برتری تمرین تداومی با شدت متوسط بر تمرین تناوبی با شدت بالا در بهبود پلاستیسیتۀ وابسته به BDNF هیپوکمپ در موش‌های چاق سارکوپنیک: نقش مسیرسیگنالینگ SIRT1/PGC-1α/BDNF

سالخورد, سیمین; سجادیان, محمد; زیلایی بوری, شیرین; تابنده, محمدرضا

doi:10.22118/jsmj.2026.572669.4133

برتری تمرین تداومی با شدت متوسط بر تمرین تناوبی با شدت بالا در بهبود پلاستیسیتۀ وابسته به BDNF هیپوکمپ در موش‌های چاق سارکوپنیک: نقش مسیرسیگنالینگ SIRT1/PGC-1α/BDNF

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

سیمین سالخورد ¹

محمد سجادیان ²

شیرین زیلایی بوری ³

محمدرضا تابنده ⁴

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

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

³ استادیار گروه علوم ورزشی، واحد مسجدسلیمان، دانشگاه آزاد اسلامی، مسجدسلیمان، ایران.

⁴ استاد بخش بیوشیمی و بیولوژی مولکولی، دانشکدۀ دامپزشکی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران.

10.22118/jsmj.2026.572669.4133

چکیده

زمینه و هدف: مسیر سیگنالینگ SIRT1/PGC-1α/BDNF نقش مهمی در تنظیم پلاستیسیته عصبی و حفظ عملکرد نورون‌ها دارد و در پاسخ به محرک‌هایی مانند فعالیت بدنی فعال می‌شود.. هدف این مطالعه مقایسه اثر تمرین تداومی با شدت متوسط (MICT) و تمرین تناوبی با شدت بالا (HIIT) بر بیان ژن‌های SIRT1، PGC-1α و BDNF در هیپوکمپ موش‌های صحرایی چاق سارکوپنیک بود.
روش بررسی: در مطالعه تجربی حاضر 12 موش صحرایی نر نژاد ویستار با سن ۱۸ ماه به چهار گروه کنترل سالم (C)، کنترل چاق سارکوپنیک (SO)، تمرین MICT و تمرین HIIT تقسیم شدند. مدل چاقی سارکوپنیک با رژیم غذایی پرچرب به مدت ۱۲ هفته القا شد. پروتکل‌های تمرینی به مدت ۱۲ هفته تمرین با تواتر پنج جلسه در هفته اجرا شد. بیان ژن‌ها در هیپوکمپ با استفاده از qRT-PCR اندازه‌گیری شد و داده‌ها با تحلیل واریانس یک‌طرفه و آزمون توکی تحلیل شدند.
یافته‌ها: هر دو پروتکل ورزشی موجب افزایش معنی‌دار بیان ژن های SIRT1، PGC-1α و BDNF نسبت به گروه SO شدند (0.05>P) با این حال، گروه MICT افزایش معنی‌دار بیشتری در بیان ژن‌های SIRT1 (01/0>P)، PGC-1α (05/0>P) وBDNF (05/0>P) هیپوکمپ در مقایسه با گروه HIIT شد.
نتیجه‌گیری: اگرچه هر دو نوع تمرین هوازی مؤثر هستند، اما پروتکل MICT در مقایسه با HIIT برتری بیشتری در فعال‌سازی مسیر سیگنالینگ SIRT1/PGC-1α/BDNF در هیپوکمپ موش‌های چاق سارکوپنیک دارد. این نتایج می‌تواند در طراحی برنامه‌های ورزشی بهینه برای جمعیت سالخورده مبتلا به چاقی سارکوپنیک راهگشا باشد.

