان می گذارد. علاوه بر این، ورزش با شدت متوسط دارای اثر آنتی اکسیدانی است (هافمن و همکاران6 2009) و تأثیر مثبتی بر سیستم ایمنی ذاتی دارد. از طرف دیگر، فعالیت ها و تمرینات ورزشی شدید مانند تمرینات تناوبی پر شدت7 (HIIT) می تواند اثرات سوئی بر سلامتی بگذارد، که از جمله می تواند خطر عفونت دستگاه تنفسی فوقانی را افزایش می دهد (سوزا و همکاران، 2021).
مطالعات حیوانی اندکی به بررسی تاثیر HIIT پرداخته اند. بر اساس پیشینه پژوهشی بدست آمده بیان شده که برخی از عملکردهای ایمنی در موش های تمرین کرده (دویدن استقامتی) در مقایسه با موش های کم تحرک در داخل بدن و در شرایط آزمایشگاهی افزایش می یابد (سوزا و همکاران، 2021). از این رو ممکن است ورزشکارانی که برای کاهش التهابات ناشی از آسیب ورزشی و دردهای مزمن از کلوکوکورتیکوییدها استفاده می کنند، آسیب بیشتری را از تضعیف سیستم ایمنی ناشی از انجام تمرینات ورزشی پرشدت را تجربه کنند. در این زمینه ممکن است تمرینات تناوبی پر شدت به تضعیف بیشتر سیستم ایمنی اکتسابی منجر شود که ناشی از اختلال اندام های درگیر در ساخت و تمایز لنفوسیت های باشد (سوزا و همکاران، 2021). بنابراین سوال مطرح در پژوهش حاضر این است که اثر 4 هفته انجام تمرینات تناوبی پرشدت بر بیان ژن IL-4 و IFN-γ در بافت تیموس رت های دارای ضعف سیستم ایمنی ناشی از دگزامتازون بود چیست؟
مواد و روش‌ها
روش تحقیق و نمونه ها
تحقیق حاضر از نوع تجربی بود و نمونه های تحقیق در آن را 24 سر رت نر نژاد ویستار (با وزن حدود 180 تا 220 گرم) تشکیل می دادند که در محیط آزمایشگاه و در قفس‌های پلی‌کربنات و در دمای محیط 1/4±22 درجه سانتی‌گراد و چرخه روشنایی به تاریکی 12:12 ساعت و رطوبت 4± 6/55 درصد نگه داری شدند. ابتدا نمونه ها ابتدا به محیط آزمایشگاه منتقل شدند و به مدت 1 هفته با محیط آشنا شدند. سپس به صورت تصادفی در 3 گروه، گروه کنترل سالم (8 سر)، گروه کنترل تضعیف ایمنی (8 سر) و گروه تضعیف ایمنی+ تمرین تناوبی پرشدت (8 سر) تقسیم بندی شدند. سپس موشهای تمرین ناپدیر جدا و تضعیف سیستم ایمنی در دو گروه تضعیف ایمنی و تضعیف ایمنی+ تمرین تناوبی پرشدت انجام شد. تمرین تناوبی پرشدت نیز در گروه تضعیف ایمنی+ تمرین تناوبی پرشدت به مدت 4 هفته اجر و در پایان 4 هفته نمونه ها بی هوش شدند و بافت برداری از بافت تیموس آنها انجام شد.
تضعیف سیستم ایمنی: تضعیف سیستم ایمنی نمونه ها در مطالعه حاضر با تزریق مقدار0.4 mg/kg/d دگزامتازون (ساخت شرکت اسوه ایران) به مدت سه روز به صورت داخل صفاقی انجام شد. تضعیف سیستم ایمنی در 2 گروه کنترل تضعیف ایمنی (دگزامتازون) و تضعیف ایمنی+ تمرین تناوبی پرشدت انجام شد و در گروه کنترل سالم به همان میزان محلول نرمال سالین (NS) در مدت سه روز تزریق شد.
پروتکل تمرین تناوبی: برنامه تمرینی اجرا شده در مطالعه حاضر، از نوع تمرین تناوبی پرشدت به مدت 4 هفته شامل دویدن روی نوار گردان رت با سرعت 24 تا 34 متر در دقیقه و معادل 85 تا 100 درصد بیشینه اکسیژن مصرفی نمونه ها بود. برنامه تمرین اجرا شده بر اساس طرح تعدیل شده به کار گرفته شده در مطالعه لیتل وهمکارانش8 بود که در سال 201 اجرا شده بود (لیتل و همکاران، 2011). تمرینات به صورت شش روز در هفته اجرا شد نمونه ها در هر جلسه 12-8 تکرار 1 دقیقه ای با شدت 24 تا 34 متر در دقیقه با فواصل استراحت فعال 75 ثانیه ای فعالیت کردند. سرعت تردمیل در طول برنامه تمرین از 24 به 34 متر در دقیقه افزایش یافت تا اصل اضافه بار به این صورت اعمال شود.
