[صفحه اصلی ]   [Archive] [ English ]  
:: صفحه اصلي :: درباره نشريه :: آخرين شماره :: تمام شماره‌ها :: جستجو :: ثبت نام :: ارسال مقاله :: تماس با ما ::
:: دوره 23، شماره 6 - ( دوماه نامه 1398 ) ::
جلد 23 شماره 6 صفحات 615-626 برگشت به فهرست نسخه ها
تأثیر تمرین استقامتی در شرایط آلودگی هوا بر بیان ژن‌های PGC-1α و Atf2 میتوکندری قشر مغز موش‌های نر نژاد ویستار
علی اکبر استکی ، وحید ولی پور* ، احسان قهرمانلو ، مهدی کارگرفرد
گروه علوم ورزشی، دانشکده ادبیات، دانشگاه لرستان، ایران ، valipour.v@lu.ac.ir
چکیده:   (398 مشاهده)
سابقه و هدف: بیوژنز میتوکندری وابسته به ژن‌های PGC-1α و Atf2 است. تمرین استقامتی به‌وسیله‌ی بیان این ژن‌ها باعث بیوژنز میتوکندری می‌شود اما احتمالاً آلودگی هوا اثر مخالفی دارد؛ بنابراین، هدف، بررسی تأثیر تمرین استقامتی در آلودگی هوا بر بیان ژن‌های PGC-1α و Atf2 قشر مغز موش‌های نژاد ویستار بود.
مواد و روش‌ها: در این مطالعه‌ی تجربی، 32 سر موش 8 هفته‌ای (وزن: 10/65±180/77) به چهار گروه کنترل، تمرین، آلودگی و تمرین + آلودگی تقسیم شدند. به­ منظور قرار دادن حیوانات در معرض آلودگی از اتاقکی به حجم 9000 لیتر استفاده گردید. تمرین به مدت 8 هفته انجام شد. 24 ساعت پس از آخرین جلسه، موش‌ها تشریح و قشر مغز آن‌ها استخراج گردید. بیان ژن‌ها به روش RT-PCR اندازه‌گیری شد. برای تجزیه و تحلیل داده‌ها از آزمون ANOVA دو‌طرفه استفاده شد.
نتایج: بیان ژن Atf2 گروه تمرین + آلودگی تفاوت معناداری در مقایسه با گروه کنترل داشت (0/04=P). به‌علاوه بیان ژن Atf2 گروه تمرین تفاوت معناداری در مقایسه با گروه کنترل داشت (0/01>P). همچنین، بیان ژن PGC-1α گروه تمرین تفاوت معناداری در مقایسه با گروه کنترل داشت (0/01>P). به‌علاوه، بیان ژن PGC-1α گروه آلودگی تفاوت معناداری در مقایسه با گروه کنترل داشت (0/01>P). همچنین، بیان ژن PGC-1α گروه تمرین + آلودگی تفاوت معناداری در مقایسه با گروه کنترل نداشت (0/05<P).
نتیجه‌گیری: آلودگی تأثیر معناداری بر بیان ژن Atf2 ندارد اما تمرین در هر دو حالت باعث افزایش معنادار آن می‌شود. همچنین، آلودگی باعث کاهش معنادار بیان ژن PGC-1α می‌شود اما تمرین بیان آن را افزایش می‌دهد؛ بنابراین، به‌نظر می‌رسد بیان PGC-1α در شرایط آلودگی تحت‌تأثیر عوامل دیگری نیز می‌باشد.
واژه‌های کلیدی: آلودگی هوا، ساخت میتوکندری، تمرین استقامتی، PGC-1α، Atf2
متن کامل [PDF 454 kb]   (93 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: عمومى
دریافت: 1398/5/21 | پذیرش: 1398/8/19 | انتشار: 1398/11/23
فهرست منابع
1. Reilly T, Waterhouse JM. Sport exercise and environmental physiology. 1th ed. Liverpool: Churchill Livingstone; 2004. p. 256.
2. Guo P, Pi H, Xu S, Zhang L, Li Y, Li M, et al. Melatonin Improves mitochondrial function by promoting MT1/SIRT1/PGC-1 alpha-dependent mitochondrial biogenesis in cadmium-induced hepatotoxicity in vitro. Toxicol Sci 2014; 142(1): 182-95.
3. Guo Z, Hong Z, Dong W, Deng C, Zhao R, Xu J, et al. PM2. 5-Induced Oxidative Stress and Mitochondrial Damage in the Nasal Mucosa of Rats. Int J Environ Res Public Health 2017; 14(2): 134.
4. Kymisis M, Hadjistavrou K. Short-term effects of air pollution levels on pulmonary function of young adults. Pul Med 2008; 9(2): 136-48.
5. Giles LV, Koehle MS. The Health Effects of Exercising in Air Pollution. Sports Med 2014; 44: 223–49.
6. Brook RD. Is air pollution a cause of cardiovascular disease? Updated review and controversies. Rev Environ Health 2007; 22(2): 115-38.
7. Pierson WE, Covert DS, Koenig JQ, Namekata T, Kim YS. Implications of air pollution effects on athletic performance. Med Sci Sports Exerc 1986; 18(3): 322-7.
8. Ku T, Ji X, Zhang Y, Li G, Sang N. PM2. 5, SO2 and NO2 co-exposure impairs neurobehavior and induces mitochondrial injuries in the mouse brain. Chemosphere 2016; 163: 27-34.
9. Qin G, Wang J, Huo Y, Yan H, Jiang C, Zhou J, et al. Sulfur dioxide inhalation stimulated mitochondrial biogenesis in rat brains. Toxicology 2012; 300(1-2): 67-74.
10. Carlisle A, Sharp N. Exercise and outdoor ambient air pollution. Br J Sports Med 2001; 35(4): 214-22.
11. Li N, Sioutas C, Cho A, Schmitz D, Misra C, Sempf J, et al. Ultrafine particulate pollutants induce oxidative stress and mitochondrial damage. Environ Health Perspect 2003; 111(4): 455-60.
12. O'Hagan KA, Cocchiglia S, Zhdanov AV, Tambuwala MM, Cummins EP, Monfared M, et al. PGC-1α is coupled to HIF-1α-dependent gene expression by increasing mitochondrial oxygen consumption in skeletal muscle cells. Proc Natl Acad Sci 2009; 106(7): 2188-93.
13. Ku T, Ji X, Zhang Y, Li G, Sang N. PM 2.5, SO 2 and NO 2 co-exposure impairs neurobehavior and induces mitochondrial injuries in the mouse brain. Chemosphere 2016; 163: 27-34.
14. Arany Z. PGC-1 coactivators and skeletal muscle adaptations in health and disease. Curr Opin Gen Dev 2008; 18(5): 426-34.
15. Fernandez-Marcos PJ, Auwerx J. Regulation of PGC-1α, a nodal regulator of mitochondrial biogenesis. Am J Clin Nutr 2011; 93(4): 884-90.
16. Egan B, Zierath JR. Exercise metabolism and the molecular regulation of skeletal muscle adaptation. Cell metab 2013; 17(2): 162-84.
17. Arabmomeni A, Mohebbi H, Riasi A, Marandi M. Effect of Intermittent Training on Oxidative and Glycolytic Capacity in Rat Skeletal Muscles. SSU_J 2014; 22(5): 1554-66. [in Persian]
18. Safdar A, Little JP, Stokl AJ, Hettinga BP, Akhtar M, Tarnopolsky MA. Exercise increases mitochondrial PGC-1α content and promotes nuclear-mitochondrial cross-talk to coordinate mitochondrial biogenesis. J Biol Chem 2011; 286(12): 10605-17.
19. Pilegaard H, Saltin B, Neufer PD. Exercise induces transient transcriptional activation of the PGC‐1α gene in human skeletal muscle. J Physiol 2003; 546(3): 851-8.
20. Kargarfard M, Shariat A, Shaw BS, Shaw I, Lam ET, Kheiri A, et al. Effects of polluted air on cardiovascular and hematological parameters after progressive maximal aerobic exercise. Lung 2015; 193(2): 275-81. [in Persian]
21. Pak Rad B, Agha Alinejad H, Zamani A, Fashi M, Rezaei Seraji B, Rajabi Z. Study Of Effect Of Aerobic Exercise In Particulate Air Pollution Tlr4 And Il-1β Genes Expression In Male Wistar Rats’ Heart Tissue. Sport Physiol 2016; 8(173): 77-99. ]in Persian[
22. Shavandi N, Saremi A, Moeeni L, Parastesh M, Ghorbani A, Heidarpoor R. The comparison of the responses of lung function indices to aerobic and anaerobic exercises in polluted air. Arak Medical University Journal 2010; 13(2): 91-99. ]in persian[
23. Yan W, Ji X, Shi J, Li G, Sang N. Acute nitrogen dioxide inhalation induces mitochondrial dysfunction in rat brain. Environ Res 2015; 138: 416-24.
24. Kregel KC, Allen DL, Booth FW, Fleshner MR, Henriksen EJ, Musch T, et al. Resource book for the design of animal exercise protocols. American Physiological Society; 2006. p. 85.
25. Leandro CG LA, Hirabara SM, Manhães-de-Castro R. A program of moderate physical training for Wistar rats based on maximal oxygen consumption. J Strength Cond Res 2007; 21(3): 751.
26. Rozier S, Viennot L. Students’ reasonings in thermodynamics. Int J Sci Educ 1991; 13(2): 159-70.
27. Bergeron R, Ren JM, Cadman KS, Moore IK, Perret P, Pypaert M, et al. Chronic activation of AMP kinase results in NRF-1 activation and mitochondrial biogenesis. Am J Physiol Endocrinol Metab 2001; 281(6): 1340-6.
28. Czubryt MP, Olson EN. Balancing contractility and energy production: the role of myocyte enhancer factor 2 (MEF2) in cardiac hypertrophy. Recent Prog Horm Res 2004; 59(1):105-24.
29. Fernandez-Marcos PJ, Auwerx J. Regulation of PGC-1α, a nodal regulator of mitochondrial biogenesis. Am J Clin Nutr 2011; 93(4): 884-90.
30. Lezi E, Burns JM, Swerdlow RH. Effect of high-intensity exercise on aged mouse brain mitochondria, neurogenesis, and inflammation. Neurobiol Aging 2014; 35(11): 2574-83.
31. Bayod S, Guzmán-Brambila C, Sanchez-Roige S, Lalanza JF, Kaliman P, Ortuño-Sahagun D, et al. Voluntary exercise promotes beneficial anti-aging mechanisms in SAMP8 female brain. J Mol Neurosci 2015; 55(2): 525-32.
32. Boveris A, Navarro A. Systemic and mitochondrial adaptive responses to moderate exercise in rodents. Free Radic Biol Med 2008; 44(2): 224-9.
33. Zhang Q, Wu Y, Zhang P, Sha H, Jia J, Hu Y, et al. Exercise induces mitochondrial biogenesis after brain ischemia in rats. Neuroscience 2012; 205: 10-7.
34. Lezi E, Lu J, Selfridge JE, Burns JM, Swerdlow RH. Lactate administration reproduces specific brain and liver exercise-related changes. J Neurochem 2013; 127(1): 91-100.
35. Steiner JL, Murphy EA, McClellan JL, Carmichael MD, Davis JM. Exercise training increases mitochondrial biogenesis in the brain. J Appl Physiol 2011; 111(4): 1066-71.
36. Huang AM, Jen C, Chen H, Yu L, Kuo Y-M, Chen HI. Compulsive exercise acutely upregulates rat hippocampal brain-derived neurotrophic factor. J Neural Transm 2006; 113(7): 803-11.
37. Xu X, Rao X, Wang T-Y, Jiang SY, Ying Z, Liu C, et al. Effect of co-exposure to nickel and particulate matter on insulin resistance and mitochondrial dysfunction in a mouse model. Part Fibre Toxicol 2012; 9(1): 40-46.
38. Morgan TE, Davis DA, Iwata N, Tanner JA, Snyder D, Ning Z, et al. Glutamatergic neurons in rodent models respond to nanoscale particulate urban air pollutants in vivo and in vitro. Environ Health Perspect 2011; 119(7): 1003-9.
39. Win-Shwe T-T, Fujimaki H, Fujitani Y, Hirano S. Novel object recognition ability in female mice following exposure to nanoparticle-rich diesel exhaust. Toxicol Appl Pharmacol 2012; 262(3): 355-62.
40. Fonken LK, Xu X, Weil ZM, Chen G, Sun Q, Rajagopalan S, et al. Air pollution impairs cognition, provokes depressive-like behaviors and alters hippocampal cytokine expression and morphology. Mol Psychiatry 2011; 16(10): 987-95.
41. Zanchi AC, Saiki M, Saldiva PHN, Tannhauser Barros HM, Rhoden CR. Hippocampus lipid peroxidation induced by residual oil fly ash intranasal instillation versus habituation to the open field. Inhal toxicol 2010; 22(1): 84-8.
