تاثیر هشت هفته تمرینات هوازی بر بیان ژن PGC-1α وVEGF در عضله قلبی رت های نر سالم

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری دانشگاه شیراز، فارس، ایران

2 استادیار گروه فیزیولوژی ورزش، دانشگاه تهران،تهران ، ایران

3 .کارشناس ارشد فیزیولوژی ورزش، مرکز تحقیقات فیزیولوژی غدد درون ریز، پژوهشکده علوم غدد درون ریز و متابولیسم شهید بهشتی، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی ،تهران ، ایران

4 دانشیار، مرکز تحقیقات سلولی و ملکولی، مرکز تحقیقات چاقی، پژوهشکده علوم غدد درون ریز و متابولیسم شهید بهشتی، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، تهران ، ایران

چکیده

مهم ترین تنظیم کننده بیوژنز میتوکندریایی، PGC  است که یک گیرنده سلولی است و کار تسهیل انتشار پروتئین های میتوکندریایی را انجام می دهد. هنچنین VEGF مهم ترین فاکتور رشدی درگیر در این فرایند می باشد.این مطالعه با هدف تعیین تاثیر هشت هفته تمرین هوازی بر بیان ژن  VEGF و PGC  در عضله قلبی رت های نر سالم به روش تجربی بنیادی، انجام شد. دوازده سر رت نر بالغ از نژاد ویستار با میانگین وزنی 20±180 گرم و سن هشت هفته به دو گروه آزمون (تمرین هوازی) و کنترل (هر گروه 6 رت) تقسیم  شدند. گروه آزمون، به مدت هشت هفته و هر هفته پنج جلسه، تمرینات شامل دویدن با شدت 75-70 درصد VO2max به مدت 30 دقیقه بر روی نوارگردان انجام دادند و همزمان، گروه کنترل به مدت پانزده دقیقه روی تردمیل با سرعت دو متر در دقیقه قرار گرفتند. در روز بعد از آخرین جلسه، رت ها تشریح و نمونه ها جهت استخراج RNA به آزمایشگاه منتقل شدند. برای بررسی بیان ژن های PGC1 وVEGF با استفاده از تکنیک SYBER Green Real-time PCR استفاده شد. برای تعیین میزان بیان نسبی گروه آزمون نسبت به گروه کنترل از نرم افزار REST نسخه 2009 استفاده شد. سطح معنی داری  05/0> P در نظر گرفته شد. بیان ژن αPGC-1 و VEGF در گروه آزمون نسبت به گروه کنترل به ترتیب 97/0 و 85/0 برابر بود که از نظر آماری معنی دار نبود (به ترتیب95/0=P و63/0=P). نتایج نشان دهنده تغییر غیرمعنی دار میزان بیان ژن PGC1-α و VEGF در عضله قلب به دنبال هشت هفته تمرین هوازی می باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Effect of 8 Weeks of Aerobic Exercise on the Expression of PGC-1α and VEGF Genes in Healthy Male Rats' Myocardial Muscle

نویسندگان [English]

  • Maryam Shabani 1
  • Sirous Choobineh 2
  • Marjan Afghan 3
  • Mehdi Hedayati 4
1 Ph.d Student of Shiraz University, Fars.Iran
2 Assistant Professor, Department of Exercise Physiology, University of Tehran, Tehran, Iran
3 MSc of Exercise Physiology, Endocrine Physiology Research Center (EPRC), Research Institute for Endocrine Sciences, Shahid Beheshti University of Medical Sciences, Tehran, Iran
4 Associate Professor, Cellular-Molecular Research Center (CMERC), Research Institute for Endocrine Sciences, Shahid Beheshti University of Medical Sciences, Tehran, Iran
چکیده [English]

The most important mitochondrial biogenesis regulator is PGC-1α that is a cell receptor and facilitates the mitochondrial protein release, while VEGF is the most important growth factor involved in this process. The aim of this study was to investigate the effect of 8 weeks of aerobic training on the expression of PGC-1α and VEGF genes in male healthy rats' myocardial muscle by fundamental experimental method. 12 male Wistar rats (mean weight 180±20 gr and age 8 weeks) were divided into control (n=6) and exercise (n=6) groups. The exercise group had 30 minutes of running on a treadmill with an intensity of 50-60 VO2max for 8 weeks, 5 sessions per week while the control group had ran on the treadmill for 15 minutes with 2 m/min. speed. On the day after the last session, rats were dissected and the samples were transferred to the laboratory to extract RNA. To investigate the expression of PGC1 and VEGF genes, SYBER Green Real-time PCR technique was used. REST software (version 2009) was used to determine the relative expression of exercise group relative to the control group (P˂0.05). The expressions of PGC-1α and VEGF genes were 0.97 and 0.85 in exercise group relative to the control group (not statistically significant, P=0.95 and P=0.63 respectively). The results indicated the insignificant change in the expression of PGC-1α and VEGF genes in myocardial muscle following 8 weeks of aerobic exercise.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Aerobic exercise
  • PGC-1α
  • VEGF
  • myocardium
  • Rat

1.Aoi, W., Naito, Y., Mizushima, K., Takanami, Y., Kawai, Y., Ichikawa, H., & Yoshikawa, T. (2010). The microRNA miR-696 regulates PGC-1α in mouse skeletal muscle in response to physical activity. American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism. 298(4): E799-E806.

