چكيده فاكتورهاي درگير در فرايند آنژيوژنز روشن نيست. آورد. واژههاي كليدي: فعاليت برونگرا VEGF اندوستاتين موش نر ويستار

Transcript

1 تا ثير يك جلسه فعاليت برونگرا بر ميزان عامل رشدي اندوتليال عروق و اندوستاتين سرم در موش هاي نر ويستار 2 1 مريم نورشاهي رعنا فياض ميلاني ميثم غلامعلي دانشيار دانشگاه شهيد بهشتي تهران استاديار دانشگاه شهيد بهشتي تهران دانشجوي كارشناسي ارشد فيزيولوژي ورزش دانشگاه شهيد بهشتي نشاني نويسنده مسي ول: تهران- ولنجك - دانشكده تربيت بدني دانشگاه شهيد بهشتي- مريم نورشاهي M-Nourshahi@sbu.ac.ir وصول: 90/9/10 اصلاح: 90/11/11 پذيرش: 91/1/22 چكيده مقدمه: آنژيوژنز به معني ساخت مويرگ جديد از مويرگهاي قبلي مي باشد. اين فرايند موجب تسهيل انتقال اكسيژن به عضلات فعال مي گردد. مطالعات نشان دادهاند كه فعاليت ورزشي حاد فرايند آنژيوژنز را تحت تاثير قرار مي دهد. اما هنوز تاثير فعاليت برونگرا بر مهمترين فاكتورهاي درگير در فرايند آنژيوژنز روشن نيست. هدف: هدف از اين مطالعه بررسي تاثير يك جلسه فعاليت برونگرا بر ميزان عامل رشدي اندوتليال عروق (VEGF) و اندوستاتين سرم درموش هاي نر ويستار بود. روش شناسي: بدين منظور از 36 سر موش نر ويستار با دامنه سني ± 7 49 روزه و وزن 290±10 گرم استفاده شد. موشها به طور تصادفي به دو گروه كنترل (12=n) و فعاليت برونگرا (24=n) تقسيم شدند. فعاليت برونگرا شامل 45 دقيقه دويدن بر روي نوارگردان با سرعت 20 متر بر دقيقه و شيب 16- درجه بود. بلافاصله و 24 ساعت بعد از فعاليت 2 ml خون از سرخرگ آي ورت پايين رونده موش ها گرفته شد. تغييرات VEGF و اندوستاتين سرم توسط كيت الايزا اندازه گيري شد. يافتهها: ميزان VEGF سرم در گروه كنترل 16/5±1/44 pg/ml بود. اين ميزان بلافاصله و 24 ساعت بعد از فعاليت به ترتيب %28 و %12 كاهش يافت( 0/05 p). همچنين ميزان اندوستاتين سرم نيز در گروه كنترل 187/33±23/19 بود ng/ml كه بلافاصله و 24 ساعت بعد از فعاليت به ترتيب %26 و %34 كاهش يافت (0/05 p). از طرفي ديگر نسبت ساعت بعد از فعاليت به طور معناداري افزايش پيدا كرد (0/001 =p). آورد. VEGF به اندوستاتين بلافاصله بعد از فعاليت كاهش (0/02=p) و 24 بحث و نتيجهگيري: نتايج اين پژوهش نشان داد كه بلافاصله بعد از فعاليت حاد برونگرا مهمترين فاكتورهاي درگير در فرايند آنژيوژنز كاهش مي يابند. اين يافتهها ممكن است بينش نويني را در راستاي درك بهتر تغييرات چگالي مويرگي در پاسخ به تمرينات برونگرا به وجود واژههاي كليدي: فعاليت برونگرا VEGF اندوستاتين موش نر ويستار (86) ورزش و علوم زيست حركتي

2 فعاليت برونگرا وآنژيوژنز در موش هاي صحرايي مقدمه آنژيوژنز به معني ساخت مويرگي جديد از مويرگ هاي قبلي مي باشد. اين فرايند در اليتام زخم رشد جنين التهاب و بسياري از شرايط فيزيولوژيكي و پاتولوژيكي ن شق مهمي را ايفا ميكند (1). فرايند آنژيوژنز به وسيله برخي فاكتورها كه عمدتا از سلولهاي اندوتليال ترشح مي شوند كنترل ميگردد (2). مطالعات نشان داده اند كه اين فرايند توسط تعادل بين فاكتورهاي آنژيوژنيكي وآنژيواستاتيكي كنترل مي شود (3). فاكتورهاي نژيوژنيكي به عنوان محرك و فاكتورهاي آنژيواستاتيكي به عنوان بازدارنده داراي نقش كليدي در فرايند آنژيوژنز ميباشند (4). عامل رشدي اندوتليال عروق (VEGF) به عنوان مهمترين ميتوژن ساخت مويرگي در بدن يك پپتيد ميتوژنيك ويژه سلولهاي اندوتليال ميباشد كه از طريق تكثير و مهاجرت سلولهاي اندوتليال در فرايندهاي واسكولوژنز و آنژيوژنز نقش مهمي را ايفا مي كند (5). از طرفي ديگر اندوستاتين قطعه جداشده از كلاژن XVIII با وزن مولكولي 20 كيلودالتون ميباشد (6) كه از طريق ممانعت از مهاجرت و تكثير سلولهاي اندوتليال موجب بازدارنگي فرايند آنژيوژنز مي شود (8 7). بررسيها نشان ميدهد كه فعاليت هاي ورزشي موجب تحريك فرايند آنژيوژنز ميگردند (9).