استفاده از لغت فعالیت ورزشی در پژوهش های علمی اغلب شامل متغیر های تغییر پذیر است. این متغیر ها شامل : ماهیت ( استقامتی در مقابل مقاومتی )، تکرار، شدت و مدت جلسه تمرینی است(1). از طرفی فعالیت ورزشی به طور بالقوه بوسیله انقباض عضله اسکلتی، هومئوستاز را بر هم می ریزد. فعالیت عضله اسکلتی در ترکیبی از انقباضات کانسنتریک[1] ، ایزومتریک[2] یا اکسنتریک صورت می گیرد(1). برای شرکت در رشته های ورزشی، تمرین عضوی جدایی ناپذیر است. افرادی که در رشته های ورزشی سازمان یافته یا در فعالیت های ورزشی تفریحی شرکت می کنند، برای بهبود عملکرد خود از تمرین های سازماندهی شده استفاده می کنند(2). با نگاه به متغیر های ذکر شده در بالا، می توان چنین نتیجه گیری کرد که، با اصلاح و تعدیل متغیر ها می توان به شیوه ای از تمرین ورزشی دست یافت که برطرف کننده نیاز های ما در هر رشته ورزشی باشد. اخیرا به کارگیری تلاش های با حداکثر سرعت دویدن[3] و همچنین با شدت تمام[4] ، هم در رشته های عملی و هم آزمایشگاهی پدیدار شده است. تمرین تناوبی سرعتی ( SIT ) یکی از انواع تمرین تناوبی با شدت بالا ( HIT ) به حساب می آید(3). تمرین تناوبی سرعتی ( SIT ) شامل جلساتی با تناوب های  بیشتر از 20-30 ثانیه  است که با تمام شدت  صورت می گیرد و توسط دوره های استراحت غیر فعال 2-4 دقیقه از هم جدا می شوند(4). تمرین اکسنتریک، تمرینی است با درصد بالایی از انقباضات اکسنتریکی. انقباضی که در آن گشتاور تولیدی عضله کمتر از گشتاور مقاومت بیرونی است(5). برای مثال یکی از انواع مرسوم فعالیت ورزشی اکسنتریک، دویدن در سراشیبی است(6). سازگاری های ناشی از تمرین بوسیله ی تغییرات در : پروتئین های انقباضی و عملکردشان،  عملکرد میتوکندریایی، تنظیم متابولیکی، سیگنالینگ درون سلولی و پاسخ های رونویسی منعکس می شوند(1). تاکنون مکانیزم های مولکولی گسترده ای که متاثر از سازگاری به تمرین ورزشی هستند شناخته شده اند، این مکانیزم ها شامل تغییرات تدریجی در میزان بیان پروتئین ها و فعالیت آنزیم های سلولی می باشند(1). یکی از ژن های موثر بر تنظیم تکثیر سلولی و تنظیم تار عضلانی FOXO می باشد(7). محصول این ژن پروتئین های FOXO1 ، FOXO3 ، FOXO4 و FOXO6 است که در PESTAN(به خاطر محدودیت سایت در درج بعضی کلمات ، این کلمه به صورت فینگیلیش درج شده ولی در فایل اصلی پایان نامه کلمه به صورت فارسی نوشته شده است)داران بیان می شود(8). FOXO1 بر تنظیم مرگ برنامه ریزی شده سلول و همچنین تنظیم نوع تار عضلانی اثر می گذارد(7). پژوهش های اخیر نشان داده اند که FOXO1 در سازگاری عضله اسکلتی به فعالیت ورزشی شرکت می کند. پژوهش حاضر به بررسی تاثیر مزمن تمرین تناوبی سرعتی و تمرین اکسنتریک بر میزان بیان ژن FOXO1 می پردازد، تا مشخص شود کدامیک از انواع تمرین نقش موثرتری بر مرگ برنامه ریزی شده سلول و تغییر نوع تار عضلانی دارد.

