نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشگاه ملی بناب
2 استادیار، گروه فیزیولوژی و فارماکولوژی دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی زنجان، زنجان، ایران
چکیده
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Introduction: The aim of this research was to investigate the effect of twelve weeks aerobic exercise with moderate intensity on BDNF, and TNF-α in 50-65 years old women with metabolic syndrome.
Methods: A total of24 women with metabolic syndrome (Mets) took part voluntarily and divided in to two groups Mets exercise (ME), Mets control (MC). ME group participated in an aerobic exercise training (AT) program (12 weeks) three session per week each session containing tree performing parts and two rest parts. Also, blood samples were conducted before and after training for evaluating level of BDNF, and TNF-α. Data were analyzed using Pearson coefficient, paired-samples T-Test, and independent samples T-Test.
Results: BDNF after three months significantly was increased, TNF-α after three month exercise was significantly decreased (P≤0.05). Also there was not significantly different in BDNF and TNF-α Pre and post test on control group (P≥0.05).
Conclusion:These findings indicated that twelve week aerobic exercise with moderate intensity ameliorate metabolic risk factors that’s the reason of decreasing pre inflammatory factor, and increasing BDNFs level.
کلیدواژه‌ها [English]
مقدمه
افزایش سن و سندروم متابولیک همراه با افزایش التهاب خفیف می‌باشد (1). سندروم متابولیک به حضور حداقل سه عامل از بنج عوامل خطر اطلاق می‌شود این عوامل عبارتند از: چربی دور کمر بیشتر از 94 سانتی متر، تری گلیسیرید بالاتر از 150، سطح HDL-c[1] کمتر از 40، هایپرگلیسیمی (گلوکز بیشتر از 110) و فشار خون بالاتر از 85/130 (2,3). بافت چربی نقش مهمی در علت شناسی سندروم متابولیک دارد. تک تک موارد مطرح در سندروم متابولیک ارتباط نزدیک با افزایش سایتوکاین های پیش التهابی دارد (3). بافت چربی همچون غده درون ریزی که آدیپوسایتوکاین و سایتوکاین را ترشح می‌کند عمل نموده و این امر به صورت غیر مستقیم بر سطح IL-6[2] تاثیر می‌گذارد (4-6). عوامل التهابی همچون IL-6 قابلیت عبور از سد خونی را دارند (7). عوامل التهابی طی مکانیزمی موجب جلوگیری از افزایش بیان عامل رشدی مشتق از مغز می‌گردد. BDNF[3] عامل نوروتروفیکی است که موجب بقاء و شکل گیری نورون و نروژنز می‌گردد (8,9). بیان بیش از اندازه‌ی IL-6 و TNF-α[4] تخریب سلول‌های نورونی را افزایش می‌دهد (8,10). افزایش سطوح گلوکز، TNF-α و IL1β[5] موجب کاهش بیان BDNF می‌شود (12,11,9). BDNFاز طریق کاهش بیان ژن گلوکونئوژنز موجب کاهش تولید گلوکز کبدی می‌گردد (11). افزایش مزمن گلوکز خون و فشار خون در بیماران مبتلا به سندروم متابولیک خود مانع نروژنز خواهد گردید که در نتیجه این احتمال وجود دارد که با کاهش BDNF حجم مغز نیز کاهش یافته و در پی آن، کاهش عملکرد شناختی اتفاق بیفتد (13). نتایج تحقیقات بنیادی نشان از رابطه کاهش بیان BDNF با سندروم متابولیک می‌باشد. در این میان سانگ و همکاران (2014) در تحقیق کاربردی به بررسی تاثیر 12 هفته ورزش و آنامارییا و همکاران (2011) به بررسی تاثیر 8 هفته تمرین بر سطوح عوامل التهابی و BDNF افراد چاق و دیابتی پرداختند علاوه بر اینکه نوع بیماری آزمودنیهای سانگ و همکاران (2014) با تحقیق حاضر متفاوت است میانگین سنی آزمودنیها نیز تفاوت دارد (14,15). برخی نیز تاثیر 6 هفته تمرین بر سطوح BDNF افراد مبتلا به سندروم متابولیک را بررسی نمودند و به عوامل التهابی که از عوامل موثر بر سطوح BDNF می‌باشند نپرداختند (16). تفاوت آزمودنیهای بابایی و همکاران (2013) با تحقیق حاضر در طول مدت زمان ابتلا به بیماری سندروم متابولیک و جنسیت آزمودنیها نیز می‌باشد (16). از عوامل بسیار مهم بر سطوح BDNF، مدت زمان ابتلا به سندروم متابولیک می‌باشد که آزمودنی های بابایی و همکاران (2013) در مرحله ابتدایی بیماری بودند ولی آزمودنیهای تحقیق حاضر در مرحله پیشرفته بودند. با توجه به تفاوت‌های موجود در جنسیت، شدت، مدت، طول دوره تمرین و نوع بیماری آزمودنیها در تحقیقات فوق الذکر با تحقیق حاضر انجام این تحقیق اهمیت پیدا می‌کند. در این تحقیق تاثیر یا عدم تاثیر سه ماه تمرین هوازی با شدت متوسط بر عوامل التهابی و میزان BDNF زنان 50-65 ساله‌ی مبتلا به سندروم متابولیک مورد بررسی قرارمی گیرد.