فعاليت هاي حاد مقاومتي و استقامتي از طريق افزايش بيان فاكتورهاي آنژيوژنيكي مانند: VEGF و كاهش بيان فاكتورهاي آنژيواستاتيكي مانند: اندوستاتين موجب تحريك فرايند آنژيوژنز ميشوند( 10 1). در همين راستا مطالعات نشان دادهاند كه آنژيوژنز ناشي از فعاليت ورزشي به مدت و شدت فعاليت وابسته است (12 11) اما هنوز نقش نوع انقباض به كار گرفته شده در فعاليت ورزشي (بويژه انقباض برونگرا) در توسعه اين فرايند معلوم نيست. مطالعات نشان مي دهد كه فعاليت برونگرا در مقايسه با فعاليت درونگرا از هزينه متابوليكي و اكسيژن مصرفي كمتري برخوردار است (13). در همين زمينه نشان داده شده است كه هايپوكسي و ايسكمي مهمترين محرك هاي فرايند آنژيوژنز مي باشند. بنابراين اينگونه تصور مي شود كه فعاليت برونگرا در مقايسه با فعاليت درونگرا از طريق كاهش فرايند هايپوكسي فرايند آنژيوژنز را تحت تاثير قرار دهد (13). در زمينه تاثير فعاليت برونگرا بر مهمترين فاكتورهاي درگير در فرايند آنژيوژنز (عامل رشدي اندوتليال عروق و اندوستاتين) بسيار اندكي صورت گرفته است. تحقيقات بيان كردهاند كه پاسخهاي تحقيقات ازطرفي ديگر التهابي در پاسخ به فعاليت برونگرا از طريق تغيير در بيان پيش پروتي ينها و پروتي ازهاي مشتق از ماتريكس متالوپروتينازهاي شدن سلولهاي اندوتليال مي خارج سلولي مانند: ماتريكس موجب اتساع مويرگ فعال و تخريب غشاي پايه مويرگ شوند (14 15). ادامه يافتن اين شرايط موجب تغييرات عمده در بيان فاكتورهاي تنظيم كننده فرايند آنژيوژنز از جمله VEGF و اندوستاتين گشته و در نهايت موجب تغيير در فرايند آنژيوژنز و چگالي مويرگي ميشود.(14 15) بنابراين به نظر مي رسد كه انقباض برونگرا به عنوان يكي از مهمترين تحريكات مكانيكي از طريق توليد پاسخ هاي التهابي موجب تغيير در بيان فاكتورهاي آنژيوژنيكي و آنژيواستاتيكي وابسته به ماتريكس خارج سلولي ميگردد (16 14). در همين راستا كورناچيون وهمكاران (2011) نشان دادند كه تمرينات برونگرا موجب كاهش معناداري در ميزان چگالي مويرگي عضله نعلي موش هاي ويستار نسبت به گروه كنترل مي گردد (17). از طرفي ديگر ناكامورا و همكاران (2008) نشان دادند كه 24 ساعت پس از آخرين جلسه دويدن در سراشيبي كه به مدت دو هفته انجام شد mrnavegf به طورمعني داري افزايش يافت (13). حال با توجه به محدود تحقيقات صورت گرفته در زمينه تاثير فعاليت برونگرا بر مهمترين فاكتور آنژيوژنيكي يعني عامل رشدي اندوتليال عروق و يكي از مهمترين فاكتورهاي سال سوم / شماره / 1 پياپي / 5 بهار و تابستان (87) 1390 ورزش و علوم زيست حركتي

3 نورشاهي و همكاران نمونه هاي خوني سانتريفيوژ (3000 دور در دقيقه به مدت 10 دقيقه) و براي سنجش ميزان VEGF واندوستاتين در دماي 80-0 C نگهداري شد. ميزان VEGF و اندوستاتين با روش الايزا اندازه گيري شد. براي آناليز نمونههاي مربوط به VEGF از كيت الايزا (Rat USA) VEGF, ELISA, R & D, Minneapolis, با حساسيت 8/4 پيكوگرم در ميليليتر و ضريب تغييرات درون آزموني 6/9 و براي نمونههاي اندوستاتين از كيت الايزا ) Biothech, (Rat endostatin ELISA, Cusabio Wuhan, China با حساسيت 1/56 پيكوگرم در ميليليتر و ضريب تغييرات درون آزموني 7/3 استفاده گرديد. به منظور تجزيه وتحليل آماري نرم افزار SPSS نسخه 16 آنژيواستاتيكي يعني اندوستاتين و نامشخص بودن تاثير فعاليت برونگرا بر اين فاكتورها هدف از اين پژوهش بررسي تاثير يك جلسه فعاليت برونگرا بر ميزان VEGF و اندوستاتين سرم در موش هاي صحرايي نر بود. روش شناسي در اين تحقيق از 36 سر موش صحرايي نر ويستار با دامنه سني ± 7 