‫فيزيولوژي ورزشي‬ ‫دوره ‪ ،12‬شماره ‪ ،45‬بهار ‪ .1399‬صص ‪61-78‬‬ ‫مقالة پژوهشي‬ ‫تأثیر هشت هفته تمرین هوازی بر برخی عوامل درگیر در متابولیسم کلسترول در‬ ‫هیپوکمپ و نقش آن در بهبود عملکرد شناختی رتهای نر ویستار‬ ‫زهرا سرلک‪ ،1‬مهتاب معظمی‪ ،2‬سیدرضا عطارزاده حسینی‪ ،3‬رضا قراخانلو‬ ‫‪4‬‬ ‫‪ .1‬دانشجوی دکترای فیزیولوژی ورزشی‪ ،‬دانشگاه فردوسی مشهد‬ ‫‪ .2‬دانشیار فیزیولوژی ورزشی‪ ،‬دانشگاه فردوسی مشهد (نویسندة مسئول)‬ ‫‪ .3‬استاد فیزیولوژی ورزشی‪ ،‬دانشگاه فردوسی مشهد‬ ‫‪ .4‬استاد فیزیولوژی ورزشی‪ ،‬دانشگاه تربیت مدرس‬ ‫تاريخ دريافت‪1396/10/14 :‬‬ ‫تاريخ پذيرش‪1397/03/13 :‬‬ ‫چکیده‬ ‫در مطالعات بهطور گسترده به متابوليسم ليپيدهاي گردش خون توجه شده است‪ ،‬اما در سالهاي اخير به متابوليسم‬ ‫ليپيد در مغز بهدليل ارتباط با برخي اختاللهاي عصبي توجه بيشتري شده است‪ .‬مطالعات اخير نشان دادهاند که برخي‬ ‫عوامل خطرزاي شروع زودرس آلزايمر با متابوليسم کلسترول در ارتباط هستند؛ بنابراين‪ ،‬هدف از انجام پژوهش حاضر‪،‬‬ ‫تاثير هشت هفته تمرين هوازي بر برخي عوامل درگير در متابوليسم کلسترول در هيپوکمپ و نقش آن در بهبود عملکرد‬ ‫شناختي رتهاي نر ويستار بود‪ .‬آزمودنيهاي پژوهش حاضر ‪ 26‬سر رت نر بالغ نژاد ويستار هشتهفتهاي با ميانگين‬ ‫وزني ‪ 195 ± 20‬گرم بودند که در ابتدا با روش تصادفي ساده به دو گروه تقسيم شدند‪ :‬گروه تمرين (تمرين روي تريدميل‪،‬‬ ‫پنج روز در هفته بهمدت هشت هفته) (‪ 13‬رت) و گروه استراحت (‪ 13‬رت)‪ .‬پس از هشت هفته رتهاي هر گروه با روش‬ ‫تصادفي ساده به دو زيرگروه ديگر تقسيم شدند که از يک گروه آزمون رفتاري (هفت رت) گرفته شد و گروه ديگر (شش‬ ‫رت) براي بررسي متغيرهاي مطالعهشده در پژوهش تشريح شدند‪ .‬نتايج آزمون تحليل واريانس يکراهة ماز آبي موريس‬ ‫بهبود معناداري را در يادگيري (‪ )P < 0.05‬و حافظة (‪ )P < 0.05‬رتهاي گروه تجربي نسبت به گروه کنترل نشان داد‪.‬‬ ‫همچنين‪ ،‬نتايج آزمون تحليل واريانس يکراهه افزايش معناداري را در بيان ژن هاي ‪ )P < 0.05( APOE‬و ‪ABCA1‬‬ ‫(‪ )P < 0.05‬و نـبود تـفاوت معـنادار در سـطح ‪ Aβ1-42‬مـحلـول (‪ )P > 0.05‬در هيپوکمپ رتهاي گروه تجربي‬ ‫نسبت به گروه کنترل نشان داد؛ بنابراين‪ ،‬تمرين هوازي با افزايش معناداري در بيان ژنهاي ‪ APOE‬و ‪ ABCA1‬که از‬ ‫عوامل اصلي متابوليسم کلسترول در مغز هستند و در پاتولوژي بيماري آلزايمر نيز درگيرند‪ ،‬ميتواند همراستا با بهبود‬ ‫عملکرد شناختي شيوهاي مؤثر در پيشگيري از بيماري آلزايمر باشد‪.‬‬ ‫واژگان کلیدی‪ :‬تمرين هوازي‪ ،‬عملکرد شناختي‪ Aβ1-42 ، APOE ،ABCA1 ،‬محلول‪.‬‬ ‫‪1. Email: zahrasarlak59@yahoo.com‬‬ ‫‪2. Email: Moazami@um.ac.ir‬‬ ‫‪3. Email: attarzadeh@um.ac.ir‬‬ ‫‪4. Email: ghara_re@modares.ac.ir‬‬ ‫‪62‬‬ ‫فيزيولوژي ورزشي‪ ،‬دوره ‪ ،12‬شماره ‪ ،45‬بهار ‪1399‬‬ ‫مقدمه‬ ‫مغز انسان ارگانی غنی از کلسترول است و تقریباً شامل دو درصد از تودة بدن میشود؛ درحالیکه ‪25‬‬ ‫درصد از کلسترول کل بدن را در بردارد (‪ .)1‬کلسترول بخش اصلی غشای سلول است و نقشی حیاتی در‬ ‫ساختار و عملکرد سلولهای عصبی دارد‪ .‬وجود کلسترول در سیستم عصبی مرکزی کامالً به سنتز آندوژن‬ ‫وابسته است و کلسترول گردش خون نمیتواند از سد خونی مغزی عبور کند‪ .‬بهدلیل وجود سد خونی‬ ‫مغزی و لیپوپروتئینهای متفاوت‪ ،‬متابولیسم کلسترول در مغز بهطور گسترده از متابولیسم محیطی آن‬ ‫مجزاست (‪ .)2‬در مطالعات بهطور وسیعی به متابولیسم لیپیدهای گردش خون توجه شده است‪ ،‬اما در‬ ‫سالهای اخیر به متابولیسم لیپید در مغز بهدلیل ارتباط با برخی اختاللهای عصبی توجه بیشتری شده‬ ‫است (‪ .)3‬پژوهشها نشان دادهاند که اختالل در تنظیم متابولیسم کلسترول در مغز و افزایش کلسترول‬ ‫درونسلولی یا غشایی میتواند در پاتوژنز بیماری آلزایمر (‪ 1)AD‬دخیل باشد (‪ .)4 ،5‬بیماری آلزایمر‬ ‫ازطریق نقص پیشرونده در عملکرد شناختی و حافظه شناخته میشود (‪ )1‬و تجمع پپتید آمیلوئید بتا‬ ‫(𝛽‪ 2)A‬در مغز درنتیجة بیان بیشازحد یا کاهش پاکسازی آن از مغز در ایجاد و توسعة این بیماری نقش‬ ‫دارد (‪.)6‬‬ ‫مطالعات نشان دادهاند که تغییرات در توزیع و سطح کلسترول‪ ،‬سیالیت غشاء و اندازه و توزیع بخشهای‬ ‫لیپیدی را تنظیم میکند و بر سنتز‪ ،‬رسوب و پاکسازی ‪ Aβ‬تأثیر میگذارد (‪ .)10-7‬ازآنجاییکه پروتئین‬ ‫پیشساز آمیلوئیدبتا (‪ 3)APP‬و آنزیمهای پردازشکنندة آن‪ ،‬یعنی ‪-α‬سکرتاز و ‪-β‬سکرتاز در بخشهای‬ ‫لیپیدی غشاء قرار دارند‪ ،‬تولید ‪ Aβ‬بسیار حساس به محیط لیپیدی غشای سلول است (‪)13-11‬؛‬ ‫بهطوریکه افزایش کلسترول به تولید بیشتر ‪ )14( Aβ‬منجر میشود و کاهش کلسترول سلول سطوح‬ ‫‪ Aβ‬را کاهش میدهد (‪ .)15 ،16‬پژوهشها نشان دادهاند که کاهش سطح کلسترول غشای پالسمایی‬ ‫سبب کاهش سمیت ‪ Aβ‬میشود؛ درحالیکه افزایش سطح کلسترول غشای پالسمایی موجب افزایش‬ ‫سمیت ‪ Aβ‬در سلولهای کشتشده (‪ )17‬و نرونها و استروسیتها (‪ )18‬میشود‪.‬‬ ‫برخی پژوهشها نیز نشاندهندة نقش اصلی کلسترول در پاکسازی پپتید ‪ Aβ‬ازطریق فعالسازی یا‬ ‫تنظیم سطح آنزیمهای تجزیهکنندة آن هستند‪ .‬آنزیمهای تجزیهکنندة ‪ Aβ‬درون سلول ساخته میشوند‬ ‫و به غشای سلول منتقل میشوند تا به خارج از سلول ترشح شوند‪ .‬ممکن است تغییرات در توزیع و سطح‬ ‫کلسترول سلولی بر انتقال و رهایی این پروتئازها تأثیر بگذارد و درنتیجه‪ ،‬بر فعالیت تجزیهای این آنزیمها‬ ‫اثر داشته باشد (‪)19‬؛ بنابراین‪ ،‬با توجه به اهمیت متابولیسم کلسترول و لیپیدها در مغز عواملی همچون‬ ‫‪1. Alzheimer Disease‬‬ ‫‪2. Beta Amyloid‬‬ ‫‪3. Amyloid Precursor Protein‬‬ ‫سرلک‪ :‬تأثير هشت هفته تمرين هوازي بر برخي عوامل درگير‪...‬‬ ‫‪63‬‬ ‫آپولیپوپروتئین ‪ E‬و ‪ 1ABCA1‬وجود دارند که در پژوهشهای اخیر به نقش این عوامل در پاتولوژی‬ ‫ازطریق تأثیر بر تولید و پاکسازی 𝛽‪ A‬توجه شده است‪.