روش کار
این مطالعه از نوع بررسی‌های کاربردی می‌باشد که در زمستان 1394 در مجموعه توان بخشی ایثار استان زنجان به روش تجربی انجام شد. طرح پژوهشی شامل پیش آزمون و پس آزمون با یک گروه شاهد و یک گروه تجربی می‌باشد.
جامعه آماری پژوهش، همسران شهید 50 تا 65 ساله‌ی مبتلا به سندروم متابولیک شهرستان زنجان بودند. پس از پخش آگهی در اداره کل بنیاد شهید و امور ایثارگران استان زنجان، در آغاز تحقیق تعداد 24 زن میانسال داوطلب شهر زنجان (50 تا 65 ساله) برای اخذ مجوز حضور در فعالیت جسمانی مد نظر پژوهش، توسط پزشک از لحاظ سوابق بیماری و ناراحتیهای جسمانی، مشکلات روانشناختی و خواب و فشارخون معاینه شدند و در صورت نیاز از برخی از آنها تست سلامت قلب به عمل آمد. هیچ یک از آزمودنیها در طی یک سال گذشته، سابقه شرکت در فعالیت بدنی منظم نداشتند. لازم به ذکر است که در این تحقیق از ملاک ATPIII (Adult treatment panel iii)، برای شناسایی شاخصهای خطر متابولیک استفاده شد که به حضور سه از پنج این موارد (دور کمر بیش از 94 سانتیمتر، تریگلیسریدخون بیشاز 150 میلیگرم بر دسیلیتر، HDL خون کمتر از 40 میلیگرم بر دسیلیتر، فشار خون بیش از 85/130 میلیمترجیوه و گلوکز خون ناشتای بالاتر از 110 میلیگرم بردسیلیتر) در فرد، فرد مورد نظر به عنوان شخص مبتلا به سندروم متابولیک لحاظ گردید (2). به بیان دیگر، افراد داوطلب در صورت دارا بودن سه و یا بیش از سه شاخص خطر متابولیک بر اساس ملاک ATPIII، به عنوان آزمودنی دارای سندروم متابولیک لحاظ شدند. ملاک خروج افراد، غیبت بیش از سه جلسه از دوازده جلسه بود. لازم بذکر است که با تشخیص پزشک تیم، آزمودنیهای هر دو گروه شش ماه قبل از شروع تحقیق و همچنین در طول مدت تحقیق هیچ دارویی مصرف نکردند.
گروه تجربی به مدت سه ماه، هر هفته سه جلسه، در زمان معینی از روز (9 تا 12 صبح) با شدت 60 تا 70 % از ضربان قلب ذخیره تمرینات خود را به وسیله تردمیل انجام دادند (16). در هر جلسه، تمرینات در قالب سه ست متوالی با فاصله استراحت 5 دقیقه در بین ست ها انجام می‌شدند. زمان ستهای تمرینی در هفته اول، هشت دقیقه بود و با سپری شدن هر هفته یک دقیقه به مدت زمان ستهای تمرین افزوده میشد. به طوری که در هفته‌ی دوازدهم، تمرین به سه ست 19 دقیقهای رسید. لازم به ذکر است که ضربان قلب استراحتی هر هفته چک میشد و شدت برنامه تمرین از روی آن با استفاده از دستگاه ضربان سنج پلار تنظیم میشد. کل جلساتتمرین با 5 دقیقه گرمکردن (نرمش و تمرینات کششی) آغاز میشد و در پایان نیز 5 دقیقه سردکردن وجود داشت. گروه کنترل در این مدت، از انجام فعالیتبدنی غیرمعمول منظم اجتناب کردند.
