TGF-β۱ یکی دیگر از مهمترین سایتوکاین ها ی رشدی است. TGF-β۱ پروتئینی با وزن ملکولی ۲۵ کیلو دالتون می باشد (۱۳،۵۵). این فاکتور دارای سه ایزوفرم (TGF-β ۱,۲,۳ ) بوده واز طریق دو گیرنده ۱و۲ (TR 1,2) پیام خود را به سلول داخل می رساند. مسیر پیام رسانی داخل سلولی این فاکتور توسط ملکول هایی به نامsmad تسهیل شده و پیام مربوطه نهایتا به هسته سلول رسیده ومنجر به تغییراتی درسطح رونویسی DNA می گردد (۶۹ ،۸۹). TGF-β۱ یک فاکتور با اعمال متنوع می باشد که طیف آن از تمایز سلولی ومهار رشد سلولی تا تحریک ماتریکس خارج سلولی وتعدیل وسرکوب پاسخ های ایمنی والتهابی متغییر می باشد. TGF-β۱ باعث مهار رشد سلولی شده ودر نهایت وقوع آتروفی عضلانی را در پی دارد (۶،۶۹).
باتوجه به نقش TGF-β۱ در هایپرتروفی وآتروفی عضلانی، هدف از تحقیق حاضر مطالعه تاثیرات سریال زمانی تمرین مقاومتی بربیان TGF-B1واثر احتمالی آن بر هایپرتروفی عضلانی در رت های نر نژاد ویستار می باشد.
۱-۲٫ بیان مسئله و سؤالهای اصلی تحقیق
هایپرتروفی عضلانی تحت تاثیر فاکتور های فیزیولوژیکی ومسیرهای سیگنالینگ مختلف سلولی است (۳۵). در سال های اخیر تلاش زیادی برای روشن شدن مکانیزم های سلولی ومولکولی هایپرتروفی وآتروفی عضلانی(۳۵)، ناشی از تمرین مقاومتی صورت گرفته و عواملی همچون سلول های ماهواره ای[۷]، IGF-I ، TGF-β۱به عنوان عوامل در گیر معرفی شده اند (۱۳،۷۵). سلول های ماهواره ای، سلول های بنیادی وابسته به عضلات هستند که در پاسخ به تمرین مقاومتی باعث افزایش نسبت DNA به حجم سیتوپلاسم وبالا رفتن سنتز پروتئین در تارهای موجود می شود. منبع یکی از عوامل افزایش سلول های ماهواره ای IGF- I است که توسط کبد و عضله اسکلتی ترشح و خود شامل دو نوع است : نوع یک باعث تولید وتکثیر سلول های ماهواره ای می شودو نوع دو مسئول گسترش سلول های ماهواره ای در پاسخ به فعالیت ورزشی است (۵۱،۵۳،۷۵) .
( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )
از جمله عوامل تاثیر گذار دیگر بر هایپر تروفی عضلا نی TGF-β۱ است. پروتئین TGF-β۱یکی از سایتوکاین های مهم است که در تنظیم رشد سلول(۱۳)، تمایز سلولی(۴۹)، تشکیل ماتریس خارج سلولی(۶)، تنظیم پاسخ های ایمنی پیشرفته وگسترش سرطان ایفای نقش می کند (۵۱،۱۳،۴۹). TGF-β۱از انواع سلول های بدن شامل سلول های تک هسته ای خون ولنفوسیت های T وماکروفاژها ترشح می شوند(۳۴). ایزوفرم های ۱،۲،۳ این سایتوکاین در تنظیم تشکیل ماده زمینه بین سلولی وتنظیم تقسیم سلولی (هم مثبت وهم منفی )حائز اهمیت می باشد (۱۳،۳۶). فاکتورهای تشکیل دهنده خانواده TGF-β۱ اثرات مهاری وتحریکی بر هایپرتروفی عضلانی اعمال می کنند به عنوان مثال، خود TGF-β۱ نقش مهاری بر روی رشد سلولی دارد یا میوستاتین[۸] که اصولادر سلول های عضله اسکلتی تولید می شود مانع از رشد وتمایز سلول های عضلانی می شود ( ۴۹، ۹۲). در تحقیقات دیگر که با هدف تعیین نقش سیگنالینگ TGF-β۱ و میوستاتین در عضله اسکلتی انجام گردیده است، نشان داده شدکه TGF-β۱ و میوستاتین در عضله اسکلتی باعث مهار رشد سلولی می شود و تکثیر سلول های ماهواره ای را تعدیل می کند (۴۹). همچنین کاهش در بیان TGF-β۱ در عضله اسکلتی با افزایش سن موش های نوزاد مشاهده گردیده که با کاهش میزان سنتز پروتئین در عضله همراه بوده است (۷۶).
