اثر تمرینات هوازی منظم و مصرف ملاتونین بر فعالیت ژن‌های NF-κBو Nrf2 و عوامل اکسیدانی در بافت قلب رت‌های ویستار نر مدل دیابت نوع‌1

امینی پارسا, علی; شریعتی, مارینا; جوبند, مطهره

doi:10.32592/JSMJ.23.3.233

اثر تمرینات هوازی منظم و مصرف ملاتونین بر فعالیت ژن‌های NF-κBو Nrf2 و عوامل اکسیدانی در بافت قلب رت‌های ویستار نر مدل دیابت نوع‌1

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

علی امینی پارسا ¹

مارینا شریعتی ²

مطهره جوبند ²

¹ گروه تربیت بدنی و علوم ورزشی، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران

² استادیار، گروه تربیت بدنی و علوم ورزشی، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران

10.32592/JSMJ.23.3.233

چکیده

زمینه و هدف تحقیقات نشان داده است که ژنهای NF-κB، Nrf2 به عنوان تنظیم کنندههای استرس اکسیداتیو هستند. هدف تحقیق حاضر اثر تمرینات هوازی منظم و مصرف ملاتونین بر فعالیت ژن های NF-κB و Nrf2 و عوامل اکسیدانی در بافت قلب رت های ویستار نر مدل دیابت نوع 1در بافت قلب رتهای نر دیابتی بود.
روش بررسی 40 سر رت نر نژاد ویستار به طور تصادفی به 5 گروه آزمایشی شامل دیابت، 2- دیابت+ملاتونین، 3- دیابت+تمرین، 4- دیابت+ملاتونین+تمرین و 5- سالم کنترل تقسیم شدند. مدل دیابت با تزریق 50 میلی گرم بر کیلوگرم استرپتوزوتوسین القا شد. گروه‌های تمرینی 42 روز تمرین هوازی اجباری (شدت: 15 متر در دقیقه؛ 30 دقیقه) را با استفاده از تردمیل جوندگان انجام دادند. همچنین در گروه‌های تجویز ملاتونین، رت‌ها mg/kg 10 ملاتونین (داخل صفاقی) را به مدت 42 روز دریافت کردند. پس از نمونهبرداری از بافت قلب ژنهای NF-κB و Nrf2 به روش ریل تایم پی سی آر اندازه‌گیری شدند.
یافته ها ورزش به همراه تجویز ملاتونین باعث کاهش معنی‌دار بیان ژن NF-κB شد. از سوی دیگر، میزان بیان ژن Nrf2 در گروه‌های تیمار نسبت به گروه دیابتی افزایش یافت. همچنین، سطح MDA در بافت قلب در رت‌های ویستار به‌علاوه ورزش ملاتونین به‌طور معنی‌داری کاهش یافت. ولی سطح TAC در بافت قلب گروه درمان در مقایسه با رت‌های دیابتی افزایش یافت.
نتیجه گیری نتایج نشان داد که ورزش به همراه مکمل ملاتونین می‌تواند آسیب‌های قلبی ناشی از دیابت را از طریق کاهش استرس اکسیداتیو و التهاب بافت قلب بهبود بخشد و نقش پیش‌گیری کننده در کاردیومیوپاتی دیابتی داشته باشند.

تازه های تحقیق

[Google Scholar] [PubMed]