2.Chinsomboon J,Ruas J,Gupta R, et al.2009.The transcriptional coactivator PGC-1α mediates exercise-induced angiogenesis in skeletal muscle. Proceeding of the National Academy of Sciences. 106(50), pp: 21401-21406.

3.Christopoulos, A, Ahn, A, Klein, J.D,et al.(2011). Biology of vascular endothelial growth factor and its receptors in head and neck cancer: Beyond angiogenesis. Head and neck.33: pp: 1220-1229.

4.Coffey, V. G., & Hawley, J. A. (2007).The molecular bases of training adaptation. Sports medicine. 37(9): pp: 737-763.

5.Ding, Y. H., Luan, X. D., Li, J., Rafols, J. A., Guthinkonda, M., Diaz, F. G., & Ding, Y. (2004). Exercise-induced overexpression of angiogenic factors and reduction of ischemia/reperfusion injury in stroke. Current neurovascular research, 1(5), 411-420.

6.Eggintons,H, Hudlicka o, Brown,M.D, et al. (1998). Capillary growth in relation to blood flow and performance in overload rat skeletal muscle. Apply Physiology.85: pp: 2025-2032.

7.Haram, P.M, Kemi,J, Lee,S.J, et al.(2009). Aerobic interval training vs. continuous moderate exercise in the metabolic syndrome of rats artificially selected for low aerobic capacity. Cardiovasc Res.81: pp: 723-732.

8.Hoydal M A, Wisloff U,Kemi O J, et al. (2007). Running speed and maximal oxygen uptake in rats and mice: practical implications for exercise training. European Journal of Cardiovascular Prevention & Rehabilitation.14(6): pp: 753-760.

9.Iemitsu M, Maeda S, Jesmin S, Otsuki T, Miyauchi T. (2006). Exercise training improves aging-induced downregulation of angiogenic signaling cascade in hearts. Am J Physiol Heart Circ Physiol . 291: pp:1290-1298.

10.Jensen,L , Pilegaard,H , Neufer,P.D. (2004). Effect of acute exercise and exercise training on VEGF splice variants in human skeletal muscle. Molecular Human Reproduction. 282: pp: 335-398.

11.Little, J. P., Safdar, A., Wilkin, G. P., Tarnopolsky, M. A., & Gibala, M. J .(2010). A practical model of low-volume high-intensity interval training induces mitochondrial biogenesis in human skeletal muscle: potential mechanism. J Physiol. 588(6): pp: 1011-1022

12.Nourshahi,M, Hedayati,M, Nemati,J,et al.(2012). Effect of 8 weeks endurance training on serum vascular endothelial growth factor and endostatin in Wistar rats. Koomesh.13(4):pp: 474-479.

13.Pilegaard,H, Saltin,B, Neufer,D. (2003). Exercise induces transient transcriptional activation of thePGC-1agene in human skeletal muscle . J Physiol. 546(3): pp: 851–858.

14.Ranjbar K, Nourshahi M, Hedayati M, Taheri H. (2011). Effect of gender and physical activity on serum vascular endothelial growth factor at rest and response of submaximal exercise. Iran J Endocrinol Metab . 3: pp: 294-300.

15.Rullman E, Rundqvist H, Wågsäter D, Fischer H, Eriksson P, Sundberg CJ, et al. A (2007).single bout of exercise activates matrix metalloproteinase in human skeletal muscle. J Appl Physiol . 102: pp: 2346-2351.

16.Russell, A. P., Feilchenfeldt, J., Schreiber, S., Praz, M., Crettenand, A., Gobelet, C, et al. (2003). Endurance Training in Humans Leads to Fiber Type-Specific Increases in Levels of Peroxisome Proliferator-Activated Receptor-γ Coactivator-1 and Peroxisome Proliferator-Activated Receptor-α in Skeletal Muscle. Diabetes. 52 (12): pp: 2874 –2881.

17.Terada, S., Goto, M., Kato, M., Kawanaka, K., Shimokawa, T., & Tabata, I. (2002). Effects of low-intensity prolonged exercise on PGC-1 mRNA expression in rat epitrochlearis muscle. Biochemical and biophysical research communications, 296(2): pp: 350-354.

18.Tesch, A. (2014). Aerobic exercise does not compromise muscle. J Appl Physiol, 116(6): pp: 611-620.

19.Tunstall RJ, Mehan KA, Wadley GD, Collier GR, Bonen A,Hargreaves M & Cameron-Smith D (2002). Exercise trainingincreases lipid metabolism gene expression in human skeletalmuscle. Am J Physiol Endocrinol Metab. 283: pp: 66–72.

20.Wu Z, Puigserver P, Andersson U, Zhang C, Adelmant G, Mootha Vet al. (1999). Mechanisms controlling mitochondrial biogenesis and respiration through the thermogenic coactivator PGC-1. Cell. 9;98(1): pp:115-24.