قربانی کردن و نمونه برداری: در پایان 4 هفته نمونه ها بی هوش شدند و بافت برداری از بافت تیموس آنها انجام شد. به این منظور قفسه سینه نمونه ها شکافته و بافت تیموس بلافاصله پس از جداسازی و شست‌وشو به دو قسمت تقسیم و در فرمالین (برای پروسه بافتی اندازه گیری بیان ژن) به نیتروژن مایع منتقل شد. سپس در یخچال در دمای 80- درجه سانتی‌گراد تا زمان اندازه‌گیری نگهداری شدند.آناليز آزمایشگاهی سطوح بیان ژنهای IL4، IFN-γ در بافت تیموس رت ها با استفاده از کیت های تجاری ویژه و با روش Real-time PCR در آزمایشگاه بیوشیمی انجام شد.
روش های آماری: پس از اطمینان از نرمال بودن داده ها با استفاده از آزمون شاپیرو – ویلکز، تجزیه تحلیل داده ها با استفاده از آنالیز واریانس یک راهه (one way ANOVA) انجام شد و از آزمون تعقیبی توکی برای مقایسه دو به دوی گروه ها بهره گیری شد. همه محاسبات با استفاده از نرم افزار آماری SPSS ویرایش 24 در سطح معنی داری 0.05p≤ انجام شد.
یافته‌ها
مقادیر بیان ژن در جدول 1 آمده است، همچنین نتیجه تجزیه و تحلیل داده ها در جدول 2 نشان داده شده است. این یافته ها نشان می دهد تفاوت معنی داری بین گروه ها در بیان ژن IL4 و IFN-γ در بافت تیموس نمونه ها در گروه های مختلف وجود دارد (به ترتیب P=0.0001 و P=0.007).
جدول 1. میزان بیان ژن اینترلوکین 4 و اینترفرون گاما در گروههای مورد مطالعه (M±SD)
متغیر گروه | اینترلوکین 4 | اینترفرون گاما
|
گروه کنترل | 232/0 ± 00/1 | 484/0 ± 00/1 |
گروه تضعیف سیستم ایمنی | 086/0 ± 606/0 | 107/0 ± 308/0 |
گروه تضعیف سیستم ایمنی+ انجام فعالیت تناوبی پرشدت | 042/0 ± 498/0 | 084/0 ± 129/0 |
جدول 2. نتاج آزمون تحلیل واریانس یک راهه در مقایسه بیان ژن های IL4 و IFN-γ در گروه های تحقیق
متغیر | مجموع مربعات | میانگین مربعات | مقدار F | سطح معنی داری |
IL4 | 376/1 | 344/0 | 147/4 | *007/0 |
INFgama | 483/3 | 871/0 | 599/44 | *0001/0 |
*: تفاوت معنی دار در سطح 05/0≥α
مقایسه بیان ژن IFN-γ را در بافت تیموس گروه های مختلف تحقیق نشان داد بیان این ژن در گروه دگزامتازون با گروه های کنترل (p=0.0001) و DEX+HIIT متفاوت است (p=0.0001). همچنبن بیان این ژن در گروه DEX+HIIT با گروه کنترل تفاوت معنی داری داشت (p=0.0001). بیان ژن IL4 در بافت تیموس گروه کنترل نیز با گروه های DEX (p=0.0001) و DEX+HIIT (p=0.0001) به صورت معنی داری متفاوت بود.
