سامانه مدیریت نشریات علمی دانشگاه شهید بهشتی

نوراله پور, سودابه, عباسی دلویی, آسیه, ضیاءالحق, سید جواد, براری, علیرضا. (1403). تأثیر تمرین هوازی و مصرف کروسین بر بیان ژن BDNF، TrKB، دوپامین و سروتونین قشر مخ موش‌های صحرایی القاشده با مت‌آمفتامین. , 17(2), 1-19. doi: 10.48308/joeppa.2024.235484.1239
سودابه نوراله پور; آسیه عباسی دلویی; سید جواد ضیاءالحق; علیرضا براری. "تأثیر تمرین هوازی و مصرف کروسین بر بیان ژن BDNF، TrKB، دوپامین و سروتونین قشر مخ موش‌های صحرایی القاشده با مت‌آمفتامین". , 17, 2, 1403, 1-19. doi: 10.48308/joeppa.2024.235484.1239
نوراله پور, سودابه, عباسی دلویی, آسیه, ضیاءالحق, سید جواد, براری, علیرضا. (1403). 'تأثیر تمرین هوازی و مصرف کروسین بر بیان ژن BDNF، TrKB، دوپامین و سروتونین قشر مخ موش‌های صحرایی القاشده با مت‌آمفتامین', , 17(2), pp. 1-19. doi: 10.48308/joeppa.2024.235484.1239
نوراله پور, سودابه, عباسی دلویی, آسیه, ضیاءالحق, سید جواد, براری, علیرضا. تأثیر تمرین هوازی و مصرف کروسین بر بیان ژن BDNF، TrKB، دوپامین و سروتونین قشر مخ موش‌های صحرایی القاشده با مت‌آمفتامین. , 1403; 17(2): 1-19. doi: 10.48308/joeppa.2024.235484.1239

تأثیر تمرین هوازی و مصرف کروسین بر بیان ژن BDNF، TrKB، دوپامین و سروتونین قشر مخ موش‌های صحرایی القاشده با مت‌آمفتامین

نشریه فیزیولوژی ورزش و فعالیت بدنی
مقاله 1، دوره 17، شماره 2 - شماره پیاپی 38، 1403، صفحه 1-19    اصل مقاله (599.31 K)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/joeppa.2024.235484.1239
نویسندگان
سودابه نوراله پور1؛ آسیه عباسی دلویی* 1؛ سید جواد ضیاءالحق2؛ علیرضا براری1
1گروه فیزیولوژی ورزشی، واحد آیت الله آملی، دانشگاه آزاد اسلامی، آمل، ایران
2گروه فیزیولوژی ورزشی، واحد شاهرود، دانشگاه آزاد اسلامی، شاهرود، ایران
چکیده
زمینه و هدف: فعالیت ورزشی از طریق افزایش عوامل نوروتروفیک و گیرنده‌های آن نقش مهمی در بهبود شکل‌پذیری سلول‌های عصبی مغز دارد. در این پژوهش تأثیر تمرین هوازی و کروسین بر بیان ژن BDNF، TrKB، دوپامین و سروتونین قشر مخ موش‌های صحرایی القاشده با مت‌آمفتامین بررسی شد.
مواد و روش‌ها: در این پژوهش، 40 سر موش صحرایی مادة نژاد ویستار )سن حدود هشت هفته و وزن 140-160 گرم( در پنج گروه کنترل سالم، مت‌آمفتامین، مت‌آمفتامین تمرین هوازی، مت‌آمفتامین و کروسین، مت‌آمفتامین، کروسین و تمرین هوازی قرار گرفتند. 15 میلی‌گرم مت‌آمفتامین به مدت چهار روز هر 12 ساعت به نمونه‌ها داده شد. همچنین دوز مصرفی کروسین 80 میلی‌گرم در هر کیلوگرم وزن بدن حیوانات بود که به‌صورت صفاقی با آب مقطر ترکیب و طی پنج روز تزریق می‌شد. برنامة فعالیت ورزشی هوازی شامل دویدن روی نوار گردان با شیب صفر درصد تا هفتة سوم و شیب پنج درصد از هفتة چهارم تا هفتة هشتم سه روز در هفته به مدت هشت هفته بود. مدت زمان اجرای برنامه تمرین هوازی در جلسات اول 20 دقیقه و در جلسات پایانی به 30 دقیقه افزایش یافت. سرعت انجام برنامه ورزشی از 20 متر در دقیقه در هفته‌های اول به 25 متر در دقیقه در هفته‌های پایانی افزایش یافت. پس از بی‌هوشی، کالبدشکافی انجام گرفت و نمونه‌های بافت قشر مخ گرفته شد. بیان ژن BDNF، TrKB، دوپامین و سروتونین قشر مخ با تکنیک ریل تایم با دستگاه rotor gene Q اندازه‌گیری شد. به‌منظور بررسی داده‌های رفتاری نیز از آزمون‌های وای میز (Y-maze) استفاده شد. داده‌ها به روش تحلیل واریانس یکطرفه و آزمون تعقیبی توکی در سطح معناداری 05/0 P≤ تجزیه‌وتحلیل شد.
