مقايسه تاثير شدت و حجم‌هاي متفاوت تمرينات ورزشي (MICT, HIIT, SIT) بر برخي نشانگرهاي كنترل كيفيت ميتوكندريايي (MQC) و ارتباط آن با عملكرد شناختي در هيپوكمپ رت‌هاي مدل القاء سالمندي با دي- گالاگتوز

مقدمه: اختلال عملكرد ميتوكندري از مهم‌ترين عوامل اختلالات شناختي در سالمندي است. شواهد نشان داده‌اند كه فعاليت ورزشي مي‌تواند كيفيت ميتوكندري و عملكرد شناختي را بهبود ‌بخشد. با اين‌حال، شدت و حجم بهينه آن مشخص نيست. ازاين‌رو، هدف از پژوهش حاضر، مقايسه تاثير شدت و حجم‌هاي متفاوت تمرينات ورزشي بر برخي نشانگرهاي كنترل كيفيت ميتوكندريايي و ارتباط آن با عملكرد شناختي در هيپوكمپ رت‌هاي مدل القاء سالمندي با دي -گالاكتوز بود. روش‌شناسي: در اين پژوهش 35 سر رت نر 3 ماهه با وزن 20±220 گرم به پنج گروه (7 سر) شامل: كنترل (C)، مدل سالمندي ناشي از دي-گالاكتوز (D-gal)، تمرين تداومي با شدت متوسط + دي-گالاكتوز (MICT+D)، تمرين تناوبي با شدت بالا + دي-گالاكتوز (HIIT+D) و تمرينات تناوبي سرعتي + دي- گالاكتوز (SIT+D) تقسيم شدند. به‌منظور القاء سالمندي، گروه‌هاي D-gal و تمريني به مدت 8 هفته، روزانه (mg/kg)150به‌صورت تزريق داخل صفاقي دي- گالاكتوز دريافت كردند. تمرينات ورزشي نيز به مدت 8 هفته، 5 روز در هفته براي گروه‌هاي HIIT+D ( 9 دوره دويدن 5/1 دقيقه‌اي با شدت Vmax %85 و 9 دوره استراحت فعال 2 دقيقه‌اي با شدت Vmax %45 (،MICT+D (دويدن با شدت Vmax %60، به مدت 3/33- 5/38 دقيقه) و SIT+D (4-9 دوره‌ي 10 ثانيه‌اي دويدن سرعتي با شدت Vmax%140- %120 و 4-9 دوره‌ي 60 ثانيه‌اي دويدن با شدت Vmax%100 ) انجام شد. پس از اتمام مداخلات، يادگيري و حافظه ازطريق آزمون‌هاي ماز آبي موريس و حافظه اجتنابي غيرفعال و بيان پروتئين‌ها به روش وسترن بلات اندازه‌گيري شد. داده‌ها با استفاده از آزمون‌هاي تحليل واريانس يك‌راهه و دو راهه و همچنين ضريب همبستگي پيرسون در سطح معناداري 05/0 p ≤ تحليل شدند. يافته‌ها: نتايج افزايش معنادار بيان PINK1 و Parkin و كاهش معنادار P62 و LC3II را در گروه D-gal و گروههاي تمريني در مقايسه با گروه C نشان داد (001/0p ≤). از طرفي، هر سه روش تمريني موجب كاهش معنادار PINK1 و Parkin، و افزايش معنادار LC3II و P62 در مقايسه با گروه D-gal گرديدند (001/0p ≤). درحالي‌كه MICT موثرترين روش در تغييراتPINK1, Parkin و P62 بود، SIT بيشترين افزايش معنادار را در LC3II نشان داد (001/0p ≤). كاهش معناداري در مدت زمان رسيدن به سكو در طي روزهاي يادگيري مشاهده شد (001/0p ≤). فقط درگروه‌هاي HIIT و SIT با D-gal كاهش معناداري در اين شاخص مشاهده شد (05/0≤ p). در شاخص مدت زمان سپري شده در ربع هدف تفاوت معناداري بين گروه C با D-gal مشاهده نشد (05/0≤ p). درحالي‌كه، افزايش معناداري در گروه‌هاي تمريني با گروه C و D-gal مشاهده گرديد (05/0‎>p). در ارزيابي حافظه اجتنابي غير فعال، در شاخص‌هاي: مدت زماني كه طول مي‌كشد حيوان به ناحيه تاريك برود (STL)، تعداد دفعات ورود حيوان به ناحيه تاريك (NST) و مجموع مدت زمان سپري شده در ناحيه تاريك (TDC)، بين گروه C با D-gal تفاوت معناداري نبود (05/0≤ p). در مقابل، هر سه گروه تمريني افزايش معناداري را در (001/0 ≥p) STL و كاهش معناداري در (01/0 ≥p) NST و (001/0 ≥ p) TDC نشان دادند. تفاوت معناداري بين سه روش تمريني در اين شاخص‌ها مشاهده نگرديد (05/0≤ p). علاوه‌براين، هيچ رابطه معناداري بين پروتئين‌هاي ميتوفاژي با شاخص‌هاي يادگيري و حافظه وجود نداشت (05/0≤p ). نتيجه‌گيري: درمجموع، به نظر مي‌رسد MICT در تنظيم مثبت بيان پروتئين‌هاي ميتوفاژي موثرتر است؛ درحالي‌كه هر سه نوع تمرين موجب بهبود عملكرد شناختي در سالمندي شده‌اند.

