‌ Effect of 8 Weeks Aerobic Training on Plasma Apolipoprotein M Levels in Normal and overweight Women

Document Type : Research Paper

Authors

1 Master of Exercise Physiology, School of Physical Education and Sport Sciences, University of Mazandaran, Mazandaran, Iran

2 Associate Professor of Exercise Physiology, School of Physical Education and Sport Sciences, University of Mazandaran, Mazandaran, Iran

3 Assistant Professor of Exercise Physiology, School of Physical Education and Sport Sciences, University of Mazandaran, Mazandaran, Iran

Abstract

Introduction: Apolipoprotein M is a new protein located in HDL and has the ability to connect to the cholesterol. There is limited information available regarding the effect of exercise training on circulating levels of apoM. The purpose of this study was to investigate the effect of aerobic exercise on serum apolipoprotein M in normal weight and overweight women.
Material and methods:A totallof twenty nine healthy women (31.86 ± 7.04 years) divided in to the  two groups based on body mass index: Normalweight (BMI ≤24.9, n =15) and overweight women (BMI ≥25, n =14).The aerobic training program was carried out for 8 weeks, 3 sessions per week at 40-80% of maximal reserved heart rate. Duration of each session was 25 minutes in the first week and it increased up to 45 minutes in the 8th week of exercise. At the beginning and the end of training period, plasma level of apolipoprotein M, HDL, LDL, TG and TC were measured.
Results:Fainally 8 weeks of aerobic exercise in normal-weight and overweight women significantly increased the plasma levels of apolipoprotein M, LDL and total cholesterol. while the HDL and TG in both groups showed little change. In addition, after 8 weeks of exercise, there was negatively significant correlation between plasma  apolipoprotein M level with, BMI and waisttine to hip ratio in all Subjects.
Conclusion: The results of this study suggested that plasma level of apolipoprotein M increase after aerobic exercise training. However, diet control is necessary to determination the exact effect exercise, training on plasma apolipoprotein M levels alterations.
Acknowledgment: This study was supported by University of Mazandaran. There was not any conflict of interest in doing this research.

Keywords

Full Text

مقدمه

امروزه شیوع بیماری عروق کرونر و سندرم متابولیک در ایرانیان به وفور مشاهده می­شود(1). چاقی شکمی و دیس لیپیدمی آتروژنیک[1] از جمله مولفه­های مهم بروز این بیماری­هاست (2). ویژگی دیس لیپیدمی به صورت غلظت تری­گلیسیرید، کلسترول تام و کلسترول-LDL بالا و غلظت کلسترول-HDL پایین گزارش می­شود. سطوح لیپوپروتئین و کلسترول-HDL سرم به­ترتیب عاملی برای پیش­گویی خطرات بیماری عروق کرونری و بیماری قلبی- عروقی[2] در نظر گرفته­ می­شوند (3). چاقی و مقاومت انسولینی سطوح کلسترول- HDL را کاهش می­دهدبه­طوری­که افراد چاق با شاخص توده­ی بدنی (BMI)[3] بالای 30 کیلوگرم بر متر مربع، کلسترول- HDL پایینی با وجود یا عدم وجود افزایش تری­گلیسیرید دارند (4). در افراد علاوه بر کاهش سطوح کلسترول-  HDLترکیب پروتئینی آن هم دست­خوش تغییر می شود (5). محققان اثرات حفاظت کننده قلبی HDL[4] را با این پروتئین­ها مرتبط می­دانند. از جمله این پروتئین­های مهم آپولیپوپروتئین  [5]E(Apo E)، آپولیپوپروتئینA- I (Apo AI)[6]، آپولیپوپروتئینM   (ApoM)[7] و کلسترین[8] را می­توان نام برد (5).