بحث
نتایج مطالعه حاضر نشان داد تضعیف سیستم ایمنی با استفاده از دگزامتازون به کاهش بیان ژن IFN-γ و IL4 در بافت تیموس رتها منجر می شود. غده تیموس، همانطور که در مدل های موش مشاهده شده است، یک تنظیم کننده حیاتی برای توسعه شاخه های مختلف لنفوسیت ها موسوم به سلول های CD4 است که برای تضمین شکل گیری سلول های T کمکی لازم و ضروری هستند. تیموسیت ها، سلولهای لنفوسیت ساده را بدون توجه به ویژگی گیرنده های آن، به سمت تبدیل شدن به CD4 هدایت می کنند. با توجه نقش تیموس در بلوغ انفوسیت ها، به نظر می رسد کاهش بیان این سایتوکاین ها در بافت تیموس به کاهش عملکرد این بافت و کاهش میزان بلوغ و تمایز سلول های لنفوسیتی منجر شود. از طرفی مطالعات نشان داده اند دگزامتازون به آتروفی و کاهش حجم تیموس منجر می شود (سلیمیان و همکاران، 2014). آتروفی تیموس در موش های تحت درمان با دگزامتازون ممکن است به دلیل کاهش تعداد سلول های T نابالغ در قشر آن باشد. نتایج مطالعات نشان می دهد که بیشتر کاهش حجم تیموس با قشر تیموس مرتبط است که نقش بیشتری در بلوغ سلول های لنفوسیتی دارد. دگزامتازون آپوپتوز سلول T نابالغ را در قشر تیموس القا می کند، در حالی که تغییر در تعداد لنفوسیت ها در مدولا کمتر قابل توجه است (دهقانی و همکاران، 2021). تخمین زده می شود که تقریباً 90 درصد از سلول های T نابالغ به طور طبیعی توسط عوامل ذاتی حذف می شوند، اما دگزامتازون نقش عمده ای در گسترش مسیر آپوپتوز آنها دارد. حساسیت به گلوکوکورتیکوئیدها در آپوپتوز سلول T نابالغ با نشانگرهای استرس اکسیداتیو و اختلال عملکرد میتوکندری در مطالعات گذسته همراه بوده است (یزدی و همکاران، 2015).
نتایج مطالعه حاضر همچنین نشان داد 4 هفته تمرین تناوبی پرشدت منجر به کاهش بیشتر مقادیر بیان ژن IFN-γ و IL4 در بافت تیموس رتهای نر ویستار شد. مطالعه ای که دقیقا اثر فعالیت ورزشی بر عملکرد و تغییرات بافت تیموس را بررسی کرده باشد، یافت نشد اما مطالعات مختلفی سایر تغییرات و سازگاری های سیستم ایمنی با تمرینات ورزشی را بررسی کرده اند (هوسار و همکاران، 2006). فعالیت ورزشی و به خصوص فعالیت های ورزشی با شدت بالا، از مهمترین محرک های پاسخ های سیستم ایمنی هستند. بیشتر مطالعات نشان داده اند که فعالیت ورزشی به نوسازی و بهبود عملکرد سیستم ایمنی منجر می شود (نیمن و همکاران، 2018؛ پاپ و همکاران، 2021). نتایج داده ها در مورد فعالیت های تناوبی پر شدت بسیار متناقض است (نیمن و همکاران، 2018). همچنین نتایج برخی مطالعات انجام شده نشان می دهند فعالیت های تناوبی پرشدت عملکرد لنفوسیت ها در مواجه به پاتوژن های بیماری زا را بیش از فعالیت های با شدت متوسط بهبود می دهد، تناقض دارد (تیلوتکا و همکاران، 2021). این موضوع با مکانیسم های ایجاد پاسخ های ایمنی به یک جلسه فعالیت تناوبی پرشدت، هنوز به خوبی شناسایی نشده اند. بهبود ایمنی ناشی از ورزش می تواند با کاهش التهاب، حفظ توده تیموس، تغییر در ترکیب حافظه و لنفوسیت های T ساده یا افزایش نظارت ایمنی مرتبط باشد. در واقع، فعالیت بدنی یک مداخله قدرتمند است که پتانسیل بالایی برای بهبود سیستم ایمنی و نتایج سلامت در افراد مسن، افراد چاق و بیماران مبتلا به سرطان و عفونت‌های ویروسی مزمن دارد (هینمان و همکاران، 2020). با این وجود، در مطالعه حاضر مشخص شد تمرینات تناوبی پرشدت در رتهایی که سیستم ایمنی آنها با استفاده از دگزامتازون تضعیف شده بود، منجر به کاهش عملکرد تیموس در بیان ژن های IFN-γ و IL4 شد. این موضوع سبب می شود عملکرد تیموس کاهش یافته و نسبت بین CD4 به CD8 به عنوان شاخصی مهم از عملکرد سیستم ایمنی اکتسابی و عملکرد آن در برابر بیماری های ویروسی تحت تاثیر قرار گیرد. در مطالعه ای که اخیراً توسط هینمان و همکاران9 (2020) انجام شد، مشخص شد تمرینات تناوبی پرشدت، موثرترین برنامه ورزشی برای ایجاد انتقال اختصاصی لنفوسیت های T10 (VSTs) به جریان خون است و میزان انتقال اختصاصی لنفوسیت ها در پاسخ به یک پاتوژن را تا 5 برابر بیش از فعالیت ها و تمرینات تداومی با شدت متوسط تحریک می کند. یکی از مهمترین دلایل تناقض در این نتایج را می توان به تضعیف سیستم ایمنی در نمونه های مطالعه حاضر نسبت داد. با تضعیف ایمنی در مطالعه حاضر به طور کلی تولید و تکثیر لنفوست ها در بافت تیموس به شدت کاهش یافته و تمایز آنها به سمت تولید لنفوسیت های خاطره ای و کمک کننده کاهش می یابد. از این رو کاهش لنفوسیت های CD4 ناشی از وهله های مختلف فعالیت تناوبی پرشدت در این برنامه تمرینی رخ می دهد. مطالعات گذشته نیز نشان داده اند استرس هیپوکسیک مرگ برنامه ریزی شده (آپوپتوز) لنفوسیت های CD4 را تسهیل می کند (وانگ و همکاران، 2020)؛ با این حال ممکن است عملکرد آنها در برابر پاتوژن های با فرکانس پایین تقویت شود که این موضوع باید در مطالعات آینده بررسی شود.
