علوم زيستي ورزشي – تابستان 1396 دورة9، شمارة 2، ص: 270 – 259 تاريخ دريافت : 27 / 07 /94 تاريخ پذيرش : 28 / 01 / 96

اثر هشت هفته مصرف روي و تمرين هوازي بر سطح گلوكز پلاسما و تعداد سلول هاي
بتاي پانكراس در رت هاي ديابتي

حميد عبادي اصل1 – محسن امينايي 2 – روح اﷲ نيكوئي3
1. كارشناس ارشد فيزيولوژي ورزش، دانشگاه شهيد باهنر، كرمان، ايران 2. استاديار، دانشگاه شهيد باهنر، كرمان، ايران 3. دانشيار، دانشگاه شهيد باهنر، كرمان، ايران

چكيده
هدف از اين مطالعه بررسي اثر مصرف مكمل روي و هشت هفته تمرين هوازي بر سطوح قند خون و توزيع سلول هاي بتا پانكراس در موش هاي صحرايي ديابتي است. به طور تصادفي 60 رت نر بالغ به شش گروه تقسيم شدند: كنترل سالم (C)، كنترل تمرين (CE)، ديابت كنترل (D)، ديابتي با روي ((DZ، ديابتي با تمرين (DE)، و گروه ديابتي با روي و تمرين (DEZ). پس از هشت هفته، رت ها بي هوش شدند، سپس پانكراس جدا و پردازش شد. بخش هايي به طور تصادفي تعيين و تعداد سلول هاي رنگي بتا پانكراس شمارش شدند. سطح قند خون (BGL) در هفته هاي مختلف در اين تحقيقات اندازه گيري شد. تجزيه وتحليل آماري از آزمون واريانس ها نشان داد كه BGL به طور چشمگيري در گروه هاي DEZ و DZ در مقايسه با C و گروه هاي D و CE كاهش يافت (05/0<P). تعداد سلول هاي بتاي جزاير لانگرهانس در گروه DEZ به طور معنا داري (05/0<P) بالاتر از گروه D (اندازة اثر 81٪) و DE (اندازة اثر 97٪) و DZ بالاتر از گروه D (اندازة اثر 99٪) بود و قابل مقايسه با گروه شاهد C و CE بودند. نتايج اين مطالعه نشان داد كه مكمل روي همراه با تمرين هوازي مي تواند نقش مؤثرتري در مديريت ديابت داشته باشد و احتمالاً با كنترل بيماري ديابت و تحريك سلول هاي بتا به افزايش ترشح انسولين منجر شود. همچنين تا حد زيادي از تخريب سلول هاي بتاي باقي مانده به وسيلة برخي از تغييرات پاتولوژيك مثل هيپرتروفي جلوگيري مي كند.

واژه هاي كليدي
تمرين هوازي، ديابت، سلول هاي بتا، مكمل روي.