بیان TGF-β۱ تحت کنترل فاکتورهای مختلفی از قبیل فولیستاتین و میوستاتین می باشد این در حالیست که در مطالعات اخیر از تمرین نیز به عنوان عامل اثر گذار بر TGF-β۱ نام برده شده است (۵۱،۱۴). در تحقیقی که بر روی ۱۴ مرد جوان انجام شده است با افزایش شدت تمرین استقامتی سطوح سرمی TGF-β۱ به میزان دوبرابر حالت استراحتی افزایش یافته است (۱۴). هم چنین در تحقیق دیگر که در آن اثر حاد وطولانی مدت تمرین استقامتی بر بیان TGF-β۱ در عضله اسکلتی و قلبی رت ها بررسی شده است انجام تمرین طولانی مدت باعث افزایش قابل توجهی در TGF-β۱ mRNA گردیده اما سطح پروتئین TGF-β۱ کاهش داشته است (۱۵).
علیرغم تحقیقات انجام شده در زمینه تاثیر تمرین مقاومتی بر پاسخ سطوح سرمی TGF-β۱عمل و نقوش فیزیولوژیک TGF-β۱ در عضله اسکلتی هنوز ناشناخته است. با توجه به اینکه TGF-β۱ به عنوان یک فاکتور ضد رشدی در عضله اسکلتی مد نظر است، لذا این احتمال وجود دارد که بخشی از هایپرتروفی ایجاد شده در اثر تمرین مقاومتی به واسطه تغییرات مربوط به این متغییر در عضله اسکلتی واسطه گری شود، با این حال این فرضیه تا کنون مورد بررسی قرار نگرفته است. لذا هدف اول تحقیق حاضر بررسی اثر بلند مدت تمرین مقاومتی بر بیان TGF-β۱ در عضله FHL رت های نر نژاد ویستار بود . هم چنین TGF-β۱ فاکتور شبه هورمونی است که احتمال دارد در پاسخ به تمرین از خود سازگاری نشان داده وپاسخ های آن با گذشت زمان تعدیل گردد. با این وجود پاسخ سریال زمانی بیان این متغیر در عضله اسکلتی متعاقب تمرین مقاومتی نیز در حال حاضر ناشناخته است. لذا مطالعه پاسخ سریال زمانی این فاکتور به تمرین مقاومتی هدف دوم مطالعه حاضر را تشکیل می دهد.
اهمیت و ضرورت تحقیق .۱-۳
اهمیت تمرینات مقاومتی بر هایپرتروفی عضلانی از مدت ها قبل شناخته شده است درک مسیرهای مولکولی که سنتز پروتئین در عضلات اسکلتی را تنظیم می‌کند در جهت بهینه سازی تمرین با هدف وقوع هایپرتروفی از اهمیت خاصی بر خوردار است. هم چنین شناخت این مکانیسم ها به طراحی دقیق تر برنامه تمرینی هایپرتروفی اعم ازتعیین مدت زمان بهینه اعمال دوره هایپرتروفی کمک شایانی می کند.
