تاثیر تمرینات هوازی تداومی در بهبود سارکوپنی،تغییرات میوفیبریل‌ها و عملکرد ورزشی رت‌های سالمند مبتلا به آلزایمر

نویسندگان

گروه علوم ورزشی، دانشکده علوم تربیتی و روانشناسی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران

چکیده
زمینه و هدف؛ سارکوپنی یک اختلال پیشرونده و عمومی عضله اسکلتی است که شامل از دست دادن سریع توده و عملکرد عضلانی است که با افزایش پیامدهای نامطلوب همراه است، با شیوع روزافزون بیماری آلزایمرو سارکوپنیا و همچنین مشکلات دریافت درمان‌های مؤثر، کشف درمان‌های جایگزین از طریق رویکردهای جدید ضروری است. هدف از پژوهش حاضر بررسی تاثیر تمرینات هوازی تداومی بر بیماری سارکوپنیا، تغییرات میوفیبریل‌ها در عضله‌ی اسکلتی و عملکرد ورزشی در رت‌‌های سالمند مبتلا به آلزایمر بود تا تاثیر فعالیت بدنی بر کاهش بیماری سارکوپنیا و تغییرات میوفیبریل‌ها در عضله اسکلتی و عملکرد ورزشی در رت‌های سالمند مبتلا به آلزایمر سنجیده شود.

مواد و روش‌ها: در پژوهش حاضر،40 سر رت نژاد ویستار سالمند (11ماهه) با دامنه وزنی300 الی 350 گرم ، از مرکز انستیتو پاستور تهران تهیه و به آزمایشگاه منتقل شدند. رت‌ها به طور تصادفی در چهار گروه ده‌تایی شامل سالم کنترل، سالم تمرین، بیمار کنترل، بیمار تمرین تقسیم شدند. گروه تمرین در یک برنامه تمرینی هوازی تداومی شش هفته‌ای شرکت کردند. گروره بیمار در مدت زمان 14 روز با تزریق اسکوپولامین که به صورت داخل صفاقی انجام شد، به آلزایمر مبتلا شدند و پس از حصول اطمینان از القای آلزایمر با استفاده از تست تشخیص شیء جدید، گروه تمرین در یک برنامه تمرینی هوازی تداومی شش هفته‌ای شرکت کردند. قبل و بعد از شروع دوره تزریق و تمرین، داده‌های مربوط به اندازه‌گیری متغیرها جمع‌آوری شدند و تجزیه و تحلیل آماری با استفاده از نرم افزار spss، قبل از تجزیه و تحلیل آماری، همه متغیرها از نظر نرمال بودن و همگنی واریانس به ترتیب با استفاده از آزمون کولموگروف اسمیرنوف و لون بررسی شدند. برای بررسی اختلافات بین گروه‌های مورد مطالعه از آزمون تحلیل واریانس یک‌طرفه (ANOVA) و آزمون تعقیبی توکی استفاده گردید.