Apo M پروتئینی با وزن ملکولی 25 کیلو دالتون است که در سال 1999 توسط دالبک[9] و ژو[10] برای اولین بار در شیلومیکرون  آزمودنی­های انسانی کشف شد (4). Apo M اساسا در HDL اما به­مقدارکم­تر در VLDL،  LDLو شیلومیکرون واقع شده است (6، 8). این پروتئین در سلول­های کبدی بیان شده و پس از ترشح به جریان خون به سایر لیپوپروتئین­های پلاسما متصل     می­شود. Apo M به واسطه­ی ساختارش توانایی اتصال به کلسترول را دارد (9). مطالعات متعددی نشان می­دهند HDL حاوی Apo M به طور معنی­داری کلسترول آزاد بیشتری نسبت به HDL فاقد Apo M داشته است. به علاوه HDL حاوی Apo M به طور موثرتری مهارکننده­ی اکسیداسیون LDL و محرک بیشتر جریان کلسترول، نسبت به HDL فاقد Apo M بوده است (10).

فعالیت ورزشی هوازی آمادگی قلبی تنفسی افراد را بهبود بخشیده و خطر بیماری قلبی- عروقی را کاهش می­دهد. نتایج متعددی فعالیت هوازی منظم را علت افزایش غلظت HDL و بهبود نیم­رخ لیپوپروتئینی پلاسما می­دانند، بنابراین افراد فعال در مقایسه با افراد غیرفعال با خطرات قلبی- عروقی کمتری مواجه هستند (11-13). علاوه بر فعالیت بدنی تاثیر چاقی بر کلسترول- HDL با مصرف مواد غذایی تنظیم می­شود، به­طوری­که کالری دریافتی و کالری مصرفی به­طور معنی­داری بر غلظت کلسترول- HDL اثر دارند. مطالعات تاییدکننده این موضوع است که کاهش وزن تثبیت شده با افزایش کلسترول- HDL همراه است (14). براساس بررسی­های انجام شده به نظر می­رسد تاکنون پژوهشی در زمینه اثر فعالیت ورزشی بر Apo M صورت نگرفته است، همچنین با توجه به اهمیت نقش تمرین هوازی در بهبود نیم­رخ لیپیدی، هدف پژوهش حاضر بررسی تغییرات این آپولیپوپروتئین پس از یک دوره فعالیت هوازی در زنان با وزن طبیعی و دارای اضافه وزن است.

 

روش­ کار

جامعه آماری تحقیق حاضر زنان 20 - 45 ساله تشکیل می­دادند. 29 نفر از افراد داوطلب (04/7±86/31 سال) به عنوان نمونه تحقیق انتخاب شدند. ملاک انتخاب آزمودنی­ها، عدم ابتلاء به انواع بیماری­های قلبی- عروقی و تنفسی و سیکل قاعدگی نامنظم بود که براساس پرسش­نامه سلامتی تعیین شد. همچنین آزمودنی­ها تحت درمان با هیچ دارو و تحت رژیم­های غذایی خاص (کم کالری، کم چربی، پر پروتئین) نبودند که با پر کردن پرسش­نامه­ی یادآمد غذایی 3 روزه تعیین شد. از آزمودنی­ها خواسته شد تا در برنامه غذایی خود تغییری ایجاد نکنند. این افراد در 6 ماه اخیر نیز در هیچ برنامه­ی ورزشی منظمی شرکت نداشتند. آزمودنی‌ها با توجه به شاخص توده­ی بدنی به دو گروه زنان سالم با وزن طبیعی (9/24BMI≤ ،15n=) و زنان دارای اضافه وزن (25BMI≥ ،14n=) تقسیم شدند. برنامه­ی تمرین هوازی پیاده روی شامل 8 هفته تمرین هوازی و 3 جلسه در هر هفته بود. برنامه آزمودنی­ها در هفته اول با شدت 40-45% حداکثر ضربان قلب ذخیره و به مدت 25 دقیقه شروع شد تا در هفته چهارم به 45 دقیقه با 70-80 % حداکثر ضربان قلب ذخیره رسید. این شدت تا پایان هفته هشتم ادامه یافت (هر هفته 5 دقیقه به زمان و 5 % به شدت افزوده شد). هر جلسه­ی تمرین شامل 15 دقیقه گرم کردن با انواع دویدن، حرکات کششی و 45 دقیقه پیاده­روی بود. در انتهای هر جلسه سرد کردن با اجرای حرکات کششی و  نرمشی به مدت ۱۰ دقیقه انجام شد. ضربان قلب بیشینه از فرمول (سن- ۲۲۰) محاسبه شد و ضربان قلب تمرینی هر فرد با استفاده از ضربان بیشینه و استراحتی از روش کارونن محاسبه شد. ضربان قلب نشان= (ضربان قلب بیشینه- ضربان استراحت) × شدت تمرین – ضربان قلب استراحت شدت تمرین در هر جلسه با استفاده از ضربان‌سنج پولار کنترل شد. درصد چربی بدن با اندازه‌گیری ضخامت چین پوستی در نواحی سه سربازویی، فوق خاصره و ران با استفاده از کالیپر و معادله­ی سه نقطه‌ای جکسون - پولاک (1980) محاسبه گردید.