مکانیسم های مختلفی برای بیان آثار انواع فعالیت های ورزشی بر عملکرد سیستم ایمنی و به شاخص های مرتبط با سلولهای لنفوسیتی بیان شده است که نشان می دهد شدت فعالیت از جمله مهمترین متغیرهای موثر در آن است. اینترفرون گاما از مهمترین این سایتوکاین هاست که مطالعات مختلف نشان داده اند تولید آن با غلظت لاکتات خون ارتباط دارد. به نظر می رسد فعالیت های تناوبی پر شدت، با افزایش تولید لاکتات بیشتر در خون به سازگاری و کاهش تولید اینترفرون گاما در بافت تیموس کمک کرده و تمایز سلولی بیشتری را در کوتاه مدت ایجاد می کنند. لنفوسیتوز ناشی از فعالیت میتواند به طور مستقیم و غیر مستقیم به افزایش اپی نفرین و نوراپی نفرین مربوط باشد (سوزا و همکاران، 2021). فعالیت ورزشی حاد ممکن است با افزایش ساخت و ترشح سایتوکاین های التهابی و پیش التهابی به مهار واکنش های ایمنی و سایتوکاین هایی ضد التهابی منجر می شود که تمایز لنفوسیتی در بافت تیموس را تغیر دهد. لذا به نظر می رسد تمرینات تناوبی پرشدت به تضعیف بیشتر سیستم ایمنی از طریق آتروفی و کاهش عملکرد تیموس در تمایز لنفوسیت ها در رت های تضعیف شده با سیستم ایمنی منجر می شود.
در مجموع نتایج نشان داد تمرینات تناوبی با شدت بالا در نمونه هایی که سیستم ایمنی آنها با تجویز دگزامتازون تضعیف شده بود، به کاهش بیشتر بیان ژن سایتوکاین های التهابی و ضد التهابی در تیموس منجر می شود که می تواند به تضعیف بیشتر سیستم ایمنی کمک کند. از این رو به نظر می رسد انجام فعالیت های ورزشی با هدف تقویت سیستم ایمنی در افرادی که سیستم ایمنی آنها با داروی دگزامتازون تضعیف شده است، باید با احتیاط بیشتری صورت گیرد. چرا که احتمالا فعالیت ها و تمرینات تناوبی پرشدت با آثار دارویی گلوکوکوتیکوئیدها در تضعیف سیستم ایمنی دارای هم افزایی داشته باشد و به تضعیف مضاعف عملکرد این سیستم منجر شود.
References
1. Ansar Ahmed, N. Sriranganathan. Differential effects of dexamethasone on the thymus and spleen: alterations in programmed cell death, lymphocyte subsets and activation of T cells, Immunopharmacology, Volume 28, Issue 1,1994, Pages 55-66, ISSN 0162-3109.
2. Avery JC, Hoffmann PR. Selenium, Selenoproteins, and Immunity. Nutrients. 2018 1;10(9):1203. doi: 10.3390/nu10091203.
3. Chen L, Jondal M, Yakimchuk K. Regulatory effects of dexamethasone on NK and T cell immunity. Inflammopharmacology. 2018;26(5):1331-1338. doi: 10.1007/s10787-017-0418-0.
4. Castro F, Cardoso AP, Gonçalves RM, Serre K, Oliveira MJ. Interferon-Gamma at the Crossroads of Tumor Immune Surveillance or Evasion. Front Immunol. 2018;9:847. doi: 10.3389/fimmu.2018.00847.
5. Dehghani F, Hossieni SA, Noorafshan A, Panjehshahin MR, Esmaeilpour T. Effect of Selenium on Quantitative Structural Changes in Dexamethasone-Induced Immunodeficiency Rat Models. Iran J Med Sci. 2021 Mar;46(2):128-135. doi: 10.30476/ijms.2020.81137.0. PMID: 33753957; PMCID: PMC7966932.
