و آقایان: کربلایی، رضایی، هداوند و احمدی­منش چکیده فعالیت ورزشی محرک فیزیولوژیکی قوی ای است که می­تواند تعدادی از مسیر­های انتقال پیام درون و بیرون سلولی را تحت تاثیر قرار دهد. آپوپتوزیس نوعی از مرگ سلولی است که نقش مهمی در هموستاز عضله اسکلتی بازی می­کند. عوامل زیادی در تحریک آپوپتوزیس نقش دارند. یکی از این عوامل ژن FoxO1 از خانواده Forkhead box O  است که از طریق دو مسیر درون و برون سلولی باعث تحریک آپوپتوزیس می­شود. بعلاوه ژن FOXO1 باعث تحریک تغییر فنوتیپ تار عضلانی نیز می­شود. پژوهش­های اندکی پیرامون تاثیر تمرین تناوبی سرعتی و تمرین اکسنتریک بر بیان ژن FOXO1 به عنوان عامل موثر بر آپوپتوزیس و تغییر فنوتیپ تار عضلانی انجام گرفته است. این پژوهش اثر 9 هفته تمرین تناوبی سرعتی و تمرین اکسنتریک را بیان ژن FOXO1 و ایزوفرم­های ژن MHC در عضلات سولئوس و SVL مورد بررسی قرار داد. به این منظور 24 سر موش صحرایی نر نژاد اسپراگ داولی تهیه شده از موسسه رازی به گروه­های کنترل (8 موش)،گروه تمرین تناوبی سرعتی (8 موش) و گروه تمرین اکسنتریک (8 موش) تقسیم شدند. تمرین تناوبی سرعتی، به مدت 1 دقیقه با حداکثر سرعت دویدن بر روی تردمیل حیوان با استراحت های 2-4 دقیقه ای، 6-10 ست در یک جلسه و 5-6 روز در هفته و تمرین اکسنتریک دویدن در سراشیبی، دویدن در سراشیبی (16- درجه) روی تردمیل حیوان با سرعت 16 متر بر دقیقه برای 90 دقیقه، که در هر دو تمرین شدت تمرین در طی 9 هفته بصورت تدریجی افزایش می­یافت. سنجش بیان ژن­ها با روش Real time PCR انجام شد. با توجه به کم بودن تعداد نمونه­ها (8= n) و نیز رد شدن فرض نرمال بودن داده­ها توسط آزمون شپیرو-ویلک، با استفاده از روش آماری ویلکاکسون-مان-ویتنی، اختلاف بین گروه­های تمرینی و گروه کنترل اندازه­گیری شد. بیان ژن FOXO1 در تمام گروه­ها افزایش یافت به جز در عضله سولئوس گروه تمرین اکسنتریک، و نیز تمام این اختلافات معنی دار نبود. بیان ایزوفرم­های ژن MHC در عضله سولئوس و تحت هر دو تمرین بیانگر تبدیل نوع تار از کند به تند (I به IIb) و در عضله SVL و تحت دو تمرین نیز بیانگر تبدیل نوع تار از کند به تند (I به IIx) بودند. حال با توجه به تغییرات دیده شده در این پژوهش شاید بتوان اینگونه نتیجه گرفت که 9 هفته تمرین ورزشی منظم منجر به افزایش کمی در میزان بیان ژن FOXO1 به عنوان عامل موثر آپوپتوزیس شد و همچنین باعث تبدیل نوع تار از کند به تند شد. و نیز باید اضافه کرد که نوع تمرین و نوع عضله روی میزان بیان ژن­ها تاثیر دارند. لغات کلیدی: آپوپتوزیس، تمرین تناوبی سرعتی، تمرین اکسنتریک، تغییر فنوتیپ تار عضلانی   فهرست مطالب عنوان………………………………………………………………………………………………………………………………صفحه   فصل اول : طرح پژوهش

• مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..2
• بیان مسئله…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….3
• اهمیت و ضرورت تحقیق………………………………………………………………………………………………………………………………………6
• اهداف پژوهش……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..7
• فرضیه­های پژوهش………………………………………………………………………………………………………………………………………………..8
• قلمرو پژوهش………………………………………………………………………………………………………………………………………………………9
• تعریف مفاهیم و اصلاحات…………………………………………………………………………………………………………………………………….9