49 روزه و وزن 290±10 گرم استفاده شد. اتاق نگهداري آزمودنيها در دماي درجه سانتيگراد و رطوبت محيطي درصد تنظيم شد. دوره 12 ساعته تاريكي-روشنايي نيز رعايت مي شد. غذاي آزمودنيها عبارت بود از آب و غذاي معمول موش كه به صورت آزاد تا پايان پروتكل دراختيار آزمودنيها قرار گرفت. آزمودنيها به منظور سازگاري با نوارگردان جوندگان به مدت يك هفته و روزي يك بار باسرعت 10 متر بر دقيقه به مدت 5-10 دقيقه برروي نوارگردان بدون شيب دويدند. اين پروتكل هيچ نوع سازگاري را موجب نمي گردد (12). تمامي آزمايش ها مطابق دستورالعمل مربوط به آيين نامه حمايت ازحيوانات آزمايشگاهي انجام شد. به منظور بررسي تاثير فعاليت برونگرا بر ميزان VEGF و اندوستاتين آزمودنيها به طور تصادفي به دو گروه كنترل (12=n) و گروه تجربي (12=n) تقسيم شدند. گروه تجربي نيز به دو گروه بلافاصله (12=n) و 24 ساعت (12=n) تقسيم شدند. گروه تجربي فعاليت دويدن سراشيبي بر روي نوارگردان با شيب 16- درجه با سرعت 20 متر بر دقيقه وبه مدت 45 دقيقه را انجام دادند. گروه كنترل در طول تمام مدت پروتكل تجربي در قفس نگه داشته شدند و هيچ گونه فعاليتي را انجام ندادند. بلافاصله و 24 ساعت پس از فعاليت موشهاي صحرايي با استفاده از تزريق درون عضلاني كتامين mg/kg) 25) - كزيلازين mg/kg) 10) بيهوش و 2 ml خون از سرخرگ آي ورت پايين رونده گرفته شد. جهت جداسازي سرم مورداستفاده قرار گرفت. ابتدا نرمال بودن داده ها با آزمون اسميرنوف-گلوموگروف مشخص شد سپس براي نشان دادن اختلاف معناداري از روش آماري واريانس تحليل با اندازهگيريهاي مكرر استفاده شد. همچنين براي تعيين محل اختلاف از آزمون تعقيبي بونفروني استفاده شد. سطح معناداري 0/05 P در نظر گرفته شد. نتايج و يافته ها نتايج نشان داد كه فعاليت برونگرا ميزان VEGF سرم را به طور معناداري تغيير داد( P=0/0001, 30/28=F). ميزان VEGF بلافاصله بعد از فعاليت برونگرا كاهش يافت معناداري.(P=0/001) همچنين ميزان VEGF 24 ساعت بعد از فعاليت نسبت به گروه كنترل كاهش پيداكرد اما اين ميزان كاهش معنادار نبود. همچنين ميزان 24 VEGF از ساعت بعد بلافاصله بعد از فعاليت افزايش (P=0/007) (شكل.(1- فعاليت نسبت به يافت معناداري همچنين ميزان اندوستاتين نيز تحت تاثير فعاليت برونگرا قرار گرفت( P=0/ /84=F)., نتايج نشان داد كه ميزان اندوستاتين بلافاصله و 24 ساعت بعد از نسبت فعاليت به گروه كنترل معناداري كاهش يافت ( 88 )ورزش و علوم زيست حركتي

4 فعاليت برونگرا وآنژيوژنز در موش هاي صحرايي اند. شكل 1: تغييرات فاكتور رشد اندوتليال عروق در پاسخ به فعاليت برونگرا * نشانه اختلاف معنادار نسبت به گروه كنترل & نشانه اختلاف معنادار نسبت به بلافاصله بعد از فعاليت برونگرا داده ها به صورت ميانگين ± انحراف معيار نشان داده شده- P 0/05 در نظر گرفته شد. شكل 2: تغييرات اندوستاتين در پاسخ به فعاليت برونگرا * نشانه اختلاف معنادار نسبت به گروه كنترل داده ها به صورت ميانگين ± انحراف معيار نشان داده شده اند. P 0/05 در نظر گرفته شد. شكل 3: تغييرات نسبت فاكتور رشد اندوتليال عروق به اندوستاتين در پاسخ به فعاليت برونگرا * نشانه اختلاف معنادار نسبت به گروه كنترل & نشانه اختلاف معنادار نسبت به بلافاصله بعد از ورزش داده ها به صورت ميانگين ± انحراف معيار نشان از طرفي ديگر فعاليت برونگرا نسبت VEGF به اندوستاتين را به طور معناداري تغيير داد( P=0/001, 12/35=F). نتايج نشان داد كه نسبت VEGF به (0/05 P). ميزان اندوستاتين 24 ساعت بعد از فعاليت نسبت به بلافاصله بعد از فعاليت دچاركاهش شد اما اين كاهش معنادار نبود (شكل- 2 ). ورزش و علوم زيست حركتي (89)