مقدمه
ديابت شايع ترين بيماري هاي غدد درون ريز جهان (18) و بيماري پيش روندة مزمني است كه در اثر افزايش سطح گلوكز خون به دليل عدم پاسخ فيزيولوژيكي نسبت به گلوكز ايجاد مي شود (1).
تزريق استرپتوزويسن (STZ) به رت به از بين رفتن سلول هاي بتاي پانكراس منجر مي شود، بنابراين توليد انسولين مختل مي شود و در نتيجه رت ديابتي شده و سطح گلوكز خون افزايش مي يابد، بنابراين اين ديابت القاشده شبيه به ديابت نوع يك است، زيرا ديابت نوع يك، بيماري خودايمن است كه در آن سلول هاي ايمني بدن عليه سلول هاي بتاي پانكراس واكنش نشان ميدهند و با ترشح پادتن آنها را از بين مي برند.
روي در توليد، ذخيره و ترشح انسولين نقش دارد. همچنين تأثيرات مفيدي در كنترل و كاهش علائم بيماري ديابت دارد (4). تأثير عمدة ديابت بر هموستاز روي2 بهصورت كاهش روي در خون3 است كه نتيجة افـزايش روي در ادرار يا كاهش جذب روده اي روي يا هر دو آنهاست. روي موجود در سرم افراد ديابتي حدود 40 درصد كمتر است. كاهش مقدار روي در رژيم غذايي موش ها به كاهش توانايي پانكراس در ترشح انسولين در پاسخ به فشار گلوكز منجر ميشود كه اين موضوع يكي از نشانه هاي ديابت است (14). روي نقش آشكاري در سنتز، ذخيره و ترشح انسولين در اشكال هگزامريك (شكل غيرفعال و ذخي رهاي انسولين) دارد. روي براي ذخيرة انسولين درون سلول هاي بتا لازم است، افزايش انسولين ترشح شده موجب كاهش غلظت روي درون سلول هاي بتا مي شود و اين موضوع با كاهش محتواي انسولين جزاير سلولي در حالت كاهش روي مطابقت دارد (9).
براساس نتايج تحقيق پريچهر يغمايي و همكاران (1391)، عنصر روي در توليد، ذخيره و ترشح انسولين نقش دارد. در اين تحقيق تأثير مصرف روي توسط رتهاي باردار در فرزندان ديابتي شدة آنها بررسي شد. نتيجه نشان داد روي تأثيرات مفيدي در كنترل و كاهش علائم بيماري ديابت دارد (4). اما استخري و همكاران (2011) به بررسي سطح سرمي روي در كودكان و نوجوانان مبتلا به ديابت نوع يك پرداختند. هدف آنها تعيين وضعيت غلظت روي در سرم در كودكان و نوجوانان ديابتي نوع يك و مقايسة آن با افراد سالم بود. نتايج نشان داد سطح روي در كودكان و نوجوانان مبتلا به ديابت درمقايسه با افراد سالم تفاوتي نداشت و همچنين سطح روي ارتباطي به مدت بيماري ندارد (12).
امكان شركت كردن مبتلايان به ديابت نوع I بدون عارضه كه كنترل متابوليكي مناسبي دارند، در تمام سطوح ورزشي وجود دارد (23). فعاليت ورزشي منظم، ميزان سوخت وساز و سرعت انتقال و حمل
گلوكز را در بدن افزايش مي دهد و موجب بهبود حساسيت سلول ها نسبت به انسولين تزريقي مي شود (5).
هربست و همكاران (2006) در مطالعه اي در بررسي بيمار ديابتي نوع اول زير 20 سال نتيجه گرفتند كه تكرار تمرين در طول هفته مهم ترين عامل در كنترل گلوكز خون است (13).
ديكسون و همكاران (2002) تأثير كاهش وزن در افراد به شدت چاق بر عملكرد سلول هاي بتاي پانكراس و حساسيت به انسولين را بررسي كردند. يافته ها نشان داد وزن و حساسيت به انسولين بهبود يافت. اما عملكرد سلول هاي بتاي پانكراس فقط در گروه افراد ديابتي نوع دو بهبود معناداري يافت و اين بهبود با كاهش وزن مرتبط بود (11).
بلوم و همكاران (2008) تأثير فعاليت هوازي كوتاه مدت را بر عملكرد سلول هاي بتاي پانكراس و مقاومت به انسولين در افراد مسن با تحمل گلوكز مختل بررسي كردند. نتايج نشان داد فعاليت ورزشي كوتاه مدت در افراد مسن داراي اختلال تحمل گلوكز علاوه بر بهبود مقاومت به انسولين، عملكرد سلول هاي بتاي پانكراس را نيز بهبود مي بخشد و اين بهبود در عملكرد سلول هاي بتاي پانكراس مرتبط با تغيير وزن و سطوح چربي خون بدن نيست (7).
كاهش انسولين حساسيت كبد به عمل گلوكاگون را افزايش مي دهد و بدون وجود گلوكاگون كاهش انسولين به تنهايي گليكوژنوليز كبدي را تحريك نمي كند. مشكلات تنظيم سطوح گلوكز خون در مبتلايان ديابت نوع I را كه فعاليت بدني دارند، مي توان با عدم توازن سطح انسولين و گلو گز پلاسما توضيح داد. اغلب اوقات سطح پلاسمايي انسولين ناشي از تزريق انسولين، در زمان ورزش يك بيمار ديابتي در مقايسه با سطح انسولين فرد غيرديابتي در همان وضعيت بسيار بالاتر است. در اين وضعيت منبع تأمين كربوهيدرات هم بسيار محدود است، چراكه از عمل گليكوژنوليز كبدي توسط سطح بالاي انسولين جلوگيري مي شود (17).
از لحاظ تئوري، در بيماران مبتلا به ديابت نوع I ورزش مي تواند با افزايش پاسخ بدن به انسولينموجب كاهش دوز مورد نياز تزريق انسولين شود، ولي نتايج تحقيقات انجام گرفته در اين بيماران، نشان مي دهد كه هرچند تمرينات استقامتي مي تواند پاسخ بافتي به انسولين را افزايش دهد، تأثير چنداني بر سطح هموگلوبين گليكوزيله و نياز به انسولين نمي گذارد. به عبارت ديگر ورزش كردن منظم افراد مبتلا به ديابت نوع I لزوماً موجب كنترل بهتر گلوكز پلاسمايي آنها نخواهد شد (4).
هرچند در حال حاضر درمان اصلي و مؤثر براي ديابت نوع I تزريق انسولين و استفاده از قرص هاي هيپوگليسميك است، اين تركيبات عوارض نامطلوب متعددي مانند افزايش بافت چربي و تحليل رفتن بافت در محل تزريق و بروز شوك هيپوگليسميك دارند و در درازمدت بر روند ايجاد عوارض ناتوان كنندة ديابت تأثيري ندارند. با توجه به افزايش دانش بشري در مورد ناهمگون بودن اين بيماري، نياز براي يافتن تركيبات مؤثر با حداقل عوارض جانبي در درمان ديابت و اختلالات ناشي از آن احساس مي شود (20).
با توجه به اطلاعات موجود در مورد اثر تمرين بر ديابت نوع I و تغييرات روي در اثر ديابت نوع I، انجام تحقيق در زمينة اثر همزمان تمرين و مصرف روي ضروري به نظر ميرسد، شايد اين تحقيق بتواند ديدگاه جديدي از تأثيرات تمرينات هوازي با استفاده از نقشهاي مؤثر روي بر ديابت نوعI ارائه دهد.

