تاثیر چهار هفته تمرین ورزشی تداومی و تناوبی بر سطوح اکتیوین-A عضلانی در موش‌های ماده مبتلا به سرطان پستان

فصلنامه زیست شناسی جانوری

مقاله 3، دوره 12، شماره 1، آذر 1398، صفحه 37-48   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

نویسندگان

مونا عمومحمدی؛ ماندانا غلامی^* ؛ حسین عابد نطنزی

گروه تربیت بدنی و علوم ورزشی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

تنظیم افزایشی سطوح اکتیوین-A در نمونه­های سرطانی دچار شده به کاشکسی گزارش شده است. هدف از اجرای پژوهش حاضر بررسی تاثیر چهار هفته تمرین تداومی و تناوبی بر سطوح اکتیوین-A در بافت عضلانی موش­های ماده مبتلا به سرطان پستان بود. 32 سر موش ماده Balb/c شش تا هشت هفته­ای به صورت تصادفی در چهار گروه کنترل، کنترل توموری، تمرین تناوبی+تومور و تمرین تداومی +تومور قرار گرفتند (هشت موش در هر گروه). برنامه تمرین تناوبی و تداومی به مدت چهار هفته و پنج جلسه در هفته روی نوارگردان طراحی شده برای جوندگان اجرا شد. 48 ساعت بعد از جلسه آخر تمرین، بافت عضله دوقلو جدا شد و بعد از هموژن کردن آن، سطوح اکتیوین-A به روش الایزا در بافت عضلانی اندازه­گیری شد. حجم تومور نیز با کولیس دیجیتال اندازه­گیری شد و به منظور تجزیه و تحلیل داده­ها از آزمون آنالیز واریانس یک طرفه و آزمون تعقیبی توکی استفاده شد. نتایج حاضر نشان داد که سطوح اکتیوین-A در بافت عضلانی گروه تمرین تداومی در مقایسه با گروه کنترل توموری به صورت معناداری کمتر است (026/0=p ). باوجود این، تفاوت معناداری برای سطوح اکتیوین-A بین گروه کنترل توموری و گروه تمرین تناوبی مشاهده نشد (105/0= p). وزن عضله دوقلو در گروه سالم به صورت معنادرای بیشتر از گروه­های توموری بود (05/0 > p) و تمرین ورزشی تداومی و تناوبی با تغییر معناداری در وزن عضله دوقلو همراه نبود (05/0 <p ). علاوه بر این، حجم تومور در گروه تداومی و تناوبی نسبت به گروه کنترل توموری به صورت معناداری کمتر بود (001/0 > p)، اما تفاوت معناداری بین گروه تمرین تداومی و تناوبی مشاهده نشد (681/0= p). بر اساس یافته­های حاضر می­توان عنوان کرد که حداقل در کوتاه مدت (چهار هفته) تمرین ورزشی نمی­تواند تاثیر معناداری بر توده عضلانی موش­های ماده مبتلا به سرطان پستان داشته باشد.

کلیدواژه‌ها

کاشکسی؛ تومور؛ اکتیوین-A؛ تمرین تناوبی؛ تمرین تداومی

مراجع

1. Al-Majid S., Waters H., 2008. The biological mechanisms of cancer-related skeletal muscle wasting: the role of progressive resistance exercise. Biological research for nursing, 10(1): 7-20.

2. Alves C.R., da Cunha T.F., da Paixão N.A., Brum P.C., 2015. Aerobic exercise training as therapy for cardiac and cancer cachexia. Life sciences.. 125:9-14.

3. Bilezikjian, L. M., & Vale, W. W., 2011. The local control of the pituitary by activin signaling and modulation. Open Neuroendocrinology Journal, 4: 90-101.

4. Chen, J. L., Walton, K. L., Qian, H., Colgan, T. D., Hagg, A., Watt, M. J., ... & Gregorevic, P., 2016. Differential effects of IL6 and activin A in the development of cancer-associated cachexia. Cancer research, 76(18): 5372-5382.

5. Chen, J. L., Walton, K. L., Winbanks, C. E., Murphy, K. T., Thomson, R. E., Makanji, Y., ... & Gregorevic, P., 2014. Elevated expression of activins promotes muscle wasting and cachexia. The FASEB Journal, 28(4): 1711-1723.

