تأثیر تمرینات تناوبی شدید و مصرف مکمل نیکوتین‌آمید مونونوکلئوتید بر استرس اکسیداتیو حاصل از افزایش سن در بافت قلب موش صحرایی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی اصیل

نویسندگان
سکینه طاهری 1
سجاد ارشدی 2
عبدالعلی بنایی‌فر 3
وحید ایمانی‌پور 4
1 دانشجوی دکتری فیزیولوژی ورزشی، گروه فیزیولوژی ورزشی، واحد تهران جنوب، ‌دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ‌ایران
2 استادیار فیزیولوژی ورزشی، گروه فیزیولوژی ورزشی، واحد تهران جنوب، ‌دانشگاه آزاد اسلامی، تهران،‌ ایران
3 دانشیار، گروه فیزیولوژی ورزشی، واحد تهران جنوب، ‌دانشگاه آزاد اسلامی، تهران،‌ ایران
4 استادیار فیزیولوژی ورزشی، گروه فیزیولوژی ورزشی، واحد پرند، ‌دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ‌ایران
10.22122/jrrs.v16i0.3634
چکیده
مقدمه: هرچند نقش تمرینات ورزشی و مکمل‌دهی نیکوتین‌آمید مونونوکلئوتید (Nicotinamide mononucleotide یا NMN) بر بهبود استرس اکسیداتیو تأیید شده، اما اثر تعاملی این دو متغیر در بافت قلب هنوز به طور کامل شناخته نشده است. پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر تمرینات تناوبی شدید (High intensity interval training یا HIIT) و مصرف مکمل NMN بر استرس اکسیداتیو در بافت قلب موش‌های صحرایی انجام شد.مواد و روش‌ها: 48 رت نژاد اسپراگو داولی 8 تا 10 ماهه، به صورت تصادفی در شش گروه شاهد هفته اول (شاهد پیش از مطالعه)، شاهد هفته آخر (شاهد)، دارونما (دریافت نرمال سالین)، تمرین HIIT، مکمل NMN و ترکیبی (NMN + HIIT) تقسیم شدند. گروه‌های تمرین و ترکیبی سه جلسه در هفته به مدت 8 هفته، HIIT را روی تردمیل انجام دادند. 500 میلی‌گرم مکمل NMN نیز به ازای هر کیلوگرم وزن بدن به صورت داخل صفاقی برای گروه‌های NMN و ترکیبی تجویز گردید. 24 ساعت پس از آخرین تمرین و تجویز NMN، حیوانات قربانی شدند و قلب آن‌ها جهت ارزیابی شاخص‌های استرس اکسیداتیو [مالون دی‌آلدئید (Malondialdehyde یا MDA)، پروتئین کربونیل (Protein carbonyl یا PC)، بیان ژن‌های سوپراکسید دیسموتاز (Superoxide dismutase یا SOD) و گلوتاتیون پراکسیداز (Glutathione peroxidase یا GPX)] خارج گردید. داده‌ها با استفاده از آزمون One-way ANOVA مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.یافته‌ها: بیان ژن GPX در گروه‌های NMN، HIIT و ترکیبی در مقایسه با گروه‌های شاهد و شم به طور معنی‌داری افزایش یافت، اما این افزایش در گروه ترکیبی نسبت به بقیه گروه‌ها بیشتر بود (050/0 > P). همچنین، میزان MDA و PC در این گروه‌ها نسبت به گروه‌های شاهد و شم کاهش یافت که بیشترین کاهش در گروه ترکیبی مشاهده شد (001/0 > P).نتیجه‌گیری: به نظر می‌رسد مصرف NMN و انجام HIIT می‌تواند استرس اکسیداتیو را در بافت قلب کاهش دهد، اما ترکیب NMN و HIIT تأثیرات بیشتری دارد. بنابراین، می‌توان با ترکیب HIIT و مکملNMN، به کاهش بیشتر استرس اکسیداتیو و افزایش آنتی‌اکسیدان دست یافت.
کلیدواژه‌ها
نیکوتین‌آمید مونونوکلئوتید
تمرینات تناوبی شدید
استرس اکسیداتیو
  1. Harman D. The free radical theory of aging. Antioxid Redox Signal 2003; 5(5): 557-61.
  2. Salisbury D, Bronas U. Reactive oxygen and nitrogen species: Impact on endothelial dysfunction. Nurs Res 2015; 64(1): 53-66.