خون گیری
از تمام آزمودنیها در دو مرحله شامل پیشآزمون و پس آزمون (بعد از سه ماه تمرین)، خونگیری به صورت ناشتا در ساعت 9 صبح بهعمل آمد. البته لازم به ذکر می‌باشد جهت حذف تاثیرات حاد ورزش از جمله کوفتگی تاخیری و آسیب‌های احتمالی کوچک در ساختار عضله بر میزان BDNF و TNF-α خونگیری در مرحله پس آزمون، چهار روز پس از آخرین جلسه‌ی تمرینی انجام شد (8,17). در هر بار خونگیری، بخشی از نمونههای خونی (2 سیسی) سیاهرگبازوئی در تیوبهای حاوی ماده ضد انعقاد EDTA جمعآوری شدند و پس از سانتریفوژ (12 دقیقه با 3000 دور در دقیقه) و جداسازی سرم، سطوح BDNF و TNF-α به روش الایزا توسط کیت‌های زیر اندازهگیری شد.
کیت ویژه سنجش مقدار BDNF سرم (Adipo Bioscience, USA) با حساسیت کمتر ازng/mL 5/0 و کیت ویژه سنجش مقدار TNF-α (eBioscience, Vienna, Austria) با حساسیت pg/ml 13/0. مقدار گلوکز خون به روش گلوکز اکسیداز و سطوح چربی به روش آنزیماتیک استاندارد (کیت پارس آزمون، کرج، ایران) با استفاده از دستگاه اتوانالایزر بیوشیمی مدل کوباس میرا اندازهگیری شد. ضریب تغییرات این کیت در هر سنجش و بین سنجش‌های مختلف به ترتیب برای تری‌گلیسرید برابر با 82/1% و 6/1%، برای قند خون برابر با 74/1% و 19/1% برای HDL برابر با 15/2% و 28/1% بود.
نحوه محاسبه امتیاز Z
Z امتیاز = انحراف معیار/(لیپو پروتئین پرچگال-40) + انحراف معیار/(150-تری گلیسرید) +انحراف معیار/(110- قند خون ناشتا) + انحراف معیار/(94- دور کمر) + انحراف معیار/(94- فشار خون سیاهرگی)
نحوه محاسبه درصد چربی بدن
درصد چربی بدن آزمودنی ها توسط دستگاه بادی کامپوزیشن مدل OMRON BF500 ساخت کشور آلمان محاسبه گردید.
نحوه محاسبه کالری دریافتی
آزمودنیها مواد غذایی مصرفی روزانه را در برگه یادداشت ثبت نمودند و مواد غذایی مصرف شده در صبحانه، میان وعده ها، نهار و شام توسط نرم افزار N4 محاسبه گردید.
پس از اطمینان ازطبیعی بودن توزیع داده های کسب شده توسط آزمون کولموگروف اسمیرنوف، از درصد فراوانی، میانگین و انحراف استاندارد برای توصیف ویژگی‌های فردی و از آزمون تی مستقل برای بررسی تغییرات بین گروهی و از آزمون تی وابسته جهت بررسی تغییرات درون گروهی استفاده گردید. معنی‌دار بودن تفاوت‌های دادهها در سطح (05/0P≤) محاسبه گردید.
نتایج
در (جدول 1) مقایسه درون گروهی مقادیر شاخص سندروم متابولیک، وزن، درصد چربی، BMI، امتیاز Z، TNF-α و BDNF گروه EM و CM اشاره شده است. نتایج آزمون آماری تی جفتی نشان از تاثیر معنی‌دار تمرین سه ماهه‌ی هوازی بر کاهش (فشار خون، تری‌گلیسرید، سایز دور کمر، BMI، وزن، درصد چربی بدن و TNF-α) و افزایش معنی‌دار (امتیاز Z و BDNF) می‌باشد (جدول 1).
آزمودنیهای گروه ME در طول 12 جلسه تمرین، با میزان پایبندی 91 % در این تحقیق مشارکت نمودند. در مقایسه بین گروهی تفاوت معنیداری در میزان (کل کالری دریافتی،
کالری دریافتی از پروتئین، کربوهیدرات، چربی) پیش آزمون مشاهده نگردید (جدول 2).
