بررسی اثر 8 هفته تمرین تناوبی با شدت بالا با محدودیت کالری رژیم غذایی پرچرب و رژیم غذایی استاندارد بر بیان ژن هایBDH1 و ACAT1 در کبد رت های نر سالم نژاد ویستار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 کارشناسی ارشد فیزیولوژی ورزش، دانشکده تربیت بدنی و علوم ورزشی، دانشگاه شهید باهنرکرمان، کرمان، ایران
2 استادیار گروه فیزیولوژی و فارماکولوژی، دانشکده پزشکی افضلی پور و مرکز تحقیقات فیزیولوژی، انستیتو نوروفارماکولوژی، دانشگاه علوم پزشکی کرمان، کرمان،ایران
3 دانشیار گروه فیزیولوژی ورزش، دانشکده تربیت بدنی و علوم ورزشی، دانشگاه شهید باهنرکرمان، کرمان، ایران.
چکیده
مقدمه: محدودیت کالری یک مداخله تغذیه ای با کاهش دریافت انرژی است. هدف تحقیق حاضر تاثیر 8 هفته تمرین تناوبی با شدت بالا با محدودیت کالری رژیم غذایی استاندارد و رژیم غذایی پرچرب بر بیان ژن های بتا-هیدروکسی بوتیرات دهیدروژناز1(BDH1) و استیل کوا استیل ترانسفراز1 (ACAT1) میتوکندری در کبد رت های نر سالم نژاد ویستار بود.
روش کار: تعداد 48 سر موش صحرایی نر به طور تصادفی به 6 گروه (8=n)کنترل، تمرین، محدودیت کالری غذای پرچرب ، محدودیت کالری غذای استاندارد، محدودیت کالری غذای استاندارد + تمرین و محدودیت کالری غذای پرچرب + تمرین تقسیم شدند. تمرین تناوبی با شدت بالا به مدت 8 هفته ( 5 روز در هفته) با شدت ۱۰۰ - ۹۰ درصد سرعت بیشینه به صورت دویدن روی نوارگردان با شیب صفر درجه و در نوبت صبح (ساعت 9) اجرا شد. . بیان ژن های BDH1 و ACAT1 در بافت کبد با روش Real Time- PCR اندازه گیری و از روش آماری تحلیل واریانس یک طرفه برای مقایسه بین گروهی استفاده شد.
یافته ها: تمرین باعث افزایش معنی دار بیان ژن BDH1 نسبت به گروه کنترل شد (0.001>P). همچنین تمرین همزمان با محدودیت رژیم غذای چرب و محدودیت رژیم غذای استاندارد منجر به افزایش معنی دار بیان ژن های BDH1 و ACAT1 نسبت به گروه کنترل شد (0.001>P).
نتیجه گیری: در شرایط محدودیت کالری، تمرین تناوبی با شدت بالا از طریق بیش تنظیمی بیان ژن های BDH1 و ACAT1 نقش کلیدی در افزایش گلوکونئوژنز کبدی دارد همچنین تمرین تناوبی با شدت بالا از طریق بیش تنظیمی ژن BDH1 می تواند نقش مهمی در اکسیداسیون چربی کبدی داشته باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

The effect of 8 weeks of HIIT training with calorie restriction of high-fat diet and standard diet on the expression of BDH1 and ACAT1 genes in the liver of healthy male Wistar rats

نویسندگان English

Omolbanin Ebrahim-Abadi 1
Soheil Amini-Zadeh 2
Daruosh Moflehi 3
1 . Master's Degree in Sports Physiology, Faculty of Physical Education and Sports Sciences, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
2 Assistant Professor, Department of Physiology and Pharmacology, Afzalipour School of Medicine and Physiology Research Center, Institute of Neuropharmacology, Kerman University of Medical Sciences, Kerman, Iran
3 Associate Professor at Department of Exercise Physiology, Faculty of Physical Education and Sport Sciences, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
چکیده English

 
Introduction: Calorie restriction is a nutritional intervention by reducing energy intake. The purpose of the current study was the effect of 8 weeks of HIIT training with calorie restriction of standard diet and high fat diet on the expression of BDH1 and ACAT1 genes in the liver of healthy male Wistar rats.
Materials & Methods: 48 male rats were randomly divided into 6 groups (n=8): control, exercise,calorie restriction of high-fat diet, calorie restriction of standard diet, calorie restriction of standard diet+ exercise, and calorie restriction of high-fat diet + exercise It was performed for 8 weeks (5 days a week) with an intensity of 100-90% of the maximum speed in the form of running on a treadmill with a zero-degree slope and in the morning (9 o'clock). Expression of BDH1 and ACAT1 genes in liver tissue was measured by Real Time-PCR method and one-way analysis of variance statistical method was used for comparison between groups.
Results: Exercise caused a significant increase in BDH1 gene expression compared to the control group (P<0.001). Simultaneous training with high-fat diet calorie restriction and standard diet calorie restriction led to a significant increase in BDH1 and ACAT1 gene expression compared to the control group (P<0.001).
Conclusion: In the conditions of calorie restriction, high-intensity interval training through the upregulation of BDH1 and ACAT1 gene expression may play a key role in increasing hepatic gluconeogenesis. Also, high-intensity interval training through the upregulation of the BDH1 gene can have play an important role in hepatic fat oxidation.

