مراحل تمرینگرم کردننبد ه اصلی تمرین (3 تناوب)سرد کردن مؤلفه تمرینتناوب شدیدتناوب کم شدت
زمان تمرین (دقیقه) 6 دقیقه 4 دقیقه 2 دقیقه 6 دقیقه
(maxشدتVO2)تمرین 50 تا 60 درصد 90 تا 100 درصد 50 تا 60 درصد 50 تا 60 درصد

 شیب تردمیل در همه مراحل تمرین صفر درجه بود.

در کل، پروتکل ورزشی شامل هشت هفته تمرین تناوبی با شدت بالا بود. در انتهای دو هفته آشنایی، حداکثر اکسیژن مصرفی رتها، سنجیده شد و رتها با توجه به پروتکل ورزشی و درصدی از حداکثر اکسیژن مصرفی (که به متر بر دقیقه تبدیل شد)، پنج جلسه تمرین در هفته را آغاز کردند. در پایان هر دو هفته، آزمون حداکثر اکسیژن مصرفی اجرا شد (7) و سرعت تمرینی جدیدی برای هفته تمرین بعد، اجرا شد. همه جلسات تمرین، عصرهنگام که بهترین زمان تمرین در ریتم فعالیتی طبیعی رتهاست، در زیر نور قرمز (به علت کمترین استرس زایی) انجام گرفت.

.1 pilot
شرایط زیستی حیوانات در گروه کنترل بهجز انجام تمرینات روزانه در سایر اوقات، مشابه گروه تمرین بود و حتی برای شبیهسازی بیشتر گروه کنترل در بازه زمانی تمرین، سه بار در هفته و هر بار به مدت 15 دقیقه روی دستگاه نوار گردان با سرعت دو متر بر دقیقه (25)، قرار گرفتند.
به علت نداشتن دسترسی به ابزار مستقیم – دستگاه تجزیه وتحلیل کننده گازهای تنفسی- توان هوازی رتها غیرمستقیم با استفاده از پژوهش های اخیر هویدال و همکاران (2007) (14) انجام گرفت. در ابتدا 10 دقیقه گرم کردن با شدت 40 تا 50 درصد VO2max انجام گرفت. پس از گرم شدن، آزمون با دویدن رتها با سرعت 15 متر در دقیقه به مدت دو دقیقه شروع شد، سپس سرعت نوار گردان هر دو دقیقه یک بار به میزان 3/0 متر بر ثانیه (8/1 تا 2 متر در دقیقه) افزایش یافت تا حیوان، دیگر قادر به دویدن نبود. ملاک رسیدن به VO2max، عدم افزایش VO2max با وجود افزایش سرعت بود. سرعت VO2max سرعتی بود که در آن VO2 به فلات رسید. رسیدن به فلات معادل غلظت لاکتات بالاتر از 6 میلی مول در لیتر و نسبت تنفسی VCO2/VO2 برابر 05/1 در نظر گرفته شد. پژوهش ها نشان میدهند، ارتباط قوی بین سرعت نوار گردان و VO2max رتها وجود دارد (98/0 -94/0r=،
005/0<p ). ازاین رو، در این پژوهش با توجه به سرعت دویدن میزان VO2max رت ها به دست آمد.
استخراج بافت
24 ساعت پس از آخرین جلسه تمرین رتها و پس از ناشتایی شبانه، نمونهبرداریها انجام گرفتند.
برای جمعآوری نمونهها، ابتدا حیوان با ترکیبی از داروی زایلازین (10 میلیگرم/کیلوگرم) و کتامین (75 میلیگرم/ کیلوگرم) به صورت تزریق درون صفاقی بیهوش شد. سپس، قفسه سینه حیوان شکافته شده و برای اطمینان از کمترین آزار حیوان برای کشتار آن، نمونههای خون مستقیم از قلب حیوان گرفته شد. سپس، عضله SOL و EDL از اندام تحتانی حیوان برداشته شده و در سرم فیزیولوژیک شستوشو داده شد و در ترازوی دیجیتالی با دقت 0001/0 گرم وزن کشی شد، سپس بلافاصله با استفاده از ازت مایع منجمد و برای سنجشهای بعدی در دمای 80- فریز شدند.
استخراج RNA
استخراج RNA با استفاده از 50 میلیگرم از هر کدام از عضلات EDL و SOL بهطور جداگانه انجام گرفت. بافتها با استفاده از یک میلیمول محلول تریزول لیز شده و با دستگاه همگن کننده بافت کاملاً هموژن شدند. در مرحله بعد، جداسازی از فاز آبی به کمک 25/0 میلیمول کلروفرم انجام پذیرفت.
RNA استخراجشده با 1 میلیمول اتانول سرد 70 درصد شستو شو و خشک شد، سپس به آن آب استریل (5/1 میکرولیتر برای هر گرم از بافت عضلانی) اضافه شد. برای سنجش کمی RNA استخراج شده از دستگاه بایوفتومتر با طول موج 260 نانومتر استفاده شد. میانگین OD های خوانده شده 77/1 بود که بیانگر کارایی مناسب RNA استخراج شده بود.
cDNA ساخت