کلیدواژه‌ها

دیابت

تمرین هوازی

ملاتونین

استرس اکسیداتیو

کاردیومیوپاتی

موضوعات

پزشکی

- Ghalavand A, Azadi M, Mohammadpour Z, Ghalavand N, Ghalavand M, Ghalavand M. Cognitive Complications of Type 1 Diabetes: A Narrative Review Study. Jundishapur Scientific Medical Journal. 2023 Jan 21;21(6):910-22.
- Forouhi NG, Wareham NJ. Epidemiology of diabetes. Medicine. 2019 Jan 1;47(1):22-7. [1016/j.mpmed.2014.09.007] [PMID]
- Ghalavand A, Motamedi P, Rajabi H, Khaledi N. Effect of diabetes induction and exercisetraining on the level of ascorbic acid and muscle SVCT2 in male Wistar rats. Journal of Shahid Sadoughi University of Medical Sciences. 2020 May 19.
- Ghalavand A, Saki H, Nazem F, Khademitab N, Behzadi Nezhad H, Behbodi M, Zeighami F. The effect of ganoderma supplementation and selected exercise training on glycemic control in boys with type 1 diabetes. Jundishapur Scientific Medical Journal. 2021 Sep 23;20(4):356-65.
- Hölscher ME, Bode C, Bugger H. Diabetic cardiomyopathy: does the type of diabetes matter?. International journal of molecular sciences. 2016 Dec 18;17(12):2136. [3390/ijms
  17122136] [PMID]
- De Geest B, Mishra M. Role of oxidative stress in diabetic cardiomyopathy. Antioxidants. 2022 Apr 15;11(4):784. [
  3390/antiox11040784] [PMID]
- Cai LU, Kang YJ. Oxidative stress and diabetic cardiomyopathy: a brief review. Cardiovascular toxicology. 2001 Sep;1:181-93. [1385/ct:1:3:181 ] [PMID]
- Bugger H, Abel ED. Molecular mechanisms of diabetic cardiomyopathy. Diabetologia. 2014 Apr;57:660-71. [1007/
  s00125-014-3171-6] [PMID]
- Jimenez MT, Frenis K, Hahad O, Steven S, Cohen G, Cuadrado A, Muenzel T, Daiber A. Protective actions of nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (NRF2) and downstream pathways against environmental stressors. Free Radical Biology and Medicine. 2022 Jul 1;187:72-91. [1016/j.freeradbiomed.
  2022.05.016] [PMID]
- Saha S, Buttari B, Panieri E, Profumo E, Saso L. An overview of Nrf2 signaling pathway and its role in inflammation. Molecules. 2020 Nov 23;25(22):5474. [3390/molecules25225474] [PMID]
- Sussan TE, Rangasamy T, Blake DJ, Malhotra D, El-Haddad H, Bedja D, Yates MS, Kombairaju P, Yamamoto M, Liby KT, Sporn MB. Targeting Nrf2 with the triterpenoid CDDO-imidazolide attenuates cigarette smoke-induced emphysema and cardiac dysfunction in mice. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2009 Jan 6;106(1):250-5. [1073/pnas.08043331
  06] [PMID]
- Wing RR, Goldstein MG, Acton KJ, Birch LL, Jakicic JM, Sallis Jr JF, Smith-West D, Jeffery RW, Surwit RS. Behavioral science research in diabetes: lifestyle changes related to obesity, eating behavior, and physical activity. Diabetes care. 2001 Jan 1;24(1):117-23. [2337/diacare.24.1.117] [PMID]
- Ghalavand A, Ghobadi MR. Effect of Exercise and Insulin Signaling on Glucose Transporter Type 4 in Skeletal Muscles: A narrative review. Journal of Shahid Sadoughi University of Medical Sciences. 2023 Mar 27.
- Hosseinpour Delavar S, Boyerahmadi A, Soleymani A, Ghalavand A. Effect of eight weeks of aerobic interval training and urtica dioica supplement on some inflammatory indicators and glycemic control in men with type 2 diabetes. Jundishapur Scientific Medical Journal. 2020 Jun 21;19(2):123-35.
- Tan DX, Reiter RJ, Manchester LC, Yan MT, El-Sawi M, Sainz RM, Mayo JC, Kohen R, Allegra MC, Hardeland R. Chemical and physical properties and potential mechanisms: melatonin as a broad spectrum antioxidant and free radical scavenger. Current topics in medicinal chemistry. 2002 Feb 1;2(2):181-97. [2174/1568026023394443] [PMID]
- Liu S, Guo Y, Yuan Q, Pan Y, Wang L, Liu Q, Wang F, Wang J, Hao A. Melatonin prevents neural tube defects in the offspring of diabetic pregnancy. Journal of Pineal Research. 2015 Nov;
  59(4):508-17. [1111/jpi.12282] [PMID]
- Karamitri A, Jockers R. Melatonin in type 2 diabetes mellitus and obesity. Nature Reviews Endocrinology. 2019 Feb;15(2):
  105-25. [1038/s41574-018-0130-1] [PMID]
- Kumar A, Ilavarasan R, Jayachandran T, Deecaraman M, Aravindan P, Padmanabhan N, Krishan MR. Anti-diabetic activity of Syzygium cumini and its isolated compound against streptozotocin-induced diabetic rats. Journal of Medicinal Plants Research. 2008 Sep 1;2(9):246-9.
- Shirazi A, Asadi-Amoli F, Sakhaee S, Ghazi-Khansari M, Avand A. Radioprotective effect of melatonin in reducing oxidative stress in rat lenses. Cell Journal (Yakhteh). 2011;13(2):79. [PMID]