  3. Kalantari H, Foruozandeh H, Khodayar MJ, Siahpoosh A, Saki N, Kheradmand P. Antioxidant and hepatoprotective effects of Capparis spinosa L. fractions and Quercetin on tert-butyl hydroperoxide- induced acute liver damage in mice. J Tradit Complement Med 2018; 8(1): 120-7.
  4. Liguori I, Russo G, Curcio F, Bulli G, Aran L, Della-Morte D, et al. Oxidative stress, aging, and diseases. Clin Interv Aging 2018; 13: 757-72.
  5. Sergiev PV, Dontsova OA, Berezkin GV. Theories of aging: an ever-evolving field. Acta Naturae 2015; 7(1): 9-18.
  6. Aronow WS. Heart disease and aging. Med Clin North Am 2006; 90(5): 849-62.
  7. Bogdanis GC, Stavrinou P, Fatouros IG, Philippou A, Chatzinikolaou A, Draganidis D, et al. Short-term high-intensity interval exercise training attenuates oxidative stress responses and improves antioxidant status in healthy humans. Food Chem Toxicol 2013; 61: 171-7.
  8. Freitas DA, Rocha-Vieira E, Soares BA, Nonato LF, Fonseca SR, Martins JB, et al. High intensity interval training modulates hippocampal oxidative stress, BDNF and inflammatory mediators in rats. Physiol Behav 2018; 184: 6-11.
  9. Farinha JB, Ramis TR, Vieira AF, Macedo RCO, Rodrigues-Krause J, Boeno FP, et al. Glycemic, inflammatory and oxidative stress responses to different high-intensity training protocols in type 1 diabetes: A randomized clinical trial. J Diabetes Complications 2018; 32(12): 1124-32.
  10. Henke E, Oliveira VS, Silva IMd, Schipper L, Dorneles G, Elsner VR, et al. Acute and chronic effects of High Intensity Interval Training on inflammatory and oxidative stress markers of postmenopausal obese women. Transl Sports Med 2018; 1(6): 257-64.
  11. Mitranun W, Deerochanawong C, Tanaka H, Suksom D. Continuous vs interval training on glycemic control and macro- and microvascular reactivity in type 2 diabetic patients. Scand J Med Sci Sports 2014; 24(2): e69-e76.
  12. Wisloff U, Stoylen A, Loennechen JP, Bruvold M, Rognmo O, Haram PM, et al. Superior cardiovascular effect of aerobic interval training versus moderate continuous training in heart failure patients: A randomized study. Circulation 2007; 115(24): 3086-94.
  13. Inaba Y, Chen JA, Bergmann SR. Prediction of future cardiovascular outcomes by flow-mediated vasodilatation of brachial artery: a meta-analysis. Int J Cardiovasc Imaging 2010; 26(6): 631-40.
  14. Akbari H, Maleki MJ, Ravasi AA, Kordi MR, Dizagi A, Miri M, et al. The effect of an endurance training period with cellular Anti-aging purpose on telomerase enzyme activity in cardiac tissue and peripheral blood lymphocytes in male rats. J Med Counc I R Iran 2021; 31(4): 389-96. [In Persian].
  15. Akbari Bokani H, Ravasi AA, Akbari MR. The effect of a endurance training period with cellular anti-aging purpose on telomerase enzyme content in cardiac tissue and peripheral blood lymphocytes in rats. Sport Physiology and Management Investigations 2017; 9(3): 127-41. [In Persian].
  16. Mitchell SJ, Bernier M, Aon MA, Cortassa S, Kim EY, Fang EF, et al. Nicotinamide Improves Aspects of Healthspan, but Not Lifespan, in Mice. Cell Metab 2018; 27(3): 667-76.
  17. Kiss T, Balasubramanian P, Valcarcel-Ares MN, Tarantini S, Yabluchanskiy A, Csipo T, et al. Nicotinamide mononucleotide (NMN) treatment attenuates oxidative stress and rescues angiogenic capacity in aged cerebromicrovascular endothelial cells: a potential mechanism for the prevention of vascular cognitive impairment. Geroscience 2019; 41(5): 619-30.