5 نورشاهي و همكاران.(20) تغيير در ميزان سطح فاكتورهاي آنژيوژنيكي مانند VEGF و عامل رشدي فيبروبلاست (bfgf) در بافت و گردش خون انسان (1) و حيوانات (22 21) به دنبال فعاليت ورزشي نشان داده شده است. چندين مكانيسم احتمالي براي تغيير در ميزان VEGF سرم در پاسخ به فعاليت ورزشي وجود دارد (19). لازم به ذكر است كه ميزان پروتي ين هاي در گردش خون به وسيله تعادل بين ميزان توليد و ميزان اتصال به گيرنده ها و ساير پروتي ين ها كنترل مي شود. اما مكانيسمي كه مسي ول كاهش معنادار و موقتي VEGF در پاسخ به فعاليت ورزشي باشد هنوز شناخته نشده است. اما از مهمترين مكانيسم- هاي احتمالي كه موجب چنين كاهش موقتي در VEGF سرم ميشوند مي توان به اين موارد اشاره كرد 1: افزايش اتصال VEGF به گيرندههاي آن در اندوتليوم كه اين امر در نهايت موجب تحريك فرايند آنژيوژنز در بافت هاي موضعي مانند: قلب و عضله اسكلتي مي گردد 2: اتصال VEGF به ساير پروتي ين ها مانند: هپارين سولفات و EPC كه افزايش اين پروتي ينها از نشت پذيري بيش از اندوستاتين بلافاصله بعد از فعاليت به طور معناداري كاهش (0/02=P) و 24 ساعت بعد از فعاليت اين نسبت به طور معناداري افزايش مي يابد( P=0/001 )(شكل- 3 ). بحث و نتيجه گيري هدف از انجام اين تحقيق بررسي تاثير يك جلسه فعاليت برونگرا بر ميزان VEGF و اندوستاتين سرم در بازههاي زماني بلافاصله و 24 ساعت بعد از فعاليت در موش هاي صحرايي نر بود. نتايج اين تحقيق نشان داد كه بلافاصله بعدا از فعاليت برونگرا ميزان VEGF سرم دچار كاهش معناداري شد. اين يافته با نتايج كسب شده توسط جيان وي و همكاران (2004) كه كاهش معناداري را در ميزان VEGF سرم در پاسخ به فعاليت استقامتي حاد گزارش كرده بودند موافق مي باشد (1). اما با نتايج كسب شده توسط گاوين و همكاران (2007) و رولمن و همكاران (2007) در تناقض مي باشد( ). احتمالا علل اين عدم همسويي ناشي از محل خونگيري شدت فعاليت نوع تارهاي فراخوانده شده و نوع تفاوت در پروتكل مورد استفاده باشد. ميزان VEGF سرم وابسته به ميزان توليد و ترشح VEGF از بافت هاي مختلف (بويژه عضله اسكلتي فعال) مي باشد. مطالعات نشان مي دهند كه در پاسخ به فعاليت پروتي ين VEGF از عضله اسكلتي وارد گردش خون مي شود. بنابراين ميزان VEGF خون سرخرگي با ميزان خون سياهرگي در پاسخ به فعاليت متفاوت مي باشد( 19 ). از طرفي ديگر فعاليت با شدت بالا از طريق درگير كردن فرايند هايپوكسي و فشار برشي بر ميزان نسخه برداري و ترجمه mrna VEGF تاثير مي- گذارد و اين تغييرات در نهايت موجب افزايش ميزان VEGF در گردش خون مي شود (4). همچنين با توجه به اينكه ميزان بيان ژن تارهاي كند انقباض VEGF در پاسخ به هايپوكسي در بيشتر از تارهاي تند انقباض مي باشد اين امكان نيز وجود دارد كه فراخواني نوع تارها نيز در ميزان VEGF سرم در پاسخ به فعاليت سهيم باشد حد عروق خوني در مقابل افزايش VEGF محافظت مي كند( 1 ). اما مكانيسمي كه از طريق آن فعاليت برونگرا موجب كاهش ميزان VEGF ميگردد هنوز مشخص نيست. اما آنچه كه مسلم است فعاليت برونگرا موجب افزايش سايتوكاين هاي التهابي از جمله IL-8 ميگردد (21). IL-8 از طريق كاهش بيان VEGF از سلولهاي اندوتليال موجب سركوب فرايند آنژيوژنز مي گردد (23). لذا به نظر ميرسد افزايش IL-8 ناشي از فعاليت برونگرا موجب كاهش موقتي ميزان VEGF سرم ميگردد. همچنين فاكتور افزايش يافته ناشي از هايپوكسي- 1 (HIF-1) به عنوان يكي از مهمترين فاكتورهاي تنظيم كننده فرايند نسخهبرداري و بيان ژن VEGF شناخته مي- شود (18). مطالعات نشان داهاند كه HIF-1 حتي در ( 90 )ورزش و علوم زيست حركتي

