اثر 8 هفته تمرین هوازی کم شدت در هایپوکسی بر محتوای PGC-1α عضله، گلوکز ناشتا، مقاومت به انسولین و حداکثر اکسیژن مصرفی موش‌های صحرایی دیابتی نوع 2

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه فیزیولوژی ورزش، واحد اسلامشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، اسلامشهر، ایران.

2 استادیار، گروه فیزیولوژی ورزش، واحد اسلامشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، اسلامشهر، ایران.

3 دانشیار، گروه تربیت بدنی و علوم ورزشی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران.

10.22123/chj.2021.269233.1656

چکیده

مقدمه:  گیرنده فعال شده تکثیری پروکسی زومی هم فعال کننده  آلفا (PGC-1α) یک هدف درمانی در دیابت نوع 2 است که به تمرینات هوازی پاسخ می‌دهد. تحقیقات اخیر از هایپوکسی به عنوان مداخله‌گر درمانی جدید در دیابت نوع 2 نام می‌برند. هدف پژوهش حاضر، تعیین اثر 8 هفته تمرین هوازی کم شدت در هایپوکسی بر محتوای PGC-1α عضله، گلوکز ناشتا، مقاومت به انسولین و حداکثر اکسیژن مصرفی موش‌های صحرایی دیابتی نوع 2 بود.
مواد و روش‌ها: در این مطالعه تجربی، 40 موش صحرایی نر نژاد ویستار به پنج گروه 8 تایی کنترل سالم، کنترل دیابتی، تمرین هوازی، هایپوکسی و تمرین هوازی در هایپوکسی تقسیم شدند. القای دیابت با روش رژیم غذایی پرچرب-استرپتوزوتوسین انجام شد. تمرینات 8 هفته (5 جلسه 60-40 دقیقه­ای) با سرعت 15-10 متر در دقیقه انجام شد. از هایپوکسی نورموباریک با اکسیژن 4/14درصد استفاده شد. تجزیه و تحلیل داده‌ها با استفاده از آنالیز واریانس یک طرفه و آزمون تعقیبی بونفرونی انجام شد.
یافته‌‌ها: آزمون آنالیز واریانس یک طرفه، تفاوت معنی‌داری در متغیرهای تحقیق بین گروه­ها نشان داد (001/0=p). آزمون تعقیبی بونفرونی نشان داد، گروه‌های کنترل سالم، تمرین هوازی، هایپوکسی و تمرین هوازی در هایپوکسی با گروه کنترل دیابتی تفاوت معنی‌داری در متغیرهای PGC-1α، گلوکز ناشتا و مقاومت به انسولین دارند (05/0>p). همچنین گروه‌های کنترل سالم، تمرین هوازی و تمرین هوازی در هایپوکسی در حداکثر اکسیژن مصرفی با گروه کنترل دیابتی تفاوت معنی‌دار داشتند (05/0>p).
نتیجه‌‌گیری:  تمرین هوازی کم شدت در هایپوکسی در مقایسه با هایپوکسی و تمرین هوازی کم شدت، تأثیر بیشتری بر شاخص‌های پژوهش گذاشت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Effect of 8 Weeks of Low Intensity Aerobic Exercise in Hypoxia on Muscle PGC-1α Content, Fasting Glucose, Insulin Resistance, and Maximal Oxygen Consumption in Type 2 Diabetic Rats

نویسندگان [English]

  • S AA Fallahpour Noushabadi 1
  • Y Kazemzadeh 2
  • A Gorzi 3
1 Ph.D Student, Dept. of Exercise Physiology, Islamshahr Branch, Islamic Azad University, Islamshahr, Iran.
2 Assistant Prof, Dept. of Exercise Physiology, Islamshahr Branch, Islamic Azad University, Islamshahr, Iran.
3 Associate Prof, Dept. of Physical Education and Sports Science, University of Zanjan, Zanjan, Iran.
چکیده [English]

