فعالیت ورزشی هوازی در برابر فلوکستین: تأثیر بر افسردگی و گیرنده‌های موسکارینی M2 قلبی در رت‌های ویستار

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکتری تربیت بدنی و علوم ورزشی، گروه فیزیولوژی ورزشی، دانشکدۀ تربیت بدنی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکز، تهران، ایران.

2 استاد، گروه فیزیولوژی ورزشی، دانشکدة تربیت بدنی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکز، تهران، ایران

3 دانشیار، گروه فیزیولوژی ورزشی، دانشکدة تربیت بدنی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکز، تهران، ایران

چکیده

 
قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض افسردگی قلب را دچار نارسایی می‌کند. هدف از پژوهش حاضر بررسی تأثیر فعالیت استقامتی هوازی و مصرف داروی فلوکستین بر افسردگی و گیرنده‌های موسکارینی M2 قلبی در رت‌های ویستار بود. در این پژوهش تجربی، 56 سر رت سه‌ماهة نژاد ویستار با میانگین وزن 15±220 گرم به 7 گروه تقسیم شدند. گروه تمرین 4هفته تمرین استقامتی با سرعت 20 متر در دقیقه که معادل 65 تا 80 درصد حداکثر اکسیژن مصرفی بود، به مدت 45 دقیقه در روز شش روز در هفته، روی نوار گردان انجام دادند. به گروه فلوکستین مقدار 5 میلی‌گرم بر کیلوگرم وزن فلوکستین خورانده شد. برای افسرده کردن رت‌ها از روش تزریق درون‌صفاقی لیپوپلی ساکارید استفاده شد. نتایج با استفاده از روشt  مستقل و همبسته و تحلیل واریانس آنوا در سطح معنا‌داری 05/0P< استخراج شد. سطح افسردگی در گروه افسرده-فلوکستین تغییر معناداری نداشت (01/0P =)، سطح افسردگی در گروه تمرین-افسرده تفاوت معناداری داشت (05/0P<). بین میانگین تراکم گیرنده‌های موسکارینی M2 در گروه‌های تمرین و تمرین-فلوکستین با گروه کنترل تفاوت معناداری وجود نداشت (08/0P =)، بین میانگین گروه‌های تمرین-افسرده، فلوکستین-افسرده، افسرده و تمرین-افسرده-فلوکستین تفاوت معناداری وجود داشت (01/0P =). افسردگی درمان‌نشده موجب بدتر شدن علائم افسردگی می‌شود. افسردگی موجب ایجاد تغییرات معنادار تراکم گیرنده‌های موسکارینی M2 در قلب رت‌ها می‌شود، تمرین و مصرف همزمان داروی فلوکستین مانع از تغییرات معنادار در میانگین تراکم گیرنده‌های موسکارینی M2 در قلب رت‌های افسرد می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Aerobic Exercise versus Fluoxetine: The Effect on Depression and Cardiac M2 Muscarinic Receptors in Wistar Rats

نویسندگان [English]

  • Behzad Kohneshin 1
  • maghsod piree 2
  • Hasan Matin Homaee 3
1 PhD in Physical Education and Sport Sciences, Department of Exercise Physiology, Faculty of Physical Education, Islamic Azad University, Central Tehran Branch, Tehran, Iran
2 Full Professor, Department of Physiology, Faculty of Physical Education, Azad University of Tehran, Tehran, Iran.
3 Associate Professor, Department of Exercise Physiology, Faculty of Physical Education, Islamic Azad University, Central Tehran Branch, Tehran, Iran
چکیده [English]