‬‬ ‫آپولیپوپروتئین ‪ 2)APOE( E‬مهمترین آپولیپوپروتئین در مغز است که عمدتاً توسط آستروسیتها و به‬ ‫میزان کمتر توسط میکروگلیاها سنتز میشود (‪ APOE .)4‬بهعنوان چاپرون برای 𝛽‪ A‬است و بر پاکسازی‬ ‫و توانایی رسوب آن تأثیر میگذارد (‪ .)20 ،21‬چسبندگی ‪ APOE‬به 𝛽‪ A‬زمانی افزایش مییابد که‬ ‫توسط ‪ ABCA1‬لیپیدی میشود و درنتیجه‪ ،‬تجزیة پروتئولیتیک 𝛽‪ A‬را توسط ‪3 NEP‬و ‪ 4 IDE‬افزایش‬ ‫میدهد و از رسوب آن جلوگیری میکند (‪ ABCA1 .)4‬نیز پروتئینی غشایی است که انتقالدهندة اصلی‬ ‫کلسترول است و عملکرد اصلی آن خروج کلسترول از سلول و انتقال به آپولیپوپروتئینهای کم لیپید یا‬ ‫عاری از لیپید است‪ .‬با توجه به اثرهای آن بر کاهش کلسترول سلول و نقش آن در لیپیدیشدن و پایداری‬ ‫‪ APOE‬در پاتولوژی ‪ AD‬درگیر است (‪ ABCA1 .)22‬ازیکطرف ازطریق انتقال معکوس کلسترول به‬ ‫‪ APOE‬میتواند با کاهش کلسترول سلول تولید 𝛽‪ A‬را کاهش دهد (‪ )23 ،24‬و ازطرفدیگر‪ ،‬با افزایش‬ ‫در سطوح ‪ APOE‬لیپیدی پاکسازی 𝛽‪ A‬را افزایش دهد (‪.)2 ،4 ،25‬‬ ‫افزونبراین‪ ،‬مطالعات نشان دادهاند که فعالیت جسمانی و ورزش میتواند با نقش شناختهشدة خود در‬ ‫بهبود حافظه‪ ،‬یادگیری و بهبود عملکرد شناختی مؤثر باشد (‪ )29-26‬و احتمالً خطر زوال عقل را کاهش‬ ‫دهد (‪)30‬؛ باوجوداین‪ ،‬مطالعهای ورزشی درزمینة متابولسیم لیپیدها در مغز و عواملی همچون ‪ABCA1‬‬ ‫و ‪ APOE‬و نقش آنها در عملکرد شناختی و پیشگیری از بروز آلزایمر انجام نشده است‪ .‬مطالعات انجامشده‬ ‫دراینزمینه با استفاده از دستکاریهای ژنتیکی و یا دارویی صورت گرفتهاند که نشان میدهند حذف‬ ‫ژن ‪ ABCA1‬به کاهش ‪ APOE‬در مغز‪ ،‬مایع مغزی نخاعی و پالسما منجر میشود و بار 𝛽‪ A‬مغز را افزایش‬ ‫میدهد (‪)34-31‬؛ درحالیکه افزایش در بیان ‪ ABCA1‬و ‪ ،APOE‬افزایش در پاکسازی ‪ Aβ‬محلول را‬ ‫ازطریق لیپیدیشدن ‪ APOE‬توسط ‪ ABCA1‬و بهبود عملکرد شناختی بههمراه دارد (‪)38-35‬؛ بنابراین‪،‬‬ ‫با توجه به وجود ارتباط قوی بین عوامل اصلی در متابولیسم لیپید در مغز همچون ‪ APOE‬و ‪ ABCA1‬و‬ ‫نقش این عوامل در تولید و پاکسازی ‪ Aβ‬در هیپوکپ (‪ ،)22 ،39 ،40‬این سؤال مطرح میشود که آیا‬ ‫فعالیت جسمانی و ورزش با تأثیر بر متابولیسم کلسترول در هیپوکمپ میتواند در بهبود عملکرد شناختی‬ ‫مؤثر باشد؟ برایناساس‪ ،‬هدف از انجامدادن این پژوهش‪ ،‬تأثیر هشت هفته تمرین هوازی بر بیان ژنهای‬ ‫‪AD‬‬ ‫‪1. Atp-Binding Cassette Transporter‬‬ ‫‪2. Apolipoprotein E‬‬ ‫‪3. Neprilysin‬‬ ‫‪4. Insulin Degrading Enzyme‬‬ ‫‪64‬‬ ‫فيزيولوژي ورزشي‪ ،‬دوره ‪ ،12‬شماره ‪ ،45‬بهار ‪1399‬‬ ‫‪ ABCA1‬و ‪ APOE‬و سطح ‪ Aβ1-42‬محلول در هیپوکمپ رتهای نر ویستار و نقش این عوامل در بهبود‬ ‫عملکرد شناختی رتها بوده است‪.‬‬ ‫روش پژوهش‬ ‫پژوهش حاضر ازنوع تجربی است که به شیوة آزمایشگاهی انجام شده است‪ .‬آزمودنیها ‪ 26‬سر رت نر بالغ‬ ‫نژاد ویستار هشتهفتهای با میانگین وزنی ‪ 195 ± 20‬گرم بودند که از انستیتو پاستور ایران تهیه شدند‪.‬‬ ‫رتها در دمای محیطی ‪ 22 ± 3‬سانتیگراد‪ ،‬رطوبت حدود ‪ 45‬درصد و چرخة روشنایی‪ /‬تاریکی ‪12:12‬‬ ‫ساعت نگهداری شدند و در دسترسی به آب و غذای استاندارد محدودیت نداشتند‪ .‬پس از یک هفته‬ ‫آشناشدن با محیط نگهداری‪ ،‬تمامی رتها برای آشناشدن با نوارگردان بهمدت یک هفته (‪ 10‬دقیقه با‬ ‫سرعت ‪ 10‬متر در دقیقه و پنج روز در هفته) درمعرض آن قرار گرفتند‪ .‬سپس‪ ،‬رتها با روش تصادفی‬ ‫ساده در ابتدا به دو گروه تقسیم شدند‪ :‬گروه تمرین و گروه استراحت‪ .‬گروه تمرین هشت هفته تمرین‬ ‫هوازی را اجرا کردند و گروه استراحت همزمان با گروه تمرین و با مدت مشابه با آنها درمعرض نوارگردان‬ ‫خاموش قرار گرفتند تا شرایط محیطی برای همة رتها یکسان باشد‪ .‬سپس‪ ،‬رتهای هر گروه با روش‬ ‫تصادفی ساده به دو زیرگروه تقسیم شدند که از یک گروه آزمون رفتاری (هفت رت) گرفته شد و گروه‬ ‫دیگر (شش رت) برای بررسی متغیرهای مطالعهشده در پژوهش تشریح شدند‪ .‬شایان ذکر است که تمامی‬ ‫مراحل پژوهش براساس آییننامة کمیتة اخالق در پژوهش دانشگاه فردوسی مشهد و انستیتو پاستور ایران‬ ‫انجام شد (کد اخالق دریافتشده از دانشگاه فردوسی‪.)IR.MUM.FUM.REC.1396.06 :‬‬ ‫در پژوهشهای گوناگون تأثیر تمرین بر عملکرد شناختی بررسی شده است که عمدتا‪ ً฀‬در این پژوهشها‬ ‫از تمرین هوازی روی تردمیل استفاده شده است‪ .‬نتایج پژوهشها نشاندهندة بهبود عملکرد شناختی در‬ ‫نتیجة تمرینهای هوازی روی تردمیل براساس مکانیسمهای متفاوت عروقی و عصبی است (‪.)29-26‬‬ ‫پروتکل استفادهشده در این پژوهش نیز تمرین هوازی با شدت متوسط روی تردمیل است که با‬ ‫پروتکلهای پژوهشیای مشابه است که بهبود عملکرد شناختی را براساس مکانیسمهای متفاوت بررسی‬ ‫کردهاند (‪ .)41 ،42‬پروتکل تمرینی بدینصورت بود که رتها روی نوارگردان با شیب صفر درجه‪ ،‬پنج روز‬ ‫در هفته بهمدت هشت هفته تمرین کردند‪ .‬سرعت نوارگردان در دو هفتة اول تمرین‪ 10 ،‬متر در دقیقه‬ ‫بود که در دو نوبت ‪ 15‬دقیقهای با پنج دقیقه استراحت غیرفعال بین نوبتها اجرا شد‪ .‬در دو هفتة دوم‬ ‫تمرین‪ ،‬سرعت ‪ 10‬متر در دقیقه بود و در دو نوبت ‪ 15‬دقیقهای با پنج دقیقه استراحت بین نوبتها اجرا‬ ‫شد‪ .‬در دو هفتة سوم‪ ،‬سرعت به ‪ 15‬متر در دقیقه افزایش یافت که در سه نوبت ‪ 15‬دقیقهای با دو‬ ‫استراحت پنجدقیقهای بین نوبتها انجام شد‪ .‬در دو هفتة چهارم نیز رتها با سرعت ‪ 15‬متر در دقیقه در‬ ‫‪65‬‬ ‫سرلک‪ :‬تأثير هشت هفته تمرين هوازي بر برخي عوامل درگير‪...‬‬ ‫چهار نوبت ‪ 15‬دقیقهای با سه استراحت پنجدقیقهای بین نوبتها به فعالیت پرداختند (جدول شمارة یک)‬ ‫(‪.)41 ،42‬‬ ‫جدول ‪ -1‬پروتکل تمرين هوازي روي نوارگردان‬ ‫سرعت (متر در دقيقه)‬ ‫زمان (دقيقه)‬ ‫تعداد جلسهها در هفته‬ ‫دورة تمرين‬ ‫مرحلة آشناشدن‬ ‫‪10‬‬ ‫‪1 × 10‬‬ ‫‪5‬‬ ‫دو هفتة اول‬ ‫‪10‬‬ ‫‪2 × 15‬‬ ‫‪5‬‬ ‫دو هفتة دوم‬ ‫‪10‬‬ ‫‪2 × 15‬‬ ‫‪5‬‬ ‫دو هفتة سوم‬ ‫‪15‬‬ ‫‪3 × 15‬‬ ‫‪5‬‬ ‫دو هفتة چهارم‬ ‫‪15‬‬ ‫‪4 × 15‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪ 48‬ساعت پس از آخرین جلسة تمرین‪ ،‬رتهای گروه تشریح توسط تزریق درونصفاقی کتامین (‪100‬‬ ‫میلیگرم بهازای هر گیلوگرم وزن بدن) و زایالزین (‪ 10‬میلیگرم بهازای هر گیلوگرم وزن بدن) بیهوش‬ ‫شدند‪ .‬سپس‪ ،‬سر حیوان با دستگاه گیوتین جدا شد و مغز از داخل استخوان جمجمه خارج شد‪ .