اثر پيش ‌آماده‌سازي تمرين استقامتي بر مرگ سلولي و بيان پروتيين‌هاي Bax و Bcl-2 هيپوكمپ به‌دنبال ايسكمي- جريان مجدد مغزي در موش صحرايي نر

EFFECTS OF EXERCISE PRE-CONDITIONING ON HIPPOCAMPUS EXPRESSION OF BCL-2 AND BAX PROTEIN AND APOPTOSIS FOLLOWING ISCHEMIA/REPERFUSION INJURY IN MALE RATS

مقدمه: ايسكمي- جريان مجدد مغزي موجب از دست دادن سلول‌هاي عصبي آسيب ديده از طريق مرگ برنامه‌ريزي شده در مناطق خاصي از مغز به‌ويژه هيپوكمپ مي‌شود. شواهد نشان مي‌دهد كه ورزش آثار حفاظتي بر نورون‌ها دارد و ممكن است آسيب‌ نوروني ناشي از ايسكمي- جريان مجدد در موش‌ها را كاهش دهد. هدف از اين مطالعه بررسي پيش‌آماده‌سازي فعاليت ورزشي بر بيان پروتيين‌هاي مرتبط با مرگ برنامه‌ريزي شده در نورون‌هاي ناحيه CA1 هيپوكامپ پس از القاي ايسكمي ‌بود. مواد و روش‌ها: تعداد 21 سر موش صحرايي نر نژاد ويستار با وزن 300-260 گرم به‌طور تصادفي به سه گروه هفت تايي تقسيم شدند: گروه كنترل كاذب، گروه ايسكمي و گروه ورزش+ايسكمي. در گروه ايسكمي، حيوانات تحت ايسكمي تنها با استفاده از روش بستن دو شريان كاروتيد مشترك قرار گرفتند. در گروه ورزش+ايسكمي، حيوانات قبل از القا ايسكمي، به‌مدت 4 هفته روي تردميل دويدند وگروه كنترل كاذب كه به‌عنوان شاهد در نظر گرفته شدند تحت عمل جراحي مشابه قرار گرفتند با اين تفاوت كه شريان كاروتيد مشترك در آنها مسدود نمي‌شد. چهار روز بعد از ايسكمي سطوح بيان پروتيين‌هاي كاسپاز-3، Bax و Bcl-2 با تكنيك رنگ‌آميزي ايمونوهيستوشيمي تعيين شد. نتايج: تعداد نورون‌هاي كاسپاز-3 مثبت در ناحيه CA1 گروه ايسكمي، در مقايسه با گروه شاهد، به‌طور معني‌داري افزايش يافت (001/0P < )، ورزش به‌طور قابل توجهي تعداد نورون‌هاي كاسپاز-3 مثبت ناشي از ايسكمي- جريان مجدد را در مقايسه با گروه ايسكمي كاهش داد (05/0P < ). همچنين، نتايج افزايش قابل توجهي را نسبت Bax/Bcl-2 در گروه ايسكمي در مقايسه با گروه شاهد نشان داد (01/0P < ). به‌علاوه، ورزش قبل از ايسكمي به‌طور قابل توجهي افزايش نسبت Bax/Bcl-2 ناشي از ايسكمي- جريان مجدد را كاهش داد (05/0P < ). نتيجه‌گيري: اين مطالعه نشان داده است ورزش، زماني كه به‌‌‌عنوان پيش‌آماده‌سازي استفاده مي‌شود، موجب آثار حفاظتي در برابر ايسكمي خواهد شد و ممكن است ورزش پيش استقامتي، يك استراتژي مفيد براي كاهش عوارض مغزي ناشي از آسيب ايسكميك مغزي باشد.

Introduction: Cerebral ischemia/reperfusion leads to loss of vulnerable neurons by apoptosis in specific brain regions specially in the hippocampus. There is some evidence indicating that the neuroprotective effects of physical activity on the brain. Therefore,the main purpose of this study was to investigate the effect of exercise pre-conditioning on apoptosis-related proteins expression in hippocampal CA1 neurons after induction of ischemia. Methods: 21 Male rats weighing 260-300g were randomly allocated into three groups. Sham operated group, ischemia group and exercise+ischemia group. Ischemia was induced by the occlusion of both common carotid arteries (CCA) for 20 min, The rats in exercise group were trained to run on a treadmill for 4 weeks befor induction of ischemia and in sham operated group common carotid arteries do not occluded. The expression of caspase-3, Bax and Bcl-2 proteins levels were determined by immunohistochemical staining. Results: The number of caspase-3-positive neurons in the CA1 area were significantly increased in the ischemia group, compared with the sham-operated group. Exercise pre-conditioning significantly reduced the ischemia/reperfusion-induced caspase-3 activation, compared to the ischemia group. Moreover Bax/Bcl-2 ratio in ischemia group, significantly increased in comparision with sham-operated group. However, exercise pre-conditioning significantly attenuated the ischemia/reperfusion-induced increase in Bax/Bcl-2 ratio, as compared with the ischemia group. Conclusion: The results indicated that exercise pre-conditioning has a neuroprotective effects on the brain ischemia. Moreover, exercise pre-conditioning may provide a useful strategy for reducing brain complications caused by hypoxic ischemia brain injury.