The effect of 8 weeks aerobic exercise on Nesfatin-1 and acylated Ghrelin in young obese men

مقدمه

افزایش شیوع چاقی و به­دنبال آن بروز اختلالات متابولیکی وابسته به چاقی و بیماری­های مرتبط با آن، پژوهشگران را در جهت درک بیشتر از مکانیسم افزایش تودۀ چربی که علت اصلی آن اختلالات متابولیکی است ترغیب کرده است (1-7). هیپوتالاموس مرکز تنظیم کننده انرژی و وزن بدن است که نوروپپتیدهای گرلین[1]، پپتید شبه گالانین و هورمون ضد اشتهای نسفاتین را ترشح می‌کند (9،8).

نسفاتین از پروتئینی به نام NUCB2[2] که یک نوروپپتید ترشحی از هسته هیپوتالاموس است و با کاهش جذب غذا در کنترل وزن بدن نقش دارد، مشتق می­شود (10). نسفاتین-1، نسفاتین-2 و نسفاتین-3 بخش­های مشتق شده از NUCB2 هستند که در این بین نسفاتین-1 با عبور از سد خونی مغز، نشانه­ای از وضعیت اشتها است که اثر ضد اشتهایی دارد (11-13). نورون­های تولید کننده نسفاتین در پاسخ به هایپوگلایسمی فعال شده و در تنظیمات هورمونی مشارکت دارند (14). نسفاتین-1 در فعالیت دستگاه گوارش و تخلیه معده دخالت دارد و غلظت پلاسمایی آن با تغذیه مجدد، ناشتایی، دیابت و فعالیت بدنی تغییر می‌کند (15-20). رامانجانیا3 و همکاران (2010) نشان دادند که بیان نسفاتین-1 بیشتر در بافت چربی زیرجلدی اتفاق می‌افتد و با شاخص تودۀ بدن رابطه دارد (21). فعالیت بدنی نیز محرک اثرگذاری در کاهش یا افزایش سطوح خونی نسفاتین است. هرچند سازوکار دقیق اثر فعالیت بدنی بر نسفاتین-1 در دست نیست، اما عدم تغییر معنی‌دار در سطوح نسفاتین-1 پس از آزمون بی­هوازی RAST و دایره­ای در افراد ورزشکار و پس از یک نوبت فعالیت هوازی در مردان مسن غیرورزشکار گزارش شده است (22،20).

هورمون گرلین نیز یک هورمون اثرگذار در فرایند کنترل اشتها است که به دو شکل فعال گرلین آسیل‌دار و غیرآسیل‌دار در خون در حال گردش است (23،24). سطوح خونی این هورمون، وضعیت گرسنگی را نیز نشان می­دهد و باعث افزایش جذب غذا می‌گردد (24-27). افزایش غلظت گرلین پلاسمایی قبل از وعده غذایی و کاهش آن پس از مصرف غذا نقش آن را در تعادل انرژی نشان می­دهد (28-31). افزایش وزن نیز منجر به کاهش سطوح گرلین در حال گردش می­شود (32،33). گرلین در یک حلقه بازخورد منفی در تنظیم وزن بدن نیز دخالت دارد (34،35). این هورمون یکی از عوامل برهم زننده تعادل کوتاه و بلند مدت انرژی در حین فعالیت بدنی است که بر این اساس اثر تمرینات بدنی بر تغییرات این پپتید نیازمند بررسی بیشتری است. گزارش شده است هشت هفته فعالیت هوازی بر غلظت گرلین آسیل‌دار اثر معنی­داری ندارد (36). در حالی که مارتینز4 و همکاران (2010) افزایش معنی­داری را در سطوح ناشتایی گرلین آسیل‌دار پلاسما در اثر 12 هفته تمرین هوازی مشاهده کردند (33). هرچند در حوزه فعالیت بدنی، بیشتر مطالعات آثار کوتاه مدت فعالیت‌های ورزشی را مورد توجه قرار داده‌اند، اما با توجه به نقش گرلین و نسفاتین-1 در تنظیم بلند مدت انرژی، به نظر می­رسد مطالعۀ تغییرات این پپتید در اثر تمرینات بدنی ضروری است. بنابراین در پژوهش حاضر اثر 8 هفته تمرینات هوازی با شدت متوسط بر تغییرات نسفاتین-1 سرمی و گرلین آسیل‌دار پلاسمایی مورد ارزیابی قرار گرفت.