برای هر نمونه سه مرحله ساخت cDNA انجام گرفت. بدین ترتیب که در ابتدا هشت میکروگرم از RNA استخراج شده با 8/0 میکرولیتر ز آنزیم DNA آز نوع یک و 2 میکرولیتر از بافر 10 x آن و آب
DEPC خورده مخلوط شده و حجم نمونه به 20 میکرولیتر رسانده شد.
محصول ایجادشده بدون ورتکس کردن و بهآرامی مخلوط شده و سپس با برنامه زیر در دستگاه ترموسایکلر انکوبه شد: پنج دقیقه در دمای 55 درجه سانتیگراد، 15 دقیقه در دمای 25 درجه سانتیگراد، 30 دقیقه در دمای42 درجه سانتیگراد (مرحله ساخت cDNA به وسیله آنزیم RT )، پنج دقیقه در دمای 95 درجه سانتیگراد (برای غیرفعال کردن آنزیم RT). پس از اتمام مراحل ترموسایکلر 280 میکرولیتر آب تزریقی اضافه شد و برای استفاده در QPCR در دمای 20 – درجه سانتی گراد نگهداری شد. همچنین برای هر نمونه cDNAنیز، یک نمونه کنترل مثبت با پرایمر b2m به عنوان کنترل داخلی1، و برای آزمون حضور cDNA، تهیه شد.
نمونه ها به آرامی و بدون ورتکس مخلوط شده و در دستگاه Corbett) Real time PCR) با برنامه زیر PCR شد: 10 دقیقه در دمای 95 درجه سانتیگراد (واسرشته شدن اولیه)، 10 ثانیه در دمای 95 درجه سانتیگراد (واسرشته شدن)، 15 ثانیه در دمای 60 درجه سانتیگراد (اتصال پرایمرها)، 20 ثانیه در دمای 72 درجه سانتیگراد (گسترش). واکنش از مرحله دوم به بعد، برای 40 سیکل تکرار شد.
Cts مربوط به واکنشها توسط نرمافزار دستگاه Real-time PCR استخراج و در نهایت Ct mean سه مرتبه ثبت شد. پرایمرهای مورد استفاده در این پژوهش در جدول 2 آورده شده است.

جدول 2. پرایمرهای مورد استفاده در پژوهش
Gene Host

Forward Primer Reverse Primer
PGC-1α Rat
CCAAACCAACAACTTT ATCTCTTCC CACACTTAAGGTGCGT TCAATAGTC

.1 Internal Control
کمی سازی مقادیر بیان ژن هدف
برای کمیسازی مقادیر بیان ژن مورد نظر از فرمول ct∆∆-2 (2 به توان منفی ct ∆∆) استفاده شد.
روش های آماری
از آمار توصیفی برای دستهبندی دادههای خام و توصیف دادهها، از آزمون کولموگروف – اسمیرنوف (K-S) برای بررسی طبیعی بودن دادهها در گروههای مورد مطالعه و از آزمون آماری t مستقل برای مقایسه دادههای بین گروهی استفاده شد. سطح معناداری برای همه آزمونهای آماری 05/0 ≤α در نظر گرفته شد. تجزیه وتحلیل های آماری با استفاده از نرمافزار SPSS16 و ترسیم نمودارها با استفاده از نرم افزار اکسل 2007 انجام گرفت.
یافته ها
تغییرات وزن رتها در جدول 3 گزارش شده که نشان دهنده رشد طبیعی، در عین حال افزایش کمتر وزن رتها در گروه تمرین نسبت به کنترل است.
جدول 3. میانگین و انحراف استاندارد وزن گروهها
وزن نهایی (گرم) درصد تغییر وزن اولیه (گرم) گروه
60/17 337/17±7/80 210/5±9/77 کنترل (n=6)
44/25 305/83±16/46 212±9/27 تمرین (n=6)
داده ها به صورت میانگین و انحراف استاندارد (M±SD) آورده شدهاند

سطح بیان ژن PGC-1α، 24 ساعت پس از آخرین جلسه تمرین در عضله SOL نسبت بـه گـروهکنترل افزایش 86/3 برابری داشت (004/0P=3/74 ,t=). میزان بیان آن در شکل 1 آمده است.