 
Prolonged exposure to depression can cause heart failure. The aim of this study was to investigate the effect of endurance aerobic exercise and fluoxetine administration on depression and cardiac M2 muscarinic receptors in Wistar rats. In this experimental study, 56 Wistar rats (3 months old, mean weight of 220±15 g) were divided into 7 groups. The exercise group performed 4 weeks of endurance exercise on a treadmill with 20 m/min speed, which was equal to 65-80% VO2 max for 45 minutes per day and 6 days a week.The fluoxetine group received 5 mg of fluoxetine per kg of body weight. Intraperitoneal injection of lipopolysaccharide was used to depress the rats. The results were analyzed by dependent and independent t tests and ANOVA at the significance level of P<0.05. Level of depression in depressed-fluoxetine group did not significantly change (P=0.01). The level of depression was significantly different in the exercise-depressed group (P<0.05). There was no significant difference in the mean density of M2 muscarinic receptors between exercise and exercise-fluoxetine groups and control group (P=0.08). There was a significant difference in the mean of exercise-depressed, fluoxetine-depressed, depressed and exercise-depressed-fluoxetine groups (P=0.01). Untreated depression can worsen depression symptoms. Depression causes significant changes in the density of M2 muscarinic receptors in the heart of rats.Exercise and concomitant administration of fluoxetine can prevent significant changes in the mean density of cardiac M2 muscarinic receptors in depressed rats.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Forced Swimming Test
  • depression
  • endurance exercise
  • fluoxetine
  • M2 Muscarinic receptor
1.        Strassheim D, Dempsey EC, Gerasimovskaya E, Stenmark K, Karoor V. Role of Inflammatory Cell Subtypes in Heart Failure. J Immunol Res. 2019;2019:1–9.
2.        Dhar AK, Barton DA. Depression and the link with cardiovascular disease. Front psychiatry. 2016;7:33.
3.        Liu T, Song D, Dong J, Zhu P, Liu J, Liu W, et al. Current understanding of the pathophysiology of myocardial fibrosis and its quantitative assessment in heart failure. Front Physiol. 2017;8:238 .1664-042X.
4.        Scherrer JF, Garfield LD, Lustman PJ, Hauptman PJ, Chrusciel T, Zeringue A, et al. Antidepressant drug compliance: reduced risk of MI and mortality in depressed patients. Am J Med. 2011;124(4):318–9343.
5.        Rygula R, Abumaria N, Havemann-Reinecke U, Rüther E, Hiemke C, Zernig G, et al. Pharmacological validation of a chronic social stress model of depression in rats: effects of reboxetine, haloperidol and diazepam. Behav Pharmacol. 2008;19(3):183–8810.
6.        Rethorst CD. Effects of exercise on depression and other mental disorders. 2019;
7.        Chiale PA, Ferrari I, Mahler E, Vallazza MA, Elizari M V, Rosenbaum MB, et al. Differential profile and biochemical effects of antiautonomic membrane receptor antibodies in ventricular arrhythmias and sinus node dysfunction. Circulation. 2001;103(13):1765–7322.
8.        Yoshizawa A, Nagai S, Baba Y, Yamada T, Matsui M, Tanaka H, et al. Autoimmunity against M 2 muscarinic acetylcholine receptor induces myocarditis and leads to a dilated cardiomyopathy‐like phenotype. Eur J Immunol. 2012;42(5):1152–2980.
9.        Maes M, Bosmans E, Meltzer HY, Scharpé S, Suy E. Interleukin-1 beta: a putative mediator of HPA axis hyperactivity in major depression? Am J Psychiatry. 1993;150(8):1189-1193 @ 0002-953X.
10.      Belevych AE, Harvey RD. Muscarinic inhibitory and stimulatory regulation of the L‐type Ca2+ current is not altered in cardiac ventricular myocytes from mice lacking endothelial nitric oxide synthase. J Physiol. 2000;528(2):279–3751.
11.      Robert D, Harvey EB. Muscarinic regulation of cardiac ion channels. Br J Pharmacol. 2003;139:1074–1084.
12.      Shen J-B, Pappano AJ. On the role of phosphatase in regulation of cardiac L-type calcium current by cyclic GMP. J Pharmacol Exp Ther. 2002;301(2):501–3565.
13.      Harvey SB, Øverland S, Hatch SL, Wessely S, Mykletun A, Hotopf M. Exercise and the prevention of depression: results of the HUNT Cohort Study. Am J Psychiatry. 2017;175(1):28-36. 0002-953X.
14.      Meyer J, Schuch FB. Exercise for the Prevention and Treatment of Depression. In: Exercise-Based Interventions for Mental Illness. Elsevier; 2018. p. 1–18.