Moderate Intensity Continuous Training , High Intensity Interval Training , Sprint Interval Training , Mitophagy , Cognitive Function , D-galactose –induced Aging

Comparative Effects of Different Exercise Intensities an‎d Volumes on Mitochondrial Quality Control Markers an‎d Their Relationship with Cognitive Function in the Hippocampus of D-Galactose-Induced Aging Rats Model

فيزيولوژي ورزش

Purpose: Mitochondrial dysfunction is a key factor to cognitive impairment in aging. Evidence indicates that exercise can improve the mitochondrial quality an‎d cognitive function; however, its optimal intensity an‎d volume remain unclear. Therefore, the present study aimed to the comparative effect of different intensity an‎d volume of exercise training on some mitochondrial quality control markers an‎d their relationship with cognitive function in the hippocampus of D-galactose-induced aging rat model. Methods: In this study, thirty five 3 month old male rats (220 ± 20 g) were ran‎domly assigned to five groups (n = 7): control (C), D galactose–induced aging (D-gal), moderate intensity continuous training + D galactose (MICT+D), high intensity interval training + D galactose (HIIT+D), an‎d sprint interval training + D galactose (SIT+D). To induce aging, the D gal an‎d exercise groups received intraperitoneal injections of D galactose (150 mg/kg/day). The HIIT+D protocol consisted of 9 bouts × 1.5 min running at 85% Vmax interspersed with 9 bouts × 2 min active recovery at 45% Vmax. The MICT+D group performed continuous running at 60% Vmax for 33.3–38.5 min. The SIT+D protocol included 4–9 sprint bouts × 10 s at 120–140% Vmax an‎d 4–9 bouts × 60 s active recovery at 100% Vmax. The interventions were performed 5 days per week for 8 weeks. After the interventions, learning an‎d memory were assessed using the Morris water maze an‎d Passive avoidance response tests, an‎d the expression of proteins were measured via Western blotting. Data were analyzed using one way an‎d two way ANOVA, an‎d Pearson correlation, at a significance level of p ≤ 0.05. Results: The results showed significantly increased expression of PINK1 an‎d Parkin an‎d significantly decreased expression of P62 an‎d LC3II in the D gal compared with the C (p ≤ 0.001). Conversely, all three exercise protocols significantly reduced PINK1 an‎d Parkin expression an‎d significantly increased LC3II an‎d P62 expression compared with the D gal (p ≤ 0.001). While MICT was the most effective protocol in modulating PINK1, Parkin, an‎d P62, SIT produced the greatest increase in LC3II expression (p ≤ 0.001). A significant decrease in escape latency across the learning days was observed (p ≤ 0.001), with significant reductions found only in the HIIT+D an‎d SIT+D compared with the D gal (p ≤ 0.05). No significant differences were found between the C an‎d D gal in time spent in the target quadrant (p ≥ 0.05), whereas significant increases were observed in all exercise groups compared with both the C an‎d D gal groups (p <‎ 0.05). In the passive avoidance test, no significant differences were observed between the C an‎d D gal in step through latency (STL), Number of step-through (NST), Time spent in dark chamber (TDC) (p ≥ 0.05). In contrast, all three exercise groups showed significant increases in STL (p ≤ 0.001) an‎d significant decreases in NST (p ≤ 0.01) an‎d TDC (p ≤ 0.001). No significant differences were found among the three exercise groups for these cognitive indices (p ≥ 0.05). Furthermore, no significant correlations were found between mitophagy related proteins an‎d cognitive functions (p ≥ 0.05). Conclusions: In summary, MICT appears to be more effective in upregulating the expression of mitophagy related proteins, while all three exercise modalities improved cognitive function in the aging model.

5

166921