6. Gilson, H., Schakman, O., Kalista, S., Lause, P., Tsuchida, K., & Thissen, J. P., 2009. Follistatin induces muscle hypertrophy through satellite cell proliferation and inhibition of both myostatin and activin. American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism, 297(1): 157-164.

7. Gould, D. W., Lahart, I., Carmichael, A. R., Koutedakis, Y., & Metsios, G. S., 2013. Cancer cachexia prevention via physical exercise: molecular mechanisms. Journal of cachexia, sarcopenia and muscle, 4(2): 111-124.

8. Gulzar F, Akhtar MS, Sadiq R, Bashir S, Jamil S, Baig SM. Identifying the reasons for delayed presentation of Pakistani breast cancer patients at a tertiary care hospital. Cancer management and research. 2019; 11:1087-1096.

9. Hasani, F., Gholami, M., & Ghazalian, F., 2018. Effect of Six Weeks of Endurance Training on Tumor Volume and Muscle Myostatin Levels in Female Mice with Breast Cancer: Implications for Cachexia, ijbd, 11 (3): 44-45.

10. Hayes, J. P., & Chappell, M. A., 1990. Individual consistency of maximal oxygen consumption in deer mice. Functional Ecology, 495-503.

11. Hortobagyi, G. N., de la Garza Salazar, J., Pritchard, K., Amadori, D., Haidinger, R., Hudis, C. A., ... & O'Shaughnessy, J. A., 2005. The global breast cancer burden: variations in epidemiology and survival. Clinical breast cancer, 6(5): 391-401.

12. Høydal, M. A., Wisløff, U., Kemi, O. J., & Ellingsen, Ø., 2007. Running speed and maximal oxygen uptake in rats and mice: practical implications for exercise training. European Journal of Cardiovascular Prevention & Rehabilitation, 14(6), 753-760.

13. Hulmi, J. J., Ahtiainen, J. P., Kaasalainen, T., PöLLANEN, E. I. J. A., Hakkinen, K., Alen, M., Mero, A. A., 2007. Postexercise myostatin and activin IIb mRNA levels: effects of strength training. Medicine & Science in Sports & Exercise, 39(2): 289-297.

14. Hulmi, J. J., Oliveira, B. M., Silvennoinen, M., Hoogaars, W. M., Pasternack, A., Kainulainen, H., & Ritvos, O., 2013. Exercise restores decreased physical activity levels and increases markers of autophagy and oxidative capacity in myostatin/activin-blocked mdx mice. American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism, 305(2): 171-182.

15. Jee H, Chang JE, Yang EJ. 2016. Positive prehabilitative effect of intense treadmill exercise for ameliorating cancer cachexia symptoms in a mouse model. Journal of Cancer.; 7(15): 2378-2387.

16. Jones, L. W., Viglianti, B. L., Tashjian, J. A., Kothadia, S. M., Keir, S. T., Freedland, S. J., ... & Dewhirst, M. W., 2009. Effect of aerobic exercise on tumor physiology in an animal model of human breast cancer. Journal of applied physiology, 108(2): 343-348.

17. Kainulainen H, Papaioannou KG, Silvennoinen M, Autio R2, Saarela J, Oliveira BM, 2015.Myostatin/activin blocking combined with exercise reconditions skeletal muscle expression profile of mdx mice. Mol Cell Endocrinol; 399:131-42.

18. Kazemi, A., & Mirzazadeh, E., 2018. The Effect of Endurance Training on Tumor Tissue Levels of Caspase-3 and Caspase-9 in Mice with Breast Cancer, ijbd, 11 (3): :32-43

19. Khamoui, A. V., Park, B. S., Kim, D. H., Yeh, M. C., Oh, S. L., Elam, M. L., ... & Contreras, R. J. 2016. Aerobic and resistance training dependent skeletal muscle plasticity in the colon-26 murine model of cancer cachexia. Metabolism, 65(5): 685-698.

20. Leto, G., Incorvaia, L., Badalamenti, G., Tumminello, F. M., Gebbia, N., Flandina, C., ... & Rini, G. 2006. Activin A circulating levels in patients with bone metastasis from breast or prostate cancer. Clinical & experimental metastasis, 23(2): 117-122.