درصد چربی بدن = / 495) BD( - 450 BD= 099421/1- 0009929/0 (مجموع سه چین پوستی) + 0000023/0 2(مجموع سه چین پوستی) - 0001392/0 (سن حداکثر اکسیژن مصرفی از طریق آزمون راکپورت اندازه­گیری شد. از افراد شرکتکننده در این آزمون خواسته شد تا بعد از گرم کردن مسافت 1600 متر را با نهایت سرعت پیاده­روی نمایند. ضربان قلب آزمودنی­ها طی انجام آزمون از طریق ضربان سنج پولار کنترل شده و زمان با کرنومتر ثبت شد. نبض آزمودنیها 5 ثانیه بعد از اتمام آزمون برآورد شد. ارزیابی Vo2max از طریق فرمول زیر صورت گرفت.  Vo2max=(وزن بدن به کیلوگرم ×1692/0) - 85/132  -  (سن× 3877/0)+  (جنس × 315/6)-

(زمان با دقت صدم ثانیه× 2649/3) - (ضربان قلب در دقیقه × 1565/0)

 نمونه گیری خون آزمودنی­ها در مرحله میانی فاز لوتئال         (20 - 23 روز بعد از شروع سیکل ماهانه) بر اساس تاریخ­ سیکل­های ماهانه 6 ماه گذشته آنها گرفته شد. با توجه به این­که در یک سیکل طبیعی، سطوح استروژن در مرحله میانی فاز لوتئال دارای نوسانات کمتری است. لذا به منظور جلوگیری از تداخل اثر هورمون استروژن، این مرحله به عنوان زمان نمونه­گیری پیش و پس آزمون انتخاب شد. نمونه­گیری خون 24 ساعت قبل از اولین  و 48 ساعت بعد از آخرین جلسه تمرین انجام گرفت. برای همسان­سازی زمان نمونه گیری به منظور کنترل ریتم شبانه روزی، نمونه­گیری ابتدا و انتهای دوره تمرین در  حدود ساعت 7 - 8 صبح انجام گرفت. از ورید بازویی هر آزمودنی CC 5 خون گرفته شد و نمونه­ها در لوله‌های حاوی ماده ضد انعقاد خون (EDTA) جمع آوری و سریعاً سانتریفوژ (با سرعت 3500 دور در دقیقه به مدت 15 دقیقه) گردید. پلاسمای به دست آمده تا زمان آزمایش در فریزر 70- درجه نگهداری شد. سطوح آپولیپوپروتئین M پلاسمایی با روش الایزا و با استفاده از کیت (CUSABIO BIOTECH, China)، مطابق با دستورالعمل کارخانه­ی سازنده اندازه­گیری شد. حساسیت روش مذکور 39/0 نانوگرم در میلی­لیتر بود. اندازه­گیری غلظت LDL از روش فریدوال و همکاران و برای اندازه­گیری غلظت TC ،HDL  و TG  به ترتیب از روش  آنزیمی فتومتریک و رنگ سنجی با استفاده از کیت شرکت پارس آزمون ارزیابی گردید.

برای تجزیه و تحلیل آماری نتایج پس از تایید طبیعی بودن     داده ها با آزمون کلموگروف-اسمیرنوف، برای مقایسه میانگین تغییرات قبل و بعد از 8 هفته تمرین در متغیرهای پژوهش از آزمون تی همبسته و برای بررسی تغییرات بین گروه­های پژوهش از آزمون تی مستقل استفاده شد. محاسبه­های آماری توسط نرم افزار SPSS انجام گرفت و سطح معنی­داری آزمون­ها 05/0p< در نظر گرفته شد.