فصل دوم : مبانی نظری و پیشینه پژوهش 2-1 مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..12 2-2 مبانی نظری………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..12 2-2-1 عضله اسکلتی، فعالیت ورزشی و پاسخ سلولی……………………………………………………………………………………………………12 2-2-2 فعالیت ورزشی……………………………………………………………………………………………………………………………………………….13 2-2-2-1 فعالیت ورزشی تناوبی سرعتی………………………………………………………………………………………………………………………13 2-2-2-2 فعالیت ورزشی اکسنتریک……………………………………………………………………………………………………………………………14 2-2-3 پاسخ سلولی…………………………………………………………………………………………………………………………………………………..15 2-2-3-1 آپوپتوزیس…………………………………………………………………………………………………………………………………………………16 2-2-3-2 تغییر فنوتیپ عضله اسکلتی………………………………………………………………………………………………………………………….18 2-3 پیشینه پژوهش……………………………………………………………………………………………………………………………………………………21 2-3-1 تمرین اکسنتریک و آپوپتوزیس…………………………………………………………………………………………………………………………21 2-3-2 فعالیت ورزشی تناوبی با شدت بالا و آپوپتوزیس………………………………………………………………………………………………..22 2-3-3 فعالیت ورزشی اکسنتریک و تغییر نوع تار عضلانی……………………………………………………………………………………………..23 2-3-4 تمرین تناوبی با شدت بالا و تغییر نوع تار عضلانی……………………………………………………………………………………………..23 فعالیت ورزشی و FOXO1 …………………………………………………………………………………………………………………………………………24 2-4 جمع­بندی…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..24 فصل سوم : روش­شناسی پژوهش 3-1 مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..27 3-2 روش و طرح پژوهش………………………………………………………………………………………………………………………………………….27 3-3 متغیر­های پژوهش……………………………………………………………………………………………………………………………………………….27 3-4 جامعه و نمونه­های پژوهش…………………………………………………………………………………………………………………………………..28 3-5 اخلاق کار با حیوانات آزمایشگاهی……………………………………………………………………………………………………………………….29 3-6 شرایط نگهداری آزمودنی­ها………………………………………………………………………………………………………………………………….30 3-7 خوراک حیوانات…………………………………………………………………………………………………………………………………………………30 3-8 آشناسازی با نوار گردان………………………………………………………………………………………………………………………………………..31 3-9 پروتکل فعالیت ورزشی……………………………………………………………………………………………………………………………………….32   3-9-1 تمرین تناوبی سرعتی……………………………………………………………………………………………………………………………………….32 3-9-2 تمرین اکسنتریک…………………………………………………………………………………………………………………………………………….33 3-10 نحوه نمونه­گیری و نگهداری نمونه­ها…………………………………………………………………………………………………………………..34 3-11 نحوه سنجش متغیر­ها…………………………………………………………………………………………………………………………………………34 3-11-1 سنجش میزان تغییرات بیان ژن­ها……………………………………………………………………………………………………………………..35 3-11-2 استخراج RNA ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..35 3-11-3 واکنش رونویسی معکوس برای سنتز cDNA …………………………………………………………………………………………………36 3-11-4 Real time PCR ………………………………………………………………………………………………………………………………………..37 3-12 وسایل و ابزار اندازه­گیری…………………………………………………………………………………………………………………………………..40 3-12-1 وسایل و ابزار اندازه­گیری کار با حیوانات…………………………………………………………………………………………………………40 3-12-2 وسایل و ابزار اندازه­گیری آزمایش­های سلولی…………………………………………………………………………………………………..40 3-13 روش آماری……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..41 3-13-1 روش ΔΔCT …………………………………………………………………………………………………………………………………………….42 فصل چهارم : تجزیه و تحلیل یافته­های پژوهش 4-1 مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..44 4-2 تجزیه و تحلیل توصیفی یافته­ها…………………………………………………………………………………………………………………………….44 4-2-1 وزن بدن………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..45 4-2-2 وزن عضله سولئوس و SVL ………………………………………………………………………………………………………………………….46 4-2-3 تغییرات بیان ژن………………………………………………………………………………………………………………………………………………48 4-3 آزمون فرضیه­های پژوهش……………………………………………………………………………………………………………………………………51 4-3-1 آزمون فرضیه اول……………………………………………………………………………………………………………………………………………51 4-3-2 آزمون فرضیه دوم …………………………………………………………………………………………………………………………………………..52 4-3-3 آزمون فرضیه سوم ………………………………………………………………………………………………………………………………………….53 4-3-4 آزمون فرضیه چهارم ……………………………………………………………………………………………………………………………………….54 4-3-5 آزمون فرضیه پنجم …………………………………………………………………………………………………………………………………………55 4-3-6 آزمون فرضیه ششم ………………………………………………………………………………………………………………………………………..56 4-3-7 آزمون فرضیه هفتم …………………………………………………………………………………………………………………………………………57 4-3-8 آزمون فرضیه هشتم ………………………………………………………………………………………………………………………………………..58 فصل پنجم : بحث و نتیجه­گیری 5-1 مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….60 5-2 خلاصه پژوهش …………………………………………………………………………………………………………………………………………………60 5-3 بحث و بررسی …………………………………………………………………………………………………………………………………………………..62 5-3-1 تمرین ورزشی و بیان FOXO1 در عضلات کند و تند انقباض ……………………………………………………………………………63 5-3-2 تمرین ورزشی و بیان ایزوفرم­های ژن MHC در عضلات کند و تند انقباض ………………………………………………………..65 5-3-3 تمرین ورزشی، بیان FOXO1 و ایزوفرم­های MHC ……………………………………………………………………………………………69 5-4 نتیجه­گیری …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………69 5-6 پیشنهاد­های پژوهشی……………………………………………………………………………………………………………………………………………70 5-7 پیشنهادهای کاربردی…………………………………………………………………………………………………………………………………………….70 منابع ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..71 فهرست جدول­ها عنوان………………………………………………………………………………………………………………………………صفحه   جدول 3-1 پرایمر­های ژن­های مورد نظر ………………………………………………………………………………………………………………………………………38 جدول 3-2 میزان مواد مورد نیاز برای یک واکنش Real time PCR در حجم 15 میکرولیتر ……………………………………………………………39 جدول 3-3 تنظیمات دستگاه برای انجام واکنش Real time PCR ……………………………………………………………………………………………….39 جدول 4-1 میانگین و انحراف معیار (M±SD) وزن بدن (گرم) گروه­های تمرینی و کنترل ………………………………………………………………..45 جدول 4-2 میانگین و انحراف معیار (M±SD) وزن عضلات سولئوس و SVL (میلی گرم) گروه­های تمرین اکسنتریک و تناوبی سرعتی و کنترل…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………46 جدول 4-3 میانگین و انحراف معیار (M±SD) وزن عضلات سولئوس و SVL نسبت به وزن بدن در گروه­های تمرین اکسنتریک و تناوبی سرعتی و کنترل …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………46 جدول 4-4 میانه و انحراف معیار بیان ژن FOXO1 (ΔCT±SD) گروه­های تمرینی و کنترل پس از دوره تمرین ……………………………..48 جدول 4-5 میانه و انحراف معیار بیان ژن MHC I (ΔCT±SD) گروه­های تمرینی و کنترل پس از دوره تمرین ……………………………….48 جدول 4-6 میانه و انحراف معیار بیان ژن MHC IIa (ΔCT±SD) گروه­های تمرینی و کنترل پس از دوره تمرین ……………………………49 جدول 4-7 میانه و انحراف معیار بیان ژن MHC IIx (ΔCT±SD) گروه­های تمرینی و کنترل پس از دوره تمرین ………………………………49 جدول 4-8 میانه و انحراف معیار بیان ژن MHC IIb (ΔCT±SD) گروه­های تمرینی و کنترل پس از دوره تمرین ………………………………49 جدول 4-9 نتایج حاصل از روش ΔΔCT و سطح معنی داری آزمون ویلکاکسون-مان-ویتنی برای ژن FOXO1 در عضله سولئوس………….51 جدول 4-10 نتایج حاصل از روش ΔΔCT و سطح معنی داری آزمون ویلکاکسون-مان-ویتنی برای ژن FOXO1 در عضله سولئوس………..52 جدول 4-11 نتایج حاصل از روش ΔΔCT و سطح معنی داری آزمون ویلکاکسون-مان-ویتنی برای ژن FOXO1 در عضله SVL …………..53 جدول 4-12 نتایج حاصل از روش ΔΔCT و سطح معنی داری آزمون ویلکاکسون-مان-ویتنی برای ژن FOXO1 در عضله SVL …………..54 جدول 4-13 Ratio حاصل از روش ΔΔCT و سطح معنی داری آزمون ویلکاکسون-مان-ویتنی برای ایزوفرم­های ژن MHC در عضله