پاسخ IGF-1 پانکراس به ورزش و پروبیوتیک در رت‌ها با رژیم غذایی پرچرب: پیامدهایی برای تنظیم گلوکز و انسولین

نویسندگان

  • سید رامین رسولی - گروه تربیت بدنی و علوم ورزشی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
  • ماندانا غلامی - گروه تربیت بدنی و علوم ورزشی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
  • فرشاد غزالیان - گروه تربیت بدنی و علوم ورزشی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران. orcid https://orcid.org/0000-0002-5805-0559
  • حسین عابدنطنزی - گروه تربیت بدنی و علوم ورزشی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران. orcid https://orcid.org/0000-0002-9191-1672

DOI::

https://doi.org/10.22100/jkh.v20i2.3450

کلمات کلیدی:

پانکراس, IGF-1, تمرین ورزشی, لاکتوباسیلوس بیفیدوس, چاقی

چکیده

مقدمه: استفاده از تمرین ورزشی و مکمل‌های آنتی‌اکسیدانتی و ضدالتهابی به دلیل تأثیرات مفید در سطح سلولی، یک راهکار درمانی در آسیب‌های متابولیکی در نظر گرفته می‌شود. لذا هدف از مطالعه حاضر بررسی پاسخ IGF-1 پانکراس به ورزش و پروبیوتیک‌ها در رت‌ها با رژیم غذایی پرچرب (HFD) می‌باشد.

مواد و روشها: چهل موش صحرایی نر نژاد ویستار به یکی از پنج گروه (8=n در هر گروه) کنترل سالم، رژیم غذایی پرچرب (HFD)، HFD با ورزش هوازی (HFD+Exe)، HFD با مکمل‌های پروبیوتیک (HFD+Prob)، و HFD با هر دو مداخله ورزش و مکمل پروبیوتیک (HFD+Exe+Prob) تقسیم شدند. قبل پروتکل اصلی، رت‌های گروه‌های HFD به مدت دو ماه با رژیم غذایی پرچرب تغذیه شدند. در پروتکل اصلی نیز، رت‌های گروه تمرین به مدت شش هفته، پنج روز در هفته، دویدن روی نوارگردان را انجام دادند. پس از هر جلسه تمرین، موش‌های گروه پروبیوتیک 1 میلی‌لیتر لاکتوباسیلوس بیفیدوس را از طریق گاواژ خوراکی دریافت کردند. در انتهای پروتکل، همه موش‌ها معدوم شدند و سطح IGF-1 پانکراس با استفاده از روش RT-PCR اندازه‌گیری شد.

نتایج: مقادیر بیان ژن IGF-1 پانکراس در گروه HFD کاهش معنی‌داری نسبت به گروه کنترل داشت (05/0P<). اما مدخلات تمرین و پروبیوتیک به ویژه ترکیب آنها سبب افزایش معنی‌دار در بیان این ژن در بافت پانکراس شد (05/0P<). در مقابل مقدار انسولین و گلوکز با HFD بالا رفت و گروه درمان ترکیبی به‌طور مؤثری آنها را کاهش داد. با این وجود در مداخلات درمانی همبستگی بین IGF-1 پانکراس با انسولین و گلوکز سرمی تأیید نشد (05/0P>).

نتیجهگیری: به‌نظر می‌رسد ورزش و مداخله پروبیوتیکی، به ویژه هنگامی که با هم ترکیب شوند، می‌توانند به‌طور قابل توجهی بر فاکتورهای تنظیم‌کننده انسولین نظیر IGF-1 در پانکراس مؤثر باشند.

مراجع

Wali JA, Jarzebska N, Raubenheimer D, Simpson SJ, Rodionov RN, O’Sullivan JF. Cardio-metabolic effects of high-fat diets and their underlying mechanisms—a narrative review. Nutrients. 2020;12(5):1505.