‬پس از‬ ‫آن بافت هیپوکمپ از بقیة بافت مغز جدا شد و توسط نیتروژن مایع منجمد شد و در دمای ‪ -80‬نگهداری‬ ‫شد‪ .‬سپس‪ ،‬اندازهگیری بیان ‪ mRNA‬های ‪ ABCA1‬و ‪ APOE‬با روش ‪ Real time-PCR1‬انجام شد‪.‬‬ ‫همچنین‪ ،‬سطوح ‪ Aβ1-42‬محلول بهوسیلة کیت الیزا (‪ )CSB-E10786r; Cusabio Biotech, China‬و‬ ‫براساس پروتکل شرکت سازندة آن اندازهگیری شد‪.‬‬ ‫برای استخراج ‪ RNA‬و سنتز ‪ ،cDNA‬حدود ‪ 50‬میلیگرم هیپوکمپ با روش هاونکوبی پودر شد و برای‬ ‫استخراج ‪ RNA‬تام‪ 2‬در یک میلیلیتر معرف ‪ Isol RNA-Lysis‬یکنواخت شد‪ .‬برای برداشتن اجزای‬ ‫پروتئینی محصول حاصل در چهار درجة سانتیگراد‪ ،‬بهمدت ‪ 10‬دقیقه ‪ 12000 g‬سانتریفیوژ شد‪ .‬سپس‪،‬‬ ‫محلول رویی‪ 3‬برداشته شد و بهمدت پنج دقیقه در دمای اتاق (‪ 15-25‬درجة سانتیگراد) نگهداری شد‪.‬‬ ‫سپس‪ ،‬با نسبت یک به ‪ 0/5‬کلروفرم با ‪ Isol‬اولیه مخلوط شد و بهمدت ‪ 15‬ثانیه بهشدت تکان داده شد‪.‬‬ ‫محصول بهمدت دو تا سه دقیقه در دمای اتاق نگهداری شد‪ .‬سپس‪ ،‬میکروتیوب در دمای چهار درجة‬ ‫سانتیگراد‪ ،‬بهمدت ‪ 15‬دقیقه ‪ 12000 g‬سانتریفیوژ شد و بخشهای معدنی و آبی از هم جدا شدند‪ .‬بخش‬ ‫محتوی ‪ RNA‬برداشته شد و با نسبت یک به ‪ 0/5‬با ایزوپروپانول‪ 4‬مخلوط شد و بهمدت ‪ 10‬دقیقه در‬ ‫‪1. Real-Time Polymerase Chain Reaction‬‬ ‫‪2. Total Rna‬‬ ‫‪3. Supernatant‬‬ ‫‪4. Isopropanol‬‬ ‫فيزيولوژي ورزشي‪ ،‬دوره ‪ ،12‬شماره ‪ ،45‬بهار ‪1399‬‬ ‫‪66‬‬ ‫تودة‪1‬‬ ‫دمای اتاق رها شد‪ .‬سپس‪ ،‬در چهار درجة سانتیگراد بهمدت ‪ 10‬دقیقه ‪ 12000 g‬سانتریفیوژ شد‪.‬‬ ‫حاوی ‪ RNA‬در اتانول شستوشو شد و در ‪ 30‬میکرولیتر آب فاقد آنزیم مخرب‪ 2‬حل شد‪ .‬تمام مراحل‬ ‫استخراج زیر هود و با مواد و وسایل کامالً استریل انجام شد‪ .‬غلظت ‪ RNA‬با استفاده از دستگاه نانودراپ‬ ‫سنجیده شد و نسبت ‪ 260‬به ‪ 280‬بین ‪ 1/8-1/2‬بهعنوان تخلیص مطلوب تعریف شد‪ .‬برای اطمینان‬ ‫بیشتر از درستی تخلیص ‪ ،RNA‬تعدادی از ‪ RNA‬های تخلیصشده بهطور تصادفی روی ژل آگارز ‪1/5‬‬ ‫درصد الکتروفورز شد و مشاهدة باندهای ‪ RNA‬های ریبوزومی ‪ S18‬و ‪ S28‬بهطور منفک درستی تخلیص‬ ‫را تأیید کرد‪ .‬سنتز ‪ cDNA‬مطابق با دستورالعمل کیت ‪high-capacity cDNA reverse transcription‬‬ ‫)‪ kit (Applied Biosystems‬انجام شد‪ .‬تمام مراحل انجام کار روی یخ‪ ،‬زیر هود و با استفاده از وسایل‬ ‫‪ RNase free‬صورت گرفت‪.‬‬ ‫‪ :Real time-PCR‬اندازهگیری بیان ژن با روش کمی ‪ Real time-PCR‬با‬ ‫بهکارگیری ‪RealQ Plus 2x‬‬ ‫‪ Master Mix Green‬شرکت ‪ AMPLIQON‬و با استفاده از غلظت ‪ 250‬نانوگرم از ‪ cDNA‬و بهصورت‬ ‫دوتایی‪ 3‬انجام شد‪ .‬پرایمرها براساس اطالعات ژنهای ‪ APOE ،ABCA1‬و ‪ 4GAPDH‬در بانک ژنی ‪NBCI‬‬ ‫و توسط شرکت (پیشگام در ایران) طراحی شدند‪ .‬در جدول شمارة یک توالی پرایمرهای استفادهشده‬ ‫گزارش شده است‪ .‬برنامة دمایی ‪ Real time-PCR‬شامل واسرشت اولیه در دمای ‪ 95‬درجة سانتیگراد‬ ‫بهمدت‪ 10‬دقیقه‪ ،‬واسرشت در هر سیکل ‪ PCR‬در دمای ‪ 95‬درجة سانتیگراد بهمدت ‪ 15‬ثانیه و دمای‬ ‫‪ 60‬درجة سانتیگراد بهمدت یک دقیقه (‪ 40‬سیکل) درنظر گرفته شد‪ .‬در جدول شمارة دو توالی‬ ‫پرایمرهای استفادهشده گزارش شده است‪ .‬از ‪ GAPDH‬نیز بهعنوان ژن کنترل استفاده شد‪ .‬کمّیکردن‬ ‫دادهها (نسبت بیان ژن مدنظر به ژن مرجع) با روش‪ 2 –ΔΔCT‬انجام شد‪.‬‬ ‫جدول ‪ -2‬توالي پرايمرهاي اليگونوکلئوتيد‬ ‫‪Genebank‬‬ ‫‪TM C°‬‬ ‫‪XM_008763710.2‬‬ ‫‪82/74‬‬ ‫‪NM_001270682.1‬‬ ‫‪79/46‬‬ ‫‪XM_017593963.1‬‬ ‫‪82/75‬‬ ‫)'‪Forward and reverse primer sequences (5' → 3‬‬ ‫‪F: TCATGTACCCAGCGTCCTTT‬‬ ‫‪R: CCACACTACCATTGATGCCG‬‬ ‫‪F: ATCTGTCACCTCCTGCTCT‬‬ ‫‪R: CTTTTCCTTCCGCTGACTGG‬‬ ‫‪F: AAG TTC AAC GGC ACA GTC AAG G‬‬ ‫‪R: CAT ACT CAG CAC CAGCAT CAC C‬‬ ‫‪gene‬‬ ‫‪ABCA1‬‬ ‫‪APOE‬‬ ‫‪GAPDH‬‬ ‫‪1. Pellet‬‬ ‫‪2. Rnase-Free‬‬ ‫‪3. Duplicate‬‬ ‫‪4. Glyceraldehyde-3-Phosphate Dehydrogenase‬‬ ‫سرلک‪ :‬تأثير هشت هفته تمرين هوازي بر برخي عوامل درگير‪...‬‬ ‫‪67‬‬ ‫برای بررسی یادگیری و آزمون حافظة فضایی از آزمون ماز آبی موریس استفاده شد‪ .‬دستگاه رفتاری شامل‬ ‫یک مخزن فلزی حلقوی با دیوارة مشکی (به قطر ‪ 1/5‬و ارتفاع ‪ 60‬سانتیمتر) بود که تا ارتفاع ‪ 30‬سانتی‪-‬‬ ‫متری آن از آب ‪ 21 ± 2‬درجة سانتیگراد پر شده بود‪ .‬سکویی مدور به قطر ‪ 10‬و ارتفاع ‪ 28‬سانتیمتر‪،‬‬ ‫حدود دو سانتیمتر زیر سطح آب در مرکز یکی از ربع دایرههای ازپیش تعیینشده قرار داده شد‪ .‬آزمایش‪-‬‬ ‫کننده‪ ،‬رایانه و شکلهای راهنمای خارج از ماز در سراسر آزمایش ثابت بودند‪ .‬حرکت و رفتار حیوان بهوسیلة‬ ‫نرمافزار ‪ Etho Vision 7‬و یک دوربین که در بالی مخزن قرار گرفته بود‪ ،‬ردیابی و ثبت شد‪ .‬بدینترتیب‪،‬‬ ‫مسیر شنای موش در هر بار آموزش ثبت شد و مدت زمان و مسافتی که طول میکشید حیوان سکوی‬ ‫پلکسی گالس (سکوی پنهان) را پیدا کند و نیز مدت زمان طیشده در ربع دایرة هدف اندازهگیری شدند‪.‬‬ ‫در مرحلة یادگیری‪ ،‬رتهای هر دو گروه از ساعت نُه تا ‪ 12‬صبح بهمدت چهار روز متوالی و هر روز در چهار‬ ‫کارآزمایی جداگانه برای یافتن سکوی پنهان که در وسط ربع سوم (جنوب شرقی) قرار داشت‪ ،‬آموزش‬ ‫دیدند‪ .‬اگر در مدت ‪ 90‬ثانیه رت نمیتوانست سکو را پیدا کند‪ ،‬آزمایشکننده حیوان را بهآرامی بهسوی‬ ‫سکو هدایت میکرد تا رت سکو را پیدا کند و برای ‪ 20‬ثانیه روی آن قرار گیرد‪ .‬در هر بار آموزش‪ ،‬مدت‬ ‫زمان پیداکردن سکو (تأخیر در رسیدن به سکو) و مسافت طیشده تا یافتن سکو اندازهگیری و ثبت میشد‪.‬‬ ‫یک روز بعد از آخرین روز آموزش‪ ،‬حافظة فضایی حیوانات در آزمون پروب‪( 1‬انتقال) ارزیابی شد‪ .‬در این‬ ‫مرحله‪ ،‬رتها در آزمونی ‪ 60‬ثانیهای که طی آن سکو از داخل آب برداشته میشد‪ ،‬ارزیابی شدند و مدت‬ ‫زمان صرفشده در ربع دایرة هدف که قبالً سکو در آن قرار داشت‪ ،‬اندازهگیری شد (‪.)43‬‬ ‫برای بررسی طبیعیبودن توزیع دادهها از آزمون شاپیرو‪-‬ویلک‪ 2‬استفاده شد و آزمون لوین‪ 3‬برای بررسی‬ ‫همسانبودن واریانسها بهکار رفت‪ .‬برای تحلیل دادهها از تحلیل واریانس یکطرفه در سطح معناداری ( ‪α‬‬ ‫‪ )= 0.05‬استفاده شد‪.