انجام تحقیق حاضر با هدف تعیین پاسخ سریال زمانی TGF-β۱ به عنوان یک فاکتور احتمالی در گیر در هایپرتروفی به تعیین دقیق تر مدت زمان اعمال دوره هایپرتروفی در طراحی برنامه های تمرینی کمک می نماید. با شناخت پاسخ سریال زمانی فاکتور رشدی می توان دوره هایپرتروفی را تا موقعی ادامه دادکه پاسخ کاهش این متغییر دیده شود. در نهایت چنانچه نتایج تحقیق مثبت باشد بهترین زمان اعمال دوره هایپرتروفی معرفی خواهد شد. هر چند که باید این نکته را مد نظر داشت که هایپرتروفی عضلانی ماحصلی از فرایندهای متنوع وپیچیده است که بایستی در کنار این فاکتور در نظر گرفته شوند.
اهداف تحقیق .۱-۴
۱-۴-۱٫ هدف کلی :
تعیین تاثیرات سریال زمانی تمرین مقاومتی بربیان TGF-β۱ و هیپرتروفی عضلانی در رت های نژاد ویستار
۱-۴-۲٫ اهداف اختصاصی :
۱- تعیین تاثیر سه، پنج، هشت، هفته تمرین مقاومتی بربیان TGF-β۱ در عضله FHL [۹] رت های نر نژاد ویستار
۲- تعیین تاثیر سه ، پنج ، هشت، هفته تمرین مقاومتی برسطوح TGF-β۱ سرم رت های نر نژاد ویستار
۳- تعیین تاثیر سه ، پنج ، هشت ، هفته تمرین مقاومتی بر وزن عضله FHL رت های نر نژاد ویستار
۴- بررسی ارتباط بین بیان TGF-β۱ و وزن نسبی عضله FHL بعد از سه هفته تمرین مقاومتی در رت های نر نژاد ویستار ۵- بررسی ارتباط بین بیان TGF-β۱ و وزن نسبی عضله FHL بعد از پنج هفته تمرین مقاومتی در رت های نر نژاد ویستار ۶- بررسی ارتباط بین بیان TGF-β۱ و وزن نسبی عضله FHL بعد از هشت هفته تمرین مقاومتی در رت های نر نژاد ویستار
۱-۵٫ فرضیه های تحقیق :
۱- با اعمال تمرین مقاومتی، بر بیان TGF-B1 در عضله FHL در هفته سه،پنج،هشت، رت های نر نژاد ویستار تفاوت معنی دار دارد.
۲- با اعمال تمرین مقاومتی، بر بیان TGF-β۱ در سطوح سرمی هفته سه،پنج،هشت، رت های نر نژاد ویستار تفاوت معنی دار دارد.
۳- با اعمال تمرین مقاومتی، وزن عضله FHL در هفته سه،پنج،هشت، رت های نرنژاد ویستار تفاوت معنی دار دارد.
۴- با اعمال تمرین مقاومتی، بین بیان TGF-β۱ و وزن نسبی عضله FHL بعد از سه هفته تمرین مقاومتی در رت های نر نژاد ویستار ارتباط معنی دار وجود دارد. ۵- با اعمال تمرین مقاومتی، بین بیان TGF-β۱ و وزن نسبی عضله FHL بعد از پنج هفته تمرین مقاومتی در رت های نر نژاد ویستار ارتباط معنی دار وجود دارد. ۶- با اعمال تمرین مقاومتی، بین بیان TGF-β۱ و وزن نسبی عضله FHL بعد از هشت هفته تمرین مقاومتی در رت های نر نژاد ویستار ارتباط معنی دار وجود دارد.