 

نتایج

اطلاعات مربوط به ویژگی پیکرسنجی در دو گروه دارای وزن طبیعی و دارای اضافه وزن در جدول1 آورده شده است. با مقایسه ابتدا و انتهای 8 هفته تمرین هوازی در گروه زنان دارای وزن طبیعی و دارای اضافه وزن درصد چربی کاهش معنی­دار (05/0p<) داشت.

درحالی­که­ حداکثر اکسیژن مصرفی در هر دو گروه افزایش یافت. وزن، نسبت دورکمر به باسن و شاخص توده بدنی در هر دو گروه زنان دارای اضافه وزن و دارای وزن طبیعی پس از 8 هفته تمرین هوازی تغییر معنی­داری نداشت. یافته­های مربوط به غلظت پلاسمایی متغیرهای اندازه­گیری شده در دو گروه زنان دارای وزن طبیعی و دارای اضافه وزن در جدول2 آورده شده است. لیپوپروتئین کم چگال، کلسترول تام و Apo M پس از 8 هفته تمرین هوازی در زنان دارای وزن طبیعی افزایش معنی­دار (05/0p<) داشت. در گروه زنان دارای اضافه­وزن نیز کلسترول تام و Apo M پس از 8 هفته تمرین هوازی افزایش معنی­داری را نشان داد (05/0p<) (نمودار1).

بین دو گروه زنان دارای وزن طبیعی و دارای اضافه وزن در کلیه متغیرها هیچ تفاوت معنی­داری مشاهده نشد. در جدول3 اطلاعات همبستگی متغیرها با Apo M در ابتدا و انتهای 8 هفته تمرین هوازی در کلیه آزمودنی­ها آورده شده است. M Apo پلاسما در ابتدای پژوهش تنها با نسبت دورکمر به باسن رابطه معکوس و معنی­داری را (05/0p<) نشان داد. اما در انتهای 8 هفته تمرین هوازی Apo M با شاخص توده بدنی و نسبت دور کمر به باسن ارتباط معکوس و با لیپوپروتئین پرچگال ارتباط مستقیم و معنی­داری (05/0p<) داشت.

 

بحث

مهم­ترین یافته­ی پژوهش حاضر افزایش معنی­دار ApoM در کلیه آزمودنی­ها پس از گذشت 8 هفته تمرین هوازی است، بر اساس بررسی­های انجام شده تاکنون پژوهشی در زمینه تاثیر تمرینات ورزشی بر سطوح درگردش ApoM گزارش نشده است. تنها مطالعه­ی مداخله­ای بر انسان­ها بررسی صورت گرفته توسط یانگ و همکاران[11] 2011 است که اثر سیمواستاتین[12] بر تنظیمات ApoM را بررسی کرده است (14). این مطالعه نشان داد که ApoM هدف سیمواستاتین برای تنظیم چربی­هاست، به­علاوه ApoM روند جدیدی برای افزایش سطح HDL و توسعه فرایند انتقال معکوس کلسترول به­وسیله­ی استاتین می­باشد (14). با توجه به این نتایج در پژوهش حاضر همراه با افزایش معنی­دار ApoM پس از 8 هفته تمرین هوازی انتظار می­رفت سطوح  HDL پلاسما افزایش یابد. اما نتایج پژوهش حاضر عدم تغییر HDL پلاسما پس از 8 هفته تمرین هوازی را نشان داد. مطالعات متعددی در مورد پاسخ ورزش به انواع لیپوپروتئین صورت گرفته است که تمرینات ورزشی را عاملی برای بهبود نیم­رخ لیپوپروتئینی و افزایش غلظت HDL به­همراه کاهشLDL ، تری گلیسیرید و نقش سودمند فعالیت بدنی بر مقاومت بیشتر LDL در برابر فرایند اکسیده شدن معرفی کرده­اند (11-13). از طرفی محققان، تنظیم کلسترول- HDL را علاوه بر فعالیت بدنی با مصرف مواد غذایی و جریان انرژی کل مرتبط می­دانند. به­طوری­که به ازای هر کیلوگرم کاهش وزن در آزمودنی­هایی که وزن­شان ثابت شده است، 009/0 میلی مول بر لیتر افزایش در کلسترول- HDL مشاهده شد (4). این مطالعه افزایش کلسترول- HDL را با سطوح آنزیم لیپوپروتئین لیپاز[13] و لیسیتین کلسترول اسیل ترانسفر[14] مرتبط می­داند که به استری شدن کلسترول و بهبود روند انتقال معکوس کلسترول کمک می­کنند (4). اما از آنجا­که در پژوهش حاضر تغییرات وزن آزمودنی­ها محسوس و معنی­دار نبوده است، به نظر می­رسد علت عدم افزایش معنی­دار HDL علی رغم افزایش  Apo/M، تغییر غیرمعنی­دار وزن باشد.