سولئوس  تحت تمرین اکسنتریک ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….55 جدول 4-14 Ratio حاصل از روش ΔΔCT و سطح معنی داری آزمون ویلکاکسون-مان-ویتنی برای ایزوفرم­های ژن MHC در عضله سولئوس تحت تمرین تناوبی سرعتی …………………………………………………………………………………………………………………………………………….56 جدول 4-15 Ratio حاصل از روش ΔΔCT و سطح معنی داری آزمون ویلکاکسون-مان-ویتنی برای ایزوفرم­های ژن MHC در عضله SVL تحت تمرین اکسنتریک ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..57 جدول 4-16 Ratio حاصل از روش ΔΔCT و سطح معنی داری آزمون ویلکاکسون-مان-ویتنی برای ایزوفرم­های ژن MHC در عضله SVL تحت تمرین تناوبی سرعتی ………………………………………………………………………………………………………………………………………………..58               فهرست شکل­ها عنوان………………………………………………………………………………………………………………………………صفحه   شکل 3-1 محل زندگی موش­های صحرایی در قفس ……………………………………………………………………………………………………….31 شکل 3-2 موش­های صحرایی در حین انجام پروتکل تمرین ورزشی …………………………………………………………………………………33 شکل 3-3 عضلات سولئوس و SVL موش صحرایی ……………………………………………………………………………………………………….34 شکل 4-1 تغییرات وزن بدن اولیه و نهایی گروه­های تمرینی و کنترل ………………………………………………………………………………….45 شکل 4-2- تغییرات وزن عضلات سولئوس و SVL در گروه­های تمرینی و کنترل پس از دوره تمرین …………………………………….47 شکل 4-3- تغییرات وزن عضلات سولئوس و SVL به نسبت وزن بدن در گروه­های تمرینی و کنترل پس از دوره تمرین ……………47 شکل 4-4- میانه و انحراف معیار بیان ژن FOXO1، MHC I، MHC IIa، MHC IIx و MHC IIb (ΔCT±SD) گروه­های تمرینی و کنترل پس از دوره تمرین در عضله سولئوس ……………………………………………………………………………………………………………….50 شکل 4-5- میانه و انحراف معیار بیان ژن FOXO1، MHC I، MHC IIa، MHC IIx و MHC IIb (ΔCT±SD) گروه­های تمرینی و کنترل پس از دوره تمرین در عضله SVL …………………………………………………………………………………………………………………….50 شکل 4-5- مقایسه میزان Ratio ژن FOXO1 عضله سولئوس بین گروه­های تمرینی و گروه کنترل ………………………………………….52 شکل 4-6- مقایسه میزان Ratio ژن FOXO1 عضله SVL بین گروه­های تمرینی و گروه کنترل ………………………………………………54 شکل 4-7- مقایسه Ratio ایزوفرم­های ژن MHC در عضله سولئوس گروه تمرین اکسنتریک با گروه کنترل ………………………….55 شکل 4-8- مقایسه Ratio ایزوفرم­های ژن MHC در عضله سولئوس گروه تمرین تناوبی سرعتی با گروه کنترل …………………….56 شکل 4-9- مقایسه Ratio ایزوفرم­های ژن MHC در عضله SVL گروه تمرین اکسنتریک با گروه کنترل ……………………………..57 شکل 4-10- مقایسه Ratio ایزوفرم­های ژن MHC در عضله SVL گروه تمرین تناوبی سرعتی با گروه کنترل ………………………58     فصل  اول طرح پژوهش          

•  مقدمه

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 پستانداران 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

عضله اسکلتی با توجه به فرایندهای آپوپتوتیک[5] ، ساختار چند هسته ای هایش و همچنین محتوای میتوکندریایی، منحصربفرد است. تفاوت های همراه با آپوپتوزیس به عضله و یا نوع تار وابسته است(9). آپوپتوزیس، شکل بسیار کنترل شده مرگ سلولی است که بوسیله ی رخداد های مولکولی، بیوشیمیایی و ریخت شناسی ویژه مشخص می شود، همچنین برای توسعه نرمال ارگانیسم های چند سلولی ضروری است و در انتقال سلولی بافت های افراد سالم بزرگسال شرکت می کند(10). پاسخ های سلولی وابسته به FOXO شامل گلوکونئوژنز[6] ، ترشح نوروپپتید ها[7] ، آتروفی[8] ، آتوفاژی[9] و آپوپتوزیس می باشد. ژن های هدف بی شماری  برای اینکه نقش فاکتورهای FOXO را در فرایند های سلولی گوناگونی وساطت کنند شناخته شده اند(11). شناخته شده ترین ژن های هدف وابسته به FOXO که در آپوپتوزیس نقش دارند عبارت اند از فاکتور های پیش برنده آپوپتوتیک که شامل پروتئین های BH3-only ( Bim [10] ، BNIP3 [11] ) و لیگاند های گیرنده های مرگ ( TRAIL [12] ، FasL ) است(11, 12). با نگاه به شواهد می توان چنین نتیجه گرفت که فاکتور های رونویسی FOXO بعنوان تنظیم کننده کلیدی رشد سلول ( آپوپتوزیس ) ضروری اند(12). 