مطالعات کاربردی علوم زیستی در ورزش

زمینه و هدف : افزایش قند خون در شرایط دیابتی می تواند باعث آپوپتوزیس، از طریق مسیر میتوکندری و با افزایش بیان پروتئین مرگ سلولی شود. پروبیوتیک ها میکروارگانیسم های زنده ای هستند که مزایای سلامتی را به میزبان اعطا می کنند و دارای اثرات ضد دیابت و آنتی اکسیدان هستند. همچنین، برخی شواهد نشان می دهد که ورزش می تواند بر مسیرهای سیگنالینگ آپوپتوزیس عضله اسکلتی تأثیر بگذارد. هدف این مطالعه بررسی تاثیر تمرین هوازی و مکمل پروبیوتیک بر سطوح گلوکز خون و بیان ژن کاسپاز-3 در عضله نعلی رت های دیابتی شده با استرپتوزوتوسین بود. ر وش تحقیق : تعداد40 سر رت صحرایی نر نژاد ویستار (وزن: 270-250 گرم؛ سن: هشت هفته) به طور تصادفی به پنج گروه کنترل سالم (N)، کنترل دیابتی (CD)، دیابتی + مکمل پروبیوتیک (SCD)، دیابتی + تمرین (TD) و دیابتی + تمرین + مکمل پروبیوتیک (STD) تقسیم شدند. القای دیابت با تزریق درون صفاقی استرپتوزوتوسین (45 میلی گرم/کیلوگرم وزن بدن) انجام شد. برنامه تمرین هوازی شامل 30 دقیقه دویدن روی نوارگردان با شدت 60 تا 65 درصد سرعت بیشینه، پنج روز در هفته و به مدت پنج هفته بود. هر رت دو گرم پروبیوتیک به صورت محلول در آب آشامیدنی دریافت کرد. 48 ساعت پس از آخرین جلسه تمرین، رت ها تشریح و عضله نعلی برای ارزیابی بیان ژن کاسپاز-3 (با روش Real Time PCR) و نمونه گیری خون برای ارزیابی گلوکز پلاسما (با روش گلوکز اکسیداز) جمع آوری انجام شد. تجزیه و تحلیل آماری با آزمون t مستقل، آزمون تحلیل واریانس یک راهه و آزمون تعقیبی شفه در سطح معنی داری p≤0/05 انجام شد. یافته ها : سطوح گلوکز خون در گروه دیابتی + تمرین + مکمل نسبت به سایر گروه ها، کاهش معنی داری داشت (008/0=p) از طرف دیگر، بیان ژن کاسپاز-3 در گروه دیابتی + تمرین، و گروه دیابتی + تمرین + مکمل کاهش معنی داری پیدا کرد (01/0=p). نتیجه گیری : تمرین هوازی به همراه مصرف مکمل پروبیوتیک، احتمالا با تنظیم و کاهش قند خون، از آپوپتوزیس عضله اسکلتی در شرایط دیابت جلوگیری می نماید.