21. Lira, F. S., Neto, J. C. R., & Seelaender, M., 2014. Exercise training as treatment in cancer cachexia. Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism, 39(6): 679-686.

22. Loumaye, A., de Barsy, M., Nachit, M., Lause, P., Frateur, L., van Maanen, A., ... & Thissen, J. P., 2015. Role of Activin A and myostatin in human cancer cachexia. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, 100(5): 2030-2038.

23. Loomans HA, Andl CD. Intertwining of activin A and TGFβ signaling: dual roles in cancer progression and cancer cell invasion. Cancers. 2014; 7(1):70-91.

24. Martinelli, G. B., Olivari, D., Cecconi, A. R., Talamini, L., Ottoboni, L., Lecker, S. H., ... & Giavazzi, R. 2016. Activation of the SDF1/CXCR4 pathway retards muscle atrophy during cancer cachexia. Oncogene, 35(48): 6212-6222.

25. Matsuyama, T., Ishikawa, T., Okayama, T., Oka, K., Adachi, S., Mizushima, K., ... & Katada, K. 2015. Tumor inoculation site affects the development of cancer cachexia and muscle wasting. International journal of cancer, 137(11): 2558-2565.

26. McPherron, A., 2010. Metabolic functions of myostatin and GDF11. Immunology, Endocrine & Metabolic Agents in Medicinal Chemistry, 10(4): 217-231.

27. Murphy, E. A., Davis, J. M., Barrilleaux, T. L., McClellan, J. L., Steiner, J. L., Carmichael, M. D., ... & Green, J. E. 2011. Benefits of exercise training on breast cancer progression and inflammation in C3 (1) SV40Tag mice. Cytokine, 55(2): 274-279.

28. Muscaritoli, M., Anker, S. D., Argiles, J., Aversa, Z., Bauer, J. M., Biolo, G., ... & Fearon, K. C. 2010. Consensus definition of sarcopenia, cachexia and pre-cachexia: joint document elaborated by Special Interest Groups (SIG) “cachexia-anorexia in chronic wasting diseases” and “nutrition in geriatrics”. Clinical Nutrition, 29(2): 154-159.

29. Pedersen, L., Idorn, M., Olofsson, G. H., Lauenborg, B., Nookaew, I., Hansen, R. H., ... & Nielsen, J., 2016. Voluntary running suppresses tumor growth through epinephrine-and IL-6-dependent NK cell mobilization and redistribution. Cell metabolism, 23(3): 554-562.

30. Penna, F., Busquets, S., Pin, F., Toledo, M., Baccino, F. M., López-Soriano, F. J., ... & Argilés, J. M., 2011. Combined approach to counteract experimental cancer cachexia: eicosapentaenoic acid and training exercise. Journal of cachexia, sarcopenia and muscle, 2(2): 95-104.

31. Shalamzari, S. A., Agha-Alinejad, H., Alizadeh, S., Shahbazi, S., Khatib, Z. K., Kazemi, A., ... & Minayi, N. 2014. The effect of exercise training on the level of tissue IL-6 and vascular endothelial growth factor in breast cancer bearing mice. Iranian journal of basic medical sciences, 17(4): 231-258.

32. Shamsi, M. M., Chekachak, S., Soudi, S., Quinn, L. S., Ranjbar, K., Chenari, J., ... & Mahdavi, M., 2017. Combined effect of aerobic interval training and selenium nanoparticles on expression of IL-15 and IL-10/TNF-α ratio in skeletal muscle of 4T1 breast cancer mice with cachexia. Cytokine, 90: 100-108.

33. Shiri, Y., Agha-Alinejad, H., Gharakhanlou, R., Amani Shalamzari, S., & Saei, M. A., 2014. Effect of six weeks endurance training on tumor tissue IL-10 cytokine levels in breast cancer bearing mice. Iranian Journal of Endocrinology and Metabolism, 16(3): 205-210.

34. Xia, Y., & Schneyer, A. L., 2009. The biology of activin: recent advances in structure, regulation and function. The Journal of endocrinology, 202(1): 1-2.

35. Zhou, X., Wang, J. L., Lu, J., Song, Y., Kwak, K. S., Jiao, Q., ... & Lacey, D. L., 2010. Reversal of cancer cachexia and muscle wasting by ActRIIB antagonism leads to prolonged survival. Cell, 142(4): 531-543.