ورزش به‌طور طبیعی نیاز به سوخت‌وساز و تولید گونه‌های واکنش‌پذیر اکسیژن را افزایش و با تولید گرمای ناشی از انقباض عضلانی دمای مرکزی بدن را بالا می‌برد(1). همچنین محیط‌های استرسی به‌ویژه هوای گرم تأثیر چشمگیری بر پاسخ‌های فیزیولوژیکی انسان نسبت به فعالیت بدنی دارند(2, 3). از طرفی به‌خوبی تایید شده است که سیستم ایمنی بدن تحت تأثیر انواع عوامل استرس‌زای فیزیولوژیکی و روانی است(4). قرار گرفتن در معرض گرما شکلی از استرس‌های فیزیکی است که در آن درجه حرارت مرکزی بدن با تغییرات همزمان در پاسخ‌های هورمونی و سیستم ایمنی افزایش می‌یابد(4). علاوه بر این استرس گرمایی شکل‌گیری گونه‌های اکسیژن فعال را تحریک می‌کند(5) که یکی از موارد آسیب‌زا برای مکانیسم عمل ورزشکاران می‌باشد(6). ازآنجایی‌که ورزشکاران رقابتی مجبورند در شرایط محیطی گوناگون مسابقه دهند، یکی از دغدغه‌های اصلی بسیاری از متخصصان این است که بتوانند اثرات منفی احتمالی محیط  گرم بر عملکرد ورزشکاران را کاهش دهند(7). اکثر مطالعات راهکار عمده‌ای را که برای غلبه با این عوامل منفی به کار گرفته‌اند شامل تمرین‌های طولانی‌مدت و روزانه در محیط گرم بوده است(8-10). درمجموع اعتقاد بر این است که میزان فعالیت آنزیم‌های ضد اکسایشی بدن در طول فعالیت‌های هوازی با شدت متوسط افزایش و از آسیب‌دیدگی بافت‌ها در برابر استرس اکسایشی تولیدشده در جریان ورزش محافظت می‌کنند(11). همچنین در تمرینات استقامتی از قبیل دویدن، دوچرخه‌سواری و یا پاروزنی افزایش مقادیر پروتئین شوک گرمایی (HSP72) نشان داده‌شده است(12). ازآنجاکه ورزشکاران اغلب به یک برنامه تمرینی برای رسیدن به حداکثر آمادگی در یک دوره زمانی کوتاه به‌ویژه پس از دوره‌های عدم فعالیت نیاز دارند، در چنین مواقعی تمرین‌های تناوبی با شدت بالا موردتوجه قرار می‌گیرد(13). از طرفی، اخیراً پژوهشگران نشان داده‌اند که تمرینات تناوبی با شدت بالا (HIT)، علی‌رغم داشتن حجم پایین نیز منجر به سازگاری‌های بی‌شمار فیزیولوژیکی می‌شود که در برخی از سازگاری‌ها، مشابه تمرینات استقامتی سنتی است(14, 15). این نوع تمرین درواقع به‌عنوان یک راهکار کارآمد صرفه‌جویی زمانی در ایجاد سازگاری‌های طبیعی مرتبط با تمرینات استقامتی مورد توجه قرارگرفته است(14, 15). به‌هرحال اثر HIT بر فعالیت آنزیم‌های ضد اکسایشی و HSP72 در محیط گرم تاکنون  موردمطالعه قرار نگرفته است و نیاز به مطالعه دارد.

1-2.  بیان مسئله

یکی از محصولات جانبی، هنگام انجام فعالیت‌های بدنی رادیکال‌های آزاد هستند که آثار تخریبی ویژه‌ای بر سلول‌ها و ساختارهای بدن بر جای می‌گذارند(16). این مواد به دلیل داشتن یک یا چند الکترون جفت نشده دارای قدرت واکنش‌پذیری بالایی بوده به همین دلیل به‌راحتی با غشای سلول‌ها واکنش داده و با اثرگذاری بر آن‌ها سبب پر اکسیداسیون لیپیدی، تخریب پروتئینی و DNA در این ساختارها