در مقایسه بین گروهی میزان فشار خون، دور کمر، گلوکز، تری‌گلیسرید، BMI، وزن، درصد چربی بدن و TNF-α گروه تمرین کرده نسبت به گروه کنترل کمتر بود و این اختلاف از لحاظ آماری معنی‌داراست. همچنین BDNF و امتیاز Z گروه تمرین نسبت به گروه کنترل بیشتر بود و این اختلاف از لحاظ آماری معنی‌دار می‌باشد. لازم به ذکر است اختلاف معنیداری در میزان لیپوپروتئین پرچگال گروه کنترل و گروه تمرین کرده مشاهده نگردید (جدول 3).
بحث
میانگین تری‌گلیسرید، گلوکز، دور کمر، فشار خون، وزن، درصد چربی بدن و شاخص توده بدن پس از سه ماه تمرین هوازی در گروه تمرین کرده نسبت به گروه تمرین نکرده کمتر بود و این اختلاف از لحاظ آماری معنی‌دار است. همچنین میانگین امتیاز Z گروه تمرین کرده پس از سه ماه تمرین هوازی نسبت به گروه کنترل بطور معنیداری بیشتر بود که این افزایش میانگین گواه بهبود وضعیت شاخصهای سندروم متابولیک می‌باشد و نشان از تاثیر سه ماه تمرین هوازی با شدت متوسط بر مجموع امتیاز Z شاخص های سندروم متابولیک است.
انجام سه ماه تمرین هوازی با شدت متوسط موجب کاهش معنی‌دار میانگین TNF-α شد. این نتایج با نتایج اسپوزیتو[6] و همکاران (2003) و گیلن[7] و همکاران (2003) همسو می‌باشد که علت کاهش عوامل پیش التهابی را مربوط به تاثیر ورزش بر کاهش درصد چربی بدن، فشار خون، کاهش دور کمر، BMI می‌دانند (18,19). از مکانیسم‌های موثر در کاهش التهاب به وسیله ورزش بهبود عملکرد سلول های آندوتلیال می‌باشد (20). تمرین ورزشی به طور مستقیم احتمالا از طریق کاهش تولید سایتوکاین بافت آدیپوز، عضله، و سلول های تک هسته ای و به طور غیر مستقیم به وسیله افزایش حساسیت های انسولینی، افزایش عملکرد اندوتلیال و کاهش وزن بدن موجب کاهش عوامل پیش التهابی می‌گردد.
استین اسوولد (2012)، کریستینسین و همکاران (2010) و سانگ و همکاران (2014) عدم تاثیر سه ماه تمرین استقامتی را بر میزان عوامل التهابی گزارش کردندکه با نتایج تحقیق حاضر همخوانی ندارد. علت عدم همخوانی نتایج را می‌توان مربوط به تفاوت مدت زمان تمرین در هر جلسه، تفاوت در زمان خونگیری و تفاوت سطوح عوامل پیش التهابی در پیش آزمون و بالا بودن فشار خون، تری‌گلیسرید، سایز دور کمر نسبت به تحقیق حاضر دانست (15,21,22). بر اساس مطالعات گذشته زمان خونگیری مطلوب برای حذف عوامل تاثیرگذار بر سطوح فاکتورهای التهابی 3 یا 4 روز بعد از آخرین جلسه تمرینی می‌باشد (17).
و سرجیو گومز[8] و همکاران (2013) تاثیر 10 روز فعالیت ورزشی را بر کاهش عوامل التهابی گزارش کردند. این نتایج نشان از این دارد که 10 روز تمرین ورزشی برای کاهش عوامل التهابی کافی نمی‌باشد و فرد باید دوره تمرینی بیشتری را انجام دهد. نتایج تحقیقات فوق الذکر با نتایج تحقیق حاضر همخوانی ندارد و این اختلاف را می‌توان به تفاوت طول دوره تمرین (10 روز در مقابل 12 هفته) و یا به زمان متفاوت خونگیری در پس آزمون ربط داد. در تحقیقات فوق الذکر نمونه گیری یک ساعت بعد از آخرین جلسه تمرینی انجام شد ولی در تحقیق حاضر خونگیری 4 روز پس از آخرین جلسه تمرینی انجام شد (1,23).
میانگین سطوح BDNF گروه تمرین کرده نسبت به گروه کنترل بطور معنیداری بالاتر بود. باتوجه به نتایج حاصل از تحقیق حاضر می‌توان کاهش معنی‌دار TNF-α، گلوکز، تری‌گلیسرید، سایز دور کمر، فشار خون، درصد چربی بدن، وزن و BMI را موثر در افزایش BDNF دانست. کاهش سطوح TNF-α از طریق مکانیسم زیر موجب افزایش بیان BDNF می‌گردد.