نتایج: براساس نتایج بعد از شش هفته تمرینات هوازی تداومی با توجه به اندازه‌گیری اجزای بافتی در عضله سولئوس و EDL رت‌های گروه سالم تحت تمرین افزایش جزئی در وسعت پارانشیم بافتی و قطر فیبرهای عضلانی را در مقایسه با گروه شاهد سالم نشان داد، لکن این تغییرات معنی‌دار نبود. کمی‌سازی وسعت اجزای بافتی در عضله سولئوس و EDL رت‌های مورد مطالعه، کاهش معنی‌دار پارانشیم عضلانی و همچنین کاهش قابل توجه میانگین قطر فیبرهای عضلانی را در گروه بیمار نسبت به گروه شاهد سالم نشان داد (01/0>p). بروز ادم میان بافتی و توسعه بافت همبند نیز در عضله سولئوس گروه بیمار در مقایسه با گروه شاهد سالم مشاهده شد به ترتیب 001/0>p و 01/0>p. این تغییرات آتروفیک به طور قابل توجهی با انجام تمرین بدنی مهار شد. مساحت پارانشیم عضلانی و میانگین قطر فیبر‌های عضله سولئوس و EDL در موش‌های گروه بیمار تحت تمرین در مقایسه با موش‌های گروه بیمار به طور معنی داری افزایش بافت (05/0>p) و میزان ادم بافتی و وجود بافت همبند کاهش معنی داری را نشان داد (به ترتیب 01/0>p و 05/0>p. لازم به ذکر است، انجام تمرینات در گروه بیمار هرگز نتوانست تغییرات بافتی ایجادشده در عضله سولئوس و EDL موش‌ها را تا حد طبیعی خود بهبود بخشد و از لحاظ پارامترهای مورد بررسی آسیب، همواره بین گروه بیمار تحت تمرین و شاهد سالم تفاوت معنی دار برقرار بود (05/0>p). نتایج نشان داد که تمرینات هوازی تداومی اثرات مثبتی بر پیشرفت بیماری رت‌های سالمند مبتلا به آلزایمر دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله English

The effect of continuous aerobic training in improving sarcopenia, changes in myofibrils and sports performance in elderly rats with Alzheimer's disease

نویسندگان English

Ssaeedeh shiri lord
Roghayeh Fakhrpour
Karim azali alamdari
Department of Sport Sciences, Faculty of Education and Psychology, Azarbaijan Shahid Madani University, Tabriz, Iran
چکیده English

Background and Purpose; Sarcopenia is a progressive and generalized skeletal muscle disorder that involves rapid loss of muscle mass and function. The purpose of this study was to investigate the effect of continuous aerobic exercise on sarcopenia, changes in myofibrils in skeletal muscle and exercise performance in elderly rats with Alzheimer's disease, to investigate the effect of physical activity on reducing sarcopenia and changes in myofibrils in skeletal muscle and exercise performance in elderly rats with Alzheimer's should be measured.

Materials and Methods; In the present study, 40 aged Wistar rats with an average weight of 300 grams. The rats were randomly divided into four ten groups including control patient, training patient, healthy control, healthy training. The exercise group participated in a six-week continuous aerobic exercise program. The patient group was diagnosed with Alzheimer's disease by intraperitoneal injection of scopolamine for 14 days, and after ensuring the induction of Alzheimer's disease using the novel object recognition test, the training group participated in a six-week continuous aerobic training program.

Results; Based on the results after six weeks of continuous aerobic training, according to the measurement of the tissue components in the soleus and EDL muscles of the healthy group of rats under training, it showed a slight increase in the extent of the tissue parenchyma and the diameter of the muscle fibers compared to the healthy control group, but these changes were not significant. The quantification of the extent of the tissue components in the soleus and EDL muscles of the studied rats showed a significant decrease in the muscle parenchyma and also a significant decrease in the average diameter of the muscle fibers in the patient group compared to the healthy control group (p<0.01). The area of the muscle parenchyma and the average diameter of the soleus and EDL muscle fibers in the mice of the patient group under training compared to the mice of the patient group showed a significant increase in tissue (p<0.05) and the amount of tissue edema and the presence of connective tissue showed a significant decrease (p<0.01 and p<0.05).

Conclusion: According to the findings, it seems that sports activities have positive effects on sarcopenia disease and myofibril changes, as well as the sports performance of rats with Alzheimer's disease.

Keywords: continuous aerobic exercises, Alzheimer's, sarcopenia, muscle myofibril

Background and Purpose; Sarcopenia is a progressive and generalized skeletal muscle disorder that involves rapid loss of muscle mass and function. The purpose of this study was to investigate the effect of continuous aerobic exercise on sarcopenia, changes in myofibrils in skeletal muscle and exercise performance in elderly rats with Alzheimer's disease, to investigate the effect of physical activity on reducing sarcopenia and changes in myofibrils in skeletal muscle and exercise performance in elderly rats with Alzheimer's should be measured.

