مقایسه اثرات تمرینات استقامتی و مقاومتی بر بیان ژن‌های درگیر در مسیرهای سیگنالینگ سنتز و تجزیه پروتیین عضله نعلی رت نژاد ویستار

زمینه و هدف: توده عضله اسکلتی عامل مهمی برای حرکت جهت رفع نیازهای روزمره به‌ویژه در شرایط پاتولوژیک و کهولت است. هدف پژوهش کنونی، مقایسه تغییرات بیان ژن‌های درگیر در مسیرهای سیگنالینگ سنتز و تجزیه پروتیین عضله ناشی از انجام دو پروتکل تمرین ورزشی بود.روش بررسی: رت‌های هشت هفته‌ای به‌طور تصادفی به دو گروه تمرینی مقاومتی و استقامتی و یک گروه کنترل تقسیم شدند و از مرداد تا مهر 1397 به‌مدت هشت هفته، پنج جلسه در هفته، در محل آزمایشگاه حیوانات دانشگاه تهران روی نوارگردان دویدند. 48 ساعت پس از آخرین جلسه تمرین، عضله نعلی جدا و جهت تجزیه و تحلیل با روش مولکولی واکنش زنجیره‌ای پلی‌مراز رونوشت معکوس (rt-pcr) و وسترن بلات، در دمای 80 نگهداری شد.یافته‌ها: نسبت به گروه کنترل، بیان ژن mtorc1 تنها در گروه مقاومتی به‌طور معناداری افزایش یافت (0/022=p)، در‌حالی‌که هر دو پروتکل تمرینی استقامتی و مقاومتی باعث افزایش معنادار rps6kb1 شدند (به‌ترتیب p<0.001 و 0/001p=). در مسیر تجزیه پروتیین، اگرچه بیان ژن foxo3a تغییر معناداری نداشت (0/463=p)، بیان ژن eif4ebp1 توسط هر دو پروتکل تمرینی استقامتی و مقاومتی مهار شد (به‌ترتیبp<0.001 و 0/001=p). این نتایج، توسط تجزیه و تحلیل وسترن بلات تایید شد.نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد پروتکل‌های ورزشی پژوهش کنونی اثرات کمابیش یکسانی بر تغییرات بیان ژن‌های درگیر در مسیرهای سنتز و تجزیه پروتیین عضله اسکلتی دارند. بنابراین، می‌تواند جهت جلوگیری و یا کاهش آتروفی عضلانی در شرایط پاتولوژیک و سالمندی مورد توجه قرار گیرد.

Comparing the effects of endurance and resistance trainings on gene expression involved in protein synthesis and degradation signaling pathways of Wistar rat soleus muscle

Background: Skeletal muscle mass, which is regulated by a balance between muscle protein synthesis and degradation, is an important factor for movement to meet everyday needs, especially in pathological conditions and aging. The purpose of the present investigation was to compare the alterations of the gene expression involved in muscle protein synthesis and degradation signaling pathways induced by two exercise training protocols.Methods: Eight weeks old Wistar rats have been assigned to the present experimental study, which was conducted from August 2018 to October 2018 at the animal laboratory of Tehran University. They were randomly divided into two resistance and endurance training groups and one control group, and run on a treadmill, 5 sessions per week for 8 weeks. 48 hours after the last exercise session, the rats in the two groups were anesthetized, and the dissected soleus muscles from euthanized animals were stored at 80 ° for RTPCR and Western blot analysis later. Betweengroup differences were analyzed by the parametric and nonparametric tests for normally and nonnormally distributed data respectively, at the significance level of alpha;˂0.05.Results: Compared with the control group, mTORC1 gene expression was increased significantly just in the endurance group (P=0.022), whereas both endurance and resistance exercise protocols caused a significant increase in Rps6kb1 (P˂0.001 and P=0.001 respectively). In protein degradation pathway, although, FOXO3a did not alter significantly (P=0.463), eIF4Ebp1 gene expression was inhibited by both endurance and resistance exercise training protocols (P˂0.001 and P=0.001 respectively). The alterations of Rps6kb1 and FOXO3a gene expression were confirmed by Western blot analysis.Conclusion: The results showed that the exercise training protocols of the present study had approximately similar effects on alterations of gene expression involved in skeletal muscle protein synthesis and degradation pathways. Therefore, application of the protocols may be considered to prevent or reduce the muscle atrophy in pathological conditions such as motor neuron disease, aging, and/or muscle strength improvement in athletes.