نتایج: نتایج نشان داد که میانگین بیان ژنBDNF ، Trk B، دوپامین و سروتونین قشر مخ در موش‌های صحرایی القاشده با مت‌آمفتامین به‌طور معناداری کمتر از گروه کنترل بود (001/0=P). میانگین بیان ژنBDNF ، Trk B، دوپامین و سروتونین در گروه‌های مت‌آمفتامین +هوازی، مت‌آمفتامین+ کروسین و مت‌آمفتامین+کروسین +هوازی به‌طور معناداری بیشتر از گروه مت‌آمفتامین بودند (001/0=P). در گروه مت‌آمفتامین+کروسین +فعالیت هوازی بیان ژنBDNF ، Trk B، دوپامین و سروتونین به‌طور معناداری بیشتر از گروه‌های مت‌آمفتامین +هوازی و مت‌آمفتامین+ کروسین بود (001/0=P). نتایج در بخش تأیید مدل با بررسی داده‌های رفتاری، تفاوت معنا‌داری در میانگین تعداد کل ورود به بازوها و میانگین تناوب غیرتکراری در بین گروه‌های مختلف پژوهش نشان نداد (05/0<P). با وجود این مقایسة بین قبل و بعد از القای مت‌آمفتامین در متغیر میانگین تعداد کل ورود به بازوها و میانگین تناوب غیرتکراری کاهش معناداری را نشان می‌دهد (0001/0>P).
نتیجه‌گیری: نتایج تحقیق حاضر نشان داد که مت‌آمفتامین با کاهش بیان ژن عوامل عصبی در بافت قشر مخ همراه بود. هشت هفته تمرین هوازی، مصرف کروسین و تمرین هوازی به‌همراه مصرف مکمل کروسین می‌تواند اثر محافظت عصبی در موش‌های القاشده با مت‌آمفتامین داشته باشد و به افزایش بیان ژن‌های BDNF ، Trk B، دوپامین و سروتونین قشر مخ در موش‌های صحرایی القاشده با مت‌آمفتامین کمک کند.
کلیدواژه‌ها
تمرین هوازی؛ کروسین؛ مت‌آمفتامین؛ دوپامین؛ سروتونین
عنوان مقاله [English]
The effect of aerobic exercise and crocin consumption on the gene expression of BDNF, TrkB, dopamine, and serotonin in the cerebral cortex of rats induced with methamphetamine
نویسندگان [English]
Soudabeh Nourolapour1؛ Asieh Abbassi Daloii1؛ Seyyed Javad Ziaolhagh2؛ Alireza Barari1
1Department of Exercise Physiology, Ayatollah Amoli Branch, Islamic Azad University, Amol, Iran
2Department of Exercise Physiology, Shahrood Branch, Islamic Azad University, Shahrood, Iran
چکیده [English]
Background and Purpose: In this study, the effect of aerobic exercise and crocin on the gene expression of BDNF, TrKB, dopamine, and serotonin in the cerebral cortex of rats induced with methamphetamine was investigated.
Materials and Methods: In this research, 40 female Wistar rats (age, eight weeks; weight 140-160 grams) were divided into five groups including healthy control, methamphetamine, methamphetamine+aerobic exercise, methamphetamine+crocin, methamphetamine+crocin+aerobic exercise. 15 mg of methamphetamine was given to the subjects every 12 hours for four days. Moreover, the dose of crocin was 80 mg per kilogram of body weight, which was mixed intraperitoneally with distilled water and injected over five days. The aerobic exercise program included running on a treadmill with a 0% incline until the third week and a 5% incline from the fourth to the eighth week, which was performed three days a week for eight weeks. The duration of the aerobic exercise protocol increased from 20 min in the first sessions to 30 min in the final sessions. Furthermore, the speed of running increased from 20 meters per minute in the first weeks to 25 meters per minute in the final weeks. After anesthesia, an autopsy was performed and samples of cerebral cortex tissue were taken. The gene expression of BDNF, TrkB, dopamine and serotonin in the cerebral cortex was measured by the real-time technique with the rotor gene Q device. Y-maze tests were also used to evaluate the behavioral data. The data were analyzed by using one-way analysis of variance and Tukey's post hoc-test at the significance level of P≤0.05.