‬‬ ‫نتایج‬ ‫در آزمون رفتاری ‪ 14‬رأس رت نر ویستار شرکت کردند و عملکرد شناختی این رتها سنجیده شد‪.‬‬ ‫پژوهشگر قصد داشت با این آزمون این فرضیه را بیازماید که آیا تمرینهای اجراشده توانستهاند به تغییرات‬ ‫شناختی در رتهای گروه آزمایش منجر شوند یا خیر؟‬ ‫‪1. Probe Test‬‬ ‫‪2. Shapiro–Wilk‬‬ ‫‪3. Levin‬‬ ‫فيزيولوژي ورزشي‪ ،‬دوره ‪ ،12‬شماره ‪ ،45‬بهار ‪1399‬‬ ‫‪68‬‬ ‫‪50‬‬ ‫‪35.38‬‬ ‫‪40‬‬ ‫‪28.32‬‬ ‫*‬ ‫‪30‬‬ ‫‪20‬‬ ‫‪10‬‬ ‫گروه کنترل‬ ‫‪0‬‬ ‫گروه تجربی‬ ‫شکل ‪ -1‬زمان سپريشده تا يافتن سکو (بر حسب ثانيه)‬ ‫‪۸۴۱.۷۲‬‬ ‫‪۱۰۰۰‬‬ ‫‪۷۳۱.۷۱‬‬ ‫*‬ ‫‪۸۰۰‬‬ ‫‪۶۰۰‬‬ ‫‪۴۰۰‬‬ ‫‪۲۰۰‬‬ ‫گروه کنترل‬ ‫گروه تجربی‬ ‫‪۰‬‬ ‫شکل ‪ -2‬مسافت طيشده تا يافتن سکو (بر حسب سانتيمتر)‬ ‫‪۳۱.۲۷‬‬ ‫‪۲۴.۸۵‬‬ ‫*‬ ‫گروه کنترل‬ ‫گروه تجربی‬ ‫‪۴۰‬‬ ‫‪۳۵‬‬ ‫‪۳۰‬‬ ‫‪۲۵‬‬ ‫‪۲۰‬‬ ‫‪۱۵‬‬ ‫‪۱۰‬‬ ‫‪۵‬‬ ‫‪۰‬‬ ‫شکل ‪ -3‬مدت زمان طيشده (بر حسب ثانيه) در ربع دايرة هدف (آزمون پروب)‬ ‫‪69‬‬ ‫سرلک‪ :‬تأثير هشت هفته تمرين هوازي بر برخي عوامل درگير‪...‬‬ ‫‪16.5‬‬ ‫‪15.67‬‬ ‫*‬ ‫‪14.64‬‬ ‫‪16.0‬‬ ‫‪15.5‬‬ ‫‪15.0‬‬ ‫‪14.5‬‬ ‫‪14.0‬‬ ‫‪13.5‬‬ ‫گروه کنترل‬ ‫گروه تجربی‬ ‫‪13.0‬‬ ‫شکل ‪ -4‬سطح آميلوئيد بتاي محلول در هيپوکمپ (بر حسب پيکوگرم بر ميليگرم)‬ ‫‪۲.۷۳‬‬ ‫*‬ ‫گروه کنترل‬ ‫گروه تجربی‬ ‫زمان به ثانیه‬ ‫‪۱.۰۰‬‬ ‫‪۴.۰‬‬ ‫‪۳.۵‬‬ ‫‪۳.۰‬‬ ‫‪۲.۵‬‬ ‫‪۲.۰‬‬ ‫‪۱.۵‬‬ ‫‪۱.۰‬‬ ‫‪۰.۵‬‬ ‫‪۰.۰‬‬ ‫شکل ‪ -5‬بيان ژن ‪ ABCA1‬نسبت به ‪ GAPDH‬در رتهاي دو گروه پژوهش‬ ‫‪۲.۵۰‬‬ ‫*‬ ‫‪۳.۵‬‬ ‫‪۳.۰‬‬ ‫‪۲.۰‬‬ ‫‪۱.۰۰‬‬ ‫‪۱.۵‬‬ ‫‪۱.۰‬‬ ‫‪۰.۵‬‬ ‫گروه کنترل‬ ‫گروه تجربی‬ ‫‪۰.۰‬‬ ‫شکل‪ -6‬بيان ژن ‪ APOE‬نسبت به ‪ GAPDH‬در رتهاي دو گروه پژوهش‬ ‫زمان به ثانیه‬ ‫‪۲.۵‬‬ ‫فيزيولوژي ورزشي‪ ،‬دوره ‪ ،12‬شماره ‪ ،45‬بهار ‪1399‬‬ ‫‪70‬‬ ‫شکلهای شمارة یک و شمارة دو نتایج آزمون رفتاری مسافت طیشده و مدت زمان سپریشده برای‬ ‫یافتن سکو را در رتهای گروههای تجربی و کنترل نشان میدهد‪ .‬براساس اطالعات ارائهشده در این‬ ‫شکلها مشخص است که رتهای گروه تجربی توانستهاند در مدت زمان کوتاهتر و با طیکردن مسافت‬ ‫کمتری سکوی مدنظر در آزمایش رفتاری را پیدا کنند‪ .‬شکل شمارة سه نیز نتایج آزمون پروب یا حافظه‬ ‫را در رتهای گروههای تجربی و کنترل نشان میدهد‪ .‬همانطورکه در این شکل مشخص است‪ ،‬رتهای‬ ‫گروه تجربی توانستهاند مدت زمان بیشتری را در ربع دایرة هدف سپری کنند‪.‬‬ ‫جدول ‪ -3‬نتايج آزمون تحليل واريانس يکراهه براي مقايسة نمرههاي زمان سپريشده و مسافت طيشده تا‬ ‫يافتن سکو و آزمون پروب در رتهاي گروههاي تجربي و کنترل‬ ‫متغيرها‬ ‫زمان‬ ‫مسافت‬ ‫زمان طیشده در ربع دایرة هدف‬ ‫جمع‬ ‫درجة‬ ‫ميانگين‬ ‫مجذورات‬ ‫آزادي‬ ‫مجذورات‬ ‫ضريب‬ ‫‪F‬‬ ‫معناداري‬ ‫‪140/939‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪140/939‬‬ ‫‪8/936‬‬ ‫‪0/014‬‬ ‫‪21614/268‬‬ ‫‪253/920‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪21614/268‬‬ ‫‪253/920‬‬ ‫‪5/173‬‬ ‫‪18/261‬‬ ‫‪0/046‬‬ ‫‪0/002‬‬ ‫ضريب‬ ‫توان‬ ‫‪0/472‬‬ ‫‪0/769‬‬ ‫اتا‬ ‫‪0/341‬‬ ‫‪0/646‬‬ ‫آماري‬ ‫‪0/538‬‬ ‫‪0/970‬‬ ‫براساس نتایج آزمون تحلیل واریانس اجراشده در این متغیر‪ ،‬برنامة تمرینی ارائهشده توانسته است کاهش‬ ‫معناداری را در زمان طیشده (‪ )P < 0.05‬و مسافت طیشده (‪ )P < 0.05‬تا یافتن سکو و افزایش معناداری‬ ‫را در مدت زمان طیشده در ربع دایرة هدف (‪ )P < 0.01‬در رتهای گروه تجربی ایجاد کند‪ .‬این یافتهها‬ ‫نشاندهندة اثرگذاری برنامة تمرینی ارائهشده در رتهای گروه تجربی بر عملکرد شناختی آنها بود‬ ‫(جدول شمارة سه)‪.‬‬ ‫در ادامة پژوهش‪ 12 ،‬رأس رت نر ویستار تشریح شدند و بیان ژنهای ‪ ABCA1 ،APOE‬و سطح ‪Aβ1-42‬‬ ‫محلول در هیپوکمپ در گروههای تجربی و کنترل اندازهگیری شد‪ .‬نتایج آزمون رفتاری نشان داد که‬ ‫برنامة تمرینی ارائهشده در این پژوهش توانایی ایجاد تأثیرات شناختی دارد؛ بنابراین‪ ،‬این سؤال مطرح‬ ‫میشود که آیا این برنامة تمرینی همراستا با تغییرات شناختی میتواند تغییر معناداری را در بیان‬ ‫ژنهای ‪ ABCA1 ،APOE‬و سطح ‪ Aβ1-42‬محلول در هیپوکمپ گروه تمرین نسبت به گروه کنترل ایجاد‬ ‫کند؟ شکلهای شمارة چهار‪ ،‬شمارة پنج و شمارة شش نشاندهندة تغییرات سطح ‪ Aβ1-42‬محلول در‬ ‫هیپوکمپ و بیان ژنهای ‪ APOE‬و ‪ ABCA1‬در گروههای تجربی و کنترل هستند‪ .‬اطالعات ارائهشده در‬ ‫شکل شمارة چهار نشان میدهد که سطح ‪ Aβ1-42‬محلول در گروه کنترل از گروه تجربی بیشتر است و‬ ‫‪71‬‬ ‫سرلک‪ :‬تأثير هشت هفته تمرين هوازي بر برخي عوامل درگير‪...‬‬ ‫شکلهای شمارة پنج و شمارة شش نشان میدهند که بیان ژنهای ‪ APOE‬و ‪ ABCA1‬در گروه تجربی‬ ‫به شکل بارزی از گروه کنترل بیشتر است‪.‬‬ ‫جدول ‪ -4‬نتايج آزمون تحليل واريانس يکراهه براي مقايسة بيان ژنهاي ‪ ABCA1 ،APOE‬و سطح ‪Aβ1-42‬‬ ‫محلول در هيپوکمپ در رتهاي گروههاي تجربي و کنترل‬ ‫جمع‬ ‫درجة‬ ‫ميانگين‬ ‫ضريب‬ ‫توان‬ ‫‪0/597‬‬ ‫‪0/544‬‬ ‫‪0/238‬‬ ‫مجذورات‬ ‫آزادي‬ ‫مجذورات‬ ‫ضريب‬ ‫‪F‬‬ ‫معناداري‬ ‫‪APOE‬‬ ‫‪0/013‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪0/013‬‬ ‫‪5/965‬‬ ‫‪0/035‬‬ ‫‪0/374‬‬ ‫‪ABCA1‬‬ ‫‪AΒ1-42‬‬ ‫‪0/007‬‬ ‫‪3/193‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪0/007‬‬ ‫‪3/193‬‬ ‫‪5/259‬‬ ‫‪1/887‬‬ ‫‪0/045‬‬ ‫‪0/200‬‬ ‫‪0/345‬‬ ‫‪0/159‬‬ ‫متغيرها‬ ‫اتا‬ ‫آماري‬ ‫نتایج آزمون تحلیل واریانس نشان داد که برنامة تمرینی ارائهشده توانسته است افزایش معناداری را در‬ ‫بیان ژنهای ‪ )P < 0.05( APOE‬و ‪ )P < 0.05( ABCA1‬در هیپوکمپ رتهای گروه تجربی ایجاد کند که‬ ‫نشاندهندة اثرگذاری برنامة تمرینی ارائهشده در گروه تجربی بر بیان ژنهای رتهای گروه تجربی است‪،‬‬ ‫اما برنامة تمرینی با وجود افزایش در سطح ‪ Aβ1-42‬محلول در هیپوکمپ در رتهای گروه تجربی تفاوت‬ ‫معناداری را بین گروههای کنترل و تجربی نشان نداد (‪( )P > 0.05‬جدول شمارة چهار)‪.‬‬ ‫بحث و نتیجهگیری‬ ‫یافتههای این پژوهش نشان داد که تمرین هوازی روی تریدمیل میتواند با افزایش در بیان ژن ‪ABCA1‬‬ ‫و ‪ APOE‬در هیپوکمپ همراه باشد‪ .