6 فعاليت برونگرا وآنژيوژنز در موش هاي صحرايي شرايط عدم وجود هايپوكسي توسط فاكتورهايي مانند: نيتريك اكسيد در سلولهاي هپاتوم و گليوبلاستوم وانسولين در سلول هاي Hep-G2 فعال مي گردد (25 24). ويليام و همكاران (2006) نشان دادند كه در مدلهاي حيواني هر نوع كشش مكانيكي (مانند كششي كه هنگام فعاليت برونگرا ايجاد مي گردد) مي تواند موجب كاهش ميزان HIF-1 گردد (26). لذا ممكن است يكي ديگر از دلايل احتمالي كاهش موقتي ميزان VEGF متعاقب فعاليت برونگرا كاهش ميزان HIF-1 باشد. از ديگر نتايج اين تحقيق افزايش ميزان VEGF سرم در 24 ساعت بعد از فعاليت برونگرا نسبت به بلافاصله بعد از فعاليت بود. احتمالا اين افزايش ناشي از افزايش فعاليت MMPs (بويژه MMP-9 و (MMP-2 باشد كه اين امر مي تواند سبب تخريب بيشتر غشاي پايه مويرگ توسط اين پروتي ازها و در نهايت موجب تنظيم افزايشي بيان ژن VEGF از سلولهاي اندوتليال گردد (4). همچنين از ديگر يافته هاي اين تحقيق كاهش معنادار ميزان اندوستاتين سرم بلافاصله و يك روز بعد از فعاليت برونگرا بود. اين در حالي است كه اكثر مطالعات قبلي افزايش يا عدم تغيير در ميزان اندوستاتين متعاقب فعاليت ورزشي حاد را گزارش كردهاند( ). ميزان اندوستاتين سرم در حالت استراحت نشان دهنده ميزان دگرگونيهاي كلاژن مي باشد. وجود اندوستاتين در گردش خون افراد سالم نشان دهنده اين مي تواند باشد كه تحت شرايط نرمال فاكتورهاي آنژيواستاتيكي نقش مهمي را در تنظيم فرايند آنژيوژنز ايفا مي كند. اين يافته با نتايج گزارش شده توسط سوهر و همكاران (2010) و بريكسيوس و همكاران (2007) كه كاهش معناداري در ميزان اندوستاتين سرم متعاقب فعاليت استقامتي گزارش كرده بودند همسواست (28 27). اما با نتايج كسب شده توسط سيدا و همكاران (2003) مخالف است (26) كه احتمالا دليل اين تناقض ناشي از سطح پايه بسيار پايين اندوستاتين سرم در آزمودني هاي مطالعه سيدا و همكاران باشد. در مطالعه سيدا و همكاران كه از آزمودني هاي انسان استفاده كرده بودند سطح پايه اندوستاتين ng/ml 5/23 ±2/27 بود در حاليكه ميزان پايه اندوستاتين سرم در اين مطالعه كه از آزمودني استفاده شد موش هاي صحرايي به عنوان 187/33 ±23/19 ng/ml بود.البته در اين زمينه به مطالعات بيشتري نياز است. مكانيسم كاهش اندوستاتين متعاقب فعاليت برونگرا كاملا ناشناخته مي باشد. تشكيل اندوستاتين بستگي به عمل پروتي ازها بر روي كلاژن نشان داده XVIII دارد (9). از طرفي ديگر مطالعات اند كه فعاليت برونگرا موجب افزايش ميزان سايتوكاين پيش التهابي فاكتور نكروزي بافتي-الفا از سلولهاي ماكروفاژ فعال شده ميشود (30 29). TNF-α به عنوان يكي از مهمترين سايتوكاين شناخته شده داراي تاثيرات مهمي روي عملكرد سلولهاي اندوتليال ميباشد (31). برامر و همكاران (2005) نشان دادند كه TNF-α ممكن است از طريق تعديل عمل پروتي ازها موجب سركوب تشكيل اندوستاتين در سلول هاي اندوتليال گردد (31). در نتيجه مكانيسم ذكر شده احتمالا دليل كاهش معنادار ميزان اندوستاتين سرم بلافاصله و 24 ساعت بعد از فعاليت برونگرا باشد. همچنين تي وري كه بيان مي كند كه فرايند آنژيوژنز فعال و غير فعال مي شود پيشنهاد مي دهد كه ساخت مويرگ جديد زماني اتفاق مي افتد كه فاكتورهاي آنژيوژنيكي از جمله: VEGF بر فاكتورهاي آنژيواستاتيكي مانند: اندوستاتين غلبه كنند و بالعكس تخريب مويرگ- هاي بافت زماني روي مي دهد كه ميزان فاكتورهاي آنژيواستاتيكي بيشتر از فاكتورهاي آنژيوژنيكي باشد( 1 ). در همين راستا نتايج نشان داد كه نسبت VEGF به اندوستاتين بلافاصله بعد از فعاليت به طور معناداري كاهش يافت. علت اين كاهش ناشي از كاهش %28 VEGF بلافاصله بعد از فعاليت مي باشد. اما 24 ساعت بعد از فعاليت نسبت VEGF به اندوستاتين به طور معناداري افزايش يافت كه علت اين افزايش نيز ناشي از ورزش و علوم زيست حركتي (91)