NF-κB با اتصال خود به DNA موجب جلوگیری از بیان BDNF می‌گردد. کاهش بیان عوامل التهابی موجب توقف فعالیت NF-κB می‌شود (24-26).
بازگشت BDNF به حالت اولیه در کمتر از یک ساعت و بالا بودن سطح BDNF خون در پس آزمون گروه سندروم متابولیکی تمرین کرده، نشان از افزایش سطوح استراحتی BDNF در تحقیق حاضر می‌باشد زیرا خونگیری پس از 4 روز از آخرین جلسه تمرینی انجام گرفت (27,28).
لازم به ذکر است برخی تحقیقات افزایش سطوح BDNF پلاسما (29) و سرم (30) به دنبال تمرین هوازی را گزارش کرده اند که با یافته های حاضر همخوانی دارد(29،3.) در حالی که سایر مطالعات هیچ نوع تغییر معنیداری در سطوح BDNF را به دنبال تمرین هوازی مشاهده نکردند (31-34). زولادز[9] و همکاران افزایش BDNF پلاسمای افراد جوان را به دنبال پنج ماه تمرین هوازی گزارش کردند (35). برچتولد[10] و همکاران شروع افزایش چشمگیر BDNF را بعد از 14 روز تمرین به وسیله تردمیل را گزارش کردندکه این افزایش تا پایان دوره‌ی 90 روزه‌ی تمرینی ادامه داشت. به‌علاوه، بعد از هفت روز قطع تمرینات، مقدار آن نسبت به گروه کنترل بالا بود (36). نتایج تحقیق حاضر با نتایج تحقیق سانگ و همکارانش (2014) همخوانی دارد که از دلایل افزایش میزان BDNF می‌توان به کاهش معنیداری وزن، BMI و درصد چربی بدن در هر دو تحقیق اشاره نمود.
ابوالفضل شایان و همکاران (2015) نیز بیان کردند 5 هفته تمرین استقامتی با شدت 70-85 % از حداکثر ضربان قلب به مدت 40 دقیقه روی پیست هر هفته 3 روز موجب افزایش معنی‌دار BDNF دانشجویان پسر کم تحرک گردید. یافته‌های شایان و همکاران همسو با نتایج تحقیق حاضر می‌باشد. یکی از دلایل مهم در همخوانی نتایج یکسان بودن زمان خونگیری می‌باشد (37).
در تحقیق بابایی و همکاران سطوح BDNF پایه در آزمودنیهای مبتلا به سندروم متابولیک بالاتر از مقادیر پیش آزمون تحقیق حاضر می‌باشد که نتایج مشابه بابایی و همکاران در سایر مطالعات گذشته نیز گزارش شده است (1,38,39). در این راستا سووا و همکاران (2006) پیشنهاد کردهاند که افزایش سطوح پایه‌ی BDNF ممکن است بیانگر یک پاسخ جبرانی در مراحل اولیه سندروم متابولیک باشد (38). از طرفی بر مبنای غلظت انسولین، به نظر میرسد که آزمودنیهای مبتلا به سندروم متابولیک که سطوح BDNF بیشتری را نسبت به افراد سالم دارند در مراحل اولیه این عارضه هستند (38,39). نتایج تحقیق حاضر با نتایج تحقیق بابایی و همکاران همخوانی ندارد. بابایی و همکاران کاهش BDNF را پس از شش هفته تمرین هوازی باشدت متوسط را به علت افزایش پردازش سلولی گزارش کردند (40) . درحالیکه در تحقیق حاضر سه ماه تمرین هوازی باشدت متوسط موجب افرایش سطح BDNF گردید. از دلایل عدم همخوانی نتایج می‌توان به تفاوت در مدت زمان مبتلا بودن به بیماری و تفاوت‌های جنسی آزمودنیها اشاره نمود (41).
نتیجه گیری
انجام سه ماه تمرین هوازی با شدت متوسط موجب کاهش معنی‌دار درصد چربی، فشار خون، وزن، تری‌گلیسرید و BMI گردید که همین تغییرات از عوامل و دلایل کاهش TNF-α در تحقیق حاضر می‌باشد. کاهش گلوکز و عوامل التهابی در اثر سه ماه تمرین هوازی نیز از دلایل افزایش بیان BDNF می‌باشد.
)