Qi Y, Wang X. The role of gut microbiota in high-fat-diet-induced diabetes: lessons from animal models and humans. Nutrients. 2023;15(4):922.

Micha R, Mozaffarian D. Saturated fat and cardiometabolic risk factors, coronary heart disease, stroke, and diabetes: a fresh look at the evidence. Lipids. 2010;45:893-905.

Ble-Castillo JL, Aparicio-Trapala MA, Juárez-Rojop IE, Torres-Lopez JE, Mendez JD, Aguilar-Mariscal H, et al. Differential effects of high-carbohydrate and high-fat diet composition on metabolic control and insulin resistance in normal rats. International journal of environmental research and public health. 2012;9(5):1663-76.

Fraulob JC, Ogg-Diamantino R, Fernandes-Santos C, Aguila MB, Mandarim-de-Lacerda CA. A mouse model of metabolic syndrome: insulin resistance, fatty liver and non-alcoholic fatty pancreas disease (NAFPD) in C57BL/6 mice fed a high fat diet. Journal of clinical biochemistry and nutrition. 2010;46(3):212-23.

Heydemann A. An overview of murine high fat diet as a model for type 2 diabetes mellitus. Journal of diabetes research. 2016;2016(1):2902351.

Tchoundjwen SN, Tchawou AGK, Mvongo C, Mfopa A, Mukam JN, Noubissi PA, et al. A Cameroon Western Regions high-fat diet (MACAPOS 2) induces visceral obesity in rat. Heliyon. 2025;11(1).

Dawson D, Hertzer K, Moro A, Donald G, Chang H, Go V, et al. High-fat, high-calorie diet promotes early pancreatic neoplasia in the conditional KrasG12D mouse model. Cancer Prev Res (Phila) 6: 1064–1073, 2013. doi: 10.1158/1940-6207. CAPR-13-0065. Crossref| PubMed| ISI; 2013.

Garcia DI, Hurst KE, Bradshaw A, Janakiraman H, Wang C, Camp ER. High-fat diet drives an aggressive pancreatic cancer phenotype. Journal of Surgical Research. 2021;264:163-72.

Ismail OI. Effect of High Fat Diet on the structure of Pancreas rat and the ameliorative effect of Vitamin D. SVU-International Journal of Medical Sciences. 2023;6(2):736-52.

LeRoith D, Holly JM, Forbes BE. Insulin-like growth factors: Ligands, binding proteins, and receptors. Molecular metabolism. 2021;52:101245.

Van Haeften T, Twickler TB. Insulin‐like growth factors and pancreas beta cells. Wiley Online Library; 2004. p. 249-55.

Li H, Dun Y, Zhang W, You B, Liu Y, Fu S, et al. Exercise improves lipid droplet metabolism disorder through activation of AMPK-mediated lipophagy in NAFLD. Life sciences. 2021;273:119314.

Alizaei Yousefabadi H, Niyazi A, Alaee S, Fathi M, Mohammad Rahimi GR. Anti-inflammatory effects of exercise on metabolic syndrome patients: a systematic review and meta-analysis. Biological research for nursing. 2021;23(2):280-92.

Silva Filho EMd, Albuquerque JAd, Cacho RdO, Freitas RPdA. Effects of physical exercise on beta cells of the pancreas: a systematic review. Manual Therapy, Posturology & Rehabilitation Journal. 2018;15:0-.

Lyngbaek MP, Legaard GE, Bennetsen SL, Feineis CS, Rasmussen V, Moegelberg N, et al. The effects of different doses of exercise on pancreatic β-cell function in patients with newly diagnosed type 2 diabetes: study protocol for and rationale behind the “DOSE-EX” multi-arm parallel-group randomised clinical trial. Trials. 2021;22(1):244.

Singhal B, Mukherjee A, Srivastav S. Role of probiotics in pancreatic cancer prevention: the prospects and challenges. Advances in Bioscience and Biotechnology. 2016;7(11):468-500.