  18. de Picciotto NE, Gano LB, Johnson LC, Martens CR, Sindler AL, Mills KF, et al. Nicotinamide mononucleotide supplementation reverses vascular dysfunction and oxidative stress with aging in mice. Aging Cell 2016; 15(3): 522-30.
  19. Bogan KL, Brenner C. Nicotinic acid, nicotinamide, and nicotinamide riboside: A molecular evaluation of NAD+ precursor vitamins in human nutrition. Annu Rev Nutr 2008; 28: 115-30.
  20. Sengupta P. The laboratory rat: Relating its age with human's. Int J Prev Med 2013; 4(6): 624-30.
  21. Uddin GM, Youngson NA, Doyle BM, Sinclair DA, Morris MJ. Nicotinamide mononucleotide (NMN) supplementation ameliorates the impact of maternal obesity in mice: comparison with exercise. Sci Rep 2017; 7(1): 15063.
  22. Bedford TG, Tipton CM, Wilson NC, Oppliger RA, Gisolfi CV. Maximum oxygen consumption of rats and its changes with various experimental procedures. J Appl Physiol Respir Environ Exerc Physiol 1979; 47(6): 1278-83.
  23. Linossier MT, Denis C, Dormois D, Geyssant A, Lacour JR. Ergometric and metabolic adaptation to a 5-s sprint training programme. Eur J Appl Physiol Occup Physiol 1993; 67(5): 408-14.
  24. Buege JA, Aust SD. Microsomal lipid peroxidation. Methods Enzymol 1978; 52: 302-10.
  25. Goudarzi M, Kalantari H, Rezaei M. Glyoxal toxicity in isolated rat liver mitochondria. Hum Exp Toxicol 2018; 37(5): 532-9.
  26. Han N, Shin JH, Han KH. An on-chip RT-PCR microfluidic device, that integrates mRNA extraction, cDNA synthesis, and gene amplification. Rsc Advances. 2014; 4(18): 9160-5.
  27. Ghorbanalipoor S, Ajami A, Rafiei AR, Taghvaei T, Paylakhi SH, Hosseini V. Expression of interleukin 11 (IL-11) in benign and malignant lesions of the gastric mucosa. J Mazand Univ Med Sci 2011; 21(84): 2-11. [In Persian].
  28. Namjoo E, Shekari M, Piruozi A, Forouzandeh H, Khalafkhany D, Vahedi A, et al. Haloperidol's effect on the expressions of TGFB, NT-3, and BDNF genes in cultured rat microglia. Basic Clin Neurosci 2020; 11(1): 49-58.
  29. Gorska P. Principles in laboratory animal research for experimental purposes. Med Sci Monit 2000; 6(1): 171-80.
  30. Rebelo-Marques A, De Sousa LA, Andrade R, Ribeiro CF, Mota-Pinto A, Carrilho F, et al. Aging hallmarks: The benefits of physical exercise. Front Endocrinol (Lausanne) 2018; 9: 258.
  31. Pham-Huy LA, He H, Pham-Huy C. Free radicals, antioxidants in disease and health. Int J Biomed Sci 2008; 4(2): 89-96.
  32. Halliwell B. Oxidative stress and neurodegeneration: Where are we now? J Neurochem 2006; 97(6): 1634-58.
  33. Droge W. Free radicals in the physiological control of cell function. Physiol Rev 2002; 82(1): 47-95.
  34. Senoner T, Dichtl W. Oxidative stress in cardiovascular diseases: still a therapeutic target? Nutrients 2019; 11(9): 2090.
  35. Lakshmi SV, Padmaja G, Kuppusamy P, Kutala VK. Oxidative stress in cardiovascular disease. Indian J Biochem Biophys 2009; 46(6): 421-40.
  36. Birben E, Sahiner UM, Sackesen C, Erzurum S, Kalayci O. Oxidative stress and antioxidant defense. World Allergy Organ J 2012; 5(1): 9-19.
  37. Hellsten Y, Apple FS, Sjodin B. Effect of sprint cycle training on activities of antioxidant enzymes in human skeletal muscle. J Appl Physiol (1985) 1996; 81(4): 1484-7.
  38. Csiszar A, Tarantini S, Yabluchanskiy A, Balasubramanian P, Kiss T, Farkas E, et al. Role of endothelial NAD(+) deficiency in age-related vascular dysfunction. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2019; 316(6): H1253-H1266.