Introduction: PGC-1α is a therapeutic target in type 2 diabetes that responds to aerobic exercise. Recent research has identified hypoxia as a new therapeutic intervention in type 2 diabetes. The aim of this study was to determine the effect of 8 weeks of low intensity aerobic exercise in hypoxia on muscle PGC-1α content, fasting glucose, insulin resistance, and maximal oxygen consumption in type 2 diabetic rats.
Materials and Methods: In this experimental study, 40 male Wistar rats were divided into five groups (n= 8 per group): healthy control, diabetic control, aerobic exercise, hypoxia, and aerobic exercise in hypoxia. Induction of diabetes was performed by high-fat diet-streptozotocin method. Exercises were performed for 8 weeks, 5 sessions per week and 40-60 minutes at a speed of 10-15 meters per minute in each session. Normobaric hypoxia with 14. 4% oxygen was used. Data were analyzed using one-way analysis of variance and Bonferroni post hoc test.
Results: One-way analysis of variance in the study groups showed a significant difference in the research variables (p=0. 001). Bonferroni post hoc test showed a significant difference between the groups of healthy control, aerobic exercise, hypoxia, and aerobic exercise in hypoxia with the diabetic control group in PGC-1α, fasting glucose, and insulin resistance. In addition, the groups of healthy control, aerobic exercise and aerobic exercise in hypoxia were significantly different from the diabetic control group in Vo2max (p<0.05).
Conclusion: Low intensity aerobic exercise in hypoxia had a greater effect on research indicators compared to hypoxia and low intensity aerobic exercise.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Type 2 diabetes
  • fasting glucose
  • insulin resistance
  • hypoxia
  • PGC-1α
  1. Wu H, Deng X, Shi Y, Su Y, Wei J, D H. PGC-1α, glucose metabolism and type 2 diabetes mellitus. JOE 2016; 229(3): 99-115.
  2. Pinti MV, Fink GK, Hathaway QA, Durr AJ, Kunovac A, Hollander JM. Mitochondrial dysfunction in type 2 diabetes mellitus: an organbased analysis. AJPENDO 2019; 316(2): 268–85.
  3. Santos I, Perez-Belmonte LM, Macias-Gonzalez M, Mataro MJ, Castellano D, Lopez-Garrido M, et al. Type 2 diabetes is associated with decreased PGC1α expression in epicardial adipose tissue of patients with coronary artery disease. JTM 2016; 14(1): 243.
  4. Golbidi S, Mesdaghinia A, Laher I. Exercise in the Metabolic Syndrome. OMCL 2012; 2012(1): 349710.
  5. Lira V A, Benton C R, Yan Z, Bonen A. PGC-1α regulation by exercise training and its influences on muscle function and insulin sensitivity. AJPENDO 2010; 299(2): 145–161.
  6. Sampson M, Clark A, Bachmann M, Garner N, Irvine L, Howe A, et al. Lifestyle Intervention With or Without Lay Volunteers to Prevent Type 2 Diabetes in People With Impaired Fasting Glucose and/or Nondiabetic Hyperglycemia. JAMA Intern Med 2021; 181(2): 168-178.
  7. Tamisier R, Pepin JL, Remy J, Baguet JP, Taylor JA, Weiss JW, et al. 14 nights of intermittent hypoxia elevate day time blood pressure and sympathetic activity in healthy humans. ERJ 2011; 37(1): 119-28.
  8. Verges S, Chacaroun S, Ribuot DG, Baillieul S. Hypoxic conditioning as a new therapeutic modality. Frontier in Pediatric 2015; 3(1): 58.
  9. Burtscher M. Effects of Living at Higher Altitudes on Mortality: A Narrative Review. A&D 2014; 5(4): 274-80.
  10. Mackenzie R, Elliott B. Akt/PKB activation and insulin signaling: a novel insulin signaling pathway in the treatment of type 2 diabetes. Diabetes Metab Syndr Obes 2014; 7(1): 55-64.