روش کار

پژوهش حاضر یک مطالعۀ نیمه تجربی است که در سال 1392 در شهر رشت انجام شد. پس از توزیع اطلاعیه اجرای پژوهش و تکمیل پرسشنامه غربالگری توسط 34 داوطلبی که به منظور شرکت در برنامه اعلام آمادگی کردند، 21 مرد جوان چاق واجد شرایط برای شرکت در پژوهش انتخاب شدند. عدم شرکت در هیچ‌گونه فعالیت ورزشی منظم طی 6 ماه قبل از دوره‌ تمرین، عدم ابتلا به هرگونه بیماری، به‌ویژه بیماری‌های قلبی-عروقی و انواع دیابت، نداشتن رژیم غذایی منظم و عدم مصرف سیگار و داروهایی که بر نتایج پژوهش موثر بود، ملاک‌های انتخاب آزمودنی‌ها را شامل می‌شد. دامنه سنی آزمودنی‌ها بین 20 - 24 سال و شاخص تودۀ بدنی آنها بین 30 - 35 بود. در جلسه هماهنگی، پس از اخذ رضایت‌نامه کتبی، پرسشنامه پزشکی - ورزشی و تشریح روند اجرای پژوهش و همچنین نحوه نمونه‌گیری و آشناسازی آزمودنی‌ها با وضعیت ناشتایی، شرکت کنندگان به طور تصادفی ساده در دو گروه کنترل (11 نفر) و تمرین (10 نفر) تقسیم‌بندی شدند.

ویژگی‌های فردی و جسمانی آزمودنی‌ها شامل سن، قد، وزن، BMI، درصد چربی بدن، فشار خون استراحت و ضربان قلب در طی یک جلسه از ساعت 5/7 لغایت 5/8 صبح اندازه‌گیری شد. شاخص تودۀ بدن (BMI) از تقسیم وزن بدن kg)) بر مجذور قد (m²) محاسبه شد. درصد چربی بدن از طریق اندازه‌گیری چربی زیر جلدی سه نقطه‌ای جکسون و پولاک در ناحیه سینه، شکم و ران به وسیله کالیپر هارپندن ساخت کشور انگلیس محاسبه و چگالی بدن با استفاده از معادله سایری اندازه‌گیری شد (37). نمونه‌گیری خون نیز به این صورت بود که در ساعت 8 صبح و پس از 12 ساعت ناشتای شبانه، مقدار 5 سی­سی خون از ورید بازویی هر فرد گرفته و بلافاصله نمونه خونی درون لوله‌های فاقد ماده ضد انعقاد ریخته ‌شد و به مدت 30 دقیقه در محیط آزمایشگاه قرار گرفت و پس از آن با دور 3500 در دقیقه در مدت 15 دقیقه سانتریفیوژ شد. سپس پلاسما و سرم به طور جداگانه در لوله‏‌های علامت‌گذاری شده ریخته شد و برای اندازه‌گیری‌ متغیرهای خونی در دمای 20- درجه سانتی‌گراد منجمد و نگهداری شدند. سطوح خونی نسفاتین-1 با استفاده از کیتCUSABIO  و با روش ELISA ساخت کشور چین با ضریب خطای درونی 8 % و بیرونی 10 % و حداقل حساسیت 5/0 پیکوگرم بر میلی­لیتر و گرلین با استفاده از کیت BioVendor با روش الیزا ساخت کشور ساخت جمهوری چک با ضریب خطای درونی 5/5 % و بیرونی 9/5 % و حداقل حساسیت 5/1 پیکوگرم بر میلی­لیتر مورد اندازه­گیری قرار گرفت. ساعت 8 صبح روز بعد از نمونه­گیری خون، برای اندازه­گیری VO₂max از آزمون 5/1 مایل دویدن استفاده و مقدار آن با معادلۀ زیر محاسبه شد (37):

