تأثير دويدن روي نوارگردان با شدت كم بر بيان ژن هاي PGC-1α، FNDC5 و BDNF درهيپوكامپ موش هاي صحرايي نر

The effect of the treadmill running on genes expression ofthePGC-1α, FNDC5 and BDNF in hippocampus of male rats

زمينه و هدف: مطالعات پيشين نشان داده­­ اند كه عامل نوروتروفيك مشتق شده از مغز (BDNF) در القاء اثرات مفيد فعاليت ورزشي بر مغز به ويژه هيپوكامپ نقش بسيار حياتي دارد. با اين وجود مسيرهاي پيام­ دهي درگير در افزايش BDNF ناشي از تمرين ورزشي اجباري در هيپوكامپ به خوبي شناخته نشده است. از اين رو، هدف از مطالعه حاضر بررسي تأثير هشت هفته تمرين اجباري نوارگردان با شدت كم بر بيان ژن ­هاي گيرنده فعال كننده تكثير پروكسي زوم گاما هم ­فعال ساز1- آلفا (PGC-1α)، فيبرونكتين نوع 3 حاوي پروتئين 5 (FNDC5) و BDNFدر هيپوكامپ موش­ هاي صحرايي نر بود. روش تحقيق: تعداد 18 سر موش صحرائي نر نژاد ويستار به طور تصادفي به 3 گروه كنترل (6 سر)، شم (6 سر) و تمرين اجباري (6 سر) تقسيم شدند. حيوانات در گروه تمرين ورزشي به انجام 8 هفته تمرين اجباري (5 جلسه در هفته) با شدت پايين (سرعت 15 متر بر دقيقه) بر روي نوارگردان پرداختند. 24 ساعت پس از آخرين جلسة تمريني همه موش ­ها بي هوش شدند. سر حيوانات جدا شد و هيپوكامپ استخراج گرديد و در دماي 80- درجة سانتي­گراد براي تجزيه تحليل­ هاي بعدي نگهداري شد. به منظور سنجش ميزان بيان ژن­ ها در هيپوكامپ از روش واكنش زنجيره پلي­مراز زمان واقعي (Real-Time-PCR) استفاده شد. داده­ ها با روش تحليل واريانس يكطرفه و آزمون تعقيبي توكي در سطح 0/05>p تجزيه تحليل شد. يافته­ ها: نتايج اين تحقيق نشان داد سطوح ژن­ هاي FNDC5 (p<0.006) ,(p<0.003) PGC-1α و (BDNF (p<0.02 در گروه تمرين اجباري نسبت به گروه كنترل به طور معني­ داري بالاتر بود. اما تفاوتي بين گروه شم و كنترل در ميزان mRNA ژن­ ها مشاهده نشد. نتيجه ­گيري: به نظر مي ­رسد تمرين اجباري با شدت كم احتمالاً از مسير پيام ­دهي وابسته به PGC-1α منجر به افزايش بيان FNDC5 و در نتيجه افزايش بيان BDNF مي­ گردد. بنابراين، اين نوع از تمرين ورزشي را مي­ توان به منظور القاء اثرات مفيد ورزش بر هيپوكامپ، به كار گرفت.

Background and Aim: Previous studies have shown that brain-derived neurotrophic factor (BDNF) plays a vital role to induce the beneficial effects of exercise on the brain, especially the hippocampus. However, signaling pathways related to increasing BDNF induced by forced exercise in hippocampus not well known. Therefore, the purpose of current study was to investigate the effect of 8-weeks of low-intensity forced treadmill training on genes expression of peroxisome proliferator activated receptor-gamma co-activator 1-alpha (PGC-1α), Fibronectin type III domain containing 5 (FNDC5) and BDNF in hippocampus of male rats. Materials and Methods: Eighteen male Wistar rats were randomly divided into 3 groups: Control (n=6), Sham (n=6) and Forced training (n=6). Animals in the training group performed 8 weeks of forced training (5 sessions per week) with low-intensity (speed: 15 m/min) on the treadmill. Twenty-four hours after last session of exercise, rats were decapitated and the hippocampus were carefully removed and rapidly frozen in liquid nitrogen, and finally stored at -80°C for further analysis. Real-Time-PCR method was used to measure the expression of genes in the hippocampus. Data were analyzed by one way ANOVA and Tukey post hoc test at the significant level of p<0.05.Results: The results of showed that mRNA levels of PGC-1α(p<0.003), FNDC5 (p<0.006) and BDNF(p<0.02) in the forced training group were significantly higher than the control group. However, there was no significant difference in the mRNA levels of genes between the sham and control groups. Conclusion: It seems that the low-intensity forced training, likely through a PGC-1α-dependent signaling pathway, leads to increasing expression of FNDC5 and as a result causes increasing the expression of BDNF. Thus, this type exercise training can be used as induction of beneficial effects of exercise on the hippocampus.