تاثیر محدودیت غذایی با یا بدون تمرین ورزشی بر بیان ژن‌های بتا-کاتنین و گلیکوژن‌سنتازکیناز3-بتا در عضله اسکلتی موش‌های صحرایی نر

زمینه و هدف: محدودیت غذایی و تمرین ورزشی یکی از مداخلات کاربردی برای کاهش وزن و افزایش طول عمر می‌باشد. با این حال، ابهاماتی در رابطه با تاثیر محدودیت غذایی با یا بدون تمرین ورزشی بر توده و قدرت عضلانی وجود دارد و هنوز مسیر پیام‌رسانی و پروتئین‌های درگیر در این زمینه به طور دقیق مشخص نشده‌اند. بنابراین، مطالعه حاضر با هدف تعیین تاثیر محدودیت غذایی با یا بدون تمرین ورزشی بر بیان ژن‌های بتاکاتنین و گلیکوژن سنتازکیناز3بتا در عضله‌ نعلی موش‌های صحرایی نر انجام گردید.روش‌ کار: 24موش صحرایی نربه شکل تصادفی در سه گروه کنترل، محدودیت غذایی و محدودیت غذایی+تمرین ورزشی جایگزین شدند.طی سه ماه پژوهش،گروه کنترل به صورت آزادانه به آب و غذا دسترسی داشت، در حالی که غذای گروه‌های دارای محدودیت غذایی تا حد50 درصد گروه کنترل محدود شد. گروه محدودیت غذایی+تمرین ورزشی علاوه بر محدودیت غذایی، به مدت 12هفته در برنامه‌ی تمرین ورزشی شرکت کرد. 48ساعت پس از آخرین جلسه تمرین، عضله اسکلتی موش‌های صحرایی استخراج و میزان بیان ژن‌های بتاکاتنین و گلیکوژن سنتازکیناز3بتا با استفاده از روش realtime-pcr بررسی شد. داده‌های حاصله توسط آزمون تحلیل واریانس یک‌طرفه و تعقیبی توکی تجزیه و تحلیل شدند (0/05>p).یافته‌ها: بیان ژن بتاکاتنین در عضله نعلی گروه محدودیت غذایی و محدودیت غذایی+تمرین ورزشی به طوری غیر معنی‌داری کمتر از گروه کنترل بود(به ترتیب %38 و %8/8؛ 0/05p).نتیجه‌گیری: در کل، 12هفته محدودیت غذایی(50%)، موجب افزایش بیان ژن کلیدی گلیکوژن سنتازکیناز3بتا در مسیر پیام‌رسانی wnt عضله نعلی شد و این ممکن است با کاهش توده و قدرت عضله اسکلتی همراه باشد. با این حال، اضافه شدن تمرین ورزشی به محدودیت غذایی ممکن است این روند را کند نماید.

Effect of dietary restriction with or without exercise training on β-catenin and glycogen synthase kinase-3β gene expression in skeletal muscle of male rats

Background: Dietary restriction and exercise training are practical intervention for weight loss and increasing lifespan. However, the effect of dietary restriction with or without exercise training on muscle mass and strength remain unclear. In addition, signaling process and proteins involved in this field have not been clearly specified. Therefore, the purpose of this study was investigating the effect of dietary restriction with or without exercise training on beta;catenin and glycogen synthase kinase3 beta; gene expression in soleus muscle of male rats.Methods: 24 male rats randomly divided into three groups: control (Con), dietary restriction (DR) and dietary restriction+ exercise training (DR+EX). Within three months of research, All animals in Con group were fed ad libitum, while animals of DR and DR+EX group had daily access to 50% of the intake of the ad libitumfed Con animals. Rats in DR+EX group participated in the exercise training program for 12 weeks. 48 hours after the last training session, the skeletal muscle of rats were extracted and beta;catenin and glycogen synthase kinase3 beta; mRNA evaluated by Real TimePCR. Oneway ANOVA and posthoc Tukey were applied for statistical analysis of the data (p< 0.05).Results: beta;catenin gene expression of DR and DR+EX group was nosignificantly lower than the Con group (38% and 8.8% respectively, p˃0.05). However, glycogen synthase kinase3 beta; gene expression of DR group was significantly higher than the Con and DR+EX group (449% and 177% respectively, p<0.05).Conclusion: Overall, a 12week dietary restriction (50%) increased the glycogen synthase kinase3 beta; gene expression in Wntsignaling pathway of skeletal muscle. This may be associated with a decreased muscle mass and strength. However, it is likely that the addition of exercise training to dietary restriction alleviates loss of skeletal muscle.