۱-۶. محدودیت های تحقیق :
۱-۶- ۱٫ محدودیت های غیر قابل کنترل :
گرچه تلاش محقق بر این بود که انجام تمرین مقاومتی حتی الامکان بدون استرس انجام شود لیکن به دلیل ماهیت تمرین انتخابی کنترل دقیق این فاکتور میسر نبود.
۱-۶-۲٫ محدوده تحقیق :
۱- دمای حیوانخانه که ۳ ± ۲۲ درجه بود.
۲- سن رت ها برای شروع تمرین که ۸ هفته ای انتخاب شدند .
۳- نژاد رت مورد استفاده
۴- جنس رت های مورد استفاده
۱-۷٫ تعاریف اصطلاحات و واژه های تحقیق:
تمرین مقاومتی:
تعریف نظری : تمرینی است که در آن یک عضله یا گروهی از عضلات برابر یک مقاومت معین یک عضله فعالیت می کند (۳).
تعریف عملیاتی : در تحقیق حاضر تمرین مقاومتی به حمل وزنه توسط رت ها بر روی نردبان یک متری اطلاق می شود.
هایپرتروفی عضلانی:
تعریف نظری : هایپرتروفی به افزایش حجم عضله در جریان وهله ورزشی ناشی از تجمع مایع در فضای میان بافتی است. یا هایپرتروفی به افزایش واقعی اندازه عضله در نتیجه تمرینات مقاومتی ایجاد می شود که در اثر تغییرات ساختاری از قبیل افزایش تارچه‌های عضلانی (عناصر انقباضی)، افزایش فیلامنتهای اکتین و میوزین، افزایش سارکوپلاسم[۱۰] و افزایش بافت همبند اتفاق می افتد (۳۵،۷۷).
تعریف عملیاتی : در تحقیق حاضر به افزایش وزن نسبی عضله FHL که در اثر تمرین مقاومتی بوجود آمده گفته می شود.
: TGF-B1
تعریف نظری : یکی از مهم ترین سایتوکاین ها ی رشدی و پروتئینی با وزن ملکولی ۲۵ کیلو دالتون می باشد که این فاکتور دارای سه ایزوفرم (TGF- β ۱,۲,۳ ) بوده واز طریق دو گیرنده ۱و۲ (TR 1,2) پیام خود را به سلول داخل می رساند.پروتئین TGF-β۱ در تنظیم رشد سلول، تمایز سلولی، تشکیل ماتریس خارج سلولی، تنظیم پاسخ های ایمنی پیشرفته و گسترش سرطان ایفای نقش می کند (۱۳،۵۵).
عضله FHL
تعریف نظری : عضله خم کننده بلند شست پا در بالا به سطح پشتی استخوان نازک نی یا فیبولا چسبیده و بعد از پایین آمدن تاندون آن از زیر تیبیا و سپس زیر تالوس و استخوان پاشنه عبور کرده و بعد از عبور از کف پا به سطح زیرین بند انتهایی انگشت شست پا می چسبد. انقباض آن موجب خم شدن شست پا به پایین میشود. عصب آن از تیبیال و شریان آن از شریان پرونئال است. هم چنین یکی از قدرتمند ترین عضلات عمیق پا است (۱).
فصل دوم
مبانی نظری وپیشینه تحقیق
۲- ۱ . مبانی نظری تحقیق
در اوایل سال ۱۹۸۰ معلوم شد که ترشح بسیاری از پلی پپتیدها و هورمون ها توسط سلول های رشدی کنترل می شوند ابتدا فرضیه این بود که ترشحات این سلول ها اتوکرینی باشد و عوامل رشد پلی پپتیدی قادر به سبب تحول درخود سلول می گردند (۷۲). به دنبال آن پلی پپتید، جدیدی به نام فاکتور رشدی سارکومر [۱۱]SGFدر فیبروبلاست کلیه موش کشف گردید (۲۰) و مشخص شد این عامل ترکیبی از دو ماده مختلف است که دارای عملکردهای متفاوت در سلول های بدن هستند. این دو ماده TGF-β و [۱۲]TGF-α نامیده شدند (۶۶).