Materials and Methods; In the present study, 40 aged Wistar rats with an average weight of 300 grams. The rats were randomly divided into four ten groups including control patient, training patient, healthy control, healthy training. The exercise group participated in a six-week continuous aerobic exercise program. The patient group was diagnosed with Alzheimer's disease by intraperitoneal injection of scopolamine for 14 days, and after ensuring the induction of Alzheimer's disease using the novel object recognition test, the training group participated in a six-week continuous aerobic training program.

Results; Based on the results after six weeks of continuous aerobic training, according to the measurement of the tissue components in the soleus and EDL muscles of the healthy group of rats under training, it showed a slight increase in the extent of the tissue parenchyma and the diameter of the muscle fibers compared to the healthy control group, but these changes were not significant. The quantification of the extent of the tissue components in the soleus and EDL muscles of the studied rats showed a significant decrease in the muscle parenchyma and also a significant decrease in the average diameter of the muscle fibers in the patient group compared to the healthy control group (p<0.01). The area of the muscle parenchyma and the average diameter of the soleus and EDL muscle fibers in the mice of the patient group under training compared to the mice of the patient group showed a significant increase in tissue (p<0.05) and the amount of tissue edema and the presence of connective tissue showed a significant decrease (p<0.01 and p<0.05).

Conclusion: According to the findings, it seems that sports activities have positive effects on sarcopenia disease and myofibril changes, as well as the sports performance of rats with Alzheimer's disease.




کلیدواژه‌ها English

continuous aerobic exercises
Alzheimer's
sarcopenia
muscle myofibril
1. Amani M. Pathophysiology of Alzheimer’s disease. J Ardabil Univ Med Sci. 2017;16(4):452-63.
2. Azevedo CV, Hashiguchi D, Campos HC, Figueiredo EV, Otaviano SFS, Penitente AR, et al. The effects of resistance exercise on cognitive function, amyloidogenesis, and neuroinflammation in Alzheimer’s disease. Frontiers in Neuroscience. 2023;17:1131214.
3. Zvěřová M. Clinical aspects of Alzheimer's disease. Clinical biochemistry. 2019;72:3-6.
4. Serrano-Pozo A, Frosch MP, Masliah E, Hyman BT. Neuropathological alterations in Alzheimer disease. Cold Spring Harbor perspectives in medicine. 2011;1(1):a006189.
5. Wittwer JE, Webster KE, Menz HB. A longitudinal study of measures of walking in people with Alzheimer's Disease. Gait & Posture. 2010;32(1):113-7.
6. De la Rosa A, Olaso-Gonzalez G, Arc-Chagnaud C, Millan F, Salvador-Pascual A, García-Lucerga C, et al. Physical exercise in the prevention and treatment of Alzheimer's disease. Journal of sport and health science. 2020;9(5):394-404.
7. Xu L, Liu R, Qin Y, Wang T. Brain metabolism in Alzheimer’s disease: biological mechanisms of exercise. Translational Neurodegeneration. 2023;12(1):33.
8. Cruz-Jentoft AJ, Sayer AA. Sarcopenia. The Lancet. 2019;393(10191):2636-46.
9. Yoo S-Z, No M-H, Heo J-W, Park D-H, Kang J-H, Kim SH, et al. Role of exercise in age-related sarcopenia. Journal of exercise rehabilitation. 2018;14(4):551.
10. Musumeci G. Sarcopenia and exercise “The State of the Art”. Journal of Functional Morphology and Kinesiology. 2017;2(4):40.
11. Coletta G, Phillips SM. An elusive consensus definition of sarcopenia impedes research and clinical treatment: a narrative review. Ageing Research Reviews. 2023:101883.
12. Beaudart C, Demonceau C, Reginster JY, Locquet M, Cesari M, Cruz Jentoft AJ, et al. Sarcopenia and health‐related quality of life: A systematic review and meta‐analysis. Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle. 2023.
13. von Haehling S, Morley JE, Anker SD. An overview of sarcopenia: facts and numbers on prevalence and clinical impact. Journal of cachexia, sarcopenia and muscle. 2010;1:129-33.
14. Keller K. Sarcopenia. Wiener Medizinische Wochenschrift. 2019;169(7-8):157-72.
15. Shen Y, Shi Q, Nong K, Li S, Yue J, Huang J, et al. Exercise for sarcopenia in older people: A systematic review and network meta‐analysis. Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle. 2023.
16. Coelho-Júnior HJ, Calvani R, Picca A, Tosato M, Landi F, Marzetti E. Engagement in Aerobic Exercise Is Associated with a Reduced Prevalence of Sarcopenia and Severe Sarcopenia in Italian Older Adults. Journal of Personalized Medicine. 2023;13(4):655.
17. Pattanashetti LA, Taranalli AD, Parvatrao V, Malabade RH, Kumar D. Evaluation of neuroprotective effect of quercetin with donepezil in scopolamine-induced amnesia in rats. Indian Journal of Pharmacology. 2017;49(1):60.
18. Yuede CM, Zimmerman SD, Dong H, Kling MJ, Bero AW, Holtzman DM, et al. Effects of voluntary and forced exercise on plaque deposition, hippocampal volume, and behavior in the Tg2576 mouse model of Alzheimer's disease. Neurobiology of disease. 2009;35(3):426-32.
19. Qin F, Dong Y, Wang S, Xu M, Wang Z, Qu C, et al. Maximum oxygen consumption and quantification of exercise intensity in untrained male Wistar rats. Scientific Reports. 2020;10(1):11520.
20. Williams CJ, Gurd BJ, Bonafiglia JT, Voisin S, Li Z, Harvey N, et al. A multi-center comparison of O2peak trainability between interval training and moderate intensity continuous training. Frontiers in physiology. 2019;10:19.
21. Feter N, Spanevello RM, Soares MSP, Spohr L, Pedra NS, Bona NP, et al. How does physical activity and different models of exercise training affect oxidative parameters and memory? Physiology & behavior. 2019;201:42-52.
22. Mônico-Neto M, Lee KS, da Luz MHM, Pino JMV, Ribeiro DA, Cardoso CM, et al. Histopathological changes and oxidative damage in type I and type II muscle fibers in rats undergoing paradoxical sleep deprivation. Cellular Signalling. 2021;81:109939.
23. Kim JW, Ku S-K, Han MH, Kim KY, Kim SG, Kim G-Y, et al. The administration of Fructus Schisandrae attenuates dexamethasone-induced muscle atrophy in mice. International journal of molecular medicine. 2015;36(1):29-42.
24. Chang K-V, Hsu T-H, Wu W-T, Huang K-C, Han D-S. Association between sarcopenia and cognitive impairment: a systematic review and meta-analysis. Journal of the American Medical Directors Association. 2016;17(12):1164. e7-. e15.
25. Peng T-C, Chen W-L, Wu L-W, Chang Y-W, Kao T-W. Sarcopenia and cognitive impairment: A systematic review and meta-analysis. Clinical Nutrition. 2020;39(9):2695-701.
26. Chen Z-L, Guo C, Zou Y-Y, Feng C, Yang D-X, Sun C-C, et al. Aerobic exercise enhances mitochondrial homeostasis to counteract D-galactose-induced sarcopenia in zebrafish. Experimental Gerontology. 2023;180:112265.
27. Alway SE, Siu PM. Nuclear apoptosis contributes to sarcopenia. Exercise and sport sciences reviews. 2008;36(2):51.
28. Phu S, Boersma D, Duque G. Exercise and sarcopenia. Journal of Clinical Densitometry. 2015;18(4):488-92.