زمینه و هدف : تمرین مقاومتی با محدودیت جریان خون، پاسخ و رهاسازی هورمون های آنابولیک را تحریک و هایپرتروفی را در عضلات محدود شده افزایش می دهد؛ با این وجود، تاثیر این شیوه تمرینی بر عضلات محدود نشده مجاور، کمتر بررسی شده است. هدف پژوهش حاضر بررسی تاثیر تمرین مقاومتی با محدودیت جریان خون بر سطح مقطع آناتومیکی عضلات محدود نشده مجاور در مردان جوان فعال بود. روش تحقیق : تعداد 16 مرد جوان 25 تا 30 ساله به طور تصادفی به دو گروه (8 نفره) شامل گروه تمرین مقاومتی با شدت بالا و تمرین مقاومتی با شدت پایین همراه با محدودیت جریان خون تقسیم شدند. هر دو گروه حرکات پرس سینه و اسکوات را سه جلسه در هفته و به مدت چهار هفته اجرا کردند. گروه تمرین مقاومتی با شدت بالا، سه نوبت 10 تکراری با شدت 75% قدرت بیشینه، و گروه با محدویت جریان خون، چهار نوبت 30، 15، 15 و 15 تکراری با شدت 30%  قدرت بیشینه را برای هر حرکت اجرا کردند. در گروه با محدودیت جریان خون، فشار محدودکننده در شروع تمرینات 50% فشار انسداد شریانی استراحتی افراد در نظر گرفته شد و بتدریج در خلال چهار هفته، به 80% فشار انسداد شریانی استراحتی افزایش یافت. در شروع و 72 ساعت پس از آخرین جلسه تمرین، سطح مقطع عضلات سه سر بازویی، سینه ای بزرگ، چهار سر ران و سرینی بزرگ با دستگاه MRI اندازه گیری شد. داده ها با آزمون t همبسته و تحلیل کوواریانس در سطح معنی داری p<0/05 بررسی گردید. یافته ه ا: پس از چهار هفته، افزایش معنی داری در سطح مقطع عضلات سه سر بازویی، چهار سر رانی، سینه ای بزرگ و سرینی بزرگ هم در گروه تمرین مقاومتی با شدت بالا (به ترتیب با 4%، 5/7%،10%، 10%) و هم گروه  محدودیت جریان خون (به ترتیب با 11%، 12%، 18%، 22%) مشاهده شد. نتیجه گیری : به نظر می رسدکه اثرات آنابولیکی ناشی از تمرینات با محدودیت جریان خون به صورت موضعی محدود نمی شود و می تواند به عضلات مجاور درگیر در تمرین که مستقیما تحت تاثیر محدودیت جریان خون نیستند، انتقال یابد.

زمینه و هدف: افزایش اکسیژن در دسترس عضلات فعال می تواند اجرای ورزشی را تحت تاثیر قرار دهد و به نظر می رسد مصرف مکمل اکسیژن، بتواند نقش مفیدی را در این زمینه ایفا کند. هدف از مطالعه حاضر، بررسی تأثیر حاد استنشاق اکسیژن قبل از رقابت کاراته بر بازیافت ظرفیت تامپونی و اجرای مردان کاراته کای حرفه ای بود. روش تحقیق: تعداد 8 ورزشکار رشته کاراته با سابقه ملی در دسته های وزنی 75 (شاخص توده بدن: 24/1±45/23 کیلوگرم/متر2) و 85 (شاخص توده بدن: 97/1 ± 93/25 کیلوگرم/متر2) کیلوگرم به صورت داوطلبانه در طرحی دو سوکور متقاطع در قالب دو گروه  استنشاق اکسیژن (10 دقیقه اکسیژن با غلظت 40 درصد و به میزان 10 لیتر در دقیقه) و طبیعی (ماسک متصل به سیلندر هوای عادی) در تحقیق حاضر شرکت کردند. 30 دقیقه قبل از سه دقیقه مبارزه، بلافاصله و 20 دقیقه  پس از رقابت؛ انجام نمونه گیری خون وریدی انجام گردید. لاکتات به روش آنزیماتیک توسط دستگاه اتوآنالایزر کوباس میرا؛ و  میزان اسیدیته (PH)، فشار دی اکسید کربن (PCO2)، اشباع اکسیژن (O2-SAT) و یون بیکربنات (HCO3-) با استفاده از دستگاه تحلیل گازهای تنفسی اندازه گیری شدند. همچنین ضربان قلب و تعداد ضربات دست و پا به منظور ارزیابی عملکرد مورد سنجش قرار گرفتند. به منظور تحلیل داده های تحقیق، از روش تحلیل واریانس دو راهه با اندازه گیری مکرر و آزمون تعقیبی LSD در سطح 05/0≥p بهره برداری شد. یافته ها: کاهش کمتر لاکتات و مقدار بیشتر یون HCO3- در گروه اکسیژن نسیت به گروه بدون اکسیژن در طول سه زمان ارزیابی به صورت معنی داری مشاهده شد (001/0=p). در طول سه زمان ارزیابی، مقدار بالاتر اسیدیته، PCO2 و O2-SAT کمتر و نیز میانگین ضربان قلب پایین تر در گروه اکسیژن نسیت به گروه بدون اکسیژن گزارش شد که به سطح معنی داری نرسید (05/0<p). از طرف دیگر، استنشاق اکسیژن موجب بهبود معنی دار عملکرد ضربات دست و  پا نسبت به گروه طبیعی گردید (004/0=p). نتیجه گیری: به نظر می رسد استنشاق حاد اکسیژن قبل از رقابت کاراته، بر ظرفیت تامپونی بازیافت ورزشکاران کاراته تاثیر قابل ملاحظه ای ندارد؛ اگرچه عملکرد ورزشکار را در همان رقابت بهبود می بخشد. 