کلیدواژه‌ها

چاقی

سارکوپنی

تمرین هوازی

نوروپلاستیسیتی

هیپوکمپ

موضوعات

پزشکی

1.Benz E, Pinel A, Guillet C, Capel F, Pereira B, De Antonio M, et al. Sarcopenia and sarcopenic obesity and mortality among older people. JAMA netw open. 2024; 7(3):e243604. [10.1001/jamanetworkopen. 2024. 3604] [PMID]

2.Prado CM, Batsis JA, Donini LM, Gonzalez MC, Siervo M. Sarcopenic obesity in older adults: a clinical overview. Nat Rev endocrinol. 2024;20(5):261-77. [10.1038/s4 1574-023-00943-z] [PMID]

3.Gholabi A, Ghalavand A, Barmala A, Sadegh Joola M, Gholami A. Effect of exercise training on insulin dysfunction related to obesity across the lifespan. Razi J Med Sci.0-. [10.47176/rjms.32.50]

4.Booranasuksakul U, Guan Z, Macdonald IA, Tsintzas K, Stephan BC, Siervo M. Sarcopenic obesity and brain health: a critical appraisal of the current evidence. Nutr Bull. 2025;50(1):30-43. [10.1111/nbu.12725] [PMID]

5.Copeland EN, LeBlanc PJ, Duarte‐Guterman P, Fajardo VA, MacPherson RE. The link between sarcopenic obesity and alzheimer's disease: a brain‐derived neurotrophic factor point of view. J Physiol. 2025. [10.1113/JP288032] [PMID]

6.Zhang J, Na X, Li Z, Ji JS, Li G, Yang H, et al. Sarcopenic obesity is part of obesity paradox in dementia development: evidence from a population-based cohort study. BMC med. 2024;22(1):133. [10.1186/s12916-024-03357-4] [PMID]

7.De Sousa R. Molecular crosstalk for longevity: exercise and the ampk/sirt1/pgc-1α/irisin/bdnf axis. Mol Biol Rep. 2026;53(1):142. [10.1007/s11033-025-11315-3] [PMID]

8.De Sousa Lages A, Lopes V, Horta J, Espregueira-Mendes J, Andrade R, Rebelo-Marques A. Therapeutics that can potentially replicate or augment the anti-aging effects of physical exercise. Int J mol sci. 2022;23(17):9957. [103390/ijms23179957] [PMID]

9.Wewege M, Van Den Berg R, Ward R, Keech A. The effects of high‐intensity interval training vs. moderate‐intensity continuous training on body composition in overweight and obese adults: a systematic review and meta‐analysis. Obes Rev. 2017;18(6):635-46. [10.1111/ obr.12532] [PMID]

10.Marcourt C, Rivera C, Tuvikene J, Langeard A, Esvald E-E, Cabrera-Cabrera F, et al. High-intensity interval and moderate-intensity continuous training on cerebral energy metabolism in older rats. GeroScience. 2025:1-16. [10.1007/s11357-025-01820-5] [PMID]

11.Lei Z, Mozaffaritabar S, Kawamura T, Koike A, Kolonics A, Kéringer J, et al. The effects of long-term lactate and high-intensity interval training (hiit) on brain neuroplasticity of aged mice. Heliyon. 2024;10(2). [10.1016/j.heliyon.2024.e24421] [PMID]

12.Hugues N, Pin-Barre C, Pellegrino C, Rivera C, Berton E, Laurin J. Time-dependent cortical plasticity during moderate-intensity continuous training versus high-intensity interval training in rats. Cereb Cortex. 2022; 32(17):3829-47. [10.1093/cercor/bhab451] [PMID]

13.Okamoto M, Mizuuchi D, Omura K, Lee M, Oharazawa A, Yook JS, et al. High-intensity intermittent training enhances spatial memory and hippocampal neurogenesis associated with bdnf signaling in rats. Cereb Cortex. 2021;31:4386–97. [10.1093/cercor/bhab093] [PMID]

14.de Lima NS, De Sousa RAL, Amorim FT, Gripp F, Diniz e Magalhaes CO, Henrique Pinto S, et al. Moderate-intensity continuous training and high-intensity interval training improve cognition and bdnf levels of middle-aged overweight men. Metab Brain Dis. 2022; 37(2):463-71. [10.1007/s11011-021-00859-5] [PMID]