 
Results: The results showed that the mean expression of BDNF, TrkB, dopamine and, serotonin genes in the cerebral cortex in rats induced with methamphetamine were significantly lower than the control group (P=0.001). The average expression of BDNF, TrkB, dopamine and, serotonin genes in the methamphetamine+aerobic exercise, methamphetamine+crocin and methamphetamine+crocin+aerobic exercise groups were significantly higher than the methamphetamine group (P=0.001). However, methamphetamine+crocin+aerobic exercise group had a significantly higher average expression of BDNF, TrkB, dopamine and, serotonin genes compared to methamphetamine+aerobic exercise and methamphetamine+crocin groups (P=0.001). The results in the model validation section by examining the behavioral data, showed no significant differences in the average total number of arms entering and the average non-repetitive frequency among the different groups (P<0.05). However, the comparison between before and after methamphetamine induction shows a significant decrease in the average total number of arms entering and the average of non-repetitive frequency (P<0.0001).
                                                                                                                         
Conclusion: The results of the present research showed that methamphetamine was associated with a decrease in the expression of the genes of neural factors in the cerebral cortex tissue. In addition, eight weeks of aerobic training, consumption of crocin, and aerobic exercise plus crocin supplementation can have a neuroprotective effect in rats induced with methamphetamine, and lead to increases in the expression of BDNF, TrkB, dopamine and serotonin genes in the cerebral cortex in rats.
کلیدواژه‌ها [English]
Methamphetamine, Aerobic Exercise, Crocin, Dopamine, Serotonin
مراجع
  1. Mardani H, Sheikhi AA, Kavosian J. The prevalence of substance use among Bandar Abas Azad Islamic University students. Scientific Quarterly Research on Addiction. 2012; 65-82.
  2. Karamizadeh, E. (2017). Consequences of Crystal (Methamphetamine) Consumption: qualitative Study of Addicted women in Kerman City. Journal of Woman and Family Studies. 2017; 5(1):7-34.
  3. Raiteri M. Functional pharmacology in human brain. Pharmacological reviews. 2006; 58(2):162-93.
  4. Lowinson JH. Lowinson and Ruiz's substance abuse: A comprehensive textbook. Lippincott Williams & Wilkins. 2011.
  5. Bahreini Pour M-A, Hovanloo F, Joukar Siyavash, Najafiour H. Investigating the effect of low-intensity aerobic training for 10 weeks along with blood flow restriction on amount of protein BDNF in soleus and EDL muscles as well as the sciatic nerve in aged male rats. J Sport Exerc Physiol. 2019; 1(7):59-75. (In Persian).
  6. Mahmoudzadeh R, Heidari-Keshel S, Lashay A. Schwann cell-mediated preservation of vision in retinal degenerative diseases via the reduction of oxidative stress: a possible mechanism. Medical Hypothesis, Discovery and Innovation in Ophthalmology. 2016; 5(2):47.
  7. Abdullahzadeh M, Abdoli B, Fayaz Milani R. The effect of aerobic exercise along with living in enriched environment on spatial memory and brain-derived neurotrophic factor in the Hippocampal tissue of Elderly female Wistar rats with Alzheimer's disease. J Sport Exerc Physiol. 2024; 17(1). (In Persian).
  8. Corominas-Roso M, Roncero C, Eiroa-Orosa FJ, Gonzalvo B, Grau-Lopez L, Ribases M, Rodriguez-Cintas L, Sánchez-Mora C, Ramos-Quiroga JA, Casas M. Brain-derived neurotrophic factor serum levels in cocaine-dependent patients during early abstinence. European Neuropsychopharmacology. 2013; 23(9):1078-84.
  9. Hilburn C, Nejtek VA, Underwood WA, Singh M, Patel G, Gangwani P, Forster MJ. Is serum brain-derived neurotrophic factor related to craving for or use of alcohol, cocaine, or methamphetamine?. Neuropsychiatric disease and treatment. 2011; 21:357-64.
  10. Sadri-Vakili G, Kumaresan V, Schmidt HD, Famous KR, Chawla P, Vassoler FM, Overland RP, Xia E, Bass CE, Terwilliger EF, Pierce RC. Cocaine-induced chromatin remodeling increases brain-derived neurotrophic factor transcription in the rat medial prefrontal cortex, which alters the reinforcing efficacy of cocaine. Journal of Neuroscience. 2010; 30(35):11735-44.