 می‌شوند(17). تولید گونه‌های اکسیژن فعال مانند رادیکال‌های آزاد، سبب بروز استرس اکسایشی شده و این در حالی است که آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی سوپراکسید دیسموتاز (SOD)، کاتالاز (CAT) و گلوتاتیون پراکسیداز (GPX) به‌عنوان عواملی مداخله‌گر، برای جلوگیری از بروز واکنش‌های زنجیره‌ای رادیکال آزاد، وارد عمل شده و در تعدیل فشار اکسایشی شرکت می‌کنند(18). هرچند فعالیت‌های ورزشی با افزایش فشار اکسایشی، احتمال تشکیل رادیکال‌های آزاد مضر را افزایش می‌دهند، اما از سوی دیگر با القای آنزیم‌های ضد اکسایشی، سبب کاهش اثر رادیکال‌های آزاد نیز می‌شوند(18). به‌عنوان مثال در زمینه پاسخ دستگاه ضد اکسایشی، گائینی و همکاران (2012) به دنبال یک جلسه فعالیت خیلی شدید (HIE) افزایش معنادار در MDA و GPX و عدم‌تغییر معنی‌دار در  SOD را مشاهده کردند(6). بوگدانیس و همکاران (2013) نیز به دنبال یک جلسه فعالیت خیلی شدید افزایش معنادار در فعالیت GPX، CAT، پروتئین کربونیل (PC) و ظرفیت آنتی‌اکسیدانی تام را مشاهده کردند(19). درزمینه سازگاری دستگاه ضداکسایشی به تمرینات ورزشی نیز مطالعاتی صورت گرفته است برای مثال هیرومی و همکاران (2001) به دنبال 12 هفته تمرین استقامتی با شدت بالا افزایش مقادیر SOD، GPX و عدم‌تغییر در CAT را مشاهده کردند(20). ولی بوگدانیس و همکاران (2013) نیز به دنبال 3 هفته HIT افزایش مقادیر GPX، CAT، TAC و کاهش PC و CK را مشاهده کردند(19).

از طرف دیگر هنگام فعالیت ورزشی با افزایش نرخ سوخت‌وساز، حرارت زیادی تولید می‌شود(19) و محیط‌های استرسی به‌ویژه هوای گرم اثرات منفی زیادی بر عملکرد ورزشکاران می‌گذارد(2, 3). افزایش دمای مرکزی بدن ممکن است به‌وسیله جلوگیری از جفت شدن زنجیره تنفسی میتوکندریایی و یا به نحوی مهار و یا غیرفعال سازی مکانیسم‌های دفاعی آنتی‌اکسیدانی تشکیل گونه‌های اکسیژن فعال مانند رادیکال‌های آزاد را افزایش دهد و یا باعث شکل‌گیری آن‌ها شود(21, 22). همچنین کاهش آب بدن ممکن است به‌وسیله تغییر در فشار برشی ناشی از افزایش غلظت خون باعث افزایش فشار اکسایشی شود(23). غالباً پژوهشگران با انجام فعالیت در گرما برای کسب سازگاری گرمایی، جهت کاهش فشارهای فیزیولوژیک، افزایش قابلیت‌های ورزشی و حفظ عملکرد در محیط گرم، این مشکل را تا حد ممکن حل کرده‌اند(24). برای رسیدن به سازگاری گرمایی نیاز به قرارگیری مکرر روزانه به مدت30 تا 100 دقیقه در معرض گرما می‌باشد که تا حد زیادی بعد از 10 تا 12 جلسه کامل می‌شود(25). از طرفی موجودات زنده از راه‌های مختلفی در مقابل بسیاری از آثار مخرب مواجهه با استرس محافظت می‌شوند. یکی از راه‌هایی که سلول‌ها می‌توانند در قبال آسیب یا مرگ سلولی ناشی از استرس مقاومت کنند، ساخت مجموعه‌ای از پروتئین‌های محافظتی به نام پروتئین‌های استرسی یا پروتئین‌های شوک گرمایی می‌باشد که مقادیر آن در برابر استرس، گرما و ورزش افزایش می‌یابد(26-28). وظایف این سلول‌ها در بدن شامل تسهیل یکپارچگی پروتئین، انتقال پروتئین‌ها از عرض غشاء سلول، اتصال پروتئین‌های تخریب‌شده و کمک به فعال‌سازی مجدد، ترمیم و طراحی کمپلکس‌های پروتئینی، جلوگیری از انباشت پروتئین‌های ناپایدار و تسریع در بهبود سلول‌هایی است که در معرض استرس‌هایی نظیر استرس گرمایی، استرس اکسیداتیو و غیره قرارگرفته‌اند (29). در این مجموعه HSP72 عضو تحریک‌پذیر خانواده 70 کیلو دالتونی پروتئین‌های شوک گرمایی است که بیشترین نوعی است که نسبت به استرس و گرما تحریک‌پذیر می‌باشد(27). به‌عنوان‌مثال یوجی و همکاران (2006) به دنبال 8 هفته تمرین تناوبی سرعتی افزایش قابل‌توجه HSP72 را در عضلات رت مشاهده کردند(30). پائولتی و همکاران (2007) نیز به دنبال 11 روز فعالیت در گرما افزایش سطوح پلاسماییHSP72 را مشاهده کردند(31). از طرفی سازگاری‌های بلندمدت تمرین استقامتی باعث بهبود سلامت و طول عمر از طریق بهینه‌سازی مصرف اکسیژن و کاهش تولید رادیکال‌های آزاد اکسیژنی و درنهایت افزایش آنزیم‌های ضد اکسایشی و پروتئین‌ها محافظ می‌شود(12, 32, 33). به‌هرحال اخیراً پژوهشگران نشان داده‌اند که تمرینات تناوبی با شدت بالا (HIT) منجر به سازگاری‌های فیزیولوژیکی متعددی می‌شود که مشابه تمرینات استقامتی سنتی است، با این تفاوت که حجم کل فعالیت ورزشی پایین است(14, 34, 35). به‌عنوان‌مثال دو هفته HIT همانند تمرین استقامتی سنتی منجر به افزایش اجرای فعالیت ورزشی حداکثر، محتوی پروتئین‌های میتوکندریایی و آنزیم سیتوکروم C اکسیداز می‌گردد(14). با توجه به اینکه کمبود وقت رایج‌ترین مانع انجام ورزش منظم در انواع مختلف جمعیت‌ها است(36)، به نظر می‌رسد HIT یک جایگزین مناسب برای تمرینات استقامتی سنتی به‌منظور سلامت سوخت‌وساز بدن و کاهش خطر ابتلا به بیماری‌های مزمن باشد(37).