15.Behravan B, Khodaei K, Zolfaghardidani M. The effects of moderate-intensity continuous training and high-intensity interval training during a ketogenic diet on serum levels of irisin pgc-1α and ucp1 in overweight and obese women. J Sport and Exerc Physiol. 2024;17(3):36-55. [10.48308/joeppa.2024.235909.1262]

16.Shirvani H, Arabzadeh E. Metabolic cross-talk between skeletal muscle and adipose tissue in high-intensity interval training vs. moderate-intensity continuous training by regulation of pgc-1α. Eat Weight Disord. 2020;25(1):17-24. [10.1007/s40519-018-0491-4] [PMID]

17.Zhu H, Sun Q, Tang H, Chen Y, Tan K, Xu X, et al. A novel rat model of sarcopenic obesity based on aging and high-fat diet consumption. Biogerontology. 2023; 24(2):235-44. [10.1007/s10522-022-10010-1] [PMID]

18.Bollheimer LC, Buettner R, Pongratz G, Brunner-Ploss R, Hechtl C, Banas M, et al. Sarcopenia in the aging high-fat fed rat: a pilot study for modeling sarcopenic obesity in rodents. Biogerontology. 2012;13(6):609-20. [10.1007/s10522-012-9405-4] [PMID]

19.Haram PM, Kemi OJ, Lee SJ, Bendheim MØ, Al-Share QY, Waldum HL, et al. Aerobic interval training vs. continuous moderate exercise in the metabolic syndrome of rats artificially selected for low aerobic capacity. Cardiovasc Res. 2009;81(4):723-32. [10.1093/cvr/ cvn 332] [PMID]

20.Zhao Z, Yao M, Wei L, Ge S. Obesity caused by a high-fat diet regulates the sirt1/pgc-1α/fndc5/bdnf pathway to exacerbate isoflurane-induced postoperative cognitive dysfunction in older mice. Nutr neurosci. 2020; 23(12):971-82.[10.1080/1028415x.2019.1581460] [PMID]

21.Bi X, Fang J, Jin X, Thirupathi A. The interplay between bdnf and pgc-1 alpha in maintaining brain health: role of exercise. Front Endocrinol. 2024;15:1433750. [10.3389/ fendo.2024.1433750] [PMID]

22.Scisciola L, Fontanella RA, Surina n, Cataldo V, Paolisso G, Barbieri M. Sarcopenia and cognitive function: role of myokines in muscle brain cross-talk. Life. 2021;11(2):173. [10.3390/life11020173] [PMID]

23.Gharakhanlou R, Dalir T, Matin Homaee H. Effect of 8 weeks aerobic training on srt1, creb and bdnf genes expression in hippocampus of wistar rats. J Sports Biomotor Sci. 2018;10(19):11-8.

24.Liu Y, Zhong C, Yang Y, Hu J, Yi X, Huang J, et al. The role of mitochondrial energy metabolism in the mechanism of exercise improving depression. Curr Issues Mol Biol. 2025;47(5):382. [10.3390/ cimb 470 50382] [PMID]

25.Dana A, Fallah Z, Moradi J, Ghalavand A. The effect of cognitive and aerobic training on cognitive and motor function, and brain-derived neurotrophic factors in elderly men. J Sports Mot Dev Learn. 2019;10(4):537-52. [10.22059/jmlm.2018.252689.1352]

26.Marquez CMS, Vanaudenaerde B, Troosters T, Wenderoth N. High-intensity interval training evokes larger serum bdnf levels compared with intense continuous exercise. J Appl Physiol. 2015; 119 (12): 1363-73. [10.1152/japplphysiol.00126.2015] [PMID]

27.Rodríguez‐Gutiérrez E, Torres‐Costoso A, Saz‐Lara A, Bizzozero‐Peroni B, Guzmán‐Pavón MJ, Sánchez‐López M, et al. Effectiveness of high‐intensity interval training on peripheral brain‐derived neurotrophic factor in adults: a systematic review and network meta‐analysis. Scand J Med Sci Sports. 2024;34(1):e14496. [10.1111/sms.14496] [PMID]