ررسي نقش پيروات دهيدروژناز كيناز 4 (PDK4) بر بيان سيترات سنتاز در عضله اسكلتي متعاقب چهار هفته تمرين استقامتي در موش‌هاي نر نژاد ويستار

The Role of Pyruvate Dehydrogenase Kinase 4 (PDK4) on the Expression of Citrate Synthase in the Skeletal Muscle After 4 Weeks of Endurance Training in Male Wistar Rats

زمينه و هدف: حفظ تعادل بين نياز و فراهمي انرژي براي حفظ سلامتي حياتي است. در اين فرايند، آنزيم پيروات دهيدروژناز كيناز 4 ](PDK4)[Pyruvate dehydrogenase kinase در حفظ هومئوستاز انرژي نقش مهمي ايفا مي‌كند. لذا هدف از پژوهش حاضر، بررسي نقش PDK4 بر بيان سيترات سنتاز در عضله اسكلتي متعاقب چهار هفته تمرين استقامتي در موش‌هاي نر نژاد ويستار بود. مواد و روش‌ها: مطالعه حاضر از نوع تجربي بوده و تعداد 32 موش نر نژاد ويستار به‌صورت تصادفي به چهار گروه كنترل (8=n)، گروه كنترل+دي كلرواستات (8=n)، گروه تمرين استقامتي (8=n) و تمرين استقامتي+دي كلرواستات (8=n) تقسيم شدند. مهار PDK4 با تزريق درون صفاقي و روزانه دي كلرواستات (Dichloroacetate; DCA) به ميزان 150 ميلي‌گرم در هر كيلوگرم وزن بدن انجام گرفت. تمرين استقامتي دويدن به مدت 4 هفته (5 جلسه در هر هفته)، شروع با سرعت 15 متر بر دقيقه و زمان 20 دقيقه و رسيدن به سرعت 27 متر بر دقيقه به مدت 50 دقيقه بر گروه‌هاي تمريني اعمال شد. بيان ژن‌ها با روش PCR Real-Time اندازه‌گيري شد. از تحليل واريانس يك‌طرفه و آزمون تعقيبي Tukey براي مقايسات بين گروهي استفاده شد. يافته‌ها: بيان ژن P=0/001) PDK4) و سيترات سنتاز (0/025=P) در گروه تمرين استقامتي در مقايسه با گروه كنترل بيشتر بود. بيان ژن PDK4 در گروه تمرين استقامتي+DCA در مقايسه با گروه كنترل بيشتر بود (0/001=P) ولي بيان سيترات سنتاز در گروه تمرين استقامتي+DCA در مقايسه با گروه كنترل كمتر بود (0/016=P). نتيجه‌گيري: آنزيم PDK4 كه باعث تغيير منبع انرژي مورد استفاده از گلوكز به چربي‌ها مي‌شود، احتمالاً مي‌تواند در تنظيم آنزيم‌هاي كليدي در چرخه كربس و اكسيداسيون گلوكز نيز نقش داشته باشد.

Background and Objective: Maintaining a balance between energy demand and supply is critical for health. In this process, pyruvate dehydrogenase kinase 4 (PDK4) enzyme plays an important role to maintain energy homeostasis. So, the aim of the present study was to investigate the role of PDK4 on the expression of citrate synthase in the skeletal muscle after 4 weeks of endurance training in male Wistar rats. Materials and Methods: In this experimental study, 32 male Wistar rats were randomly divided into 4 groups including Control (n=8), Control+Dichloroacetate (n=8), Endurance training (n=8), and Endurance training+Dichloroacetate (n=8). PDK4 was inhibited by intraperitoneal injection of Dichloroacetate (DCA) (150 mg/kg.day) on daily bases. Four weeks of endurance training (5 times per week) started at 15 m/min for 20 min and reached 27 m/min for 50 min. Expression of genes was measured by Real-Time PCR method. One-way analysis of variance followed by Tukey test were used for comparisons between groups. Results: The expression of PDK4 (P=0.001) and citrate synthase (P=0.025) mRNA in endurance training group was higher than the control group. The expression of PDK4 mRNA in the endurance training+DCA group was higher compared to the control group (P=0.001), but the expression of citrate synthase mRNA in endurance training+DCA group was lower compared to the control group (P=0.016). Conclusion: PDK4 enzyme changes the energy source from glucose to fat, probably it is a key enzyme in the regulation of glucose oxidation in Krebs cycle and glucose oxidation.