2-2-7-4- ویسفاتین و سندرم متابولیک………………………………………………………………………… 28

2-2-7-5- نقش ویسفاتین در التهاب……………………………………………………………………………. 30

2-2-7-6- نقش ویسفاتین در متابولیسم…………………………………………………………………………. 30

2-3- اثرفعالیت های ورزشی بر غلظت ویسفاتین…………………………………………………………………. 31

2-3-1- فعالیت ورزشی کوتاه مدت…………………………………………………………………………….. 31

2-3-3- فعالیت ورزشی طولانی مدت…………………………………………………………………………… 32

2-4- جمع بندی…………………………………………………………………………………………………. 34

فصل سوم- روش­شناسی پژوهش

3-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………….. 35

3-2- طرح پژوهش……………………………………………………………………………………………… 36

3-3- نمونه آماری ……………………………………………………………………………………………… 36

3-4- نحوه نگهداری و تغذیه آزمودنی ها……………………………………………………….. 36

3-5- نحوه دیابتی کردن آزمودنی­ها و تزریق استرپتوزوتوسین…………………………………. 37

3-6- برنامه تمرین آزمودنی­ها………………………………………………………………………. 37

3-7- روش گردآوری اطلاعات و وسایل اندازه گیری………………………………………………….. 38

3-7-1- وسایل اندازه گیری……………………………………………………………………………………… 38

3-7-2- اندازه گیری وزن آزمودنی ها…………………………………………………………………………… 39

3-8- متغیرهای تحقیق…………………………………………………………………………………………… 39

3-8-1- متغیرهای مستقل……………………………………………………………………………………….. 39

3-8-2- متغیر وابسته…………………………………………………………………………………………….. 39

3-8-3- متغیر کنترل…………………………………………………………………………………………….. 40

3-9- روش بیهوش کردن آزمودنی­ها، جمع آوری و نگهداری بافت­ها و پلاسما……………………….. 40

3-10- هموژن کردن بافت ها…………………………………………………………………………………….. 40

3-11- روش­های آزمایشگاهی اندازه­گیری متغیر­ها…………………………………………………………….. 41

3-11-1- روش تعیین بیان ژن ویسفاتین…………………………………………………………………………. 41

3-11-1-1- مراحل استخراج RNA و سنتز cDNA تک رشته ای…………………………………………….. 41

3-11-1-2- مراحل انجام PCR………………………………………………………………………………..

3-11-2- نحوه آماده سازی بافت ها……………………………………………………………………………… 44

3-11-3- روش های تعیین غلظت متغیرهای تحقیق………………………………………………………………. 44

3-12- روش تجزیه و تحلیل آماری داده­ها……………………………………………………………………… 45

فصل چهارم- تجزیه و تحلیل یافته های پژوهش

4-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………….. 46

4-2- تجزیه و تحلیل توصیفی داده ها……………………………………………………………………………. 46

4-2-1- بیان ژن ویسفاتین بافت چرب در گروه های مختلف……………………………………………………. 46

4-2-2- توصیف سایر متغیرهای پژوهش………………………………………………………………………… 48

4-3- تجزیه و تحلیل استنباطی یافته های پژوهش…………………………………………………………………. 49

4-3-1- آزمون فرضیه های پژوهش…………………………………………………………………………….. 50

4-3-1-1- فرضیه اول………………………………………………………………………………………….. 50

4-3-1-2- فرضیه دوم………………………………………………………………………………………….. 51

4-3-1-3- فرضیه سوم………………………………………………………………………………………….. 53

فصل پنجم- بحث و نتیجه گیری

5-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………….. 56

5-2- خلاصه پژوهش…………………………………………………………………………………………… 56

5-3- بحث و بررسی…………………………………………………………………………………………….. 58

5-4- نتیجه گیری………………………………………………………………………………………………… 66

5-5- پیشنهادهای تحقیق………………………………………………………………………………………… 67

منابع……………………………………………………………………………………………………………… 68

پیوست ها

پیوست1- نتایج آزمون کولموگراف اسمیرنف………………………………………………………………….. 68

چکیده:

مقدمه و هدف: دیابت یک اختلال متابولیک است که به دنبال کاهش در ترشح انسولین و یا مقاومت به عمل انسولین ایجاد می گردد. ویسفاتین پروتئینی است که در بافت چرب احشایی بیان شده و ترشح می­شود که حساسیت انسولینی را بهبود می­بخشد. هدف از تحقیق حاضر بررسی تاثیر یک جلسه تمرین هوازی بر بیان ژن ویسفاتین در بافت چرب احشایی موش های صحرایی نر دیابتی بود. مواد و روش­ها: در این مطالعه تجربی دیابت به وسیله تزریق تک دوز استرپتوزوتوسین (mg/kg 50) در موش ها ایجاد گردید. 20 سرموش صحرایینر از نژاد ویستار با میانگین وزن 5±165 گرم به طور تصادفی به 3 گروه تمرینی و 1 گروه کنترل تقسیم شدند. گروه­های تمرین برای یک نوبت با سرعت 20 متر در دقیقه به مدت 50 دقیقه روی نوارگردان دویدند. حیوانات در گروه­های مجزا به ترتیب بلافاصله، 4 و 24 ساعت پس از فعالیت ورزشی بیهوش و نمونه برداری از آن­ها انجام شد. در نهایت برای تعیین سطوح نسبی بیان ژن، روش نیمه كمی RT-PCR انجام گردید. یافته­ها: نتایج تحقیق بیانگر افزایش معنی دار(05/0 P<) بیان ویسفاتین در گروه­های 4 ساعت و 24 ساعت پس از تمرین در مقایسه با گروه کنترل بود. نتیجه­گیری: به طور خلاصه، تمرین باعث بهبود سطوح mRNA ویسفاتین در بافت چرب احشایی می شود. افزایش بیان mRNA ویسفاتین بافت چرب احشایی، نشان می دهد ویسفاتین بافت چرب احشایی احتمالا می تواند به صورت پاراکرین عمل کند و نقش مهمی در متابولیسم گلوکز و لیپیدها ایفا نماید.

فصل اول: مقدمه و طرح پژوهش

1-1- مقدمه

در قرن حاضر، دیابت در سراسر دنیا شیوع یافته و پیش بینی می شود تا سال 2030 بالغ بر 360 میلیون نفر در دنیا به دیابت مبتلا شوند[1]. مقاومت انسولین و چاقی با دیابت نوع 2 ارتباط تنگاتنگی دارند و جزء عوامل خطرزایی هستند که باعث پیشرفت این بیماری می شوند. چاقی، بیماری با رشد روزافزون در کشورهای صنعتی است که با افزایش بیش از حد بافت چربی مشخص می شود. در واقع چاقی، منجر به هایپرپلازی[1] (افزایش در تعداد) و هایپرتروفی[2] (افزایش حجم) سلول های چربی می گردد[2]. عوارض ناشی از بیماری دیابت، از عوامل عمده مرگ و میر در جهان به شمار می رود. بسیاری از افراد مبتلا به دیابت با اختلالات قلبی عروقی[3]، نارسایی كلیوی[4]، نابینایی، قطع عضو ناشی از نوروپاتی[5] و اختلال های رفتاری مواجه هستند[3]. همچنین بیماری دیابت عامل خطرزای مهمی برای بروز ناتوانی های جنسی به شمار می رود[4].

بافت چربی سفید علاوه بر ذخیره­سازی و آزادكردن تری­گلیسرید می­تواند آنزیم­ها و پروتئین­های مختلفی تحت عنوان آدیپوسایتوکین­ها[7] را ترشح کند كه این پروتئین­ها در متابولیسم كلسترول، اعمال سیستم ایمنی، تنظیم هزینه انرژی، عمل انسولین و تغذیه نقش دارند[5]. بنابراین امروزه بافت چربی به عنوان یک ارگان اندوکرین بسیار فعال در نظر گرفته می شود که با ترشح هورمون های متعدد در تنظیم متابولیسم بدن نقش دارد. همچنین مشاهده شده است که در سندرم متابولیک، سطح آدیپوکین های موافق التهاب مثل اینترلوکین-6[8] و TNF-α[9] افزایش می یابد[5].

