مقاله چرا ورزش واکنشهای دفاعی تطابقی را در قلب شروع می کند؟

بخشی از مقاله

چکیده

چندین تحقیق اپیدمیولوژی نشان دادند افرادی که ورزش می کنند مرگ ومیر قلبی وعروقی کمتری را دارند.تحقیقات پیش شرطی در مدلهای جانوران فنوتیپهای دفاعی قلبی مشخصی رادر جانورانی یافت که ورزش می کنند و بطور خاصی با مقدار کمتر میوکاردیل Infarction و arrhythmia آن مشخص شد. بر خلاف مزایای آشکار، مکانیزمهای موجود سلولی و مولکولی که مسئول پیش شرطی ورزش هستند کاملا درک نشده اند. بطور خاصی، رخدادهای تطابقی سیگنالی که در حین ورزش ایجاد می شوند شروع حفاظت قلبی را در آن نمونه ها نشان داده اند. در این بررسی ما تحقیقات اخیر را بررسی می کنیم که چندین عامل متفاوت را شناسایی کرده اند که در شروع تمرینات پیش شرطی، نمایان می شوند. ما شواهد موافق و مخالف ویژه عاملهای سلولی را در تطابق ورزشی بطور خلاصه بیان می کنیم و بخشهای لازم برای تحقیق درآینده را شناسایی می کنیم.

کلمات کلیدی: سیگنال،دفاع قلبی،مرگ و میر

مقدمه

تاثیرات سودمند ورزش بر سیستم قلبی وعروقی بخوبی طی چند دهه اخیر معین شده و حالا پذیرفته شده که ورزش می تواند عامل اصلی و اولیه در جلوگیری از بیماری قلبی و عروقی باشد. بروز بیماری قلبی و عروقی در آزمایشات جانوری با ورزش کمتر شد و اطلاعات اپیدمیولوژی هم در انسانها این یافته ها را تایید نمودند. حفاظت ورزشی در مقابل سندرمهای حاد و وخیم سرخرگی کاهش در infarction میوکاردیالی، arrhythmia وچشمگیر را در برمی گیرد. در حالی که تحقیقات بسیاری مبنی بر مکانیزمهای مطرح شده برای توضیح تاثیرات دفاعی ورزش وجود دارد ولی بخش بزرگتر این تحقیق بر نکات نهایی دفاعی و نیز حوادث سیگنالی جریان رو به پایین متمرکز است که از myocardium دفاع حفاطتی می کند.

در حین ورزش، افزایش در بازده قلبی تضمین می شود در نتیجه قلب می تواند نیروی ماهیچه ای لازم را تامین بکند. علاوه بر تناسب بازده قلبی با تقاضای پیرامونی، ورزش می تواند پیش شرطی را بوجود اورد که به آن طریق قلب می تواند حتی مدتها پس از توقف ورزش، نسبت به آسیب مقاوم باشد. آغازگر مشهوری که سیگنال دفاعی قلبی را ایجاد می کند مشخصا چندین عاملی است و شامل عوامل عصبی، غدد درون ریز و میان ریز و نیز سیگنال غدد برون ریز می باشد و همچنین تطابق ایجاد شده از خود قلب می باشد.ورزش می تواند به عنوان منشاء مثبت تلقی شود که واکنش سلولی به آن به روشی است که باعث کنترل بهتر عامل فشار روحی است. مکانیزمهای تطابق یافته مربوط به ورزش نهایتا فنوتیپ دفاع قلبی را ایجاد می کنند که منجر به افزایش مقاومتی در عاملهای فشاری متابولیسمی می شوند - - ischemia

کارکردهای بیان شده از دفاع قلبی با تمرینات ورزشی شامل adenosine ، opioids ، adenosine منوفسفات فعال شده با کیناز پروتئین - AMPK - ، سیتوکین، میتوکندری و سیتوسولیک گرفته شده از گونه های واکنشی اکسیژنی - ROS - ، اک سید نیتریک - - NO و سیگنال سازی آدرنالینی ا ست. این برر سی بر تحقیقات دفاع قلبی ایجاد شده با روندهای ورز شی شدید آیروبیک - روز، هفته و ماه تمرینات - با میزان متوسط و بالاتر از آن متمرکز است. این پنجره دفاعی شامل روزنه ای است که در اولین ساعت پس از ورزش باز می شود و به طور خا صی آن 24 تا 72 ساعت طول می ک شد. تحقیقاتی که از روندهای گوناگون ا ستفاده کرده اند ویا شامل دفاع فراتر از این زمان ه ستند با جزئیات تو صیف خواهند شد.