زمینه و هدف: از آنجا که بسیاری از مسیرهای سلولی و مولکولی درگیر در دیابت ناشناخته هستند، مطالعه حاضر با هدف بررسی تاثیر تمرین هوازی بر ذخایر گلیکوژن کبدی در موش های پیش دیابتی به اجرا درآمد روش تحقیق: تعداد 21 سر موش نر هموژن نژاد C57BL/6 به طور تصادفی به دو گروه تقسیم شدند. گروه اول موش های تغذیه شده با رژیم غذایی استاندارد (تعداد 7 سر) و گروه دوم موش های تغذیه شده با رژیم غذایی پرچرب (تعداد 14). موش ها به مدت 12 هفته تغذیه شدند و سپس شرایط پیش دیابتی، با آزمون گلوکز ناشتا و آزمون تحمل گلوکز بررسی شد. پس از تائید شرایط پیش دیابتی، موش های تغذیه شده با رژیم غذایی پرچرب به دو گروه شامل رژیم غذایی پرچرب- بی تحرک و رژیم غذایی پرچرب- تمرین هوازی تقسیم گردیدند. موش های گروه تمرینی به مدت 10 هفته، پنج روز در هفته و به مدت 45 دقیقه در هر جلسه، بر روی نوار گردان تمرین کردند. 24 ساعت پس از آخرین جلسه تمرینی، موش ها کشته شدند و نمونه خونی از قلب موش ها گرفته شد. بافت کبد جدا نیز گردید و برای اندازه گیری بیان ژن گلیکوژن سنتاز (که با روش RT-Real time PCR صورت گرفت) در نیتروژن مایع فریز شد. از آزمون t مستقل و تحلیل واریانس یک راهه در سطح p<0/05 جهت تجزیه و تحلیل آماری داده ها استفاده گردید. یافته ها: سطوح گلیکوژن سنتاز در گروه تمرین هوازی نسبت به گروه پیش دیابتی بیشتر بود، بدین معنی که تمرین تأثیر معنی داری (001/0=p) بر بیان گلیکوژن سنتاز داشت همچنین سنجش گلیکوژن کبد نشان داد که میزان ذخایر گلیکوژن کبدی در گروه تمرین نسبت به گروه پیش دیابتی افزایش معنی داری (001/0=p) داشته است. نتیجه گیری:  انجام تمرین هوازی  می تواند منجر به بهبود شرایط از وضعیت پیش دیابتی به وضعیت سالم شود.