کلیدواژه‌ها English

ACAT1 gene
BDH1 gene
Calorie Restriction
Interval Training
1. Most J, LM. Redman. Impact of calorie restriction on
energy metabolism in humans. Exp. Gerontol, 2020.
133: 110875.
2. Koubova, J. and L. Guarente. How does calorie
restriction work? Genes & dev, 2003. 17(3): 313-321.
3. He, Y. et al. High fat diet significantly changed the
global gene expression profile involved in hepatic
drug metabolism and pharmacokinetic system in mice.
Nutr Metab, 2020. 17(1): 1-15.
4. McPherson, P.A.C. and J. McEneny, The biochemistry
of ketogenesis and its role in weight management,
neurological disease and oxidative stress.
J. Physiol. Biochem., 2012. 68: 141-151.
5. Laffel, L. Ketone bodies: a review of physiology,
pathophysiology and application of monitoring to
diabetes. Diabetes Metab Res Rev, 1999. 15(6): 412-
426.
6. Harvey, K.L. L.E. Holcomb, and S.C. Kolwicz Jr,
Ketogenic diets and exercise performance. Nutr.,
2019. 11(10): 2296.
7. Liu, Z. et al. Expression and clinical significance of
BDH1 in liver cancer. J. Med., 2021. 100(48).
8. Long, T. et al. Structure of nevanimibe-bound
tetrameric human ACAT1. Nat., 2020. 581(7808):
339-343.
9. Goudarzi, A. The recent insights into the function of
ACAT1: A possible anti-cancer therapeutic target.
Life Sci., 2019. 232: 116592.
10. Quandt, L. and W. Huth. Modulation of rat-liver
mitochondrial acetyl-CoA acetyltransferase activity
by a reversible chemical modification with coenzyme
A. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Protein
Structure and Mol. Enzyme., 1984. 784(2-3): 168-
176.
11. HUTH. W. The Charge Heterogeneity of the
Mitochondrial Acetyl‐CoA Acetyltransferase from
Rat Liver. Eur. J. Biochem, 1981. 120(3): 557-562.
12. Shibuya, Y. C.C. Chang, and T.-Y. Chang,
ACAT1/SOAT1 as a therapeutic target for
Alzheimer's disease. Future Med. Chem, 2015. 7(18):
2451-2467.
13. Yi, W., et al. Green tea polyphenols ameliorate the
early renal damage induced by a high-fat diet via
ketogenesis/SIRT3 pathway. Future Med. Chem,
2017. 2017.
14. Longo, R., et al. Ketogenic diet: a new light shining on
old but gold biochemistry. Nutr., 2019. 11(10): 2497.
15. Ma, S. et al. A low-carbohydrate ketogenic diet and
treadmill training enhanced fatty acid oxidation
capacity but did not enhance maximal exercise
capacity in mice. Nutr., 2021. 13(2): 611.
16. Nelson, D.L. A.L. Lehninger, and M.M. Cox.
Lehninger principle of biochem. 2008: Macmillan.
17.d’Avignon, D.A., et al. Hepatic ketogenic insufficiency
reprograms hepatic glycogen metabolism and the
lipidome. JCI insight, 2018. 3(12).
18. Carnevali Jr, L. et al. Effects of high-intensity
intermittent training on carnitine palmitoyl transferase
activity in the gastrocnemius muscle of rats.
Braz. J. Med. Biol. Res, 2012. 45: 777-783.19. Ghorbanian, B. and S. Egtesadi. The effect of high
intensity interval training (HIIT) on serum levels of
selenoprotein P and glycemic and body composition
indices in women with nonalcoholic fatty liver
disease. J. Appl. Physiol., 2022. 9(1): 12-21.
20. Asadpour. S.M. et al. The effect of high intensity
interval training on muscle tissue content of myostatin
and follistatin proteins in elderly rats. Daneshvar
Medic., 2021. 29(4): 66-77.
21. Evans. M. K.E. Cogan, and B. Egan. Metabolism of
ketone bodies during exercise and training:
physiological basis for exogenous supplementation.
The Journal of physiology, 2017. 595(9): 2857-2871.
22. Lin. H.-L. et al. Eugenosedin-A prevents high-fat diet
increased adhesion molecules through inhibition of
MAPK-and p65-mediated NF-κB pathway in rat
model. J. Pharmacy Pharmacol, 2 (65), 2013: 300-
309.
23. Giacco. A. et al. Exercise with food withdrawal at
thermoneutrality impacts fuel use, the microbiome,
AMPK phosphorylation, muscle fibers, and thyroid
hormone levels in rats. Physiol. Rep., 2020. 8(3):
e14354.
24. Zarali. M. et al. Effect of 8 weeks high-intensity
interval training (HIIT) with and without caloric
restriction on gene expression of myocardial Bax and
Bcl2 in mice. Med. J. Tabriz Univ. Med. Sci. Health
Serv. 2021. :)1(43 124-133.
25. Holcomb. L.E. et al. Sex differences in endurance
exercise capacity and skeletal muscle lipid
metabolism in mice. Physiol. Rep., 2022. 10(3):
e15174.
26. Davis. R.A. et al. High-intensity interval training and
calorie restriction promote remodeling of glucose and
lipid metabolism in diet-induced obesity. Am J
Physiol Endocrinol Metab, 2017. 313(2): E243-E256.