Sport Physiology & Management Investigations

Sport Physiology & Management Investigations

The Effect of 6 Weeks of High Intensity Circuit Resistance Training on Plasma Level of Brain-Derived Neurotrophic Factor in Inactive Men

Document Type : Original Article

Authors
ali yaghoubi 1
alireza elhami 2
1 2. Department of Physical Education and sport science, Bojnourd Branch, Islamic Azad University, Bojnourd, Iran.
2 Department of Physical Education and sport science, Bojnourd Branch, Islamic Azad University, Bojnourd, Iran.
Abstract
 
How molecular changes associated with synaptic plasticity in different types of training are yet unknown. The aim of the present study was to evaluate the effect of 6 weeks of high intensity circuit resistance training on plasma level of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) in inactive men. For this purpose, 20 inactive men (aged between 18 and 25 and weight: 60-80 kg) were randomly divided into resistance training and control groups. Resistance training group performed circuit resistance training (intensity: 75-80% of 1RM) for six weeks. Blood samples were collected 24 hours before training and 48 hours after the last training session. Changes in BDNF level were measured using an ELISA kit. Dependent and independent t tests were used for intragroup and intergroup comparisons at significant level of P˂0.05. The results showed that 6 weeks of resistance training significantly increased BDNF level (P=0.022). Also, the plasma BDNF level in the resistance training group was significantly higher than the control group (P=0.024). Possibly, resistance training can play a beneficial role in synaptic plasticity in inactive person by an increase in BDNF level.
Keywords
resistance training
Synaptic Plasticity
Brain-Derived Neurotrophic Factor
Inactive Men
  1. بابایی، پروین؛ دمیرچی، ارسلان؛ آزالی علمداری، کریم (1392). «اثر تمرین هوازی بر شاخص‌های خطر متابولیک سندرم، عامل رشد عصبی مشتق‌شده از مغز و عملکرد حافظۀ مردان میانسال»، مجلۀ غدد درون‌ریز و متابولیسم ایران، 15(2)، ص 132-14.
  2. پرنو، عبدالحسین؛ کریمی، اسحاق؛ حسینی، سیده آزاده (1394). بررسی تأثیر تمرین مقاومتی بر سطوح عامل نوروتروفیک مشتق از مغز در پلاسمای موش های صحرایی. مجلۀ دانش و تندرستی، 10(3)، ص 14-9.
  3. ثاقب‌جو، مرضیه؛ شعبانپور اومالی، جواد؛ فتحی، رزیتا (1392). «اثر 8 هفته تمرین مقاومتی دایره‌ای با شدت بالا بر سطوح پلاسمایی چمرین و کنترل گلایسمی در بیماران مرد مبتلا به دیابت نوع 2»، المپیک، 21(3)، ص 113-99.
  4. حسینی، سید ابراهیم؛ مجتهدی، شیما؛ کردی، محمدرضا؛ شب‌خیز، فاطمه؛ فلاح عمران، سیمین (1391). «بررسی اثر اتدویدناجباریک و تاهمدتو سبک بر سطوح پروتئینی BDNF و گیرندل ‌یتیروزین کیناز Bدر هیپوکمپ موش‌های صحرایی نر بالغ»، مجلۀ علوم پزشکی رازی کرمانشاه، 19 (101)، ص 616.
  5. رواسی، علی‌اصغر؛ پورنعمتی، پریسا؛ کردی، محمدرضا؛ هدایتی، مهدی (1392). تأثیر دو نوع برنامۀ مقاومتی و استفامتی بر سطوح BDNF و کورتیزول موش های صحرایی نر جوان»، علوم زیستی ورزشی، 16(1)، ص 78-49.
  6. شریفی، غلامرضا؛ بنی‌هاشمی امام قیسی، مژگان؛ رهنما، نادر؛ بابایی مزرعه نو، علیرضا (1394). «مقایسۀ تأثیر 8 هفته تمرین هوازی و تمرین مقاومتی بر سطح BDNF مردان سالمند»، نشریۀ علمی پژوهشی سالمند، 10(3)، ص 155-148.
  7. مجتهدی، شیما؛ شب‌خیز، فاطمه؛ اکبرنژاد، علی؛ صالحیان، امید (1393). «تأثیر 8 هفته تمرین مقاومتی بر سطوح پروتئینی نوروتروفین مشتق مغزی و گیرندۀ تیروزین کیناز B در هیپوکامپرت‌های نر بالغ»، ارمغان دانش، مجلۀ علمی پژوهشی دانشگاه علوم پزشکی یاسوج، 19(5)، ص 389-380.
  8. میرزایی، سعید؛ فلاح محمدی، ضیاء؛ حاجی‌زاده مقدم، اکبر؛ فتحی، رزیتا؛ علی‌زاده، رستم؛ رنجبر، روح‌الله (1390). «اثر 8 هفته تمرین استقامتی با مدت های مختلف بر سطوح فاکتور نوروتروفیک مشتق از مغز در پلاسمای موش‌های صحرایی»، پژوهش در علوم ورزشی، 3(10)، ص 128-115.
  9. وسدی، الهام؛ رواسی، علی‌اصغر؛ چوبینه، سیروس؛ برزگر، حامد؛ برنجیان‌فرد، محبوبه (1392). «ﺗﺃثیر تمرین استقامتی و مصرف مکمل امگا-۳ بر عامل نوروتروفیک مشتق از مغز (BDNF) در هیپوکمپ موش‌های صحرایی نر بالغ»، مجلۀ علوم پزشکی رازی کرمانشاه، 20 (111)، ص 50-57.
    1. Berchtold, N., Chinn, G., Chou, M., Kesslak, J., & Cotman, C. (2005). Exercise primes a molecular memory for brain-derived neurotrophic factor protein induction in the rat hippocampus. Neuroscience, 133(3), 853-861.
    2. Chen, M. J., & Russo-Neustadt, A. A. (2005). Exercise activates the phosphatidylinositol 3-kinase pathway. Molecular Brain Research, 135(1), 181-193.
    3. Correia, P. R., Pansani, A., Machado, F., Andrade, M., Silva, A. C. d., Scorza, F. A. Arida, R. M. (2010). Acute strength exercise and the involvement of small or large muscle mass on plasma brain-derived neurotrophic factor levels. Clinics, 65(11), 1123-1126.