 در مطالعه­ای مروری با بررسی اثر فعالیت بدنی بر فاکتورهای مرتبط با بیماری قلبی عروقی بیان شده است که فعالیت بدنی منجر به کاهش سطوح LDL و Apo Bبه­همراه افزایش HDL و  Apo AI می­شود (15). نتایج پژوهش حاضر که حاکی از افزایش معنی­دار کلسترول تام و LDL به همراه عدم تغییر  HDL پس از هشت هفته تمرین هوازی است با یافته های پیشین هم­خوانی ندارد. از آنجایی­که نمونه­های پژوهش حاضر انسان بودند، شاید بتوان عدم کنترل دقیق برنامه غذایی افراد و تغذیه نامناسب را علت افزایش سطوح LDL دانست. تنها مطالعه کریستوفرسن و همکاران[15] 2008، همسو با نتایج پژوهش حاضر افزایش Apo/M را با کلسترول تام پلاسما مرتبط می­دانند، این مطالعه با تولید موش­های ترانس­ژنیک حاوی  Apo/Mانسانی و مقایسه با موش­های فاقد Apo/M نشان دادند که بیان بالای  Apo/M منجر به افزایش غلظت کلسترول تام پلاسما می­شود در حالی­که فقدان بیان آن منجر به کاهش سطوح کلسترول تام پلاسما شده است، اما مکانیسم این افزایش ناشناخته است (16).

برخلاف آن­که به نظر می­رسد تاکنون مطالعه­ای در زمینه اثر فعالیت ورزشی بر Apo/M صورت نگرفته است، مطالعات متعددی درباره ارتباط سنجی Apo/M با نیم­رخ لیپوپروتئینی وجود دارد. همسو با نتایج پژوهش حاضر استر و همکاران[16] در
مطالعه بر مردان چاق و مقاوم به انسولین ارتباط مثبت معنی­داری بین ApoM با HDL  را نشان داده­اند (17). همچنین مطالعه بر افراد سالم ارتباط مثبتی بین ApoM با LDL و HDL را نشان می­دهد، در حالی­که این ارتباط در کلسترول-LDL بیشتر از ارتباط با کلسترول-HDL است، با وجود آن­که Apo M اساسا درHDL  واقع شده است (18). تنها ارتباط معکوس معنی­داری بین  ApoMبا شاخص توده­ی بدنی و نسبت دورکمر به باسن در کلیه آزمودنی­ها دیده شده است که این نتایج همسو با نتیجه دولارت و همکاران[17]، روی بیماران با سندرم متابولیک است (19). اما فاکتورهای مرتبط با این ارتباط ناشناخته است.

 

نتیجه گیری

به­طورکلی نتایج پژوهش حاضر حاکی از افزایش سطوح  Apo/M پلاسمایی پس از 8 هفته تمرین هوازی در هر دو گروه زنان دارای اضافه وزن و دارای وزن طبیعی است اما مکانیسم این افزایش ناشناخته است. به نظر می­رسد برای تعیین دقیق اثر فعالیت ورزشی بر افراد می­بایست برنامه غذایی آنها را هم تحت کنترل قرار داد. از آنجایی­که تاکنون مطالعه­ای در این زمینه صورت نگرفته است، به منظور درک بیشتر و دقیق نیاز به مطالعات بیشتر ضرورت دارد. 