  11. Miladi-Gorji H, Rashidy-Pour A, Fathollahi Y, Akhavan MM, Semnanian S, Safari M. Voluntary exercise ameliorates cognitive deficits in morphine dependent rats: the role of hippocampal brain-derived neurotrophic factor. Neurobiology of learning and memory. 2011; 96(3):479-91.
  12. Firth J, Stubbs B, Vancampfort D, Schuch F, Lagopoulos J, Rosenbaum S, Ward PB. Effect of aerobic exercise on hippocampal volume in humans: a systematic review and meta-analysis. Neuroimage. 2018; 166:230-8.
  13. Swenson S, Blum K, McLaughlin T, Gold MS, Thanos PK. The therapeutic potential of exercise for neuropsychiatric diseases: A review. Journal of the neurological sciences. 2020; 412:116763.
  14. Mami S, Eghbali M, Khosravi A, Purmehdi Brojeni M, Salati A, Mami F, Hushmandfar R. Effect of opium addiction on T4, T3 and TSH in male and female rats. Journal of Ilam University of Medical Sciences. 2012; 20(2):17-22.
  15. Ghanei AM, Saadatnia M, Haghjooy Javanmard S. Effects of opium addiction on vascular endothelium. Journal of Isfahan Medical School. 2013; 30(216):2084-90.
  16. A Fontes-Ribeiro C, Marques E, C Pereira F, P Silva A, RA Macedo T. May exercise prevent addiction?. Current neuropharmacology. 2011; 9(1):45-8.
  17. He SB, Tang WG, Tang WJ, Kao XL, Zhang CG, Wong XT. Exercise intervention may prevent depression. International journal of sports medicine. 2012; 13:525-30.
  18. Zhu Z, Xu J, Jin Y, Wang L, Li X. Effects of aerobic exercise on markers of brain injury in methamphetamine-dependent individuals: a randomized controlled trial. Brain Sciences. 2022; 12(11):1521.
  19. Mojtahedi S, Shabkhiz F, Akbarnejad A, Salehian O. Effect of 8 weeks resistance training on bdnf and trkb in the hippocampus of adult male rats. Armaghane danesh. 2014; 19(5):380-9. (In Persian).
  20. Nematshahi M, Mirhamidi SM, Asadi A. The effect of dried barberry root on the symptoms of opiate withdrawal syndrome in patients undergoing methadone maintenance therapy-double-blind clinical trial. Journal of Medicinal Plants. 2020; 19(74):335-42.
  21. Oruc S, Gönül Y, Tunay K, Oruc OA, Bozkurt MF, Karavelioğlu E, Bağcıoğlu E, Coşkun KS, Celik S. The antioxidant and antiapoptotic effects of crocin pretreatment on global cerebral ischemia reperfusion injury induced by four vessels occlusion in rats. Life sciences. 2016; 154:79-86.
  22. Milajerdi A, Mahmoudi M. Review on the effects of saffron extract and its constituents on factors related to nervous system, cardiovascular and gastrointestinal diseases. Clinical Excellence. 2014; 3(1):108-27.
  23. Sameni H, Talebian A, Vafaei AA, Zarbakhsh S, Yaghoubi Z, Aldaghi M. Effect of crocin on histological changes of hippocampus and memory impairment induced by scopolamine in male rats. Journal of Gorgan University of Medical Sciences. 2020; 22(1):35-42. (In Persian).
  24. Shafahi M, Vaezi G, Shajiee H, Sharafi S, Khaksari M. Crocin inhibits apoptosis and astrogliosis of hippocampus neurons against methamphetamine neurotoxicity via antioxidant and anti-inflammatory mechanisms. Neurochemical research. 2018; 43(12):2252-9. (In Persian).
  25. Zhang H, Gu M, Jiang XD, Thompson J, Cai H, Paesani S, Santagati R, Laing A, Zhang Y, Yung MH, Shi YZ. An optical neural chip for implementing complex-valued neural network. Nature communications. 2021; 12(1):457.
  26. Marques E, Vasconcelos F, Rolo MR, Pereira FC, Silva AP, Macedo TR, Ribeiro CF. Influence of Chronic Exercise on the Amphetamine‐Induced Dopamine Release and Neurodegeneration in the Striatum of the Rat. Annals of the New York Academy of Sciences. 2008; 1139(1):222-31.