- Chae CH, Jung SL, An SH, Jung CK, Nam SN, Kim HT. 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 Jun;67:235-41. [1007/s
  13105-010-0068-9] [PMID]
- Ghalavand A, Motamedi P, Rajabi H, Khaledi N. Effect of diabetes induction and exercisetraining on the level of ascorbic acid and muscle SVCT2 in male Wistar rats. Journal of Shahid Sadoughi University of Medical Sciences. 2020 May 19.
- Li L, Luo W, Qian Y, Zhu W, Qian J, Li J, Jin Y, Xu X, Liang G. Luteolin protects against diabetic cardiomyopathy by inhibiting NF-κB-mediated inflammation and activating the Nrf2-mediated antioxidant responses. Phytomedicine. 2019 Jun 1;59:152774. [1016/j.phymed.2018.11.034] [PMID]
- Thomas CM, Yong QC, Rosa RM, Seqqat R, Gopal S, Casarini DE, Jones WK, Gupta S, Baker KM, Kumar R. Cardiac-specific suppression of NF-κB signaling prevents diabetic cardiomyopathy via inhibition of the renin-angiotensin system. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 2014 Oct 1;307(7):H1036-45. [1152/ajpheart.
  00340.2014] [PMID]
- Chen J, Zhang Z, Cai L. Diabetic cardiomyopathy and its prevention by nrf2: current status. Diabetes & metabolism journal. 2014 Oct 17;38(5):337-45. [4093/dmj.2014.38.5.
  337] [PMID]
- Luc K, Schramm-Luc A, Guzik TJ, Mikolajczyk TP. Oxidative stress and inflammatory markers in prediabetes and diabetes. Journal of Physiology & Pharmacology. 2019 Dec 1;70(6). [26402/jpp.2019.6.01] [PMID]
- Magesh S, Chen Y, Hu L. Small molecule modulators of K eap1‐N rf2‐ARE pathway as potential preventive and therapeutic agents. Medicinal research reviews. 2012 Jul;32(4):687-726. [1002/med.21257] [PMID]
- Georgieva NV, Stoyanchev K, Bozakova N, Jotova I. Combined effects of muscular dystrophy, ecological stress, and selenium on blood antioxidant status in broiler chickens. Biological Trace Element Research. 2011 Sep;142:532-45. [1007/s12011-010-8782-2] [PMID]
- Zheng J, Cheng J, Zheng S, Zhang L, Guo X, Zhang J, Xiao X. Physical exercise and its protective effects on diabetic cardiomyopathy: what is the evidence?. Frontiers in endocrinology. 2018 Dec 3;9:729. [3389/fendo.2018.00
  729] [PMID]
- Matzinger M, Fischhuber K, Heiss EH. Activation of Nrf2 signaling by natural products-can it alleviate diabetes?. Biotechnology advances. 2018 Nov 1;36(6):1738-67. [1016/
  j.biotechadv.2017.12.015] [PMID]
- Chen J, Zhang Z, Cai L. Diabetic cardiomyopathy and its prevention by nrf2: current status. Diabetes & metabolism journal. 2014 Oct 17;38(5):337-45. [4093/dmj.2014.38.5.
  337] [PMID]
- Jiang T, Huang Z, Lin Y, Zhang Z, Fang D, Zhang DD. The protective role of Nrf2 in streptozotocin-induced diabetic nephropathy. Diabetes. 2010 Apr 1;59(4):850-60. [2337/
  db09-1342] [PMID]
- Pourhanifeh MH, Hosseinzadeh A, Dehdashtian E, Hemati K, Mehrzadi S. Melatonin: new insights on its therapeutic properties in diabetic complications. Diabetology & metabolic syndrome. 2020 Dec;12:1-20. [1186/s13098-020-00537-z] [PMID]
- Rahimi R, Nikfar S, Larijani B, Abdollahi M. A review on the role of antioxidants in the management of diabetes and its complications. Biomedicine & Pharmacotherapy. 2005 Aug 1;59(7):365-73. [1016/j.biopha.2005.07.002] [PMID]
- Ahmadi Z, Ashrafizadeh M. Melatonin as a potential modulator of Nrf2. Fundamental & clinical pharmacology. 2020 Feb;34(1):
  11-9. [1111/fcp.12498] [PMID]
- Zhang W, Wang X, Tang Y, Huang C. Melatonin alleviates doxorubicin-induced cardiotoxicity via inhibiting oxidative stress, pyroptosis and apoptosis by activating Sirt1/Nrf2 pathway. Biomedicine & Pharmacotherapy. 2023 Jun 1;162:
  [10.1016/j.biopha.2023.114591] [PMID]
- Ke J, Pan J, Lin H, Gu J. Diabetic cardiomyopathy: A brief summary on lipid toxicity. ESC Heart Failure. 2023 Apr;10(2):
  776-90. [1002/ehf2.14224] [PMID]
- Xiong Z, Li Y, Zhao Z, Zhang Y, Man W, Lin J, Dong Y, Liu L, Wang B, Wang H, Guo B. Mst1 knockdown alleviates cardiac lipotoxicity and inhibits the development of diabetic cardiomyopathy in db/db mice. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Molecular Basis of Disease. 2020 Aug 1;1866(8):165806. [1016/j.bbadis.2020.165806] [PMID]
- Patel R, Parmar N, Palit SP, Rathwa N, Ramachandran AV, Begum R. Diabetes mellitus and melatonin: Where are we?. Biochimie. 2022 Nov 1;202:2-14. [1016/j.biochi.2022.01.
  001] [PMID]