6. Hoffmann FW, Hashimoto AC, Shafer LA, Dow S, Berry MJ, Hoffmann PR. Dietary selenium modulates activation and differ- entiation of CD4+ T-cells in mice through a mechanism involving cellular free thiols. J Nutr. 2010;140:1155-61. doi: 10.3945/ jn.109.120725. PubMed PMID: 20375261; PubMed Central PMCID: PMCPMC2869499.
7. Heinemann, N.C., Tischer-Zimmermann, S., Wittke, T.C. et al. High-intensity interval training in allogeneic adoptive T-cell immunotherapy – a big HIT?. J Transl Med 18, 148 (2020). https://doi.org/10.1186/s12967-020-02301-3
8. Hussar P, Tokin I, Hussar U, Filimonova G, Suuroja T. Application of Photoshop-based image analysis and TUNEL for the distri- bution and quantification of dexametha- sone-induced apoptotic cells in rat thymus. Medicina (Kaunas). 2006;42:504-12. PubMed PMID: 16816546.
9. Little JP, Safdar A, Wilkin GP, Tarnopolsky MA, Gibala MJ. A practical model of low‐volume high‐intensity interval training induces mitochondrial biogenesis in human skeletal muscle: potential mechanisms. The Journal of physiology. 2010;588(6):1011-22.
10. Nieman DC, Gillitt ND, Sha W. Identification of a targeted metabolo- mics panel for measuring metabolic perturbation in response to heavy exertion. Metabolomics 2018;14:147. doi:10.1007/s11306-018-1444-7.
11. Papp G, Szabo´ K, Ja´ mbor I, Mile M, Berki AR, Arany AC, Makra G, Szodoray P, Csiki Z and Balogh L (2021) Regular Exercise May Restore Certain Age-Related Alterations of Adaptive Immunity and Rebalance Immune Regulation. Front. Immunol. 12:639308. doi: 10.3389/fimmu.2021.639308.
12. Salimian J, Arefpour MA, Riazipour M, Poursasan N. Immunomodulatory effects of selenium and vitamin E on alterations in T lymphocyte subsets induced by T-2 toxin. Immunopharmacol Immunotoxicol. 2014. 36(4):275-81.
13. Souza, D.; Vale, A.F.; Silva, A.; Araújo, M.A.S.; de Paula Júnior, C.A.; de Lira, C.A.B.; Ramirez-Campillo, R.; Martins, W.; Gentil, P. Acute and Chronic Effects of Interval Training on the Immune System: A Systematic Review with Meta-Analysis. Biology 2021, 10, 868.
14. Vernec A, Slack A, Harcourt PR, Budgett R, Duclos M, Kinahan A, et al. Glucocorticoids in elite sport: current status, controversies and innovative management strategies-a narrative review. Br J Sports Med. 2020;54(1):8-12. doi: 10.1136/bjsports-2018-100196
15. Wang W, Thomas R, Sizova O, Su DM. Thymic Function Associated With Cancer Development, Relapse, and Antitumor Immunity - A Mini-Review. Front Immunol. 2020;11:773. doi: 10.3389/fimmu.2020.00773.
16. Yazdi MH, Mahdavi M, Faghfuri E, Faramarzi MA, Sepehrizadeh Z, Hassan ZM, et al. Th1 immune response induction by biogenic selenium nanoparticles in mice with breast cancer: preliminary vaccine model. Iranian journal of biotechnology. 2015;13(2):1.
17. Yang WC, Hwang YS, Chen YY, Liu CL, Shen CN, Hong WH, Lo SM, Shen CR. Interleukin-4 Supports the Suppressive Immune Responses Elicited by Regulatory T Cells. Front Immunol. 2017;8:1508. doi: 10.3389/fimmu.2017.01508.
18. Tylutka A, Morawin B, Gramacki A, Zembron-Lacny A. Lifestyle exercise attenuates immunosenescence; flow cytometry analysis. BMC Geriatr. 2021 Mar 22;21(1):200. doi: 10.1186/s12877-021-02128-7. PMID: 33752623; PMCID: PMC7986285.
[1] 1. Dexamethasone
[2] 1. Interleukin 4
[3] 2. T-helper
[4] 3. Positive feedback
[5] 4. Interferon gamma
1. [6] Hoffmann et al
2. [7] High Intensity Interval Training
[8] 1. Little et al
[9] 1. Heinemann et al
[10] 2. Adoptive transfer of virus-specific T cells