اما با بحث مخت صری از یافته های اپیدمیولوژی که در جلوگیری از خطر بیماریهای مربوط به ورز شی شروع می کنیم و سپس توجه خود را به ترکیبات گوناگون معطوف می کنیم که م سئول دفاع قلبی وعرقی ه ستند. اهدف عمده شامل - - 1 برر سی تحقیقات درباره عوامل مختلف موجود در تطابق دفاع قلبی و واکن شهای آن در حین وپس از ورزش و - - 2 ایجاد روشنایی در شکافهای تحقیقی که علم پیشرفته در آینده آن را بررسی می کند، هستند. نصفی از بررسی ما بر روی عوامل آزاد سازی در حین ورزش متمرکز است که بر روی قلب معطوف می شود و بخش دیگر بر تطابق هایی متمرکز است که در حین ورزش اتفاق می افتد

چه ورزشی برای دفاع و محافظت از قلب لازم است؟

اگر چه مزایای از ورزشهای شدید وجود دارند ولی هر دو تحقیقات اپیدمیولوژی و جانوری نشان دادند که ورزشهای متوسط رو به مقدار بسیار برای قلب بهتر هستند. جنبه واکنش مقداری مربوط به اندازه ورزش که منجر به کاهش خطر قلبی - عروقی میشود به شدت در تحقیقات اپیدمیولوژی بررسی شده اند. در یک تحقیق بلند مدت که مربوط به فعالیت فیزیکی 482 مرد در پنج سال میشد، نشان داده شد که مصرف انرزی، مهمترین متغیر در کاهش خطر بیماری فلبی و عروقی میباشد. آنها متوجه شدند که فاصله های کوتاه مدت تمرینی با شدت بسیار همان مزیت دفاعی فاصله های بلند مدت ورزشی را در شدت کمتر ، فراهم میکند و مصرف انرژی هم یکسان است.

همچنین این تحقیق، تایید نمود که شدت ورزش، یک عامل تعیین کننده دفاع قلبی پس از روند ورزش شدید - روزها، هفته ها - میباشد و آن مقدارهای چندگانه کوچک ورزشی ممکن است همان نتیجه تمرین بلند مدت را داشته باشد. Mora et al میزانهای متفاوت فعالیت فیزیکی در گروهی از 27/055 خانم را بررسی نمود که با توسعه Kcal/wk تعیین میشد. آنها رابطه وابسته به مقداری > 1500 و 600 - 1499 و 200 - 599 گروهها را نشان دادند که %27 ، %32 و %41 کاهش به ترتیب خطر بیماری قلبی را در مقایسه با گروه پایه که کمتر از 200 Kcal/wk بود، نشان دادند. اگر چه محققان تاثیر نمودند که تحقیق بیشتری را برای تعیین مکانیزمهای دقیق بیولوژیکی در این دفاع لازم میباشد ولی آنها متوجه شدندکه کاهش خطری با مشاهده مقدارهای فعالیت فیزیکی تا حی بسیاری با کاهش نشانه های زیستی التهابی -همواستاتیک می تواند، توضیح داده شود.

در تحقیقات جانوری، دفاع قلب از آسیب I/R نشان داده شده که فقط پس از یک دوره ورزشی شروع می شود و اگر ورزش ماه ها ادامه یابد، باقی می ماند. در اینجا توجه عمده ما بیشتر بر روی عوامل ایجاد شده در حین خود ورزش است. ورزشهای بلند مدت مرتب ترکیبی از عوامل ضروری - مزایای از هر فصل ورزشی - و تطابق های اضافی هستند که شامل سیستم تغییر یافته خود کار عصبی، افزایش مقدار پروتئین های دفاع قلبی - توصیف خواهند شد - و مزایای بسیار سودمند هستند. از لحاظ ورزش شدید، دفاع قلبی - کاهش در infarction میوکاردیال - پس از ورزش متوسط تا بالای شدتی - بیش از %70 حداکثر اکسیزن مصرفی - مشاهده شد که با ایده مزیت بیشتر دفاع قلبی با افزایش ورزش، مطابق است. در بخشهای زیر ما عوامل متفاوت آزاد شده در حین ورزش را توصیف می کنیم که فنوتیپ دفاعی را شروع میکند.

آدونوزین

آدنوزین دک مولکول تصفیه گر هسته ای میباشد که به عنوان عامل آغازگر تطابق ورزش در میوکاردیوم شناسایی میشود سیگنال سازی از طریق چهار گیرنده سطح سلولی رخ میدهد که بطور گوناگونی در بخشهای میوکاردیم یعنی A1 ، A2A ،A2B و گیرنده های A3 پخش شده اند. فعال سازی گیرنده آدونوزین از طریق پیوند پروتئین G در گیرنده های معین میشود و منجر به تولید تاثیرات کاهشی و تنظیم پراکنده از عملکرد قلبی میشود در حین ورزش مقدارهای آدونوزین قلبی با افزایش ضربان قلب افزایش می یابد. واکنش پتانسیلی میان ضربان قلب و تولید آدونوزین در دفاع قلبی با ورزش در سگهای ثابت شد که حفظ infarct پس از دوره متناوب ورزش از tachycardia مشاهده شد که با برقراری انسداد گیرنده آدنوزین از بین می رود. همچنین تاثیر دفاع قلبی از آدنوزین در تحقیقات غیر ورزشی و غیر I/R هم ایجاد
 