  27. Ru Q, Xiong Q, Zhou M, Chen L, Tian X, Xiao H, Li C, Li Y. Withdrawal from chronic treatment with methamphetamine induces anxiety and depression-like behavior in mice. Psychiatry research. 2019; 271:476-83
  28. Yang T, Nie Z, Shu H, Kuang Y, Chen X, Cheng J, Yu S, Liu H. The role of BDNF on neural plasticity in depression. Frontiers in cellular neuroscience. 2020; 14:82.
  29. Scalzo P, Kümmer A, Bretas TL, Cardoso F, Teixeira AL. Serum levels of brain-derived neurotrophic factor correlate with motor impairment in Parkinson’s disease. Journal of neurology. 2010; 257:540-5.
  30. Kojima D, Nakamura T, Banno M, Umemoto Y, Kinoshita T, Ishida Y, Tajima F. Head-out immersion in hot water increases serum BDNF in healthy males. International Journal of Hyperthermia. 2018; 34(6):834-9.
  31. Berchtold NC, Chinn G, Chou M, Kesslak JP, Cotman CW. Exercise primes a molecular memory for brain-derived neurotrophic factor protein induction in the rat hippocampus. Neuroscience. 2005; 133(3):853-61.
  32. Khodamoradi A, Kordi M, Nori R. Effect of 4 weeks aerobic training on Trk-B, PKC and AKT in hippocampus of male rats with Alzheimer’s disease. Sport Physiology. 2021; 13(50):39-58.
  33. Yoshii A, Constantine‐Paton M. Postsynaptic BDNF‐TrkB signaling in synapse maturation, plasticity, and disease. Developmental neurobiology. 2010; 70(5):304-22.
  34. Zhang H, Song B, Gong G, Wang Y, Qin J, Yang Y, Qi J, Chandra A, Xu Y. Bone marrow stromal cells transplantation impact spatial learning and memory and the expression of BDNF and P75NTR in rats with chronic cerebral ischemia. Life Science Journal. 2012; 9(4).
  35. Uchida S, Shioda K, Morita Y, Kubota C, Ganeko M, Takeda N. Exercise effects on sleep physiology. Frontiers in neurology. 2012; 3:48.
  36. Torabi F, Ebrahim R, Hemayattalab R, Ramezankhani A. Effectiveness of high-intensity interval exercise on serum dopamine level and improvement of perceptual-motor skills in male students with hyperactivity/attention deficit disorder. Internal Medicine Today. 2017; 23(1):35-9.
  37. Maughan RJ, Depiesse F, Geyer H. The use of dietary supplements by athletes. Journal of sports sciences. 2007; 25(S1):S103-13.
  38. Tofighi A, Nozad-Gajin J. Effect of aerobic exercises on general health and serotonin values of inactive veterans. Res Sport Med Tech. 2016; 21:75-86.
  39. Krasnova IN, Ladenheim B, Hodges AB, Volkow ND, Cadet JL. Chronic methamphetamine administration causes differential regulation of transcription factors in the rat midbrain. PLoS One. 2011; 6(4):e19179.
  40. O'dell SJ, Galvez BA, Ball AJ, Marshall JF. Running wheel exercise ameliorates methamphetamine‐induced damage to dopamine and serotonin terminals. Synapse. 2012; 66(1):71-80.
  41. Miladi-Gorji H, Rashidy-Pour A, Fathollahi Y. Anxiety profile in morphine-dependent and withdrawn rats: effect of voluntary exercise. Physiology & behavior. 2012; 105(2):195-202.
  42. Chinnasamy S, Zameer F, Muthuchelian K. Molecular and biological mechanisms of apoptosis and its detection techniques. J Oncol Sci. 2020; 6(1):49-64.
  43. Gomez-Pinilla F, Hillman C. The influence of exercise on cognitive abilities. Comprehensive Physiology. 2013; 3(1):403.
  44. Lam JR, Schneider JL, Zhao W, Corley DA. Proton pump inhibitor and histamine 2 receptor antagonist use and vitamin B12 deficiency. Jama. 2013; 310(22):2435-42.
  45. Samarghandian S, Farkhondeh T. Saffron and neurological disorders. InSaffron 2020 Jan 1 (pp. 103-116). Academic Press.

Yuan Y, Shan X, Men W, Zhai H, Qiao X, Geng L, Li C. The effect of crocin on memory, hippocampal acetylcholine level, and apoptosis in a rat model of cerebral ischemia. Biomedicine & Pharmacotherapy. 2020; 130:1105

آمار
تعداد مشاهده مقاله: 1,475
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 691