زمینه و هدف: پروتئین تنظیم کننده بیوژنز میتوکندریایی گیرنده فعال کننده تکثیر پروکسیزوم گاما-1 آلفا (PGC-1α) به عنوان عامل اصلی مسیر سیگنالینگ در کنترل متابولیسم میتوکندری عمل می کند. در عین حال، یک عامل رونویسی به نام عامل 2 وابسته به اریتروئید عامل هسته ای-2 (Nrf2) نیز شناخته شده که با فعال سازی PGC-1α رابطه دارد و تا حدودی مشخص شده است که مسیر یکی از این دو عامل رونویسی، می تواند بر دیگری تأثیر بگذارد. هدف از تحقیق حاضر بررسی اثر هشت هفته تمرین مقاومتی به همراه مصرف مکمل دهی کوآنزیم Q10 بر مقادیر Nrf2، PGC-1α در رت های نر نژاد اسپراگوداولی بود. روش تحقیق: در این تحقیق تجربی، 36 سر رت به صورت تصادفی به شش گروه مساوی شامل گروه تمرین مقاومتی، دو گروه تمرین مقاومتی و مکمل Q10 با دوزهای 200 و 300 میلی گرم/کیلوگرم وزن، دو گروه  مکمل Q10 با دوزهای 200 و 300 میلی گرم/کیلوگرم وزن، و کنترل تقسیم شدند. مکمل به رت ها در گروه های تمرین - مکمل و مکمل، گاواژ شد. تمرین مقاومتی شامل سه نوبت با پنج تکرار بود که سه روز در هفته و به مدت هشت هفته اجرا گردید. از آزمون های تحلیل واریانس یک راهه و توکی در سطح معنی داری 05/0>p برای استخراج نتایج استفاده شد. یافته ها: بیان Nrf2 و PGC-1α به طور معنی داری در گروه های تمرین مقاومتی و تمرین مقاومتی + مکمل (دوز 200 میلی گرم/کیلوگرم) افزایش یافت (0001>p)، در حالی که در گروه تمرین مقاومتی + مکمل با دوز 300 میلی گرم/کیلوگرم (07/0>p)  و دو گروه دریافت کننده مکمل (09/0>p) تغییر معنی داری نکرد. نتیجه گیری: با توجه به اثر افزایشی ترکیب تمرینات مقاومتی همراه با مکمل دهی Q10 (با دوز 200 میلی گرم/کیلوگرم) در بهبود Nrf2 و PGC-1α؛ می توان این شیوه را در بیوژنز میتوکندریایی موثر دانست.

زمینه و هدف: بیماری کبد چرب غیرالکلی، یک التهاب کبدی است که بر اثر تجمع بیش از اندازه چربی در بافت کبد ایجاد می شود و گاها با اختلال در فعالیت طبیعی بافت کبد، از جمله نارسایی کبد یا سیروز کبدی همراه است. تمرین و فعالیت بدنی، به طور بالقوه می تواند در کاهش چربی کبد مؤثر باشد. این مطالعه با هدف بررسی تأثیر تمرین تناوبی شدید بر سطوح سرمی فاکتور رشد فیبروبلاست- 21، آنزیم های آسپارات آمینوترانسفراز و آلانین آمینوترانسفراز، نیمرخ لیپیدی و مقاومت به انسولین در زنان مبتلا به کبد چرب به اجرا درآمد. روش تحقیق: در مطالعه نیمه تجربی، 28 زن مبتلا به بیماری کبد چرب غیرالکلی به صورت نمونه در دسترس شرکت کردند و سپس به طور تصادفی در دو گروه کنترل (14 نفر) و تمرین (14 نفر) قرار گرفتند. برنامه تمرین تناوبی شدید به مدت هشت هفته، با تکرار سه روز در هفته و هر جلسه 50 دقیقه به اجرا درآمد. متغیرهای وابسته تحقیق 72 ساعت قبل از اولین و بعد از آخرین جلسه تمرین اندازه گیری شدند. نتایج با استفاده از آزمون های آماری t وابسته و مستقل در سطح معنی داری 05/0>p استخراج گردید. یافته ها: بعد از هشت هفته تمرین تناوبی شدید، عامل رشد فیبروبلاست-21 (03/0=p) و لیپوپوتئین کلسترول پر چگال (01/0=p) افزایش معنی داری یافتند؛ در حالی که  آسپارتات آمینوترانسفراز (04/0=p)، آلانین آمینوترانسفراز (03/0=p)، لیپوپوتئین کلسترول کم چگال (01/0=p)، و تری گلیسیرید (005/0=p) سرمی به طور معنی دار کاهش پیدا کردند و مقاومت به انسولین بدون تغییر باقی ماند (24/0=p). نتیجه گیری: با انجام تمرینات تناوبی شدید می توان انتظار داشت شاخص های خطر در بیماران مبتلا به کبد چرب غیر الکلی، بهبود یابد.