ویسفاتین یکی از مهمترین آدیپوسایتوکین های مترشحه از این بافت تلقی می شود که فعالیت های بیولوژیکی متعددی را تنظیم می نماید و نقش مهمی در بیماری زایی مقاومت انسولین و بیماری قلبی عروقی ایفا می کند. فوکوهارا و همکاران[10] (2005) ویسفاتین را به عنوان یک آدیپوکین جدید، جدا کردند که تحمل گلوکز را بهبود بخشیده و می تواند در توسعه مقاومت انسولین مرتبط با چاقی و دیابت نوع 2 نقش داشته باشد[6]. ویسفاتین از طریق پیوند با گیرنده های انسولین در محل هایی غیر از ناحیه اتصال انسولین، تاثیرات انسولین را تقلید می کند. در همین مطالعه نشان داده شد که ویسفاتین، بیشتر توسط بافت چربی احشایی بیان می شود تا چربی زیرپوستی[7]. مزایای فعالیت بدنی در جلوگیری و کنترل دیابت نوع 2 شناخته شده است که از طریق بهبود حاد و مزمن عمل انسولین صورت می گیرد[8]. کاهش گلوکز خون به مدت، شدت و وضعیت تمرینی وابسته است[9]. تمرین نقش مهمی در کاهش مقاومت انسولین و عوارض مرتبط با دیابت ایفا می کند.تمرین مقاومتیو هوازی، عمل انسولین را بهبود می بخشند و می توانند به کنترل سطوح گلوکز خون کمک کنند. اما تمرین باید به صورت منظم انجام شود تا اثربخش باشد. اکثر افراد مبتلا به دیابت می توانند با در نظرگرفتن اقدامات احتیاطی، به تمرین بپردازند.

بنابراین محققان علوم ورزشی علاقمند هستند تا دریابند که بهبود مقاومت انسولین ناشی از فعالیت بدنی تا چه اندازه توسط این هورمون میانجی گری می شود. لذا تلاش برای شناخت مکانیسم های مولکولی عمل این هورمون به شکل روزافزون در حال گسترش است.

1-2- بیان مسأله

شیوع دیابت به علت افزایش اپیدمیک[11] چاقی و سایر عوامل خطرزای متابولیک در حال افزایش است. چاقی از مهم­ترین مشکلات سلامتی به شمار می­رود که به واسطه توسعه شهرنشینی، تغییر در شیوه زندگی و الگوهای مصرف غذایی و کاهش فعالیت ­بدنی پدیدار گشته است[10] که با افزایش خطر ابتلا به مقاومت انسولین و دیابت نوع 2 همراه است[11].

چاقی را می توان با افزایش چربی بدن معادل دانست. ارتباط بین تجمع بافت چربی احشایی و افزایش خطر ابتلا به دیابت نوع 2 به خوبی شناخته شده است[12]. از جمله ویژگی های مهم متابولیکی بیماران دیابتی، چاقی شکمی است[13].

آدیپوکین ها واسطه های شیمیایی هستند که توسط آدیپوسیت ها ترشح می شوند و به نظر می رسد در تنظیم عملکرد انسولینی نقش دارند[14]. به تازگی آدیپوکین جدیدی به نام ویسفاتین شناخته شده كه به طور عمده در بافت چربی احشایی بیان می­شود و نقش مهمی در حساسیت انسولین، چاقی و گلوكز ایفا می كند[15]. این مولکول اولین بار درسال 2005 توسط فوکوهارا شناخته شد که در گذشته با عنوان عامل افزاینده پیش سلول بتا یا نیكوتین آمید فسفوریبوزیل ترانسفراز[14] شناخته می­شد[16]. ویسفاتین پلی پپتیدی با وزن مولکولی 52 کیلودالتون بوده كه از491 اسید آمینه تشكیل شده است. ژن ویسفاتین با وسعت kb7/34 از 11 اگزون و 10 اینترون تشكیل شده است كه روی بازوی بلند كروموزوم 2/22q7 واقع شده است[6]. اثرهای متابولیكی ویسفاتین با اتصال و فعال كردن گیرنده­های انسولین صورت می گیرد[16]. ویسفاتین در بازسازی و ساخت نیكوتین آمید آدنین دی نوكلئوتید نقش مهمی دارد كه منجر به افزایش ترشح انسولین از جزایر لوزالمعده می­شود[17].