روش تحقيق
اين تحقيق به صورت مطالعة تجربي است كه روي 60 رت نر با محدودة وزني 250-200 گرم و محدودة سني 6 تا 8 هفته با روش پس آزمون با كنترل در يك قسمت و پيش و پس آزمون در قسمت ديگر انجام گرفت. رت ها به صورت تصادفي به شش گروه يعني 3 گروه كنترل سالم (C)، كنترل سالم تمرين (CE)، كنترل ديابت (D) و 3 گروه آزمايشي ديابتي روي (DZ)، آزمايشي ديابتي تمرين (DE) و آزمايشي ديابتي روي و تمرين (DZE) تقسيم شدند.
بهمنظور ا لقاي ديابت، از استرپتوزوسين استفاده شد. براي اين منظور دوز 50 ميلي گرم بر كيلوگرم از استرپتوزوسين در بافر سيترات سديم mm1/0 با 5/4pH= استفاده شد. 48 تا 72 ساعت پس از تزريق داخل صفاقي محلول استرپتوزوسين، ميزان سطح گلوكز خون اندازه گيري شد. درصورتي كه سطح گلوكز خون از mg/dl250 بالاتر بود، براساس مقالات موجود به عنوان حيوان ديابتي در نظر گرفته شدند و به عنوان مدل حيوان ديابتي در گروه هاي آزمايش وارد شدند (15).
دستور كار تمريني
دستور كار تمريني شامل آشنايي با تردميل و پروتكل تمرين براساس جدول 1 به اجرا درآمد (21، 16).

جدول 1. دستورالعمل آشنايي با تردميل و پروتكل تمريني
35112-5817

زمان سرعت تردميل افزايش سرعت
نوع فعاليت هفته جلسه دقيقه دقيقه/ متر جلسه/ متر
1-2 417-4 25-35 5 2 آشنايي با تردميل
1 15-22 25-45 5 8 پروتكل تمرين

دوز مصرفي مكمل روي روزانه 100 ميلي گرم بر كيلوگرم وزن بدن حيوان سولفات روي هپتاهيدرات1 حل شده در 5/0 ميلي ليتر آب مقطر به صورت گاواژ خورانده شد (4) و در گروه هايي كه تمرين هوازي هم اعمال مي شد، 1 ساعت پيش از تمرين، روي مصرف شد.