زمینه و هدف: کافئین محرک فیزیولوژیک پر مصرف در سراسر جهان است که ورزشکاران برای افزایش نیرو و تاخیر در خستگی از آن استفاده می نمایند و در حال حاضر به صورت نوشیدنی های انرژی زا و مکمل های غذایی در بازار عرضه می شود. از این رو، مطالعه حاضر با هدف بررسی اثر خستگی و مصرف مکمل کافئین بر تعادل و برخی از ویژگی های آمادگی جسمانی و مهارتی بازیکنان فوتبال جوان شهرستان سرایان به اجرا درآمد. روش تحقیق: برای این منظور، 24 بازیکن فوتبال با دامنه سنی ۱۸ تا ۲۵ سال، سابقه ورزشی حداقل چهار تا پنج سال فعالیت مستمر به صورت هدفمند انتخاب و به طور تصادفی به دو گروه تجربی و کنترل تقسیم شدند. ابتدا شرکت کنندگان آزمون های تعادل پویا، توان انفجاری (آزمون پرش سارجنت)، چابکی (آزمون ایلی نویز) و آزمون های شوت و پاس مور کریتسین را اجرا نمودند. گروه تجربی کپسول کافئین (6 میلی گرم/کیلوگرم/روز) و  گروه کنترل کپسول حاوی نشاسته (شش میلی گرم/کیلوگرم/ روز) دریافت کردند. برای ایجاد خستگی شبیه سازی شده در فوتبال، پروتکل بانگسبو با 42 سیکل دو دقیقه ای انجام شد. پس از اجرای پروتکل خستگی و مشابه پیش آزمون، کلیه آزمون ها تکرار گردید. نتایج با استفاده از آزمون t مستقل و  وابسته در سطح معنی داری 05/0≥p استخراج گردید. یافته ها: خستگی عضلانی موجب کاهش معنی دار تعادل پویا (001/0=p)، پرش عمودی (001/0=p)، مهارت شوت زنی (001/0=p) و عدم تغییر معنی دار چابکی (39/0=p) و مهارت پاس دادن (11/0=p) گردید؛ در حالی که کافئین اثری بر این تغییرات نداشت. نتیجه گیری: احتمالا مصرف 6 میلی گرم به ازای هر کیلوگرم از وزن بدن اثرگذار نبوده است و از این رو، به نظر می رسد بازیکنان فوتبال برای بهبود ویژگی های آمادگی جسمانی می توانند از دوز های بالاتر کافئین به جای دوزهای پایین تر آن، برای تاثیرگذاری سود ببرند. برای نتیجه گیری قطعی مطالعات بیشتری ضرورت دارد.

زمینه و هدف : مواجهه با آرسنیک با احتمال وقوع آپوپتوزیس در کبد و نارسایی های متابولیک همراه است؛ در حالی که تمرین تناوبی شدید (HIIT) و کورکومین می توانند این شرایط را به طور مثبت تعدیل نمایند. هدف تحقیق حاضر، بررسی تاثیر HIIT و کورکومین بر عامل دو وابسته به عامل هسته ای اریتروئید-2 (NRF2) و کاسپاز-3 کبدی، و ظرفیت ضداکسایشی تام (TAC)، گلوکز، تری گلیسرید (TG) و لیپوپروتئین کلسترول پرچگال (HDL) خون در موش های در معرض آرسنیک بود. روش تحقیق : در این تحقیق تجربی، 48 موش نر به شش گروه شامل آرسنیک-HIIT (تمرین)، آرسنیک-کورکومین (کورکومین)، آرسنیک-کورکومین-تمرین (توام)، آرسنیک، کنترل اتانول، و کنترل معمولی تقسیم شدند. آرسنیک و کورکومین به ترتیب با دوز 5 و 15 میلی گرم بر هر کیلوگرم وزن بدن در روز از طریق گاواژ به موش ها خورانده شدند. پروتکل HIIT به مدت شش هفته، پنج روز در هفته و هر جلسه شامل 60 دقیقه فعالیت (تناوب های چهار دقیقه