‬بیان ‪ APOE‬و ‪ ABCA1‬توسط گیرندههای هستهای ‪ LXRs1‬و‬ ‫‪ PPARs 2‬تنظیم میشود (‪ .)22 ،44‬در مغز‪ LXR ،‬بههمراه ‪ PPAR-γ‬در مسیری متابولیکی منجر به بیان‬ ‫‪ APOE‬و ‪ ABCA1‬خواهد شد (‪)45-49‬؛ بنابراین‪ ،‬افزایش بیان ژن ‪ APOE‬و ‪ ABCA1‬ازطریق‬ ‫آگونیستهای ‪ LXR‬و ‪ PPAR-γ‬به سنتز ذرات ‪ HDL‬حاوی ‪ APOE‬منجر میشود و درنهایت‪،‬‬ ‫لیپیدیشدن ‪ APOE‬ازطریق تسهیل پروتئولیز درونسلولی و برونسلولی 𝛽‪ A‬توسط ‪ NEP‬و ‪،IDE‬‬ ‫پاکسازی𝛽‪ A‬را افزایش میدهد (‪.)16‬‬ ‫مطالعات متعددی درزمینة نقش ‪ ABCA1‬و ‪ APOE‬در پاکسازی ‪ Aβ‬انجام شدهاند و عمدتاً در این‬ ‫مطالعات تأثیرات مداخلههای دارویی (آگونیستهای ‪ LXR‬و ‪ )PPAR-γ‬و دستکاریهای ژنتیکی‬ ‫‪1. Liver X Receptor‬‬ ‫‪2. Peroxisome Proliferator-Activated Receptors‬‬ ‫‪72‬‬ ‫فيزيولوژي ورزشي‪ ،‬دوره ‪ ،12‬شماره ‪ ،45‬بهار ‪1399‬‬ ‫(فراتنظیمی یا حذف ژن ‪ ) ABCA1‬بررسی شدهاند‪ .‬نتایج مداخلههایی دارویی نشان داد که اعمال‬ ‫اگونیست ‪ RXR1‬و ‪ LXR‬سبب افزایش در بیان ‪ ABCA1‬و ‪ APOE‬در موشها و افزایش در پاکسازی‬ ‫‪ Aβ‬محلول ازطریق لیپیدیشدن ‪ APOE‬توسط ‪ ABCA1‬و بهبود عملکرد شناختی خواهد شد (‪.)38-36‬‬ ‫فراتنظیمی ژنتیکی ‪ ABCA1‬نیز با کاهش ‪ Aβ‬محلول (‪ )35‬و حذف ژن ‪ ABCA1‬به افزایش سطوح ‪Aβ‬‬ ‫محلول و غیرمحلول منجر میشود (‪)33‬؛ بنابراین‪ ،‬در این پژوهش ورزش هوازی احتمالً بهعنوان‬ ‫آگونیستهای ‪ LXR‬و ‪ PPAR-γ‬به افزایش بیان ژنهای ‪ ABCA1‬و ‪ APOE‬منجر شده است و میتواند‬ ‫بهعنوان شیوهای مؤثر جایگزین مداخلههای دارویی و دستکاری ژنتیکی شود‪.‬‬ ‫نتایج این پژوهش همراه با افزایش بیان ژنهای ‪ ABCA1‬و ‪ APOE‬کاهش در سطح ‪ Aβ1-42‬محلول را در‬ ‫هیپوکمپ رتهای گروه تمرینی نسبت به گروه کنترل نشان داد‪ ،‬اما این تفاوت ازلحاظ آماری معنادار‬ ‫نبود‪ .‬مطالعات انجامشده دراینزمینه عمدتا‪ ً฀‬در مدل موشهای تراریخته انجام شدهاند و برخی پژوهشها‬ ‫نیز از دورههای طولنیتر تمرینی استفاده کردهاند؛ بنابراین‪ ،‬با توجه به روند کاهش سطح ‪ Aβ1-42‬محلول‬ ‫در این پژوهش درپی هشت هفته تمرین‪ ،‬احتمالً برای اثربخشی بیشتر‪ ،‬تمرینها با مدت طولنیتر باید‬ ‫انجام شوند‪.‬‬ ‫ازسویدیگر‪ ،‬شواهد زیادی وجود دارند که نشان میدهند عوامل التهابی بهعنوان آنتاگونیست و عوامل‬ ‫ضدالتهابی بهعنوان آگونیست ‪ PPAR-γ‬و ‪ ،LXR‬بیان ژن ‪ )50 ،51( ABCA1‬و ‪ )52( APOE‬را تحتتأثیر‬ ‫قرار خواهند داد؛ بنابراین‪ ،‬عوامل التهابی با کاهش در بیان ژن ‪ ABCA1‬و ‪ APOE‬میتوانند در افزایش‬ ‫تولید و کاهش پاکسازی 𝛽‪ A‬نقش داشته باشند‪ .‬نتایج پژوهشها اثرهای ضدالتهابی فعالیت بدنی را در‬ ‫بهبود عملکرد شناختی در نمونههای انسانی و حیوانی نشان میدهد (‪ .)53‬براساس نتایج پژوهشها‪،‬‬ ‫ورزش سطوح سایتوکاینهای پیشالتهابی ازجمله ‪ TNF-α‬و ‪ IL-1β‬را در موشها کاهش میدهد که‬ ‫کاهش در سطوح سایتوکاین پیشالتهابی با بهبود در توانایی انجام آزمون رفتاری همبستگی دارد (‪)54‬؛‬ ‫بنابراین‪ ،‬براساس پژوهشها‪ ،‬یکی از مکانیسمهای احتمالی افزایش بیان ژن ‪ ABCA1‬و ‪ APOE‬درنتیجة‬ ‫ورزش و فعالیت بدنی میتواند تأثیرات غیرمستقیم ورزش ازطریق افزایش عوامل ضدالتهابی و کاهش‬ ‫عوامل التهابی درپی ورزشکردن باشد‪.‬‬ ‫نتایج این پژوهش با پژوهشهایی همراستاست که تأثیر ورزش بر ‪ ABCA1‬را بهعنوان انتقالدهندة اصلی‬ ‫کلسترول به ‪ APOA1‬و تشکیل ذرات ‪ HDL‬در سایر بافتهای بدن همچون قلب‪ ،‬کبد و لنفوسیتها نشان‬ ‫میدهند‪ .‬این پژوهشها همگی بر افزایش بیان ژن ‪ ABCA1‬و ‪ APOA1‬تأکید دارند و ازآنجاییکه کلسترول‬ ‫‪1. Retinoid X Receptor‬‬ ‫سرلک‪ :‬تأثير هشت هفته تمرين هوازي بر برخي عوامل درگير‪...‬‬ ‫‪73‬‬ ‫یکی از عوامل خطرزای آترواسکلروز است‪ ،‬افزایش این فاکتورها با کاهش خطر بیماری قلبی و عروقی‬ ‫همراه است‪ .‬این پژوهشها ورزش را راهی برای پیشگیری از آترواسکلروز میدانند (‪)59-55‬؛ بنابراین‪ ،‬با‬ ‫توجه به نتایج این پژوهش‪ ،‬ورزش و فعالیت بدنی با مکانیسمی مشابه با سایر بافتها میتوانند با تأثیر بر‬ ‫متابولیسم لیپید در هیپوکمپ‪ ،‬با افزایش سطوح ‪ APOE‬و ‪ ABCA1‬که از عوامل اصلی در پاتولوژی بیماری‬ ‫آلزایمر هستند‪ ،‬شیوهای مؤثر برای پیشگیری از بیماری آلزایمر محسوب شوند‪.‬‬ ‫براساس نتایج مطالعات‪ ،‬با افزایش فعالیت بدنی عملکرد شناختی افراد بهبود مییابد؛ بهطوریکه در سطوح‬ ‫مولکولی‪ ،‬سلولی‪ ،‬سیستمی و رفتاری‪ ،‬فعالیت بدنی موجب بهبود یادگیری و حافظه میشود (‪.)26 ،27‬‬ ‫مطالعات نشاندهندة تأثیر فعالیت بدنی بر بروز سازگاریهای ‪ CNS‬بهویژه در هیپوکامپ هستند؛‬ ‫بهطوریکه فعالیت بدنی به نروژنز و تغییر پالستیسیتة سیناپسی در شکنج دندانهدار از تشکیالت‬ ‫هیپوکامپ موشها‪ ،‬منجر میشود که این امر موجب بهبود عملکرد در آزمایشهای رفتاری بهویژه در‬ ‫یادگیری و حافظه میشود (‪ .)28 ،29 ،60‬نتایج این پژوهش همسو با پژوهشهای دیگر نشان داد که‬ ‫رتهای گروه تجربی توانستهاند در مدت زمان کوتاهتر و با طیکردن مسافتی کمتر سکوی مدنظر در‬ ‫آزمایش رفتاری را پیدا کنند‪ .‬این مطلب نشان میدهد که برنامة تمرینی ارائهشده در این پژوهش تأثیر‬ ‫معناداری بر عملکرد شناختی رتهای گروه تمرین نسبت به گروه کنترل داشته است؛ بنابراین‪ ،‬نتایج این‬ ‫پژوهش نشان میدهد که برنامة تمرینی ارائهشده در این مطالعه عالوهبر تأثیر بر متابولیسم چربی در مغز‬ ‫و افزایش بیان ژنهای ‪ ABCA1‬و ‪ APOE‬توانسته است سبب بهبود عملکرد شناختی در رتهای‬ ‫تمرینکرده شود‪.‬‬ ‫بنابراین‪ ،‬با توجه به اهمیت ‪ ABCA1‬و ‪ APOE‬در تولید و پاکسازی 𝛽‪ A‬و براساس یافتههای این پژوهش‪،‬‬ ‫فعالیت ورزشی هوازی احتمالً میتواند بهعنوان شیوهای مؤثر و کارآمد‪ ،‬جایگزین مداخلههای دارویی و‬ ‫ژنتیکی شود‪ .‬فعالیت ورزشی با افزایش سطح ‪ ،ABCA1‬ازیکطرف سبب افزایش خروج کلسترول اضافی‬ ‫سلول و غشای سلول میشود و به کاهش تولید 𝛽‪ A‬منجر میشود و ازطرفدیگر‪ ،‬بهعنوان عامل اصلی در‬ ‫لیپیدیکردن ‪ APOE‬سبب تسهیل تجزیة 𝛽‪ A‬میشود و از رسوب آن جلوگیری میکند و همچنین‪،‬‬ ‫اثرهایی مطلوب در پیشگیری از بیماری آلزایمر و کاهش اثرهای این بیماری خواهد داشت؛ بنابراین‪ ،‬با‬ ‫روشنشدن نقش حمایتی فعالیت بدنی میتوان با تکیة بیشتر به فعالیت بدنی درجهت پیشگیری از این‬ ‫بیماری و درمان آن گام برداشت‪.‬‬ ‫پيام مقاله‪ :‬تمرین هوازی با تاثیر بر عوامل اصلی متابولیسم کلسترول در مغز میتواند همراستا با بهبود‬ ‫عملکرد شناختی شیوهای مؤثر در پیشگیری از بیماری آلزایمر باشد‪.‬‬ 1399 ‫ بهار‬،45 ‫ شماره‬،12 ‫ دوره‬،‫فيزيولوژي ورزشي‬ 74 ‫تشکر و قدردانی‬ ‫ برگرفته شده است که با حمایت معاونت پژوهشی دانشگاه‬43220 ‫این مقاله از رسالة مقطع دکتری با کد‬ ‫ دانشگاه تربیت مدرس و انستیو پاستور ایران‬،‫فردوسی مشهد و با همکاری اساتید دانشگاه فردوسی مشهد‬ ‫ کمال‬،‫ بدینوسیله از همة اساتید و همکارانی که در اجرای این پژوهش ما را یاری نمودند‬.‫انجام شده است‬ .‫تشکر و قدردانی میشود‬ ‫منابع‬ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. Dietschy JM, Turley SD. Cholesterol metabolism in the brain. Curr Opin Lipidol. 2001;12(2):105-12. Kimj J, Yoon H, Horie T, Burchett JM, Restivo JL, Rotllan N, et ail. MicroRNA-33 regulates ApoE lipidation and Amyloid-β metabolism in the brain. J Neurosci. 2015;35(44):14717–26. Hottman DA, Chernick D, Cheng S, Wang Z, Li L. HDL and cognition in neurodegenerative disorders. Neurobiol Dis. 2014; 72 Pt A: 22. Kim J, Basak JM, Holtzman DM. The role of apolipoprotein E in Alzheimer’s disease. Neuron. 2009;63:287–303. Maulik M, Westaway D, Jhamandas JH, Kar S. Role of cholesterol in APP metabolism and its significance in Alzheimer’s disease pathogenesis. Mol Neurobiol. 2013;47: 37–63. Mawuenyega KG, Sigurdson W, Ovod V, Munsell L, Kasten T, Morris JC, et al. Decreased clearance of CNS beta-amyloid in Alzheimer’s disease. Science. 2010;330:1774-83. Reitz C. Dyslipidemia and dementia: Current epidemiology, genetic evidence, and mechanisms behind the associations. J Alzheimers Dis. 2012;2127-45. Gamba P, Testa G, Sottero B, Gargiulo S, Poli G, Leonarduzzi G. The link between altered cholesterol metabolism and Alzheimer's disease. Ann N Y Acad Sci. 2012;1259:54-64. Di Paolo G, Kim T W. Linking lipids to Alzheimer's disease: Cholesterol and beyond. Nat Rev Neurosci. 2011;12(5):284-96. Akram A, Schmeidler J, Katsel P, Hof PR, Haroutunian V. Increased expression of cholesterol transporter ABCA1 is highly correlated with severity of dementia in AD hippocampus. Brain Res. 2010;1318:167−77. Kim J, Yoon H, Ramirez CM, Lee SM, Hoe HS, Fernandez-Hernando C. MiR-106b impairs cholesterol efflux and increases Abeta levels by repressing ABCA1 expression. Exp Neurol. 2012;235:476−83. Pimplikar SW, Nixon RA, Robakis NK, Shen J, Tsai LH. Amyloid-independent mechanisms in Alzheimer’s disease pathogenesis. J Neurosci. 2010;30:14946−54. Qosa H, Abuznait AH, Hill RA, Kaddoumi A. Enhanced brain Amyloid-beta clearance by Rifampicin and Caffeine as a possible protective mechanism against Alzheimer’s disease. J Alzheimers Dis. 2012;30:1−15. 75 ...‫ تأثير هشت هفته تمرين هوازي بر برخي عوامل درگير‬:‫سرلک‬ 14. Tai LM, Loughlin AJ, Male DK, Romero IA. P-glycoprotein and breast cancer resistance protein restrict apical-tobasolateral permeability of human brain endothelium to amyloidbeta. J Cereb Blood Flow Metab. 2009;29:1079−83. 15. Kim WS, Rahmanto AS, Kamili A, Rye KA, Guillemin GJ, Gelissen IC, et al. Role of ABCG1 and ABCA1 in regulation of neuronal cholesterol efflux to apolipoprotein E discs and suppression of amyloid-beta peptide generation. J Biol Chem. 2007;282:2851−61. 16. Jiang Q, Lee CY, Mandrekar S, Wilkinson B, Cramer P, Zelcer N, et al. ApoE promotes the proteolytic degradation of Abeta. Neuron. 2008;58:681–93. 17. Lin MS, Chen LY, Wang SS, Chang Y, Chen WY .Examining the levels of ganglioside and cholesterol in cell membrane on attenuation the cytotoxicity of beta-amyloid peptide. Colloids Surf B Biointerfaces. 2008;65(2):172–7. 18. Abramov AY, Ionov M, Pavlov E, Duchen MR. Membrane cholesterol content plays a key role in the neurotoxicity of beta-amyloid: Implications for Alzheimer's disease. Aging Cell. 2011;10(4):595–603. 19. Dahlgren KN, Manelli AM, Stine WB Jr, Baker LK, Krafft GA, LaDu MJ. Oligomeric and fibrillar species of amyloid-beta peptides differentially affect neuronal viability. J Biol Chem. 2002;277(35):32046–53. 20. Fan J, Donkin J, Wellington C. Greasing the wheels of Abeta clearance in Alzheimer’s disease: the role of lipids and apolipoprotein E. Biofactors. 2009;35:239−48. 21. Holtzman DM, Herz J, Bu G. Apolipoprotein E and apolipoprotein E receptors: Normal biology and roles in Alzheimer disease. Cold Spring Harbor Perspect Med. 2012;2:a006312. doi: 10.1101/cshperspect.a006312 22. Koldamova R, Fitz NF, Lefterov I. ATP-binding cassette transporter A1: From metabolism to neurodegeneration. Neurobiol Dis. 2014;72:13–21. 23. O'Brien RJ, Wong PC. Amyloid precursor protein processing and Alzheimer's disease. Annu Rev Neurosci. 2011;34:185–204. 24. Maulik M, Westaway D, Jhamandas JH, Kar S. Role of cholesterol in APP metabolism and its significance in Alzheimer’s disease pathogenesis. Mol Neurobiol. 2013;47:37– 63. 25. Bien-Ly N, Gillespie AK, Walker D, Yoon SY, Huang Y. Reducing human apolipoprotein Levels attenuates age-dependent A beta accumulation in mutant human amyloid precursor protein transgenic mice. J Neurosci. 2012;32:4803–11. 26. Lin TW. Different types of exercise induce differential effects on neuronal adaptations and memory performance. Neurobiol Learn Mem. 2012;97(1):140-7. 27. Thomas A. The effects of physical activity on brain structure. Front Psychol. 2012;3: 86-97. 28. Cotman CW, Berchtold NC. Exercise: A behavioral intervention to enhance brain health and plasticity. Trends Neurosci.. 2002;25(6):295-301. 29. Garcia PC. Different protocols of physical exercise produce different effects on synaptic and structural proteins in motor areas of the rat brain. Brain Res. 2012;1456(0):36-48. 30. Rockwood K, Middleton L. Physical activity and the maintenance of cognitive function. Alzheimers Dement. 2007;3:38-44. 1399 ‫ بهار‬،45 ‫ شماره‬،12 ‫ دوره‬،‫فيزيولوژي ورزشي‬ 76 31. Hirsch-Reinshagen V, Maia LF, Burgess BL, Blain JF, Naus KE, McIsaac SA, et al. The absence of ABCA1 decreases soluble ApoE levels but does not diminish amyloid deposition in two murine models of Alzheimer disease. J Biol Chem. 2005;280: 43243– 56. 32. Hirsch-Reinshagen V, Zhou S, Burgess BL, Bernier L, McIsaac SA, Chan JY, et al. Deficiency of ABCA1 impairs apolipoprotein E metabolism in brain. J Biol Chem. 2004;279:41197–207. 33. Wahrle SE, Jiang H, Parsadanian M, Hartman RE, Bales KR, Paul SM, et al. Deletion of Abca1 increases Abeta deposition in the PDAPP transgenic mouse model of Alzheimer disease. J Biol Chem. 2005;280:43236–42. 34. Wahrle SE, Jiang H, Parsadanian M, Legleiter J, Han X, Fryer JD, et al. ABCA1 is required for normal central nervous system ApoE levels and for lipidationof astrocytesecreted apoE. J Biol Chem. 2004;279:40987–93 35. Wahrle SE, Jiang H, Parsadanian M, Kim J, Li A, Knoten A, et al. Overexpression of ABCA1 reduces amyloid deposition in the PDAPP mouse model of Alzheimer disease. J Clin Invest. 2008;118:671–82. 36. Corona AW, Kodoma N, Casali BT, Landreth GE. ABCA1 is necessary for bexarotenemediated clearance of soluble amyloid beta from the hippocampus of APP/PS1 mice. J Neuroimmune Pharmacol. 2016;11(1):61-72. 37. Terwel D, Steffensen KR, Verghese PB, Kummer MP, Gustafsson JA, Holtzman DM, et al. Critical role of astroglial apolipoprotein E and liver X receptor-alpha expression for microglial Abeta phagocytosis. J Neurosci. 2011;31:7049−59. 38. Donkin JJ, Stukas S, Hirsch-Reinshagen V, Namjoshi D, Wilkinson A, May S, et al. ATP-binding cassette transporter A1 mediates the beneficial effects of the liver X receptor agonist GW3965 on object recognition memory and amyloid burden in amyloid precursor protein/presenilin 1 mice. J Biol Chem. 2010;285:34144–54. 39. Hardy J, Selkoe DJ. The amyloid hypothesis of Alzheimer’s disease: progress and problems on the road to therapeutics. Science. 2002; 297:353−6. 40. Cramer PE, Cirrito JR, Wesson DW, Lee CY, Karlo JC, Zinn AE, et al. ApoEdirected therapeutics rapidly clear b-amyloid and reverse deficits in AD mouse models. Science. 2012;335:1503–6. 41. Zagaar M, Dao A, Levine A, Alhaider I, Alkadhi K. Regular exercise prevents sleep deprivation associated impairment of long-term memory and synaptic plasticity in the CA1 area of the hippocampus. Sleep. 2013;36(5):751-61. 42. Zagaar M, Alhaider I, Dao A, Levine A, Alkarawi A, Alzubaidy M, Alkadhi K. The beneficial effects of regular exercise on cognition in REM sleep deprivation: behavioral, electrophysiological and molecular evidence. Neurobiol Dis. 2012;45(3):1153-62. 43. Zeidabadi R, Arabameri E, Naghdi N, Boloori B. The effect of short- and long-term physical activity with very low intensity on learning and spatial memory in mice. Motor Behavior. 2014;15:155-72. (In Persian). 44. Sandoval-Hernández AG, Buitrago L, Moreno H, Cardona-Gómez GP, Arboleda G. role of liver X receptor in AD pathophysiology. PLoS One. 2015;10(12):e0145467. 77 ...‫ تأثير هشت هفته تمرين هوازي بر برخي عوامل درگير‬:‫سرلک‬ 45. Shweta MC, Karlo JC, Landreth GE. Mechanisms underlying the rapid peroxisome proliferator-activated receptor-mediated amyloid learance and reversal of cognitive deficitsina murine model of Alzheimer’s disease. J Neurosci. 2012;32(30):10117–28. 46. Chawla A, Boisvert WA, Lee CH, Laffitte BA, Barak Y, Joseph SB, et al. PPAR gammaLXR-ABCA1 pathway in macrophages is involved in cholesterol efflux and atherogenesis. Mol Cell. 2001;7:161–71. 47. Seo JB, Moon HM, Kim WS, Lee YS, Jeong HW, Yoo EJ, et al. Activated liver X receptors stimulate adipocyte differentiation through induction of peroxisome proliferator-activated receptor gamma expression. Mol Cell Biol. 2004;24:3430–44. 48. Yue L, Mazzone T. Peroxisome proliferator-activated receptor {gamma} stimulation of adipocyte ApoE gene transcription mediated by the liver receptor X pathway. J Biol Chem. 2009;284:10453–61. 49. Tal AR. Cholesterol efflux pathways and other potential mechanisms involved in theathero-protective effect of highdensity lipoproteins. J Intern Med. 2008; 263:256–73. 50. Rubic T, Lorenz RL. Downregulated CD36 and oxLDL uptake and stimulated ABCA1/G1 and cholesterol efflux as anti-atherosclerotic mechanisms of interleukin-10. Cardiovasc Res. 2006;69(2):527-35. 51. Han X, Kitamoto S, Lian Q, Boisvert WA. Interleukin-10 facilitates both cholesterol uptake and efflux in macrophages. J Biol Chem. 2009;284(47):32950-8. 52. Zhuang J, Zhang H, Zhou R, Chen L, Chen J, Shen X. Regulation of prostaglandin F2α against β amyloid clearance and its inflammation induction through LXR/RXR heterodimer antagonism in microglia. Prostaglandins Other Lipid Mediat. 2013;106: 45-52. 53. Alexis MS, Bronwen M, Stuart M. Anti-inflammatory effects of physical activity in relationship to improved cognitive status in humans and mouse models of Alzheimer's disease. Curr Alzheimer Res. 2012;9(1):86–92. 54. Nichol KE, Poon WW, Parachikova AI, Cribbs DH. Exercise alters the immune profile in Tg2576 Alzheimer mice toward a response coincident with improved cognitive performance and decreased amyloid. J Neuroinflammation. 2008; 5:13-24. 55. Ghanbari-Niaki A, Khabazian BM, Hossaini-Kakhak SA, Rahbarizadeh F, Hedayati M. Treadmill exercise enhances ABCA1 expression in rat liver. Biochem Biophys Res Commun. 2007;361(4):841-6. 56. Ghorbanian B, Ravassi A, Kordi MR, Hedayati M. The effects of rope training on lymphocyte ABCA1 expression, plasma ApoA-I and HDL-c in boy adolescents. Int J Endocrinol Metab. 2013;11(2):76-81. 57. Khabazian B. M, Ghanbari-Niaki A, Safarzadeh-Golpordesari A. R, Ebrahimi M, Rahbarizadeh F, Abednazari H. Endurance training enhances ABCA1 expression in rat small intestine. Eur J Appl Physiol. 2009;107(3):351-8. 58. Rashidlamir A , Ghanbari Niaki A, Saadat-Nia A. The effect of eight weeks of wrestling and wrestling technique-based circuit training on lymphocyte ABCA1 gene expression and plasma apolipoprotein A-I. World J Sport Sci. 2011;4(2):144-50. 59. Ghanbari-Niaki A, Ghanbari-Abarghooi S, Rahbarizadeh F, Zare-Kookandeh N, Gholizadeh M, Roudbari F, et al. Heart ABCA1 and PPAR- α genes expression 1399 ‫ بهار‬،45 ‫ شماره‬،12 ‫ دوره‬،‫فيزيولوژي ورزشي‬ 78 responses in male rats: Effects of high intensity treadmill running training and aqueous extraction of black crataegus-pentaegyna. Res Cardiovasc Med. 2013;2(4):153-9. 60. Uysal N, Tugyan K, Kayatekin BM, Acikgoz O. The effects of regular aerobic exercise in adolescent period on hippocampal neuron density, apoptosis and spatial memory. Neurosci Lett. 2005;383(3):241-5. ‫ارجاعدهی‬ ‫ تأثیر هشت هفته‬.‫ قراخانلو رضا‬،‫ عطارزاده حسینی سیدرضا‬،‫ معظمی مهتاب‬،‫سرلک زهرا‬ ‫تمرین هوازی بر برخی عوامل درگیر در متابولیسم کلسترول در هیپوکمپ و نقش آن‬ :)45(12 ‫؛‬1399 ‫ بهار‬.‫ فیزیولوژی ورزشی‬.‫در بهبود عملکرد شناختی رتهای نر ویستار‬ 10.22089/spj.2018.5319.1705 :‫ شناسة دیجیتال‬.61‫ـ‬78 Sarlak Z, Moazzami M, Attarzadeh Hosseini S.R, Gharakhanlou R. The Effect of Eight Weeks of Aerobic Training on Some Factors Involved in Cholesterol Metabolism in the Hippocampus and Its Role in Improving the Cognitive Function of Male Wistar Rats. Sport Physiology. Spring 2020; 12(45): 61-78. (In Persian). DOI: 10.22089/spj.2018.5319.1705 Sport Physiology, Vol 12, No 45, Spring 2020 10 The Effect of Eight Weeks of Aerobic Training on Some Factors Involved in Cholesterol Metabolism in the Hippocampus and Its Role in Improving the Cognitive Function of Male Wistar Rats Z. Sarlak1, M. Moazzami2, S.R. Attarzadeh Hosseini3, R. Gharakhanlou4 1. Ph.D. Student in Exercise Physiology, Ferdowsi University of Mashhad 2. Associate Professor of Exercise Physiology, Ferdowsi University of Mashhad (Corresponding Author) 3. Professor of Exercise Physiology, Ferdowsi University of Mashhad 4. Professor of Exercise Physiology, Tarbiat Modares University Received: 2018/01/04 Accepted: 2018/06/02 Abstract Although the metabolism of blood lipids has been widely considered in studies, lipid metabolism in the brain has attracted more attention in recent years due to its association with some neurological disorders. Recent studies have shown that a number of risk factors for early onset of Alzheimer's are associated with cholesterol metabolism. Therefore, the purpose of this study was to investigate the effect of eight weeks of aerobic training on some factors involved in the metabolism of cholesterol in the hippocampus and its role in improving the cognitive function of male Wistar rats. The subjects of this study were 26 adult male Wistar 8 weeks old (weight 195±20 g). At first, they were randomly divided into two groups: exercise (training on treadmill, 5 days a week for 8 weeks) (13 rats) and control (13 rats). After 8 weeks, the rats in each group were randomly assigned to two other subgroups: (7 rats: behavioral test, 5 rats were sacrificed). The results of one-way ANOVA of Morris water maze showed a significant improvement in learning (P<0.05) and memory (P<0.05) in the exercise group compared to the control group. Also, the results of one-way ANOVA showed a significant increase in the expression of mRNA APOE (P<0.05) and ABCA1 (P<0.05) and no significant difference in the level of Aβ142 (P>0.05) in the hippocampus in exercise group compared to the control group. Therefore, aerobic training by a significant increase in the expression of mRNA APOE and ABCA1, which are the main factors of lipid metabolism in the brain and which are involved in the pathology of Alzheimer's disease, can be consistent with improving cognitive function as an effective way of preventing of Alzheimer's disease. Keywords: Aerobic Training, Cognitive Function, ABCA1, APOE, soluble Aβ1-42. 1. Email: zahrasarlak59@yahoo.com 2. Email: moazami@um.ac.ir 3. Email: attarzadeh@um.ac.ir 4. Email: ghara_re@modares.ac.ir