شد که درمان با آدنوزین منجر به فعال سازی سیستم های دفاعی آنتی اکسیدانی درونی شد وعامل ضد گیرنده آدنوزین theophylline، این تاثیر را از بین میبرد. مشابها، اسداد گیرنده آدنوزین در حین ورزش مقار علامت زیستی اکسیدازی پس از ورزش را بسیار زیاد می کند. کلا این نتایج نشان می دهند که افزایش ضربان قلب در حین ورزش منجر به فشار اکسیدی ناپایدار میشود که از طریق تنطیم ادنوزین از سیستم دفاعی آنتی اکسیدانی کند و آهسته میشود. با این وجود، سیگنال سازی متوسط از ادنوزین که ممکن است مسئول شروع دفاع قلبی در حین ورزش باشد کمتر تعریف شده است.تحقیقات غیر ورزشی نشان می دهد که فعال سازی گیرنده A1، اندازه infarct را با شروع پتاسیم میتوکندری از کانالهای تری فسفات ادنوزین کاهش می دهد که احتمالا از طریق مکانیسم واسطه ای PKC است.

یک تحقیق ثلبت نمود که باز شدن کانالهای mitok ATP، در فاز اولیه دفاع قلبی در حین ورزش همانند پروتئین سازی که در حین ورزش مسدود می شود، نقش دارد. با این وجود، ورزشی که باعث شروع فعالیت کانالی mitok ATP میشود به سیگنال سازی آدنوزین مربوط نمیشود و باید قبل از نتیجه گیری، تحقیق نمود. بنابراین، این نتایج نشان میدهند که افزایش موقتی در مقدار آدنوزین برای جلوگیری از ROS در ورزش شدید مهم هستند اما علت آن به خاطر باز شدن کانالهای mitok ATP هنوز نامعلوم است. در حالی که سیگنال سازی آدنوزین قلبی پس از ورزش برای فعال سازی شبکه های redox بسیار مهم است ولی ثابت نشده که آدنوزین تنها مسئول افزایش در مقدار آنتی اکسیدانی باشد علاوه بر آن، معلوم نیست که انسداد گیرنده آدنوزین در دوره های متوالی ورزشی، تنظیم سیستم دفاعی آنتی اکسیدانی را کمتر می کند.

ار بین محدودیت های بررسی آدنوزین به عنوان دفاع قلبی در حین ورزش، فقدان دانش مربوط به مشخص سازی فعال سازی گیرنده آدنوزین پس از ورزش است. همانطور که قبلا مطرح شد،چهار گیرنده متفاوت آدنوزین وجود دارند و نمونه های فرعی ویژه ای که پس از ورزش فعال می شوند هم بخوبی معین نشده اند. مثلا، انسداد دارو شناختی از گیرنده های آدنوزین همراه با theophylline سیگنال سازی را از طریق گیرنده های A1 و A2A جلوگیری می کند. Theophylline معمولا به عنوان مسدود کننده گیرندی آدنوزین استفاده میشود ولی تعیین چگونگی عملکرد آن و رخدادهای جریان کاهشی سیگنالی در تحقیقات ورزشی هنوز آزمایش نشده است.

مصرف ترکیبات غیر مشخص دارویی از لحاظ مکانیکی، مشکل بر انگیز است زیرا گیرنده فعال سازی آدنوزین، تاثیرات گوناگونی را وابسته به نوع فرعی فعل سازی گیرنده ها، ایجاد و تولید میکند. علاوه بر آن، گیرنده های آدنوزین دارای توانایی تجزیه ای با انواع فرعی دیگر هستند که منجر به افزایش پیچیده گیها در عملکردهای بیولوژی آدنوزین میشوند. با این وجود، آدنوزین برای تولید تاثیر اصلی در فیزیولوژی و پاتوفیویولوژی قلبی مطرح میشود. اما تحقیق بیشتر برای در نطر گرفتن آن به عنوان تنها عامل دفاع قلبی در حین ورزش، لازم است.

اپیدز

Opiodsمولکول دیگر سیگنتلی سطحی هستند که می توانند فنوتیپ دفاعی را شروع کنند غالبا endorphin،enkephalin ،dynorphin از طریق MوS و گیزنده های k-opioidسیگنل سازی می شوند که هر یک انواع فرعی متفاوتی دارند که به طور متمرکز وپراکنده نوزیع می شوند.فعال سازی دارویی از گیرنده های  kوSopioid  اندازه یinfact    را با دومین روزنه از پیش شرطی کاهشمی
دهد.که مشابه خود مشاهده شده با ورزش است.سیگنال سازی با واسطه گری    opioid    از طریق سیستم عصبی رخ می دهدو شواهدیوجود دارد که ماهیپه لایه ای می تواند محصولات  peptid، preproenkephalinرا تولید کند.چندین تحقیق    opioid راپس ازورزش آزمایش کرده اند.افزایش ده برابری در سرم کلی فعالیت opioid بلافااصله پس از ورزش شدید در انسان و در مدل های حیوانات جونده با تولید endorphin گوناگون مشاهده شده که در ورزشهای شدید بسیار قابل توجه بوده است.این اطلاعات به طور خاصی از لحاظ مقدار واکنشی مهم هستند زیرا تولید opioid پس از ورزش نسبتا حداکثری می باشد و بسیاری از تحقیقات مزایای را پس از روندهای ورزشی نسبتا حداکثری یافته اند.