تاثیر یک دوره تمرین هوازی برکاهش درد نوروپاتی محیطی و پیش گیری از بیان گیرندهNOTCH1 و مسیر سیگنالیJAK/STAT درشاخه خلفی نخاع موشهای نر صحرایی دیابتی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه فیزیولوژی ورزشی، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران

2 استادیار گروه فیزیولوژی ورزشی ،گروه فیزیولوژی ورزشی، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران.

3 دانشیار گروه فیزیولوژی ورزشی.گروه فیزیولوژی ورزشی، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران.

10.22118/jsmj.2019.182677.1641

چکیده

مقدمه :درد نوروپاتی محیطی یکی از علل عمده و تا حد زیادی درمان نشده‌ است که فعالیت بدنی یکی از عمده ترین راهکارها برای درمان آن در نظر گرفته شده است . هدف این مطالعه تاثیر یک دوره تمرین هوازی برکاهش درد نوروپاتی محیطی و جلوگیری از بیان Notch-1 receptor و مسیر سیگنالی JAK/STAT pathway و سیتوکینهای التهابی درشاخه خلفی نخاع موشهای نر صحرایی دیابتی بود.
روش بررسی: 40 سر موش نر ویستار 8 هفته‌ای (محدوده وزنی2/10±220 گرم)به روش تصادفی به 4 گروه شامل گروه نوروپاتی دیابتی تمرین ، گروه نوروپاتی دیابتی کنترل، گروه سالم تمرین ، گروه سالم کنترل تقسیم شدند. دو هفته پس از القاء دیابت و پس از اطمینان یافتن از وقوع درد نوروپاتی با اجرای آزمون رفتاری درد، پروتکل تمرین هوازی را به مدت 6 هفته انجام دادند.برای تجزیه و تحلیل داده‌ها از تحلیل واریانس یک طرفه با سطح معنی‌داری (P<0.05) استفاده شد
نتایج :پس از 6 هفته تمرین هوازی، بیان IL6,TNF-a, NOTCH1 و STAT3در گروه دیابتی تمرین به طور معنی داری نسبت به گروه کنترل کمتر بود. میانگین وزن گروه دیابتی تمرین نسبت به گروه دیابتی کنترل بیشتر بود و همچنین تمرین کاهش معنی داری در سطوح گلوکز خون گروه تمرین به همراه داشت.
نتیجه گیری: به نظر می رسد که فعالیت هوازی بر روی موشهای دیابتی بتواند بر کاهش حس درد و بیان ژنهایIL6,TNF-a, NOTCH1 و STAT3 تاثیر گذار باشد و این تمرینات روش مناسبی برای پیشگیری، کنترل ودرمان درد ناشی از دیابت باشند

کلیدواژه‌ها


1-Kumar NP, Annamalai AR, Thakur RS. Antinociceptive property of Emblica officinalis Gaertn (Amla) in high fat diet-fed/low dose streptozotocin induced diabetic neuropathy in rats. Indian J Exp Biol. 2009; 47: 737-42

2-Rojas DR, Kuner R, Agarwal N. Metabolomic signature of type 1 diabetes-induced sensory loss and nerve damage in diabetic neuropathy. arXiv preprint arXiv:1803.06740. 2018 Mar 18.

3-Rutten K, Gould SA, Bryden L, Doods H, Christoph T, Pekcec A. Standard analgesics reverse burrowing deficits in a rat CCI model of neuropathic pain, but not in models of type 1 and type 2 diabetes-induced neuropathic pain. Behavioural brain research. 2018 Sep 17;350:129-38.

4-World Health Organization. Global report on diabetes: World Health Organization; 2016.

5-Paladd Asavarut, Hailin Zhao, Jianteng Gu, Daqing Ma.(2013). The role of HMGB1 in inflammation-mediated organ injury. Acta Anaesthesiologica Taiwanica 51 , 28-33

6-Rusanescu G, Mao J. Notch3 is necessary for neuronal differentiation and maturation in the adult spinal cord. J Cell Mol Med. 2014;18(10):2103–16.

7-Arumugam TV, Cheng YL, Choi Y, Choi YH, Yang S, Yun YK, et al. Evidence that gamma-secretase-mediated Notch signaling induces neuronal cell death via the nuclear factor-kappaB-Bcl-2-interacting mediator of cell death pathway in ischemic stroke. Mol Pharmacol. 2011;80(1):23–31

8-Yang C, Gao J, Wu B, Yan N, Li H, Ren Y, Kan Y, Liang J, Jiao Y, Yu Y. Minocycline attenuates the development of diabetic neuropathy by inhibiting spinal cord Notch signaling in rat. Biomedicine & Pharmacotherapy. 2017 Oct 1;94:380-5.

9-Darnell Jr, J.E., I.M. Kerr, and G.R. Stark, Jak-STAT pathways and transcriptional
activation in response to IFNs and other extracellular signaling proteins.
ScienceAAAS-weekly paper edition-including guide to scientific information, 1994. 264(5164): p. 1415-1420

10-Li, Y., et al., Disease-related expression of the IL6/STAT3/SOCS3 signalling pathway in
ulcerative colitis and ulcerative colitis-related carcinogenesis.
Gut, 2010.

11-Zhou, Y.Q., Liu, Z., Liu, Z.H., Chen, S.P., Li, M., Shahveranov, A., Ye, D.W., Tian, Y.K., 5402016b. Interleukin-6: an emerging regulator of pathological pain. J. Neuroinflammation

12-K. Xie, F. Qiao, Y. Sun, G. Wang, L. Hou, Notch signaling activation is critical to the development of neuropathic pain, BMC Anesthesiol. 15 (2015) 41.