• بیان مسئله

شرکت در جلسات تمرین ورزشی سبب سازگاری های سیستم فیزیولوژیکی و افزایش کارایی و ظرفیت بدن می شود. این تغییرات تا حد زیادی به شدت و مدت جلسات تمرینی، نیرو یا بار کار تمرینی و یا سطوح پایه آمادگی بستگی دارد(13). عضله اسکلتی بافتی است فعال که به شدت و نوع فعالیت – هر دو – پاسخ می دهد(14). در فعالیت عضلانی اکسنتریک عضله در حال انقباض کشیده می شود(15). اکثر عضلات پا هنگام راه رفتن به منظور تعدیل جاذبه و شُک های وارده بصورت اکسنتریکی عمل می کنند. هنگام دویدن در سراشیبی اکسنتریکی عمل کردن عضلات ضد جاذبه واضح تر می شود(15). امروزه موجی از تحقیقات علاقه مند  به آزمایش اثرات دویدن با حداکثر سرعت دویدن و تلاش های با تمام شدت هم در محیط میدانی و هم در محیط آزمایشگاهی هستند. تمرین تناوبی سرعتی ( SIT ) عبارت است از تناوب هایی با مدت بیشتر از 20-30 ثانیه که با تمام شدت صورت می گیرد و توسط دوره های 2-4 دقیقه ای استراحت غیر فعال جدا می شود(3, 4).

اخیرا، آپوپتوزیس علاقه ی بسیاری از دانشمندان ورزشی را به خود جلب کرده است، علاوه بر مرگ سلولی نکروتیک، به دلیل اینکه شواهدی نشان دادند که مرگ سلولی آپوپتوتیک با ورزش نیز رخ می دهد. چندین فاکتور که ممکن است آپوپتوزیس را در بافت های مختلف تغییر دهد، با ورزش کردن شدید، تعدیل می شوند(10). ورزش محرک فیزیولوژیکی قوی ای است که می تواند تعدادی از مسیرهای سیگنالینگ بیرون سلولی و درون سلولی را تحت تاثیر قرار دهد(9). فعالیت ورزشی شدید کوتاه مدت و اکسنتریک، با فنوتایپ های پیش برنده آپوپتوز و افزایش تکه تکه شدن DNA [13] ( نشان آپوپتوزیس ) همراه می شوند در حالی که تمرین ورزشی منظم یا فعالیت ورزشی منظم با محیط آنتی آپوپتوتیک و کاهش تکه تکه شدن DNA در عضله اسکلتی همراه است(9). آپوپتوزیس در عضلات موش بعد از ورزش نیز رخ داد(10). همانطور که  اشاره شد FOXOs در تنظیم آپوپتوزیس ضروری اند، از این رو در تحقیقی دیگر نشان داده شد، ژن های آپوپتوتیک Bim و BNIP3 در طی آتروفی عضلانی توسط FOXO1 تحریک شدند(16). FOXOs در بدن تعدادی از ژن ها را که در فرایند های سلولی مختلف ( همچون متابولیسم، چرخه سلولی، آپوپتوزیس، مقاومت در برابر استرس، بازسازی DNA آسیب دیده و سیستم ایمنی ) شرکت می کنند، هدف قرار می دهند(12).

فاکتور های رونویسی خانواده FOXO، دامنه وسیعی از فرایند های فیزیولوژیکی سلولی را تنظیم می کنند، از جمله می توان به سازگاری متابولیکی و تمایز میوژنیکی اشاره کرد(17). تار های عضلات، دارای استعداد بالایی در پاسخ گویی به سیگنال های گوناگون هستند. این کار را را بوسیله ی تغییر در نیمرخ فنوتیپیشان انجام می دهند(18). میوزین[14] ، بزرگترین پروتئین با فیلامنت ضخیم است که در حال حاضر مناسب ترین نشانگر تنوع تار عضلانی است. چهار ایزوفرم عمده ی زنجیره سنگین میوزین (MHC) که در عضله اسکلتی تعدادی از PESTAN(به خاطر محدودیت سایت در درج بعضی کلمات ، این کلمه به صورت فینگیلیش درج شده ولی در فایل اصلی پایان نامه کلمه به صورت فارسی نوشته شده است)داران بالغ کوچک یافت شده است عبارت است از : میوزین زنجیره سنگین کُند I? ( MHC-I? )[15] ، میوزین زنجیره سنگین تند IIA ( MHC-IIA )[16] ، میوزین زنجیره سنگین تند  IIX یا IID ( MHC-IIX یا MHC-IID )[17] و میوزین زنجیره سنگین تند IIB ( MHC-IIB )[18] (18). نتایج اکثر پژوهش ها نشان دهنده تغییر فیبرهای تند به کند است. پیرامون تنظیم نوع تار عضلانی دیده شده است که : بیش بیانی FOXO1 از توسعه تار های نوع I اکسیداتیو در داخل بدن جلوگیری کرد(17). همچنین قابل ذکر است که پژوهش های اندکی پیرامون تاثیر فعالیت ورزشی بر بیان FOXOs صورت گرفته است. در این ارتباط دیده شده است که : ژن FOXO3 بعد از ماراتن افزایش پیدا کرد(19).