مراحل آماده سازي بافت
در بافت پانكراس تغييرات پس از مرگ و تغييرات خودتخريبي2 سلول هاي نواحي عمقي رخ مي دهد، بنابراين به نظر مي رسد بهتر است كه با عمل انتشار3 داخل رگي مادة ثابت كننده از طريق عروق خوني به پانكراس فرستاده شود تا ثبوت مقدماتي روي كل تودة مغز بافت صورت گيرد و از تخريب سلولها، در مراحل اولية پس از مرگ جلوگيري به عمل آيد (10، 6).
از يك بافر به منظور حفظ PH و اسمولاريتة هر بافت استفاده شد. استفاده از ثابت كنندة بدون بافر موجب كاهش زيادي در PH سلول مي شود. در اين پژوهش از ثابت كنندة بافر فرمالين 10% بهعنوان ثابت كننده در عمل پرفيوژن داخلرگي پانكراس استفاده شده است. اين ثابت كننده مخلوطي از محلول بافر فسفات4 (PBS) و بافر فرمالين 30% است (2).
1 . Heptahydrate
2. Autolytic
34 . Phosphate Buffer Saline . Perfusion
محاسبة تعداد سلول هاي بتا
به منظور محاسبة تعداد سلول هاي بتا و پراكندگي آنها تصوير پانكراس توسط عدسي شيءX 40 با منفذ عددي 25 توسط دوربين ويدئويي به صفحة مانيتور منتقل شد. ده ميدان به صورت كاملاً تصادفي انتخاب و سلول هاي بتا با رنگ ارغواني در جزاير لانگرهانس شمارش شدند (3).
سطح گلوكز خون هر هفته اندازه گيري شد. براي اندازه گيري از دستگاه گلوكومتر استفاده شد.
خون گيري از رت با لانست زدن به وريد دمي رت انجام گرفت. هشت ساعت پيش از انجام آزمايش، مواد غذايي از دسترس حيوانات خارج شد تا سطح گلوكز خون به سطح ثابت و پايدار برسد و فقط آب در اختيار رت ها قرار گرفت. براي محاسبة پارامترهاي آماري از ميانگين، انحراف معيار و خطاي معيار ميانگين استفاده شد. در ابتدا به منظور بررسي نرمال بودن توزيع داده ها، از آزمون شاپيروويك1 استفاده شد و سپس داده هاي داراي توزيع نرمال با آزمون آنواي يكسويه2 و آزمون تعقيبي شفه تجزيه وتحليل شدند و براي مقايسة درونگروهي سطح گلوكز خون از آزمون t وابسته استفاده شد. مقادير 05/0≤P براي تعيين سطح معنا دار بودن اختلاف هاي بين گروه ها در نظر گرفته شد.

نتايج و يافته هاي تحقيق سطح گلوكز خون
در جدول 2 ميانگين سطح گلوكز خون در هر گروه پيش و پس از آزمون و ميانگين ميزان تغيير در سطح گلوكز خون در اين هشت هفته ارائه شده است.

جدول 2. ميانگين سطح گلوكز خون (mg/dl) در گروههاي كنترل و تجربي
t
همبسته t
مستقل پس آزمون پيش آزمون گروه
0/15 —- 120/70  14/62 119/90 13/30 سالم كنترل
1/20 —- 125/30  9/83 119/00 13/47 سالم تمرين
0/79 * 26/07 472/62  14/ 468/12  22/83 ديابتي كنترل
* 11/98 * 19/48 275/40  16/15 403/60  30/92 ديابتي روي
0/45 * 39/10 505/44  12/58 505/66  14/84 ديابتي تمرين
* 28/02 * 21/70 245/50  14/06 415/20  22/36 ديابتي تمرين و روي
 نشانة معنا داري آماري 05/0 ≤P
تي مستقل در جدول 2 نشان مي دهد سطح گلوكز خون گروه هاي ديابتي پس از ديابتي شدن رت ها و پيش از اجراي پروتكل تمريني در مقايسه با گروه C تفاوت معنا داري داشتند (001/0<P). همچنين اثر تمرين در هر گروه با تي همبسته بررسي شد. با توجه به جدول 2 ميانگين سطوح گلوكز خون رتهاي گروه هاي DZ و DZE پيش و پس از هشت هفته كاهش معنا داري داشتند، اما در گروه DE و همچنين گروههاي ديگر سطح گلوكز خون تفاوت معنا داري نداشتند (001/0<P).

پراكندگي سلول هاي بتاي پانكراس
در جدول 3 ميانگين تعداد سلول هاي بتاي پانكراس در هر μm5 در گروه ها ارائه شده است.

جدول 3. ميانگين تعداد سلول هاي بتاي پانكراس در هر μm5 در گروه ها
تعداد حداكثر حداقل t مستقل ميانگين گروه
10 173 168 *43/31 170/70 0/59 سالم كنترل
10 174 169 *37/26 171/60 0/58 سالم تمرين
8 132 126 ——- 128/50 0/78 ديابتي كنترل
10 165 159 *25/80 162/10 0/60 ديابتي روي
9 146 139 *11/05 143/55 0/80 ديابتي تمرين
10 172 167 *36/37 169/60 0/52 ديابتي تمرين و روي
 نشانة معنا داري آماري نسبت به گروه ديابتي كنترل 05/0<P

با توجه به جدول 3 ميانگين تعداد سلول هاي بتاي پانكراس در هر μm5 در گروه هاي DZ ،CE ،C، DE و DZE نسبت به گروه D تفاوت معنا داري دارند.