نقش فعالیت بدنی در كاهش شیوع و گسترش دیابت نوع دوم شاید به واسطه اثرات دوگانه فعالیت بدنی قابل توجیه باشد. اولاً فعالیت بدنی منظم از اضافه وزن جلوگیری به عمل می آورد و این در حالی است كه چاقی و مقاومت انسولینی با یكدیگر ارتباط دارند و دیابت نیز باعث گسترش چاقی می شود. نشان داده شده است كه رژیم های غذایی چرب در موش­ها باعث ایجاد مقاومت انسولینی می شود[18]. در حالی كه كاهش وزن در انسان­ها از طریق رژیم های كم كالری، حساسیت نسبت به انسولین را بهبود می بخشد[19]. این موارد همگی نشان می دهند که بین عمل انسولین و درصد چربی بدن ارتباطی روشن و شفاف وجود دارد. ثانیاًً، مستقل از درصد چربی بدن، فعالیت بدنی حساسیت نسبت به انسولین را در عضلات اسكلتی بهبود می بخشد. در مطالعات مقطعی، افرادی كه به لحاظ بدنی فعال تر بودند، نسبت به افراد بی تحرك، حساسیت انسولینی بیشتری داشته اند[20]. نشان داده شده است تمرینات استقامتی (به مدت 1 تا 12 هفته و به میزان 30 تا 60 دقیقه در روز) حساسیت انسولینی را در انسان بهبود می بخشد[21, 22]؛ حتی مشاهده شده است که یك وهله فعالیت ورزشی، بهبود حساسیت انسولینی را در انسان به اندازه كافی تحریك خواهد نمود و انجام یك هفته تمرین استقامتی جهت بهبود تحمل گلوكز در افراد مبتلا به دیابت خفیف نوع دوم، مناسب است[23]. این موضوع در جوندگان نیز صدق می كند[24]. بنابراین شواهد قابل ملاحظه ای وجود دارد كه نشان می دهد فعالیت بدنی و به طور ویژه، تمرینات استقامتی اثر قدرتمندی بر فعالیت انسولین در عضلات اسكلتی دارد. البته هنوز كاملاً مشخص نیست كه چگونه انقباض­های منظم عضلانی قادرند چنین اثر ژرف و عمیقی را بر عملكرد درون سلولی انسولین اعمال نمایند و موجب افزایش حساسیت انسولینی شوند. در هر حال شناخت مكانیسم­ها و عواملی كه موجب بهبود حساسیت و كاهش مقاومت انسولینی می­شود، می­تواند ما را در كنترل و مهم­تر از آن پیشگیری از دیابت نوع دوم یاری رساند.

همچنین بررسی­ها نشان می­دهد كه سطوح پلاسمایی و بافتی ویسفاتین می­تواند تحت تاثیر عواملی همچون چاقی، افزایش وزن[25, 26]، محدودسازی كالری[27, 28]، دیابت[29, 30]، سطح پلاسمایی فاکتور نکروزدهنده تومورآلفا (TNF-α)[31]، گلوكز و انسولین[32]، كاهش وزن[33]، سطح چربی خون و سیری مجدد[34, 35] و غذای غنی از چربی[36] قرار گیرد. پژوهش­هایی در زمینه اثر فعالیت بدنی و تمرین بر سطوح ویسفاتین پلاسما در نمونه­های انسانی و حیوانی انجام شده است و نتایج ضد و نقیضی گزارش کرده اند، به گونه ای که تعدادی بر كاهش، برخی عدم تغییر و تعدادی نیز افزایش سطوح ویسفاتین را اعلام داشتند[37-42].

اگرچه گزارش شده است که ویسفاتین دارای ویژگی های شبه انسولینی است، اطلاعاتی وجود ندارد که نشان دهد غلظت پلاسمایی آن به صورت حاد یا در هر صورت با تغذیه و به ویژه رژیم غذایی سرشار از گلوکز تغییر می کند[43]. شواهد ارتباط مستقیم بین ژنوتیپ ویسفاتین و دیابت نوع 2 هنوز ضعیف هستند و مطالعات مولکولی، فیزیولوژیکی و بالینی بیشتر مورد نیاز است تا نقش ویسفاتین را در آسیب شناسی و علت شناسی دیابت نوع 2 مشخص نماید. درک دقیق اعمال فیزیولوژیکی و مولکولی ویسفاتین منجر به کشف مداخلات درمانی موثر می شود. دستکاری های جدید که پیام رسانی و عملکرد ویسفاتین را بهبود می بخشند، می توانند وعده راهکارهایی جهت کاهش مسیر التهابی در سلول های بتا و درنهایت کاهش پیشرفت مقاومت انسولین مرتبط با چاقی را بدهند.

با توجه به این تفاسیر و با توجه به پژوهش های متعدد می­توان چنین انتظار داشت كه فعالیت بدنی و ورزش در تغییرات متابولیکی، هموستاز و تغییرات سطح انرژی بدن[44] نقش مهمی دارند. در مجموع از مطالعات چنین بر می­آید که تاکنون پژوهشی در زمینه تأثیر فعالیت ورزشی حاد روی بیان ژن ویسفاتین در بافت چرب احشایی انجام نشده است.

در نتیجه این پژوهش درصدد است به این پرسش­ پاسخ دهد که: