تأثير تمرين استقامتي در شرايط آلودگي هوا بر بيان ژن‌هاي PGC-1α و MEF2C ميتوكندري بافت عضلاني موش‌هاي نر نژاد Wistar

The Effect of Endurance Training in Air Pollution on the Expression of Muscle Tissue Mitochondria PGC-1α and MEF2C Genes in Wistar Male Rats

مقدمه: تمرينات استقامتي از طريق افزايش بيان ژن PGC-1α باعث بايوژنز ميتوكندري مي‌شوند. همچنين، آلودگي هوا سبب اختلال در بايوژنز ميتوكندري مي‌گردد. بنابراين، هدف از انجام اين مطالعه، بررسي تأثير هشت هفته تمرين استقامتي در شرايط آلودگي هوا بر بيان ژن‌هاي PGC-1α و MEF2C ميتوكندري بافت عضله‌ي دوقلوي موش‌هاي صحرايي نر نژاد Wistar بود. روش‌ها: 32 سر موش 8 هفته‌اي (با وزن 10/65 ± 180/77 گرم) به ‌طور تصادفي به چهار گروه شاهد، تمرين، آلودگي و تمرين + آلودگي تقسيم شدند. به منظور قرار دادن حيوانات در معرض آلودگي هوا، از اتاقكي به ابعاد 166 × 199 × 272 سانتي‌متر مكعب كه به طور كامل ايزوله شده بود، استفاده گرديد. ذرات آلاينده‌ي به كار رفته شامل مونوكسيد كربن، دي‌اكسيد سولفور و دي‌اكسيد نيتروژن بودند. تمرين استقامتي به مدت 8 هفته و 5 جلسه در هر هفته انجام شد. 24 ساعت پس از اتمام تمرين، موش‌ها تشريح و بافت عضله‌ي دوقلوي آن‌ها استخراج شد. با به كارگيري از روش Real time reverse transcription polymerase chain reaction (Real time RT-PCR) ميزان بيان ژن‌هاي PGC-1α و MEF2C اندازه‌گيري شد. براي تجزيه ‌و تحليل داده‌ها، از آزمون Two-way ANOVA استفاده شد. يافته‌ها: تعامل معني‌داري بين اثرات ورزش و آلودگي بر بيان ژن PGC-1α وجود داشت (0/03 = P). همچنين، تعامل غير معني‌داري بين اثرات ورزش و آلودگي بر بيان ژن MEF2C مشاهده گرديد (0/61 = P)، اما اثرات اصلي نشان داد كه ورزش و آلودگي تأثير معني‌داري بر روي بيان ژن MEF2C دارند (0/03 = P). نتيجه‌گيري: آلودگي هوا كاهش معني‌داري در بيان ژن‌هاي PGC-1α و MEF2C ايجاد مي‌كند، اما تمرين استقامتي افزايش معني‌داري در بيان ژن‌هاي MEF2C و PGC1-α ايجاد مي‌كند. به هر حال، تمرين استقامتي در شرايط آلودگي تنها بيان ژن PGC-1α را افزايش مي‌دهد.

Background: Endurance training through PGC-1α gene expression induces mitochondrial biogenesis. Furthermore, air pollution causes mitochondrial biogenesis disorders. Therefore, the aim of this study was to investigate the effect of endurance training in air pollution on the expression of muscle tissue mitochondria PGC-1α and MEF2C genes in Wistar male rats. Methods: 32 male Wistar 8-week-old rats (weight: 180.77 ± 10.65 g) were randomly divided into four groups of control, training, pollution, and training + pollution. In order to place the animals exposed to air pollution, a chamber with dimensions of 166 × 199 × 272 cm, which was completely isolated, was used. The pollutants included carbon monoxide, sulfur dioxide, and nitrogen dioxide. The endurance training was performed five times per week for eight weeks. Twenty four hours after the completion of the protocol, the gastrocnemius muscle tissue was extracted. Then, the expression of PGC-1α and MEF2C genes was measured using teal time reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR). Two-way ANOVA test was used to analyze the data. Findings: There was a statistically significant interaction between the effects of exercise and pollution on the expression of PGC-1α gene (P = 0.03). Moreover, there was not a statistically significant interaction between the effects of exercise and pollution on the expression of MEF2C gene (P = 0.61). But, simple main effects analysis showed that both exercise and pollution significantly affected expression of MEF2C gene (P = 0.03). Conclusion: Air pollution significantly reduces the expression of PGC-1α and MEF2C genes; however, endurance training significantly increases the expression of these genes; but, endurance training in air pollution only increases the expression of PGC-1α gene.