7 نورشاهي و همكاران كاهش %34 اندوستاتين در 24 ساعت بعد از فعاليت مي باشد. با توجه به اينكه فرايند آنژيوژنز توسط تعادل بين فاكتورهاي آنژيوژنيك و آنژيواستاتيك كنترل مي شود از يافته هاي اين تحقيق مي توان دريافت كه بلافاصله بعد از فعاليت برونگرا (دويدن روي تردميل با شيب منفي) با كاهش نسبت فاكتور رشد اندوتليال عروق به اندوستاتين سرم تعادل بين فاكتورهاي آنژيوژنيكي و آنژيواستاتيكي به سمت فاكتورهاي آنژيواستاتيكي تغيير مي يابد. اما در 24 ساعت بعد از فعاليت برونگرا با كاهش اندوستاتين سرم اين تعادل به سمت فاكتورهاي آنژيوژنيكي تغيير مي يابد. لازم به ذكر است كه به منظور بررسي دقيقتر تغييرات فاكتورهاي آنژيوژنيكي و آنژيواستاتيكي به فعاليت برونگرا بهتر است ساير فاكتورهاي آنژيوژنيكي مانند: آنژيوپويتين TGF FGF و MMPs و ساير فاكتورهاي آنژيواستاتيكي مانند: آنژيوستاتين نيز مورد ارزيابي قرار گيرند. به طور كلي نتايج اين پژوهش نشان داد كه بلافاصله بعد فعاليت برونگرا عامل رشدي اندوتليال عروق به عنوان مهمترين تنظيم كننده مثبت فرايند آنژيوژنز كاهش و اندواستاتين به عنوان يكي از مهمترين تنظيم كننده هاي منفي فرايند آنژيوژنز افزايش يافت. درحالي كه 24 ساعت بعد از فعاليت برونگرا فاكتور رشد اندوتليال عروق افزايش و اندواستاتين كاهش يافت. اين يافتهها ممكن است بينش نويني را در راستاي درك هر چه بهتر تغييرات چگالي مويرگي در پاسخ به تمرينات برونگرا به وجود آورند. 1. Gu JW, Gadonski G, Wang J, Makey I, Adair TH. Exercise increases endostatin in circulation of healthy volunteers. BMC Physiol 2004; 16: Pamela FJ, Brian DS. Angiogenesis-understanding the mathematical challenge. Angiogenesis 2006; 9: Folkman J, Klagsbrun M. Angiogenic factors. Science 1987; 235: Suhr F, Brixius K, de Marees M, Block B, Kleinoder H, Achtzehn S. Effects of short-term vibration and hypoxia during high-intensity cycling exercise on circulating levels of angiogenic regulators in humans. J Appl Physiol 2007; 103: Stammers R, Robinson CJ, Forster NM, Wagner B, Rafferty B. Vascular endothelial growth factor (VEGF): modulation of heparin-binding activity and bioactivity by site-directed mutagenesis. Endocrine 2005; 9: O'Reilly MS, Boehm T, Shing Y, Fukae N, Vasios G, Lane W. Endostatin: an endogenous inhibitor of angiogenesis and tumor growth. Cell 1997; 88: Kerstin E, Peetra M, Johan D, Lena CW, Michael J. Angiostatin and endostatin inhibit endothelial cell migration in response to FGF and VEGF without interfering with specific intracellular signal transduction pathways. FEBS 2003; 536: Tang K, Breen EC, Gerber HP, Ferrara NM, Wagner PD. Capillary regression in vascular endothelial growth factor-deficient skeletal muscle. Physiol Genomics 2004; 18: Ensen L, Bangsbo J, Hellsten Y. Effect of high intensity training on capillarization and presence of angiogenic factors in human skeletal muscle. J Physiol 2004; 577: Jian-Wei G, Megan S, Wei T, Amelia P. Tissue endostatin correlates inversely with capillary network in rat heart and skeletal muscles. Angiogenesis 2006; 9: Gustafsson T, Puntschart A, Kaijser L, Jansson E, Sundberg CJ. Exercise-induced expression of angiogenesis-related transcription and growth factors in human skeletal muscle. Am J Physiol 1999; 276: منابع ( 92 )ورزش و علوم زيست حركتي