Li S, Liu Z, Zhang Q, Su D, Wang P, Li Y, et al. The antidiabetic potential of probiotics: a review. Nutrients. 2024;16(15):2494.

Hu Y-m, Zhou F, Yuan Y, Xu Y-c. Effects of probiotics supplement in patients with type 2 diabetes mellitus: A meta-analysis of randomized trials. Medicina Clínica (English Edition). 2017;148(8):362-70.

Abasi S, Keshtmand Z. The effect of probiotic bifidobacterium lactis and Lactobacillus casei on sperm maturation in streptozotocin-diabetic rats. Iranian South Medical Journal. 2020;22(6):392-401.

Hariri N, Thibault L. High-fat diet-induced obesity in animal models. Nutrition research reviews. 2010;23(2):270-99.

Paik J, Fierce Y, Treuting PM, Brabb T, Maggio-Price L. High-fat diet-induced obesity exacerbates inflammatory bowel disease in genetically susceptible Mdr1a−/− male mice. The Journal of nutrition. 2013;143(8):1240-7.

Zhong W, Wang X, Wang Y, Sun G, Zhang J, Li Z. Obesity and endocrine-related cancer: The important role of IGF-1. Frontiers in endocrinology. 2023;14:1093257.

Vong CT, Tan D, Liao F, Chen Z, Chen Z, Tseng HHL, et al. Ginsenoside Rk1 Ameliorates ER Stress-Induced Apoptosis through Directly Activating IGF-1R in Mouse Pancreatic β-Cells and Diabetic Pancreas. The American Journal of Chinese Medicine. 2024:1-17.

Dawson DW, Hertzer K, Moro A, Donald G, Chang H-H, Go VL, et al. High-fat, high-calorie diet promotes early pancreatic neoplasia in the conditional KrasG12D mouse model. Cancer prevention research. 2013;6(10):1064-73.

He Y, Wang Q, Wu H, Dong Y, Peng Z, Guo X, et al. The role of IGF-1 in exercise to improve obesity-related cognitive dysfunction. Frontiers in Neuroscience. 2023;17:1229165.

Feng L, Li B, Xi Y, Cai M, Tian Z. Aerobic exercise and resistance exercise alleviate skeletal muscle atrophy through IGF-1/IGF-1R-PI3K/Akt pathway in mice with myocardial infarction. American Journal of Physiology-Cell Physiology. 2022;322(2):C164-C76.

Curran M, Drayson MT, Andrews RC, Zoppi C, Barlow JP, Solomon TP, et al. The benefits of physical exercise for the health of the pancreatic β‐cell: A review of the evidence. Experimental Physiology. 2020;105(4):579-89.

Leme J, Silveira R, Gomes R, Moura R, Sibuya C, Mello M, et al. Long-term physical training increases liver IGF-I in diabetic rats. Growth Hormone & IGF Research. 2009;19(3):262-6.

Yuan L-J, Zhang M, Chen S, Chen W-F. Anti-inflammatory effect of IGF-1 is mediated by IGF-1R cross talk with GPER in MPTP/MPP+-induced astrocyte activation. Molecular and cellular endocrinology. 2021;519:111053.

Chen S-M, Chieng W-W, Huang S-W, Hsu L-J, Jan M-S. The synergistic tumor growth-inhibitory effect of probiotic Lactobacillus on transgenic mouse model of pancreatic cancer treated with gemcitabine. Scientific reports. 2020;10(1):20319.

Canfora EE, Meex RC, Venema K, Blaak EE. Gut microbial metabolites in obesity, NAFLD and T2DM. Nature Reviews Endocrinology. 2019;15(5):261-73.

Plaza-Diaz J, Ruiz-Ojeda F, Gil-Campos M, Gil A. Mechanisms of action of probiotics. Advances in Nutrition 10: S49-S66. 2019.

دانلود

چاپ شده

2025-09-13

شماره

نوع مقاله

مقاله پژوهشي