15.      Dinan TG, Stanton C, Cryan JF. Psychobiotics: a novel class of psychotropic. Biol Psychiatry. 2013;74(10):720–3223.
16.      Koppelmans V, Weisenbach SL. Mechanisms Underlying Exercise as a Treatment for Depression. Am J Geriatr Psychiatry. 2019;27(6):617–8.
17.      Helgadóttir B, Hallgren M, Ekblom Ö, Forsell Y. Training fast or slow? Exercise for depression: a randomized controlled trial. Prev Med (Baltim). 2016;91:123–7435.
18.      Sylvia R, Julie B, Natalia V. The effect of exercise training on myocardial adrenergic and muscarinic receptor. Clinaut Res. 2006;16:61–5.
19.      Mizuno M, Kawada T. Exercise Training Augments the Dynamic Heart Rate Response to Vagal but Not Sympathetic Stimulation in Rats. Am J Physiolregulintegr Comp Physiol. 2011;300:969–977.
20.      Huang GJ, Ben-David E, Tort Piella A, Edwards A, Flint J, Shifman S. Neurogenomic evidence for a shared mechanism of the antidepressant effects of exercise and chronic fluoxetine in mice. PLoS One [Internet]. 2012/05/05. 2012;7(4):e35901. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22558262
21.      First M, Gil-Ad I, Taler M, Tarasenko I, Novak N, Weizman A. The effects of fluoxetine treatment in a chronic mild stress rat model on depression-related behavior, brain neurotrophins and ERK expression. J Mol Neurosci. 2011;45(2):246 @ 0895-8696.
22.      Bison S, Lucia C. Differential behavioral, physiological, and hormonal sensitivity to LPS challenge in rats. Int J Interf Cytokine Mediat Res. 2009;1:1–13.
23.      Petit-Demouliere B, Chenu F, Bourin M. Forced swimming test in mice: A review of antidepressant activity. Vol. 177, Psychopharmacology. 2005. p. 245–55.
24.      Seals DR, Esler MD. Human aging and the sympathoadernal system. J Physiol. 2000;407–17.
25.      Sies H, Berndt C, Jones DP. Oxidative stress. Annu Rev Biochem. 2017;86:715–4154.
26.      Lucassen PJ, Meerlo P, Naylor AS, van Dam AM, Dayer AG, Fuchs E, et al. Regulation of adult neurogenesis by stress, sleep disruption, exercise and inflammation: Implications for depression and antidepressant action. Eur Neuropsychopharmacol [Internet]. 2009/09/15. 2010;20(1):1–17. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19748235
27.      Chakravorty D, Assmann SM. G protein subunit phosphorylation as a regulatory mechanism in heterotrimeric G protein signaling in mammals, yeast, and plants. Biochem J. 2018;475(21):3331–6021.
28.      Haack KK V, Zucker IH. Central mechanisms for exercise training-induced reduction in sympatho-excitation in chronic heart failure. Auton Neurosci. 2015;188:44–702.
29.      Phillips C. Physical activity modulates common neuroplasticity substrates in major depressive and bipolar disorder. Neural Plast. 2017;2017.
30.      English AW, Wilhelm JC, Ward PJ. Exercise, neurotrophins, and axon regeneration in the PNS. Physiology. 2014;29(6):437–9213.
31.      Dinan TG. Inflammatory markers in depression. Curr Opin Psychiatry. 2009/01/06. 2009;22(1):32–6.
32.      Haroon E, Raison CL, Miller AH. Psychoneuroimmunology meets neuropsychopharmacology: translational implications of the impact of inflammation on behavior. Neuropsychopharmacology. 2012;37(1):137 .1740-634X.
33.      Terzic A, Waldman S. Chronic diseases: the emerging pandemic. Clin Transl Sci. 2011;4(3):225–8054.
34.      Tracey KJ. Physiology and immunology of the cholinergic antiinflammatory pathway. J Clin Invest. 2007;117(2):289–9738.
35.      Myslivecek J, Tillinger A, Novakova M, Kvetňanský R. Regulation of adrenoceptor and muscarinic receptor gene expression after single and repeated stress. Ann N Y Acad Sci. 2008;1148(1):367–8923.
36.      Morres ID, Hatzigeorgiadis A, Stathi A, Comoutos N, Arpin‐Cribbie C, Krommidas C, et al. Aerobic exercise for adult patients with major depressive disorder in mental health services: A systematic review and meta‐analysis. Depress Anxiety. 2019;36(1):39–4269.
37.      Bakunina N, Pariante CM, Zunszain PA. Immune mechanisms linked to depression via oxidative stress and neuroprogression. Immunology. 2015;144(3):365–2805.
38.      Sand C, Peters SLM, Mathy M, Pfaffendorf M, Van Zwieten PA. The effects of hypochlorite‐induced oxidative stress on presynaptic M2‐receptors at sympathetic nerve endings in the rat tail artery. Auton Autacoid Pharmacol. 2002;22(2):127–8665.
39.      de Sousa CV, Sales MM, Rosa TS, Lewis JE, de Andrade RV, Simoes HG. The antioxidant effect of exercise: a systematic review and meta-analysis. Sport Med. 2017;47(2):277–1642.