TGF-β یکی از بزرگترین گروه های پروتئینی داخل بدن که از اعضای متعددی تشکیل شده است. که عبارتند از : پروتئین مورفولوژیکی استخوان (BMPs)[13] ، فاکتورهای تمایز رشدی( GDFS)[14] وفاکتور نفروپاتیکی سلول گلیال[۱۵] وهمچنین خانواده TGF-β دارای عملکردهای متفاوتی در فرایندهای بیولوژیکی، رشد، توسعه، بافت های هموستاز و سیستم ایمنی بدن دارا می باشد (۶۳،۵۵). TGF-β پروتئینی با وزن ملکولی ۲۵ کیلو دالتون می باشد(۱۳،۵۶) که دارای سه ایزوفرم (TGF-β ۱,۲,۳ ) بوده واز طریق دو گیرنده ۱و۲ (TR 1,2) پیام خود را به سلول داخل می رساند(۲۳،۸۹). مسیر پیام رسانی داخل سلولی این فاکتور توسط ملکول های تسهیل شدهSmad وپیام مربوطه نهایتا به هسته سلول رسیده ومنجر به تغییراتی در سطح رونویسی DNA می گردد و به عنوان پلی پپتیدی که قادر به القا رشد فیبرو بلاست ها و تولید کلاژن است شناخته شد (۳۸،۶۹). TGF-β۱ یکی از ایزوفرم های TGF-β و فراوانترین نوع موجود در استخوان ها ، عضلات، پوست و mRNA موش شناخته شده است .پاسخ سلولی TGF-β۱ بستگی به نوع سلول و شرایط فیزیو لوژیکی دارد (۲۱،۲۲،۵۰). TGF-β۱ باعث تحریک انواع سلول های مزانشیمی از جمله فیبروبلاست ها می شوند. با این حال این فاکتور مهار کننده قوی سلول های اپیتلیال، اندوتلیال، عصبی، خون ساز، و سلول های ایمنی می باشد. عملکرد مرکزی TGF-β۱ ، مهار پیشرفت چرخه سلولی با تنظیم رونویسی تنظیم کننده های چرخه سلولی است (۴۱،۴۹). البته TGF-β۱ به عنوان منع افزایش سلول های سرطانی نیز بسیار ضروری هستند و مهم ترین نقش TGF-β۱ تمایز سلولی می باشد (۶۸). همچنین افزایش TGF-β۱می تواند فیبروز عضلات اسکلتی را تحریک و مهار رشد عضلات اسکلتی را انجام دهد (۳۸).
۲-۱-۱٫ هایپرتروفی عضلانی :
هایپرتروفی در عضله اسکلتی بالغ پاسخی پیچیده بیولوژیکی است که در هر عضله با افزایش سطح مقطع آن رخ می دهد. این افزایش حجم عضلات جوندگان بالغ (موش خانگی و صحرایی) شامل افزایش در تعداد فیبرهای عضلانی (سلولهای انفرادی) نیست (فرایندی که هایپر پلازیا (افزایش تعداد) نامیده می شود)، زیرا فیبرهای عضله اسکلتی بالغ تمایز شان نهایی می شود و توانائی کمی برای تقسیم (افزایش تعداد سلولی) دارند. بنابر این افزایش درحجم عضله معمولا بدون افزایش در تعداد سلولهای عضلانی اتفاق می افتد(۷،۸۳). حفظ و نگهداری توده ماهیچه‌ای توسط تعادل مناسب بین سنتزپروتیئن و کم و زیاد شدن آن تعریف میشود. حجم عضلانی وقتی افزایش می یابد که یک اکتساب خالص در سنتز پروتیئن وجود داشته باشد که این می‌تواند به دنبال تمرین ورزشی رو به پیشرفت قرار گیرد (۷۰).