  11. Klug L, Mähler A, Rakova N, Mai K, Schulz-Menger J, Rahn G, et al. Normobaric hypoxic conditioning in men with metabolic syndrome. Physiological Reports 2018; 6(24): e13949.
  12. Wang R, Guo S, Tian H, Huang Y, Yang Q, Zhao K, et al. Hypoxic Training in Obese Mice Improves Metabolic Disorder. Frontier in Endocrinology 2019; 10(1): 527.
  13. Banaeifar A, Ebrahimpor S, Tabatabaie H, Ebadi ghahremani M. The effect of resistance training on muscle GLUT4 gene expression blood glucose and insulin resistance in type 2 diabetic rats. SJIMU 2019; 26(6): 46-57. ]Persian[
  14. Gheibi S, Bakhtiarzadeh F, Ghasemi A. A review of high fat diet-streptozotocin model for induction of type 2 diabetes in rat. IJEM 2016; 18(2): 135-48. ]Persian[
  15. Ayachi M, Niel R, Momken I, Billat V L, Mille-Hamard L. Validation of a Ramp Running Protocol for Determination of the True VO2max in Mice. Frontier in Physiology 2016; 7(1): 372.
  16. Tabari E, Mohebbi H, Karimi P, Moghaddami K, Khalafi M. The effect of interval training intensity on PGC-1A skeletal muscle in type 2 diabetic rats. IJDLD 2019; 18 (4): 179-88. ]Persian[
  17. Boyd JC, Simpson CA, Jung ME, Gurd BJ. Reducing the intensity and volume of interval training diminishes cardiovascular adaptation but not mitochondrial biogenesis in overweight/obese men. PLOS One 2013; 8(7): e 68091.
  18. Granata C, Oliveira RS, Little JP, Renner K, Bishop DJ. Training intensity modulates changes in PGC1α and p53 protein content and mitochondrial respiration, but not markers of mitochondrial content in human skeletal muscle. The FASEB Journal 2015; 30(2): 959-70.
  19. Li L, Pan R, Li R, Niemann B, Aurich A-C, Chen Y, et al. Mitochondrial biogenesis and peroxisome proliferator–activated receptor-γ coactivator-1α (PGC-1α) deacetylation by physical activity: intact adipocytokine signaling is required. Diabetes 2011; 60(1): 157-67.
  20. Su S, Zhang C, Zhang F, Li H, Yang X, Tang X. The association between leptin receptor gene polymorphisms and type 2 diabetes mellitus: A systematic review and meta-analysis. DRCP 2016; 121(3): 49–58.
  21. Chen CY, Tsai YL, Kao CL, Lee SD, Wu MC, Mallikarjuna K, et al. Effect of mild intermittent hypoxia on glucose tolerance, muscle morphology and AMPK-PGC-1alpha signaling. CJP 2010; 53(1)62–71.
  22. Rahimifardin S, Siahkohian M, karimi P, Bolboli L, Farhadi H. The simulated height promotes PGC1α related- adaptive pathway toward angiogensis further than aerobic training in the heart tissue of Wistar male rats. Studies in Medical Sciences 2018; 29(9): 669-78. ]Persian[
  23. Woolcott OO, Ader M, Bergman RN. Glucose Homeostasis During Short term and Prolonged Exposure to High Altitudes. Endocrine Reviews 2015; 36(2): 149-73.
  24. Li J, Li Y, Atakan M M, Kuang J, Hu Y, Bishop D J, et al. The molecular adaptive responses of skeletal muscle to high intensity exercise/training and hypoxia. Antioxidants 2020; 9(8): 656.
  25. Lin CH, Ho CW, Chen LC, Cheng CC, Wang YW, Chiou CP, et al. Effects of a 12-week exercise training on insulin sensitivity, quality of life, and depression status in patients with type 2 diabetes. JMS 2017; 37(6): 227-36.
  26. Faramoushi M, Amir Sasan R, Sari Sarraf V, Karimi P. Effect of simulated intermittent altitude on the metabolic and hematologic parameters in streptozotocin induced diabetic rats. JARUMS 2016; 16(1): 53-64. ]Persian[
  27. Reusch JE, Bridenstine M, Regensteiner JG. Type 2 diabetes mellitus and exercise impairment. REMD 2013; 14(1): 77–86.
  28. Pirouz M, Nourshahi M. The effect of eight weeks of training in hypoxia-normobaric conditions and normal conditions on VEGF concentration, serum erythropoietin, VO2max and fatigue index. SSRJB 2013; 10(3): 19-31. ]Persian[