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 پستانداران 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). با توجه به پژوهش های اندکی که پیرامون تاثیر تمرینات سرعتی و اکسنتریک بر مرگ برنامه ریزی شده سلول صورت گرفته است و نیز نبودن اطلاعاتی راجع به تاثیر تمرینات فوق بر میزان بیان ژن FOXO1 به عنوان معیاری برای آپوپتوزیس و همچنین به عنوان عامل موثر بر ژن های دخیل در تغییر نوع تار عضلانی و نیز کم بودن پژوهش ها پیرامون تاثیر تمرین تناوبی سرعتی بر تغییر نوع تار عضلانی ، لذا به نظر می رسد که بررسی تاثیر تمرینات فوق بر مرگ برنامه ریزی شده سلول و تغییر نوع تار عضلانی ضروری است. با توجه به مستندات موجود تا امروز، فرض بر این است که اثر مزمن تمرینات فوق باعث کاهش آپوپتوزیس می شود. همچنین هر دو نوع تمرین باعث افزایش بیان FOXO1 می شوند و اثر مثبتی بر تغییر نوع تار عضلانی بر جای خواهند گذاشت. حال این سوال مطرح می شود که آیا تمرینات تناوبی سرعتی و اکسنتریک باعث تاثیر بر میزان ژن FOXO1 در مسیر مرگ برنامه ریزی شده سلول و تغییر نوع تار می شوند؟      

• اهمیت و ضرورت تحقیق  

به طور خاص، سازگاری مولکولی بوسیله ی انقباضات عضلانی مختلف تحریک می شود، که فقط تا حدی توضیح داده شده است(20). اثرات درمانی و متابولیکی فعالیت ورزشی منظم روی شیوه زندگی وابسته به بیماری های حاد، پیشتر معین شده است، اما مبناهای مولکولی برای تغییرات انطباقی در توده عضله اسکلتی و عملکرد متابولیکی به عنوان بخشی که مشتاقانه به دنبال پژوهش است باقی مانده است. اثرات ورزش و پیچیدگی پاسخ ها در هر دو سطح متابولیکی و مولکولی پیشنهاد می کنند که روش منحصربفردی که سازگاری تمرین ورزشی را وساطت کند، وجود ندارد(1). از طرفی توده عضله اسکلتی 40 تا 50 درصد وزن بدن انسان را تشکیل می دهد و آن را به بزرگترین بافت در بدن تبدیل می کند. هومئوستاز عضله برای تمامیت و حفظ بدن ضروری است و اختلالات عضلانی مرتبط با بیماری های مختلف منجر به کیفیت پایین زندگی می شود. عضله اسکلتی قابلیت های تطبیقی قابل توجهی را در پاسخ به چنین محرک هایی نشان می دهد : فاکتورهای محیطی، مداخلات تغذیه ای، شرایط بارگذاری و فعالیت انقباضی. تمام این تحریکات منجر به تغییر در متابولیسم انرژی و توده عضلانی می شود، بخصوص بوسیله ی تغییر در ترکیب تار و تعادل بین سنتز و از بین رفتن پروتئین(7). در این رابطه پروتئین های زیر گروه FOXO ( که در این پژوهش FOXO1 ) بطور گسترده ای در تکامل تدریجی به کار می روند و برای فرایند های متنوع سلولی ضروری هستند، که شامل تنظیم بیان ژن های چرخه سلولی(21, 22)، تمایز، رشد، متابولیسم، مسیرهای سرکوب تومور و آپوپتوزیس(7, 12, 17) می شوند. با توجه به تاثیر FOXOs بر مرگ برنامه ریزی شده سلول و تغییر نوع تار عضلانی و اینکه عوامل فوق مهمترین اجزا در حیطه سلامتی و ورزش حرفه ای به حساب می آیند و از سوی دیگر پژوهش های اندکی که پیرامون تاثیر مزمن تمرین تناوبی سرعتی و تمرین اکسنتریک بر مرگ برنامه ریزی شده سلول صورت گرفته است و نیز نبودن تحقیقات راجع به تاثیر تمرینات فوق بر بیان ژن FOXO1 و همچنین کم بودن پژوهش ها پیرامون تاثیر تمرین تناوبی سرعتی بر  تغییر نوع تار عضلانی، پژوهشگر را بر این داشت تا تاثیر مزمن تمرینات تناوبی سرعتی و اکسنتریک بر مرگ برنامه ریزی شده سلول و تغییر نوع تار عضلانی را با توجه به بیان ژن FOXO1 مورد بررسی قرار دهد.    

• 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 استفاده از مدل­های حیوانی متغیر­های زیر تحت کنترل پژوهشگر بوده است.