8 فعاليت برونگرا وآنژيوژنز در موش هاي صحرايي 12. Lloyd PG. Angiogenic growth factor expression in rat skeletal muscle in response to exercise training. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2003;284: Nakamura K, Kitaoka K, Tomita K. Effect of eccentric exercise on the healing process of injured patellar tendon in rats. J Orthop Sci 2008; 13: Arroyo AG, Iruela-Arispe ML. Extracellular matrix, inflammation, and the angiogenic response. Cardiovasc Res 2010; 86: Kumar P, Shen Q, Pivetti CD, Lee ES, Wu MH, Yuan SY. Molecular mechanisms of endothelial hyperpermeability: implications in inflammation. Expert Rev Mol Med 2009; 4: Heljasvaara R, Nyberg P, Luostarinen J, Parikka M, Heikkila, Rehn M. Generation of biologically active endostatin fragments from human collagen XVIII by distinct matrix metalloproteases. Exp Cell Res 2005; 307: Cornachione A, Cacao-Benedini LO, Martinez EZ, Neder L, Claudia M. Effects of eccentric and concentric training on capillarization and myosin heavy chain contents in rat skeletal muscles after hindlimb suspension. Acta Histochem 2011;13: Gavin TP, Drew JL, Kubik CJ, Pofahl WE, Hickner RC. Acute resistance exercise increases skeletal muscle angiogenic growth factor expression. Acta Physiol 2007; 191: Rullman E, Rundqvist H, Wagsater D, Fischer H, Eriksson P, Sundberg CJ, Jansson E, Gustafsson T. A single bout of exercise activates matrix metalloproteinase in human skeletal muscle. J Appl Physiol 2007; 102: Shinichiro M, Hidemi F, Isao T, Ryusuke M, Kanae K, Aiji O. Comparison of capillary architecture between slow and fast Muscles in rats using a confocal laser scanning microscope. Acta Med 2010 ; 64: Buford TW, Cooke MB, Shelmadine BD, Hudson GM, Redd L, Willoughby DS. Effects of eccentric treadmill exercise on inflammatory gene expression in human skeletal muscle. Appl Physiol Nutr Metab 2009; 34: Hastings AB, White FC, Sanders TM, Bloor CM. Comparative physiological responses to exercise stress. J Appl Physiol 1982; 52: Li A, Dubey S, Varney ML, Dave BJ, Singh RK. IL-8 directly enhanced endothelial cell survival, proliferation, and matrix metalloproteinases production and regulated angiogenesis. J Immunol 2003;170: Kimura H, Weisz A, Kurashima Y, Hashimoto K, Ogura T, D'Acquisto F. Hypoxia response element of the human vascular endothelial growth factor gene mediates transcriptional regulation by nitric oxide: control of hypoxia-inducible factor-1 activity by nitric oxide. Blood 2000; 95: Zelzer E, Levy Y, Kahana C, Shilo BZ, Rubinstein M, Cohen B. Insulin induces transcription of target genes through the hypoxia-inducible factor HIF-1alpha/ARNT. Embo J 1998; 17: Seida A, Wada J, Kunitomi M, Tsuchiyama Y, Miyatake N, Fujii M, et al. Serum bfgf levels are reduced in Japanese overweight men and restored by a 6-month exercise education. Int J Obes Relat Metab Disord 2003; 27: Suhr F, Rosenwick C, Vassiliadis A, Bloch W, Brixius K. Regulation of extracellular matrix compounds involved in angiogenic processes in short- and long-track elite runners. Scand J Med Sci Sports 2010; 20: Brixius K, Schoenberger S, Ladage D, Knigge H, Falkowski G, Hellmich M. Long-term endurance exercise decreases antiangiogenic endostatin signalling in overweight