    4. Currie, J., Ramsbottom, R., Ludlow, H., Nevill, A., & Gilder, M. (2009). Cardio-respiratory fitness, habitual physical activity and serum brain derived neurotrophic factor (BDNF) in men and women. Neuroscience letters, 451(2), 152-155.
    5. Erickson, K. I., Miller, D. L., & Roecklein, K. A. (2012). The Aging Hippocampus Interactions between Exercise, Depression, and BDNF.The Neuroscientist, 18(1), 82-97.
    6. Erickson, K. I., Voss, M. W., Prakash, R. S., Basak, C., Szabo, A., Chaddock, L., White, S. M. (2011). Exercise training increases size of hippocampus and improves memory. Proceedings of the National Academy of Sciences, 201015950.
    7. Ernfors, P., Kucera, J., Lee, K., Loring, J., & Jaenisch, R. (1995). Studies on the physiological role of brain-derived neurotrophic factor and neurotrophin-3 in knockout mice.The International journal of developmental biology, 39(5), 799-807.
    8. Goekint, M., De Pauw, K., Roelands, B., Njemini, R., Bautmans, I., Mets, T., & Meeusen, R. (2010). Strength training does not influence serum brain-derived neurotrophic factor. European journal of applied physiology, 110(2), 285-293.
    9. Gomez‐Pinilla, F., & Hillman, C. (2013). The influence of exercise on cognitive abilities.Comprehensive Physiology.
    10. Gomez‐Pinilla, F., Vaynman, S., & Ying, Z. (2008). Brain‐derived neurotrophic factor functions as a metabotrophin to mediate the effects of exercise on cognition.European Journalof Neuroscience, 28(11), 2278-2287.
    11. Griffin, E. W., Mullally, S., Foley, C., Warmington, S. A., O'Mara, S. M., & Kelly, A. M. (2011). Aerobic exercise improves hippocampal function and increases BDNF in the serum of young adult males. Physiology & behavior, 104(5), 934-941.
    12. Huang, E. J., & Reichardt, L. F. (2001). Neurotrophins: roles in neuronal development and function.Annual review of neuroscience, 24, 677.
    13. Huang, E. J., & Reichardt, L. F. (2003). Trk receptors: roles in neuronal signal transduction*. Annual review of biochemistry, 72(1), 609-642.
    14. Lou, S.-j., Liu, J.-y., Chang, H., & Chen, P.-j. (2008). Hippocampal neurogenesis and gene expression depend on exercise intensity in juvenile rats. Brain research, 1210, 48-55.
    15. Lu, B., & Chang, J. H. (2004). Regulation of neurogenesis by neurotrophins: implications in hippocampus-dependent memory. Neuron glia biology, 1(04), 377-384.
    16. Macias, M., Fehr, S., Dwornik, A., Sulejczak, D., Wiater, M., Czarkowska-Bauch, J., Schachner, M. (2002). Exercise increases mRNA levels for adhesion molecules N-CAM and L1 correlating with BDNF response. Neuroreport, 13(18), 2527-2530.
    17. Meeusen, R. (2014). Exercise, Nutrition and the Brain. Sports Medicine, 44(1), 47-56.
    18. Minichiello, L., Calella, A. M., Medina, D. L., Bonhoeffer, T., Klein, R., & Korte, M. (2002). Mechanism of TrkB-mediated hippocampal long-term potentiation. Neuron, 36(1), 121-137.
    19. Pilc, J. Z. A. (2010). The effect of physical activity on the brain derived neurotrophic factor: from animal to human studies. Journal of physiology and pharmacology, 61(5), 533-541.
    20. Ploughman, M. (2008). Exercise is brain food: the effects of physical activity on cognitive function. Developmental neurorehabilitation, 11(3), 236-240.
    21. Ruscheweyh, R., Willemer, C., Krüger, K., Duning, T., Warnecke, T., Sommer, J.,Knecht, S. (2011). Physical activity and memory functions: an interventional study.Neurobiology of aging, 32(7), 1304-1319.
    22. Strand, A. D., Baquet, Z. C., Aragaki, A. K., Holmans, P., Yang, L., Cleren, C., Olson, J. M. (2007). Expression profiling of Huntington's disease models suggests that brain-derived neurotrophic factor depletion plays a major role in striatal degeneration. The Journal of neuroscience, 27(43), 11758-11768.
    23. Twiss, J. L., Chang, J. H., & Schanen, N. C. (2006). Pathophysiological mechanisms for actions of the neurotrophins. Brain Pathology, 16(4), 320-332.
    24. Wrann, C. D., White, J. P., Salogiannnis, J., Laznik-Bogoslavski, D., Wu, J., Ma, D., Spiegelman, B. M. (2013). Exercise induces hippocampal BDNF through a PGC-1α/FNDC5 pathway. Cell metabolism, 18(5), 649-659.
    25. Yarrow, J. F., White, L. J., McCoy, S. C., & Borst, S. E. (2010). Training augments resistance exercise induced elevation of circulating brain derived neurotrophic factor (BDNF).Neuroscience letters, 479(2), 161-165.