برنامه تمرینی شامل هشت هفته، هر هفته چهار جلسه به مدت 45 دقیقه دویدن با شدت 55-65 % حداکثر ضربان قلب ذخیره بر اساس معادله کاروونن در یک پیست دو و میدانی استاندارد بود. میانگین ضربان قلب استراحتی بر اساس میانگین سه مرتبه اندازه‌گیری در هنگام صبح به دست آمد. شدت فعالیت نیز با ضربان سنج پولار ساخت کشور فنلاند کنترل می‌شد. تعیین شدت به گونه‌ای بود که در هفته‌های اول شدت کمتر و به تدریج بر میزان آن افزوده می‌شد. فعالیت هر جلسه شامل 15 دقیقه گرم کردن و حرکات کششی و نرمشی، 45 دقیقه دویدن با شدت تعیین شده و 10 دقیقه سرد کردن بود.

برای تعیین اختلاف میانگین‌های بین دو گروه از آزمون تی مستقل و برای ارزیابی تغییرات پیش و پس از تمرین از آزمون تی همبسته استفاده شد. همچنین ضریب همبستگی پیرسون برای تحلیل ارتباط بین متغیرهای نسفاتین و گرلین با اجزای ترکیب بدن استفاده شد. لازم به ذکر است که داده‌ها به صورت میانگین ± انحراف معیار بیان شده است. برای محاسبه داده‌ها از نرم افزار SPSS استفاده و اختلاف معنی‌دار آنها در سطح 05/0 p<تعیین گردید.

نتایج

ویژگی‌های فردی، ترکیب بدنی و VO₂max آزمودنی‌ها در پیش و پس آزمون در جدول 1 ارائه شده است. تغییرات نسفاتین-1 و گرلین آسیل‌دار در شکل 1 ارائه شده است. بر اساس تجزیه و تحلیل داده‌ها در گروه تمرین، مقدار نسفاتین-1 اندکی کاهش نشان داد و مقدار گرلین آسیل‌دار اندکی افزایش یافت ولی تغییرات هر دو متغیر معنی‌دار نبود.

همبستگی نسفاتین-1 و گرلین آسیل‌دار با اجزای ترکیب بدن در جدول 2 ارائه شده است. نسفاتین-1 با شاخص تودۀ بدن همبستگی مثبت ولی غیر معنی‌داری را نشان داد. از طرفی، همبستگی گرلین آسیل‌دار با شاخص تودۀ بدن منفی بود، اما این مقدار همبستگی نیز معنی‌دار نبود. فقط همبستگی بین نسبت دور کمر به لگن (WHR) در گروه تمرین در پیش و پس آزمون معنی‌دار بود (01/0p<).