ای دویدن با شدت 90-85 درصد vVO2max، با دو دقیقه استراحت فعال) اجرا شد. داده ها با روش های رنگ سنجی و وسترن بلات استخراج شدند و با روش تحلیل واریانس یک راهه در سطح 05/0>p مقایسه گردیدند. یافته ها : در گروه آرسنیک، میزان کاسپاز-3 کبد، گلوکز و TGخون بالاتر؛ و TAC و HDL خون پایین تر از گروه کنترل معمولی بود (001/0=p در همه موارد)؛ در حالی که HDL، گلوکز و  TAC خون در سه گروه تمرین، کورکومین و توام؛ و کاسپاز -3 کبد تنها در گروه توام؛ تفاوت معنی داری با گروه کنترل معمولی نداشتند (05/0<p). به علاوه، NRF2 کبدی فقط در گروه های کورکومین و توام به بالاتر از سطح گروه کنترل رسید (001/0=p). نتیجه گیری : با این که تاثیر آرسنیک بر افزایش TG خون، با مداخله تمرین، کورکومین و یا اثر توام آن ها، اصلاح نشد؛ ولی هر سه مداخله افزایش قند و کاهش HDL و TAC خون را اصلاح کردند. از طرف دیگر، افزایش کاسپاز-3 کبدی فقط با مداخله توام؛ و کاهش NRF2 کبدی فقط با کورکومین اصلاح شد. 

زمینه و هدف : شستشوی دهان با محلول کربوهیدرات به عنوان یک استراتژی برای بهبود عملکرد مورد استفاده قرار گرفته است. هدف از مطالعه حاضر بررسی تاثیر شستشوی دهان با محلول کربوهیدرات بر فعالیت الکتریکی عضله چهار سر ران طی فعالیت دوچرخه سواری زیر بیشینه در فازهای مختلف چرخه قاعدگی زنان وزشکار بود. روش تحقیق : تعداد 10 زن ورزشکار در پنح  جلسه مجزا در آزمایشگاه حضور پیدا کردند. در جلسه اول، اوج توان خروجی اندازه گیری شد. سپس، در جلسات دوم تا پنجم (روزهای پنجم و دوازدهم فاز فولیکولار و روزهای هفدهم و بیست و دوم فاز لوتئال)، هر شرکت کننده یک ساعت فعالیت دوچرخه سواری با شدت 65 درصد اوج توان خروجی را در شرایط استفاده از محلول کربوهیدرات یا دارونما اجرا کرد. قبل و بعد از انجام پروتکل، لاکتات و گلوکز خون مورد اندازه گیری قرار گرفت. همچنین، در حین انجام پروتکل، ضربان قلب و میزان درک فشار هر 10 دقیقه و فعالیت الکتریکی عضلات راست رانی ، پهن جانبی و پهن درونی هر 15 دقیقه ثبت شد. تحلیل داده ها با استفاده از آزمون تحلیل واریانس با اندازه گیری مکرر و آزمون بونفرونی در سطح معنی داری 05/0˂p صورت گرفت. یافته ها : فعالیت الکتریکی عضله پهن جانبی در دقایق 45 (04/0=p) و 60 (04/0=p)؛ و عضله راست رانی در دقیقه 45 (01/0=p) در فاز فولیکولی در شرایط استفاده از محلول کربوهیدرات به شکل معنی داری نسبت به زمان های مشابه در فاز لوتئال، بالاتر بود. نتیجه گیری : نتایج این تحقیق نشان از اثر مداخله احتمالی فازهای مختلف چرخه قاعدگی بر تغییرات عملکرد عضلانی ناشی از شستشوی دهان با محلول کربوهیدرات دارد. به نظر می رسد که حفظ فعالیت الکتریکی عضله چهارسر رانی در فاز فولیکولار در شرایط استفاده از شستشوی دهان با محلول کربوهیدرات، در مقایسه با شرایط مشابه در فاز لوتئال، با سطوح هورمون های جنسی ارتباط دارد.