فرض ما این است که HIT بر آنزیم‌های ضداکسایشی و HSP72 مؤثر است و وقتی گرما نیز به آن اضافه شود شاید اثرات بیشتری داشته باشد. لذا ازآنجاکه اکثر مطالعات صورت گرفته در مورد تأثیر تمرینات بر فعالیت آنزیم‌های ضداکسایشی در محیط طبیعی انجام‌شده است و بیشتر اثر تمرینات استقامتی بر مقادیر HSP72 موردبررسی قرارگرفته است، پژوهشگر قصد دارد اثرات حاد و مزمن تمرینات تناوبی با شدت بالا در محیط معتدل و گرم بر فعالیت GPX و HSP72 را موردبررسی قرار دهد.

1-3.  ضرورت و اهمیت پژوهش

ورزشکاران به دلیل شرایط خاص مسابقه و تحمل این شرایط، نیازمند سیستم ضداکسایشی کارآمدتری نسبت به دیگر افراد هستند، چراکه، بدون آن سیستم تولید انرژی و ارگانیسم‌های هوازی بدن قادر نخواهند بود وظیفه خود را به‌درستی انجام دهند. این سیستم هومئوستاز عملکرد طبیعی بدن را حفظ کرده و فشار اکسایشی ناشی از افزایش رادیکال‌های آزاد را تعدیل می‌کند(38). بدیهی است پرداختن به راهکارهایی که بتواند توان سیستم ضداکسایشی بدن را بالا ببرد نقش مهمی در حفظ تندرستی بدن در برابر عوامل مخرب خواهد داشت. به نظر می‌رسد یکی از راهکارهایی که بتواند سبب سازگاری در سیستم ضداکسایشی بدن شود پرداختن به فعالیت‌های ورزشی است(39, 40). از طرفی به دلیل رقابت بسیار نزدیک در ورزش حرفه‌ای، ورزشکاران رقابتی باید نگرانی‌های محیطی را قبل از مسابقه بررسی کنند و درصورتی‌که رقابت باید در هوای گرم انجام شود، به الگو گیری از مطالعات سازگاری گرمایی نیاز خواهند داشت، زیرا بدون سازگاری گرمایی، در دمای محیطی بالا عملکرد ورزشکار دچار اختلال خواهد شد(8, 41, 42). به‌عنوان‌مثال در بازی‌های المپیک تابستانی آتلانتا (1996)، آتن (2000) و پکن (2008)، یکی از مشکلات عمده ورزشکاران حرارت و رطوبت هوا بوده است(7). ازاین‌رو سازگار شدن با شرایط محیطی غیرطبیعی، اهمیت می‌یابد. از سوی دیگر نشان داده‌شده است فعالیت ورزشی در شرایط گرم باعث افزایش دمای مرکزی بدن خواهد شد(3)که منجر به تولید گونه‌های اکسیژن فعال، افزایش پراکسیداسیون لیپیدی و تغییرات در متابولیسم سلولی می‌شود(5) که در این حالت HSP72 برای بازیافت سلولی بعد از استرس و حفظ عملکرد آن ضروری است و بازسازی پروتئین‌های آسیب‌دیده را تسهیل می‌کند(43). همچنین باعث افزایش تحمل سلول به هنگام قرارگیری در معرض استرس گرمایی می‌شوند(28). بسیاری از پژوهش‌ها نشان داده‌اند که تقویت سیستم ضداکسایشی(32, 33) و افزایش مقادیر HSP72 (12)از سازگاری‌های کسب‌شده از تمرینات استقامتی