بحث

هدف از پژوهش حاضر بررسی تغییرات پپتیدهای نسفاتین-1 سرمی و گرلین آسیل‌دار پلاسمایی به دنبال هشت هفته تمرین استقامت هوازی در مردان چاق بود. یافته های پژوهش نشان داد که هشت هفته تمرین با شدت متوسط منجر به کاهش ناچیزی در سطح نسفاتین-1 سرمی شد، اما این کاهش معنی‌دار نبود. با توجه به اینکه بیان نسفاتین-1 بیشتر در بافت چربی زیر جلدی در مقایسه با سایر اعضای احشایی صورت می گیرد (21). عدم تغییر معنی‌دار نسفاتین-1 در پژوهش حاضر را می‌توان به عدم تغییر معنی‌دار وزن و درصد چربی آزمودنی‌ها در طی هشت هفته مرتبط دانست، که خود این تغییر وزن می‌تواند ناشی از شدت، طول دوره تمرین یا رژیم غذایی آزمودنی‌ها باشد. در پژوهش حاضر شدت تمرین با یک آزمایش مقدماتی و با توجه به سن، سطح آمادگی بدنی و تودۀ بدن آزمودنی‌ها در نظر گرفته شد که با این وجود احتمالاً نتوانسته است تحریک لازم را در جهت تغییر این پارامترها ایجاد کند. بشیری و همکاران (2012) پس از یک جلسه تمرین هوازی با شدت متوسط تغییر معنی‌داری را در سطوح نسفاتین-1 سرمی مردان مسن غیر ورزشکار مشاهده نکردند (23). نتایج پژوهش آنها نشان داد که رکاب‌زنی با شدت %70-75 ضربان قلب بیشینه در افراد مسن غیرورزشکار منجر به افزایش سطوح نسفاتین-1 شد، اما این افزایش معنی‌دار نبود. پژوهشگران این عدم تغییر معنی‌دار در نسفاتین-1 را مرتبط با پایین بودن هزینۀ انرژی در طول پروتکل تمرینی می‌دانند که این پایین بودن می‌تواند ناشی از کم بودن مدت زمان و شدت تمرین باشد (22). همسو بودن نتایج مطالعۀ حاضر با پژوهش بشیری و همکاران می‌تواند به علت ناشتایی آزمودنی‌ها در وضعیت پایه و همچنین عدم تغییر ترکیب بدنی آزمودنی‌ها باشد، زیرا در مطالعۀ آنها ناشتایی موجب کاهش 18 % در سطح نسفاتین-1 سرمی شده بود (19). پیش از این اظهار شد که بخش عمده‌ای از بیان نسفاتین-1 در بافت چربی زیرجلدی صورت می‌گیرد و احتمالاً عدم کاهش درصد چربی بدن عاملی مهم در عدم تغییر این متغیر بوده است. از سویی، قنبری نیاکی و همکاران (2010) نشان دادند که تغییرات نسفاتین-1 پلاسما در دو نوع فعالیت بی‌هوازی RAST و بی‌هوازی دایره‌ای در کیک بوکسورهای جوان معنی‌دار نبوده است (20). به دلیل نبود اطلاعات لازم در مورد بیان و عملکرد نسفاتین-1 هنوز مشخص نیست که فعالیت بدنی با چه سازوکارهایی بر بیان نسفاتین-1 اثر می‌گذارد؛ احتمالاً نسفاتین-1 به تمرینات استقامتی بلند مدت و کاهش معنی دار وزن پاسخ معنی‌دار می‌دهد.

در پژوهش حاضر در سطوح گرلین آسیل‌دار پس از هشت هفته تمرین هوازی تغییر معنی‌دار مشاهده نشد. سازوکار رابطۀ بین گرلین و فعالیت بدنی این‌گونه ارزیابی شده است که احتمالاً تمرین باعث تعادل منفی انرژی در بدن می‌شود و در پاسخ به کمبود انرژی، گرلین ترشح شده تا رفتار دریافت غذا را تحریک، منابع از دست رفته انرژی را تامین و تعادل انرژی را برقرار کند (31،35،38). بنابراین در پژوهش حاضر این احتمال وجود دارد که به دلیل آنکه در اجزای ترکیب بدن تغییر معنی‌داری مشاهده نشد، گرلین نیز در طی هشت هفته تغییر معنی‌داری را از خود نشان نداد. این یافته‌ها با نتایج پژوهش کیم1 و همکاران، خلیل‌زاده و همکاران، و تغییرات درون گروهی مطالعۀ ایراندوست و همکاران هم‌خوانی دارد (29،39،36). خلیل‌زاده و همکاران (2011) اثر فعالیت هوازی 8 هفته‌ای با شدت کم و متوسط را بر گرلین آسیل‌دار پلاسمایی در زنان غیرفعال نسبتاً چاق و لاغر را مورد بررسی قرار دادند. نتایج این پژوهش نشان داد که گرلین آسیل‌دار از پیش‌آزمون تا پایان هفته چهارم، از پیش‌آزمون تا پایان هفته هشتم و همچنین از هفته چهارم تا پایان هفته هشتم افزایش نشان داد؛ اما این افزایش معنی‌دار نبود (39). ایراندوست بر این باور است که احتمالاً تغییرپذیری بسیار بالای گرلین یکی از عوامل مهم در عدم افزایش گرلین تلقی می‌شود (36). از سویی آنها گزارش کردند که احتمالاً آثار متابولیکی ناشی از تمرین به صورت مستقل از کاهش وزن بر تغییرات سطوح گرلین غیر آسیل‌دار مؤثر باشد. در تأیید این یافته، فاستر2 و همکاران (2005) بیان کردند که حتی تمرین به مدت یک‌سال، به خودی خود و مستقل از تغییرات وزن بدن، اثری بر روی غلظت گرلین پلاسمایی ندارد؛ در حالیکه در افرادی که وزن بدنشان بر اثر تمرین کاهش می‌یابد، سطح گرلین پلاسمایی نیز افزایش می‌یابد (40).