• اهمیت و ضرورت تحقیق  

• اهداف پژوهش

1-4-1- هدف کلی

تعیین اثر تمرین تناوبی سرعتی و تمرین اکسنتریک بر آپوپتوزیس و نوع تار عضلانی در عضلات تند و کند انقباض موش های نر صحرایی اسپراگ داولی

1-4-2- اهداف اختصاصی

• تعیین تغییر میزان بیان ژن FOXO1 پس از یک دوره تمرین اکسنتریک در عضله سولئوس

• 

•  

• تعیین تغییر میزان بیان ژن FOXO1 پس از یک دوره تمرین تناوبی سرعتی در عضله سولئوس
• تعیین تغییر میزان بیان ژن FOXO1 پس از یک دوره تمرین اکسنتریک در عضله SVL
• تعیین تغییر میزان بیان ژن FOXO1 پس از یک دوره تمرین تناوبی سرعتی در عضله SVL
• تعیین تغییر میزان بیان ایزوفرم­های ژن MHC پس از یک دوره تمرین اکسنتریک در عضله سولئوس
• تعیین تغییر میزان بیان ایزوفرم­های ژن MHC پس از یک دوره تمرین تناوبی سرعتی در عضله سولئوس
• تعیین تغییر میزان بیان ایزوفرم­های ژن MHC پس از یک دوره تمرین اکسنتریک در عضله SVL
• تعیین تغییر میزان بیان ایزوفرم­های ژن MHC پس از یک دوره تمرین تناوبی سرعتی در عضله SVL

• فرضیه های پژوهش

• یک دوره تمرین اکسنتریک بر میزان بیان ژن FOXO1 عضله سولئوس موش­های صحرایی اثر معنی­داری دارد.
• یک دوره تمرین تناوبی سرعتی بر میزان بیان ژن FOXO1 عضله سولئوس موش­های صحرایی اثر معنی­داری دارد.
• یک دوره تمرین اکسنتریک بر میزان بیان ژن FOXO1 عضله SVL موش­های صحرایی اثر معنی­داری دارد.
• یک دوره تمرین تناوبی سرعتی بر میزان بیان ژن FOXO1 عضله SVL موش­های صحرایی اثر معنی­داری دارد.
• یک دوره تمرین اکسنتریک بر میزان بیان ایزوفرم­های ژن MHC عضله سولئوس موش­های صحرایی اثر معنی­داری دارد.
• یک دوره تمرین تناوبی سرعتی بر میزان بیان ایزوفرم­های ژن MHC عضله سولئوس موش­های صحرایی اثر معنی­داری دارد.
• یک دوره تمرین اکسنتریک بر میزان بیان ایزوفرم­های ژن MHC عضله SVL موش­های صحرایی اثر معنی­داری دارد.
• یک دوره تمرین تناوبی سرعتی بر میزان بیان ایزوفرم­های ژن MHC عضله SVL موش­های صحرایی اثر معنی­داری دارد.

• قلمرو پژوهش

در پژوهش­های تجربی و آزمایشگا­هی با بهره گرفتن از مدل­های حیوانی متغیر­های زیر تحت کنترل پژوهشگر بوده است.

• نژاد، جنس، سن، عوامل محیطی (­نور، دما، رطوبت، صدا­)
• عوامل تمرینی (­نوع، مدت و شدت فعالیت ورزشی و میزان فعالیت قبلی­)
• دارو، مکمل­های غذایی، بیماری­های واگیردار، استرس

[1] Concentric

[2] Isometric

[3] Sprint

[4] All-out

[5] apoptotic

[6] Gluconeogenesis

[7] Neuropeptide

[8] Atrophy

[9] Autophagy

[10] Bcl2-interacting mediator of cell death

[11] BCL2/adenovirus E1B 19 kDa protein-interacting protein 3

[12] TNF-related apoptosis-inducing ligand

[13] Deoxyribonucleic acid

[14] Myosin

[15] Slow myosin heavy chain Iβ

[16] Fast myosin heavy chain IIA

[17] Fast myosin heavy chain IIX or IID

[18] Fast myosin heavy chain IIB