است. از طرفی، اخیراً پژوهشگران نشان داده‌اند که تمرینات تناوبی با شدت بالا (HIT)، علی‌رغم داشتن حجم پایین نیز منجر به سازگاری‌های بی‌شمار فیزیولوژیکی می‌شود که در برخی از سازگاری‌ها، مشابه تمرینات استقامتی سنتی است(14, 15). به‌هرحال تمایل افراد برای اجرای تمرین با تکرار پایین و شدت بالا، بیشتر از برنامه تمرینی با تکرار بالا و شدت پایین است(44)  و حتی درک لذت بیشتری نیز دارند(45). اگرچه HIT به یک روش تمرینی محبوب برای ورزشکاران و عموم مردم تبدیل‌شده است اما اطلاعات بسیار کم و ضدونقیضی در مورد استرس اکسیداتیو پس از یک جلسه و یک دوره از این تمرینات وجود دارد(19). از طرفی طبق یافته‌های ما هیچ مطالعه‌ای اثر حاد و مزمن  HIT بر فعالیت آنزیم‌های ضد اکسایشی و سطوح سرمی HSP72 در محیط گرم را موردبررسی قرار نداده است. لذا پژوهشگر درصدد است اثرات حاد و مزمن تمرینات تناوبی با شدت بالا در محیط معتدل و گرم بر فعالیت آنزیم‌های ضد اکسایشی و سطوح سرمی HSP72 را موردبررسی قرار دهد.

1-4.  اهداف پژوهش

1-4-1.  هدف کلی:

تعیین اثر حاد و مزمن تمرین تناوبی با شدت بالا در محیط معتدل و گرم بر سطوح سرمی GPX و HSP72 استراحتی و فعالیتی مردان جوان  فعال

1-4-2.  اهداف اختصاصی:

1. تعیین اثر یک جلسه تمرین تناوبی با شدت بالا در محیط معتدل و گرم بر سطوح سرمی GPX
2.  تعیین اثر یک جلسه تمرین تناوبی با شدت بالا در محیط معتدل و گرم بر سطوح سرمی HSP72
3.  تعیین اثر 12 جلسه تمرین تناوبی روزانه با شدت بالا در محیط معتدل و گرم بر سطوح سرمی GPX
4.   تعیین اثر 12 جلسه تمرین تناوبی روزانه با شدت بالا در محیط معتدل و گرم بر سطوح سرمی HSP72

1-5.  فرضیه­های پژوهش

1-5-1.  فرض کلی پژوهش:

تمرین تناوبی با شدت بالا در محیط معتدل و گرم به‌صورت حاد و مزمن بر سطوح سرمی GPX و HSP72 مردان جوان تأثیر دارد.

1-5-2.  فرضیه­های اختصاصی:

• یک جلسه تمرین تناوبی با شدت بالا در محیط گرم تأثیر بیشتری نسبت به محیط معتدل بر سطوح سرمی GPX دارد.
•  یک جلسه تمرین تناوبی با شدت بالا در محیط گرم تأثیر بیشتری نسبت به محیط معتدل بر سطوح سرمی HSP72 دارد.
• 12 جلسه تمرین تناوبی روزانه با شدت بالا در محیط گرم تأثیر بیشتری نسبت به محیط معتدل بر سطوح سرمی GPX تأثیر دارد.
• 12 جلسه تمرین تناوبی روزانه با شدت بالا در محیط گرم تأثیر بیشتری نسبت به محیط معتدل بر سطوح سرمی HSP72 تأثیر دارد.

– High intensity exercise

–Bogdanis et al

–Hiromi et al

– Yuji et al

–Paulette et al