در مطالعۀ حاضر سطوح نسفاتین-1 با هیچ‌کدام از اجزای ترکیب بدن همبستگی معنی‌داری را در دو گروه نشان نداد. این در حالی است که رامانجانیا3 و همکاران (2010) همبستگی مثبتی بین نسفاتین-1 و شاخص تودۀ بدن را گزارش کردند (21). به نظر می‌رسد بهبود ترکیب بدن به ویژه کاهش وزن چربی از دلایل اصلی تغییر در سطوح خونی نسفاتین-1 باشد و از آنجایی که در ترکیب بدن آزمودنی‌های مطالعۀ حاضر تغییری دیده نشد، این یافته مورد انتظار بود. در این مطالعه، در مرحلۀ اول اندازه‌گیری، ارتباط سطوح گرلین آسیل‌دار با وزن بدن و BMI در گروه تمرین به صورت منفی و غیرمعنی‌دار و با WHR منفی و معنی‌دار بود و در گروه کنترل فقط با وزن بدن رابطۀ معنی‌داری نداشت. در برخی از مطالعات نیز ارتباط معکوس و معنی‌داری مشاهده نشده است (41،42). شاید به دلیل محدود بودن میزان BMI چنین ارتباطی مشاهده نشده است. همبستگی منفی بین گرلین آسیل‌دار با شاخص تودۀ بدن با یافته‌های آکامیزو1 و همکاران همسو است، اما در کل گرلین آسیل‌دار با هیچ‌کدام از اجزای ترکیب بدن همبستگی معنی‌داری را نشان نداد که با یافته‌های ایراندوست و همکاران همسوست (43،37). از این رو و با توجه به نتایج به دست آمده دربارۀ تغییرات گرلین و نسفاتین-1، به نظر می‌رسد احتمالاً برای تغییر در سطوح این متغیرها، کاهش در تودۀ بدن و تودۀ بدون چربی ضرورت دارد.

نتیجه‌گیری

به‌طور خلاصه، یافته‌های این پژوهش نشان داد که غلظت نسفاتین-1 و گرلین آسیل‌دار در افراد چاق پس از هشت هفته تمرینات استقامت هوازی با شدت متوسط تغییر معنی‌داری نمی‌کند که از این نظر با یافته‌های ایراندوست و همکاران همسو بود؛ به نظر می‌رسد شدت و مدت زمان تمرین برای بروز تغییرات در این متغیرها کافی نبوده و احتمالاً با تمرین با شدت و زمان طولانی‌تری نیاز است. از سویی، ممکن است وضعیت ناشتایی آزمودنی‌ها بر غلظت این دو پپتید موثر بوده که باید در مطالعات بعدی مورد توجه قرار گیرد. بنابراین به پژوهش‌های بیشتر با شدت‌های تمرینی بالاتر و دوره تمرینی طولانی‌تر نیاز است تا روشن شود که آیا غلظت نسفاتین-1 و گرلین آسیل‌دار به دنبال تمرینات استقامتی تغییر خواهد داشت؟