men aged years. Br J Sports Med 2008;42: Kirwan JP, Aguila LF. Insulin signaling, Exercise and cellular integerity. Bichem Soc Trans 2001; 31: Toft AD, Jensen LB, Bruunsgaard H, Ibfelt T, Krestensen JH, Febrraio M. Cytokin response to eccentric exercise in young and elderly humens. Am J Physiol Cell Physiol 2002; 283: Brammer RD, Bramhall SR, Eggo MC. Endostatin expression in a pancreatic cell line is modulated by a TNFalpha-dependent elastase. Br J Cancer 2005; 93: / شماره / 1 پياپي / 5 بهار و تابستان (93)1390 ورزش و علوم زيست حركتي سال سوم

9 Journal of Sport in Biomotor Sciences, Volume 5, Number 1, 2012 Effects of acute eccentric exercise on serum vascular endothelial growth factor and endostatin concentration in male wistar rats Nourshahi M 1, Feizemilani R 1, Gholamali M 2 1. Shahid Beheshti University 2. MSc student of Shahid Beheshti University Received: 01/12/2011 Revised: 31/01/2012 Accepted: 10/04/2012 Correspondence: Abstract Maryam Nourshahi, Shahid Introduction: Angiogenesis is the formation of new blood Behashti Universtiy, Velenjak, vessels from an existing vascular bed. This process can facilitate Tehran, Iran, the oxygen delivery to active muscles. Studies have shown that M-Nourshahi@sbu.ac.ir acute exercise can affect the process of angiogenesis. However, the role of the type of contraction that is used in exercise, especially eccentric contraction, in angiogenesis process is not yet clear. Purpose: The aim of this study was to investigate the effect of eccentric exercise on serum levels of vascular endothelial growth factor (VEGF) and Endostatin in male wistar rats. Materials and Methods: 36 male wistar rats (age= 49±7, weight=290±10 ) were used in this study. The rats were divided into two groups: the experimental group (eccentric exercise group) (n = 24) and the control group (n = 12). Also, the experiment group was subdivided immediately after the exercise (n = 12) and 24 hours after the exercise (n = 12). The eccentric exercise involved running on a treadmill with the speed of 20 m/s and -160 slopes for 45 minutes. Immediately and 24 hours after the exercise, blood sample was drawn from the descending aorta for measurement of serum VEGF and endostatin. Serum VEGF and endostatin were measured by ELISA method. Results: Results of the study showed that immediately and 24 hours after the exercise the serum levels of VEGF decreased 28% and 12%, respectively (p 0.05) Also, serum levels of endostatin decreased 26% and 38%, immediately and 24 hours after the exercise, respectively (p 0.05). Additionally, VEGF/endostatin ratio decreased immediately after the exercise (p=0.02) and increased significantly 24 hours after the exercise (p=0.001). Discussion and Conclusion: The finding of this study showed that the main factors that are involved in angiogenesis decreased significantly immediately after the eccentric exercise This finding may provide new insights into better comprehension of mechanisms related to changes of capillary density in response to eccentric training. Keywords: Eccentric exercise, VEGF, Endostatin, Male wistar rat. (94) ورزش و علوم زيست حركتي