PGC-1

mRNA

PGC-1

mRNA

شکل 1. نسبت تغییرات چندبرابری PGC-1α mRNA عضله SOL در گروه تمرین نسبت به گروه کنترل
سطح بیان ژن PGC-1α، 24 ساعت پس از آخرین جلسه تمـرین در عضـلهEDL نسـبت بـه گـروهکنترل افزایش 63/4 برابری داشت ( 001/0t= 11/6, P= ). میزان بیان آن در شکل 2 آمده است.

PGC-1

mRNA

PGC-1

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

mRNA

شکل 2. نسبت تغییرات چندبرابری PGC-1α mRNA عضله EDL در گروه تمرین نسبت به گروه کنترل
میزان بیان ژن PGC-1α در بین عضلات SOL و EDL تفاوت معناداری نداشت (t=0/53 , P=0/63). بحث
مهم ترین یافته پژوهش این است که اگرچه تمرینات تناوبی با شدت بالا درست مثل تمرینات استقامتی موجب افزایش بیان ژن PGC-1α در عضلات اسکلتی میشوند، این افزایش بر خلاف تمرینات استقامتی در هر دو نوع عضله کند (SOL) و تند انقباض (EDL) اختلاف معناداری ندارد. افزایش بیان ژن PGC-α1 در عضله اسکلتی همراه با افزایش بیان ژن و فعالیت آنزیمهای سیترات سنتتاز و پیروات دهیدروژناز و نیز بتاهیدروکسی اسیل دهیدروژناز است که افزایش اکسایش کربوهیدرات و چربی و افزایش ظرفیت اکسایشی تار را نشان میدهد (16،18).
در پژوهش حاضر، افزایش بیان ژن PGC-1α در عضله نعلی نشان میدهد، اجرای HIIT با اینکه دارای شدت زیاد و زمان کوتاه تمرینی است، موجب ایجاد سازگاریهای اکسایشی در تارهای کند انقباض میشود که به احتمال زیاد این سازگاری به دلیل درگیری این نوع تارها فازهای کمشدت HIIT رخ میدهد.
افزایش بیان ژن PGC-1α در عضله تندانقباض (EDL) در پی اجراهای HIIT قابل پیشبینی بود که به دلیل شدت زیاد این تمرینات و درگیری این نوع تارها در فازهای شدید تمرینی است. از جمله مهمترین عوامل آن نیز رهایش کلسیم تولید AMP به میزان بالا در این تارهاست.
اما نکته شایان توجه در این پژوهش افزایش بایوژنز میتوکندریایی در تارهای تند و کند انقباض بود که همانگونه که عنوان شد، نیاز است تمرینات استقامتی برای تأثیرگذاری در زمان بالا و شدت تمرینی فرسایشی اجرا شوند، اما در این پژوهش زمان کل تمرینی 18 دقیقه بود که با توجه به برتریهای دیگر HIIT در مواردی مثل عدم ایجاد التهاب (3) و برتری در عوامل فیبرینوژنی (4) میتوان به کارامدی این نوع تمرینات اشاره کرد و آن را در زمینههای سازگاریهای هوازی روش تمرینی مطمئنی عنوان کرد.
گزارش شده است افزایش بیان PGC-1α و PGC-1β سبب افزایش mRNA ایزوفورم کند انقباض اکسایشی MHC یعنی MHC Ӏb و نیز تنظیم منفی بیان mRNA ایزوفرمهای تند انقباض گلیکولیزی MHC یعنیᴨB و ᴨX آن میشوند (17) که این تبدیل تار را در پی اجراهای HIIT نشان میدهد. یکی دیگر از تغییراتی که PGC-1α در راستای تبدیل تار انجام میدهد، افزایش بیان GLUT4 است که میزان مصرف گلوکز و تولید انرژی بیشتر در عضله را در پی دارد. همچنین، PGC-1α با افزایش بیان TRB 3 موجب سرکوب پیامرسانی انسولین میشود (17).
با توجه به یافتههای پژوهش حاضر در افزایش سرعت تمرینی و VO2max و بیان ژن PGC-1α میتوان احتمال داد، افزایش ظرفیت سوخت وسازی در رتها در پی هشت هفته اجرای HIIT ناشی از افزایش بیان PGC-1α است، زیرا تحقیقات نشان دادهاند، افزایش بیان ژن PGC-1α، موجب افزایش بیان ژنهای میتوکندریایی پروتئینهای زنجیره تنفسی میتوکندری میشود (24،23،6). احتمالاً، دلیل افزایش زیاد PGC-1α در پژوهش حاضر، افزایش زیاد کلسیم درون سلولی و تخلیه شدید ATP است، زیرا مسیرهای پیامرسانی بالادستی فعال سازی PGC-1α و بایوژنز میتوکندریایی در پاسخ به اجرای HIIT هنوز بهخوبی شناخته نشدهاند، اما احتمالاً به تغییرات شدید نسبت ATP:ADP/AMP درونعضلانی و نیز فعال شدن AMPK ناشی از فعالیت بدنی وابسته است (11). اینکه این دو فرایند در کدام نوع تار بیشتر تأثیر داشته است، مشخص نیست و باید مطالعه شود. در این پژوهش میزان افزایش بیان PGC-1α با فعالیتهای استقامتی تداومی به شکل مستقیم مقایسه نشده است، اما احتمالاً تأثیر آن با اجرای HIIT مشابه باشد، زیرا در پژوهش حاضر PGC-1α در عضله SOL افزایش 280 درصدی داشت، که درباره تمرینات استقامتی تا 270 درصد افزایش، گزارش شده است احتمالاً این اختلاف به شدت تمرینی مرتبط باشد، زیرا اختلاف دو هفتگی در مدت زمان تمرینی نمیتواند عامل این اختلاف درصد بیان ژن PGC-1α در دو نوع تمرین باشد، زیرا گزارش شده است PGC-1α در شش هفته تمرین استقامتی تداومی به سازگاری میرسد (13) و افزایش 335 درصدی در تارهای ت ندانقباض که در پژوهش حاضر مشاهده شد، احتمالاً بر اثر فشار وارده بیشتر بر تارهای تندانقباض در راستای اجرای HIIT بوده است. با توجه نتایج پژوهش حاضر بهنظر میرسد اجرای HIIT با توجه به اقتصاد زمانی که نسبت به تمرینات استقامتی سنتی دارد، میتواند روش تمرینی مؤثری در ایجاد سازگاریهای هوازی و افزایش ظرفیت اکسایشی باشد. البته مشخص نشده است که آیا مدلهای متفاوت HIIT سازگاریهای متفاوتی در این زمینه ایجاد میکند یا خیر، که به بررسی بیشتری نیاز دارد.