 


 

References

1. Hosseinpour-Niazi S, Alamdari S, Mirmiran P, Hoseeini-Esfahani F, Azizi F. Inflammatory Markers, the Metabolic Syndrome and Body Mass Index in Adults. Iranian J Endocrinol Metab 2013;15(3):237-243.
2. Agha-Alinejad H, Farzad B, Salari M, Kamjoo S, Piri M, Bayati M. Prevalence of Overweight and Obesity and their Relation with Physical Fitness among Tehranian Children of Preschool Age. Iranian J Endocrinol Metab 2013;15(4):370-377.
3. Onat, A. Dynamics in Cardiometabolic Risk among Turkish Adults: Similarities to that in Iranians?. IJPM 2011; 2(2):56-63.
4. Mooradian A, J Haas M, Wehmeier  K R , C.W Wong N. Obesity-related Changes in  High-density Lipoprotein Metabolism. Obesity 2008; (16):1152-1160.
5. Hu Y, L Zheng W, Wang Q. Characteristics of apolipoprotein M and its relation to atherosclerosis and diabetes. Biochim Biophys Acta 2010; 1801(2):100-105.
6. Luo G, Zhang X, Nilsson-Ehle P, Xu N. Apolipoprotein M. Lipids Health Dis 2004; 3(21):1-5.
7. Xu N, Dahlback B. A Novel Human Apolipoprotein (apoM). J biologic chemis 1999; 274(44):31286-31290.
8. Christoffersen  Ch, Nielsen LB, Axler O, Andersson A, Johnsen A H, Dahlback B. Isolation and characterization of human apolipoprotein M-containing lipoproteins. J Lipid Res 2006; 47(2):1833-1843.
9. Mulya A, Seo J, L Brown A, K Gebre A, Boudyguina E, S Shelness G, et al. Apolipoprotein M expression increases the size of nascent pre beta HDL formed by ATP binding cassette transporter A1. J Lipid Res 2010; 51(3):514-524.
10. Nielsen LB, Christoffersen CH, Anstrom J, Dahlback B. ApoM: gene regulation and effects on HDL metabolism. Trends Endocrinol Metab 2009; 20(2):66-71.
11. Fahlman MM, Boardley D, Lambert CP, G Flynn M. Effects of endurance training and resistance training on plasma lipoprotein profiles in elderly women. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 2002; 57(2):54-60.
12. Brites F, Verona J, Geitere CD, Fruchart J ch, Castro G, Wikinski R. Enhanced cholesterol efflux promotion in well-trained soccer players. Metabolism 2004; 53(10):1262-1267.
13. Kraus W E, Slentz C A. Exercise training, lipid regulation, and insulin action: a tangled web of cause and effect. Obesity 2009; 17(3):21-26.
14. Yang L, Zhao SH.  Effect of simvastatin on the expression and regulation mechanism of apolipoprotein M. Int J Mol Med 2010; (29):510-514.
15. Ahmed HM, Blaha MJ, Nasir K, Rivera JJ, Blumenthal RS. Effects of Physical Activity on Cardiovascular Disease. Am J Cardiol 2012; 109(2):288-295.
16.Christoffersen C, Jauhiainen M, Mosr M, Porse B, Ehnholm CH, Boesl M, et al.Effect of apolipoprotein M on high density lipoprotein metabolism and atherosclerosis in low density lipoprotein receptor knock-out mice. J Biol Chem 2008; 283(4):1839-1847.
17. Esther MM, Watts GF, C Chan D, Nielsen LB, Plomgaard P,Dahlbäck B, et al. Association of apolipoprotein M with high-density lipoprotein kinetics in overweight-obese men. Atherosclerosis 2010; 210(1):326-330.
18. Axler O, Ahnstrom J, Dahlback B. An ELISA for apolipoprotein M reveals a strong correlation to total cholesterol in human plasma. J Lipid Res 2007; 48(8):1772-1780.
19. Dullaart R, Plomgaard P, Vries RD, Dahlback B, Nielsen LB. Plasma apolipoprotein M is reduced in metabolic syndrome but does not predict intima media thickness. Clin Chim Acta 2009; 406(1-2):129-133.
medical journal of mashhad university of medical sciences
Volume 57, Issue 7 - Serial Number 7
November and December 2014
Pages 852-858

Files

Share

How to cite

Statistics