13-Yan, J.-e., et al., Streptozotocin-induced diabetic hyperalgesia in rats is associated with upregulation of Toll-like receptor 4 expression. Neuroscience letters, 2012. 526(1): p. 54-58

14-Wei, M., et al., The streptozotocindiabetic rat as a model of the chronic complications of human diabetes. Heart Lung & Circulation, 2003. 12(1): p. 44-50.

15-Malmberg, A.B. and A.W. Bannon, Models of nociception: hotplate, tailflick, and formalin tests in rodents. Current protocols in neuroscience, 1999. 6(1): p. 8.9. 1-8.9. 15.

16-Chae, C.-H., et al., Treadmill exercise suppresses muscle cell apoptosis by increasing nerve growth factor levels and stimulating p-phosphatidylinositol 3-kinase activation in the soleus of diabetic rats. Journal of physiology and biochemistry, 2011. 67(2): p. 235-241

17-D'Amour, F.E. and D.L. Smith, A method for determining loss of pain sensation. J Pharmacol Exp Ther, 1941. 72(1): p. 74-9

18-Dubuisson D, Dennis SG. The formalin test: a quantitative study of the analgesic effects of morphine, meperidine, and brain stem stimulation in rats and cats. Pain. 1977;4:161-74.

19-Gelderd JB, Chopin SF. The vertebral level of origin of spinal nerves in the rat. The Anatomical Record. 1977;188(1):45-7.

20-Tokmakidis SP, Christos EZ, Konstantinos AV, Kotsa K, Touvra AM. The effects of a combined strength andaerobic exercise program on glucose control and insulin action in women with type 2 diabetes. Eur J Appl Physio2004;92(4-5):437-442.

21-Gray S, Baker G, Wright A, Fitzsimons C, Mutrie N, Nimmo M. The effect of a 12 week walking intervention on markers of insulin resistance and systemic inflammation. Preventive Med 2009;48(1):39-44

22-Pedersen BK. Anti‐inflammatory effects of exercise: role in diabetes and cardiovascular disease. European journal of clinical investigation. 2017 Aug;47(8):600-11.

23-Shamsi MM, Hassan ZM, Quinn LS, Gharakhanlou R, Baghersad L, Mahdavi M. Time course of IL-15 expression after acute resistance exercise in trained rats: effect of diabetes and skeletal muscle phenotype. Endocrine. 2015 Jun 1;49(2):396-403.

24-Sluka KA and Rasmussen LA. 2010. Fatiguing exercise enhances hyperalgesia to muscle
Inflammation. Pain. 148(2): 188

25-Jalnapurkar S, Moirangthem RD, Singh S, Limaye L, Kale V. Microvesicles Secreted by Nitric Oxide‐Primed Mesenchymal Stromal Cells Boost the Engraftment Potential of Hematopoietic Stem Cells. Stem Cells. 2019 Jan;37(1):128-38.

26-Xu Z, Xiong D, Zhang J, Zhang J, Chen X, Chen Z, Zhan R. Bone marrow stromal cells enhance the survival of chronic lymphocytic leukemia cells by regulating HES‑1 gene expression and H3K27me3 demethylation. Oncology letters. 2018 Feb 1;15(2):1937-42..

27-Lian, H., Hui, Y., Xiaoping, T., Wei, T., Jiyi, X. and Xiaolan, Y., 2019. Baicalein suppresses the proliferation of human cervical cancer cells via Notch 1/Hes signaling pathway.

28-Nourbakhsh M, Minoo P. Annexin A10 and HES-1 Immunohistochemistry in Right-sided Traditional Serrated Adenomas Suggests an Origin From Sessile Serrated Adenoma. Applied immunohistochemistry & molecular morphology: AIMM. 2019 Jan 15

29-D’Souza B, Meloty-Kapella L, Weinmaster G. Canonical and non-canonical Notch ligands. InCurrent topics in developmental biology 2010 Jan 1 (Vol. 92, pp. 73-129). Academic Press.

30-Piercy V, Banner SE, Bhattacharyya A, Parsons AA, Sanger GJ, Smith SA, Bingham S. Thermal, but not mechanical, nociceptive behavior is altered in the Zucker Diabetic Fatty rat and is independent of glycemic status. Journal of diabetes and its complications. 1999; 13(3):163-9.

31-Vissers KC, Geenen F, Biermans R, Meert TF. Pharmacological correlation between the formalin test and the neuropathic pain behavior in different species with chronic constriction injury. Pharmacology Biochemistry and Behavior. 2006; 84(3):479-86.

32-Romero-Zurita A, Carbonell-Baeza A, Aparicio VA, Ruiz JR, Tercedor P, Delgado-Fernández M. Effectiveness of a tai-chi training and detraining on functional capacity symptomatology and psychological outcomes in women with fibromyalgia. Evidence-based complementary and alternative medicine. 2012.

33-Balducci S, Zanuso S, Nicolucci A, Fernando F, Cavallo S, Cardelli P, Fallucca S, Alessi E, Letizia C, Jimenez A, Fallucca F. Anti-inflammatory effect of exercise training in subjects with type 2 diabetes and the metabolic syndrome is dependent on exercise modalities and independent of weight loss. Nutrition, Metabolism and Cardiovascular Diseases. 2010; 20(8):608-17.

34-Li, D., Yan, Y., Yu, L., Duan, Y., 2016. Procaine Attenuates Pain Behaviors of Neuropathic Pain Model Rats Possibly via Inhibiting JAK2/STAT3. Biomol. Ther. (Seoul) 24, 489-494.

35-Chen, T., Li, H., Yin, Y., Zhang, Y., Liu, Z., Liu, H., 2017. Interactions of Notch1 and TLR4 signaling pathways in DRG neurons of in vivo and in vitro models of diabetic neuropathy. Sci. Rep. 7, 14923.