بحث و نتيجه گيري
هدف از اين مطالعه بررسي اثر مصرف مكمل روي و هشت هفته تمرين هوازي بر سطح گلوكز خون و توزيع سلول هاي بتا پانكراس در رت هاي ديابتي با استرپتوزويسين است. سطح گلوكز خون به طور چشمگيري در گروه هاي DZو DZE در مقايسه با گروه D كاهش يافت (001/0<P). تعداد سلول هاي بتاي جزاير لانگرهانس، در گروه هاي DZ ،DE و DZE به طور معنا داري بالاتر از گروه D بود. همچنين قابل مقايسه با گروه هاي شاهد (گروه C و CE) بودند (001/0<P).
نتايج اين مطالعه نشان داد كه مكمل روي مي تواند نقش مؤثري در مديريت ديابت داشته باشد و احتمالاً با كنترل بيماري ديابت و تحريك سلول هاي بتا مي تواند به افزايش ترشح انسولين منجر شود.
همچنين تا حد زيادي از تخريب سلول هاي بتاي باقي مانده به وسيلة برخي از تغييرات پاتولوژيك مثل هيپرتروفي جلوگيري كند. همچنين نتايج نشان داد كه تمرين نقش مؤثري در بهبود عوارض ديابت از جمله، كاهش سطح گلوكز خون، افزايش حساسيت به انسولين و بهبود وضعيت آنتي اكسيداني از چندين سيستم دارد. به طور كلي، نتايج نشان داد كه روي و هشت هفته تمرين هوازي به كاهش سطح گلوكز خون و حفظ سلولهاي بتا در رت هاي ديابتي شده با استرپتوزويسين منجر مي شوند.
سلول هاي بدن از گلوكز به عنوان سوخت اصلي استفاده مي كنند كه در اين ميان عنصر روي نقش مؤثري در جذب گلوكز از سوي سلول ها به عهده دارد. به همين دليل در افرادي كه سطوح گلوكز خون آنها بالاست و از انسولين استفاده مي كنند، نقش روي در كاهش ميزان سطح گلوكز خون اين افراد بي تأثير نيست و همزمان با انسولين مي تواند از ديابت و عوارض آن جلوگيري كند.
در مطالعة برون و همكاران نيز استفاده از مكمل روي موجب بهبود تست گلوكز در بيماران ديابتي شد (8). شيشوا و همكاران و يوشيكاوا و همكاران نيز نشان دادند تجويز داخل صفاقي تركيبات روي سبب بهبود هيپرگليسمي و تست تحمل گلوكز در حيوانات آزمايشگاهي مي شود، اما با يافتة استخري و همكاران در تضاد است؛ آنها ارتباطي بين غلظت روي در سرم و سطح گلوكز خون ناشتا در بيماران مبتلا به ديابت نيافتند (22،19، 12).
شكل 4 نتايج تأثير دو متغير تمرين هوازي و مكمل روي بر سطح گلوكز خون را متفاوت نشان مي دهد. در گروه DE، تمرين هوازي تأثيري بر كاهش سطح گلوكز خون در گروههاي DE و D نداشته است (05/0>P). اندازة اثر اين دو گروه تنها 3 درصد بوده است، در نتيجه تمرين هوازي تأثيري بر سطح گلوكز خون در طول هشت هفته ندارد.
تفاوت معنا داري در سطح 05/0<P بين گروه DZE با گروه DZ وجود دارد كه اندازة اثر بين اين دو گروه 37 درصد است. اين يافته نشان مي دهد مصرف سولفات روي و تمرين تأثير بسزايي بر كاهش سطوح گلوكز خون نسبت به گروه DZ دارد. يافته ها نشان داده است كه احتمالاً تأثير همزمان روي و تمرين بيش از تأثير عنصر روي به تنهايي است.

0.00
100.00
200.00
300.00
400.00
500.00
600.00
W1
W2
W3
W5
W6
W7
W4
mg/dl

خون

گلوكز

سطح

هفته

زمان
C
CE
DC
DZ
DE
DZE

0.00

100.00

200.00

300.00

400.00

500.00

600.00



قیمت: تومان


پاسخ دهید