منابع و مĤخذ
رابرگز، رابرت آ وکتائیان، جی استیون. اصول بنیادی فیزیولوژی ورزشی1 (2000)، ترجمه عباسعلی گائینی و ولی اﷲ دبیدی روشن (1391)، چ هشتم، سمت.
مک لارن، دان؛ مورتون،جیمز. بیوشیمی ورزشی و سوختوساز فعالیت ورزشی (2012)، ترجمه عباسعلی گائینی (1391)، چ اول، سمت.
همتی، محمد؛ کردی، محمدرضا؛ ثروت، چوپانی؛ چوبینه، سیروس؛ قراری، رضا (1392). تأثیر تمرینات با شدت بالا (HIIT) بر سطوح پلاسمایی آدیپونکتین، مقاومت و حساسیت انسولینی مردان جوان غیرفعال، مجله علوم پزشکی دانشگاه علوم پزشکی زنجان، دوره 21، ش 84، ص 12 – 1.
همتی، محمد؛ کردی، محمدرضا؛ چوبینه، سیروس؛ ثروت، چوپانی (1392). تأثیر تمرینات با شـدت بـالا
(HIIT) بر عوامل فیبرینولیتیک (PAI-1 ،t-PA و کمپلکس t-PA / PAI-1) مردان جوان غیرفعـال، علـومزیستی ورزشی، دوره 5، ش 3، ص 89 – 77.
.5 Adhihetty, P. J., Uguccioni, G., Leick, L., Hidalgo, J., Pilegaard, H., & Hood, D. A. (2009). The role of PGC-1α on mitochondrial function and apoptotic susceptibility in muscle. American Journal of Physiology-Cell Physiology,297(1), C217-C225.
.6 Burgomaster K A, Howarth K R, Phillips S M, Rakobowchuk M, Macdonald M J ,McGee S L, Gibala M J. (2008). Similar metabolic adaptations durin exercise after low volume sprint interval and traditional endurance training in humans. J Physiol, 586:151–١۶
.7 Burniston, J. G. (2009). Adaptation of the rat cardiac proteome in response to intensity‐controlled endurance exercise. Proteomics, 9(1), 106-115.
.8 Coffey, V. G., & Hawley, J. A. (2007). The molecular bases of training adaptation. Sports medicine, 37(9), 737-763.

  • 1

پاسخ دهید