یکی از اصول عمده ای که هنگام تمرینات ورزشی باید درنظر گرفته شود ، این است که چنانچه عضلات در مقابل یک نیروی متقابل ، کاری انجام ندهند، حتی اگر ساعتها تمرین کنند ، به قدرت آنها اضافه نخواهد شد. از طرفی اگر عضلات با حداکثر نیروی انقباضی خود منقبض شوند، حتی اگر این کار فقط چند بار در روز انجام شود، بهبود نیرو خیلی سریع خیلی سریع اتفاق خواهد افتاد (۳۳، ۳). به عنوان مثال، بسیاری از عضلات بدن ما در طول روز و هنگام کار روزمره، یا نشست و برخاست و یا راه رفتن عادی منقبض و منبسط می شوند، بدون آنکه به قدرت آنها اضافه شود. با بهره گرفتن از این اصل و به تجربه نشان داده شده است که شش انقباض قوی در سه مرحله (ست) جداگانه ، سه روز در هفته بدون ایجاد خستگی مزمن ، قدرت کافی برای عضله به ارمغان می آورد. با یک چنین برنامه ای در یک فرد مبتدی در عرض ۶ الی ۸ هفته در حدود ۳۰درصد به قدرت عضلانی وی اضافه می شود، ولی پس از این مدت میزان قدرت عضلانی به مقدار خیلی کمی افزایش می یابد (۳،۷۸). همراه با این افزایش قدرت ، به حجم توده عضلانی نیز اضافه می شود که اصطلاحاً به آن «هیپرتروفی» عضلانی می گویند (۳،۷۷). تعیین کننده های اصلی حجم عضلات، توارث و میزان ترشح هورمون تستوسترون است (۱۶). این هورمون در مردان باعث افزایش توده عضلانی نسبت به زنان می گردد. بعلاوه تمرینات ورزشی سبب ایجاد ۳۰ الی ۶۰ درصد بزرگی و هیپرتروفی عضلانی شده و این هیپرتروفی به علت افزایش تعداد و قطر فیبرها یا تارهای عضلانی حاصل می شود (۱۶،۴۰).
۲-۱-۲٫ تغییرات حاصله در عضله هیپرتروفی شده در اثر ورزش عبارتند از :
۱- افزایش تعداد فیبرها یا تارهای عضلانی، ۲- افزایش تعداد و اندازه میتوکندری یا دستگاه سوخت و ساز سلول عضلانی ۳- افزوده شدن ۲۰ الی ۴۰ درصد ترکیبات لازم در متابولیسم فسفاژن مثل آدنوزین تری فسفات و فسفوکراتین ۴- افزایش گلیکوژن ، منبع اصلی انرژی عضلانی به میزان ۱۰۰درصد و افزایش تری گلیسیرید (چربی) ذخیره شده در عضله به میزان ۷۵ الی ۱۰۰ درصد ۵- افزایش آنزیم های مورد نیاز در متابولیسم هوازی و بالا بردن قابلیت این متابولیسم به میزان ۴۵درصد مهمترین تغییراتی هستند که در یک عضله هایپرتروفی شده اتفاق می افتد (۱۰،۲۹). ویژگی منحصر به فرد عضلات اسکلتی توانایی ذاتی آن ها در پاسخ به تحریکات فیزیولوژیک است، از اعمال برنامه تمرینی با وزنه های آزاد تاثیرات عمیقی بر توده وقدرت عضله می گذارد. در سالیان متوالی مدلهای حیوانی متعددی طراحی شده اند که هدف آنها شناسایی مکانیزمهای ملکولی، بیوشیمیایی و سلولی درگیر درتطابق عضله به افزایش کار عضلانی بوده است. این مدلها شامل تمرین های مقاومتی و تمرین های استفاده از کشش های عضلانی ممتد و افزایش اضافه بار جبرانی بود(۸۳).
فرم در حال بارگذاری ...