42. Win-Shwe TT, Mitsushima D, Yamamoto S, Fujitani Y, Funabashi T, Hirano S, et al. Extracellular glutamate level and NMDA receptor subunit expression in mouse olfactory bulb following nanoparticle-rich diesel exhaust exposure. Inhal Toxicol 2009; 21(10): 828-36.
43. Bos I, De Boever P, Panis LI, Meeusen R. Physical activity, air pollution and the brain. Sports Med 2014; 44(11): 1505-18.
44. Szyszkowicz M, Rowe B, Kaplan G. Ambient sulphur dioxide exposure and emergency department visits for migraine in Vancouver, Canada. Int J Occup Med Environ Health 2009; 22(1): 7-12.
45. Kim E, Park H, Hong Y-C, Ha M, Kim Y, Kim B-N, et al. Prenatal exposure to PM10 and NO2 and children's neurodevelopment from birth to 24 months of age: Mothers and Children's Environmental Health (MOCEH) study. SNU Med 2014; 481: 439-45.
46. Calderón-Garcidueñas L, Kulesza RJ, Doty RL, D'angiulli A, Torres-Jardón R. Megacities air pollution problems: Mexico City Metropolitan Area critical issues on the central nervous system pediatric impact. Environ Res 2015; 137: 157-69.
47. Lodovici M, Bigagli E. Oxidative stress and air pollution exposure. J Toxicol 2011; 2011: 1-11.
48. Zhao M, New L, Kravchenko VV, Kato Y, Gram H, di Padova F, et al. Regulation of the MEF2 family of transcription factors by p38. Mol Cell Biol 1999; 19(1): 21-30.
49. Akimoto T, Pohnert SC, Li P, Zhang M, Gumbs C, Rosenberg PB, et al. Exercise stimulates Pgc-1α transcription in skeletal muscle through activation of the p38 MAPK pathway. J Biol Chem 2005; 280(20): 19587-93.
50. Huguier S, Baguet J, Perez S, Van Dam H, Castellazzi M. Transcription factor ATF2 cooperates with v-Jun to promote growth factor-independent proliferation in vitro and tumor formation in vivo Mol Cel Biol 1998; 18(12): 7020-9.
51. Li M, Zhang D, Ge X, Zhu X, Zhou Y, Zhang Y, et al. TRAF6-p38/JNK-ATF2 axis promotes microglial inflammatory activation. ExpCell Res 2019; 376(2): 133-48.
52. Levesque S, Taetzsch T, Lull ME, Kodavanti U, Stadler K, Wagner A, et al. Diesel exhaust activates and primes microglia: air pollution, neuroinflammation, and regulation of dopaminergic neurotoxicity. Environ Health Perspect 2011; 119(8): 1149-55.
53. Gerlofs-Nijland ME, van Berlo D, Cassee FR, Schins RP, Wang K, Campbell A. Effect of prolonged exposure to diesel engine exhaust on proinflammatory markers in different regions of the rat brain. Particle Fibre Toxicol 2010; 7(1):12.
54. Yu T, Li YJ, Bian AH, Zuo HB, Zhu TW, Ji SX, et al. The regulatory role of activating transcription factor 2 in inflammation. Mediators Inflamm 2014; 2014: 1-10.
ارسال پیام به نویسنده مسئول

ارسال نظر درباره این مقاله
نام کاربری یا پست الکترونیک شما:

CAPTCHA


XML   English Abstract   Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Steki A, Valipour V, Ghahramanlo E, Kargarfard M. The effect of endurance training in air pollution on the expression of brain cortex PGC-1α and Atf2 genes in Wistar male rats. Feyz. 2019; 23 (6) :615-626
URL: http://feyz.kaums.ac.ir/article-1-3955-fa.html

استکی علی اکبر، ولی پور وحید، قهرمانلو احسان، کارگرفرد مهدی. تأثیر تمرین استقامتی در شرایط آلودگی هوا بر بیان ژن‌های PGC-1α و Atf2 میتوکندری قشر مغز موش‌های نر نژاد ویستار. دوماه نامه علمي ـ پژوهشي فيض. 1398; 23 (6) :615-626

URL: http://feyz.kaums.ac.ir/article-1-3955-fa.html



دوره 23، شماره 6 - ( دوماه نامه 1398 ) برگشت به فهرست نسخه ها
مجله علمی پژوهشی فیض ::: دانشگاه علوم پزشکی کاشان KAUMS Journal ( FEYZ )
Persian site map - English site map - Created in 0.06 seconds with 32 queries by YEKTAWEB 4162