انفارکتوس قلبی(MI) به عنوان شایعترین علت نارسایی قلب، یکی از رایجترین بیماریهای قلبی-عروقی درکشورهای درحال پیشرفت و صنعتی میباشد(Brown et al, 2003). بر اساس گزارش سازمان جهانی بهداشت(WHO)، سالانه 12 میلیون مورد مرگ و میر، به علت بیماری های قلبی-عروقی در جهان رخ می دهد. بیماریهای قلبی-عروقی اولین علت مرگ و میر در ایران گزارش شده است است. گرچه آمار دقیقی در این زمینه در دست نیست. اما مطالعات نشان دادهاند که در سال 1997 میلادی 4/24%، در سال 1992 میلادی 38% و در سال 2003 میلادی 4/33% از مرگ و میر در ایران ناشی از بیماریهای قلبی میباشد. این آمار مقام کشور ما را تا رتبه پنجم دنیا بالا میبرد. یعنی ایران جزو کشورهایی است که دارای بالاترین آمار مرگ و میر بر اثر بیماری قلبی میباشد (Brown et al., 2003). به همین دلیل درمان بیماری انفارکتوس قلبی موضوعی است که سالها ذهن دانشمندان را به خود اختصاص داده است. یکی از روشهایی که در چند سال اخیر برای درمان انفارکتوس قلبی و کاهش میزان مرگ و میر ناشی از آن مورد توجه قرار گرفته است، فعالیت ورزشی میباشد. شواهد موجود در دو دهه گذشته نشان میدهد که فعالیت ورزشی یک استراتژی غیر دارویی، مؤثر و کمهزینه برای احیای بیماریهای قلبی-عروقی اطلاق میشود (Jorge et al., 2011). با این حال، هنوز شواهد علمی مکانیسم مولکولی تغییرات بطن چپ پس از انفارکتوس قلبی در پاسخ به تمرینات ورزشی آشکار نبوده و به مطالعات بیشتری نیاز است.
1-2. بیان مسئله
ضایعات ناشی از ایسکمی قلب مهمترین علت مرگ و میر در جهان محسوب میشود. در شرایط ایسکمی، کمبود جریان خون و انتقال ناکافی اکسیژن به بافت، سبب مختل شدن تنفس سلولی شده و در طی چند دقیقه، آسیبهای برگشت ناپذیری در میوکارد از جمله انفارکتوس ایجاد میکند. انفارکتوس قلبی عبارت از مرگ سلولی میوکارد به علت از بین رفتن جریان خون و وقوع ایسکمی طولانی مدت میباشد. اغلب، آترواسکلروز عروق کرونر منجر به انفارکتوس میوکارد میشود. انفارکتوس میوکارد منجر به ایجاد تغییراتی از جمله هایپرتروفی کاردیومیوسیت، آریتمی میوکارد، افزایش فیبروز و آپوپتوسیس (مرگ برنامه ریزی شده سلول)، اختلالات در عملکرد سیستولی و دیاستولی بطن چپ، کاهش قدرت انقباضی بطن چپ و سرانجام کاهش چگالی مویرگی میشود (de Waard et al., 2010).
مطالعات کلینیکی و آزمایشگاهی نشان داده است که اندوتلیوم عروق، نقش برجستهای در تعدیل اختلالات بطن و بازسازی عروق خونی هنگام بروز نارسایی قلبی ایفا میکند. از سوی دیگر، فرایند آنژیوژنز ناحیه در معرض خطر که وابسته به اندوتلیوم میباشد، برای برقراری مجدد خون به ناحیهای از قلب که دچار انفارکتوس شده است، حیاتی به نظر میرسد (Chen, Yin, & Huang, 2007). آنژیوژنز به معنی به وجود آمدن مویرگ جدید از مویرگهای پیشین میباشد که بیشترین اهمیت را در حفظ یکپارچگی عروق در هر دو فرایند ترمیم بافتهای آسیب دیده (بهبود زخم) و تشکیل عروق جانبی در پاسخ به ایسکمی میوکارد را دارد (Murohara, & Asahara, 2002). آنژیوژنز فرایند پیچیدهای است که به وسیله تعادل بین فاکتورهای آنژیوژنیک و آنژیوستاتیک کنترل میشود. از میان فاکتورهای آنژیوژنیک، عامل رشد آندوتلیال عروق(VEGF) به عنوان قویترین میتوژن مخصوص سلولهای آندوتلیال شناخته شده است.VEGF از طریق گیرندههای تیروزین کینازی (KDR، FLT-1، FLT-4 و(Nrp-1 باعث رشد، تکثیر، زنده ماندن، مهاجرت سلولهاى آندوتلیال و افزایش نفوذپذیری عروقی میشود. وجودVEGF پس از انفارکتوس میوکارد برای آنژیوژنز قلبی و نجات آن بسیار مهم است (Wu et al., 2009). از طرف دیگر،
آنژیوستاتین که از مهمترین فاکتورهای آنژیوستاتیک میباشد، مانع از تکثیر و مهاجرت سلولهای آندوتلیال و در نهایت ممانعت از تشکیل مویرگ تازه میشود. مکانیسم مولکولی تشکیل مویرگ جدید در نواحی اطراف بافت اسکار هنوز مشخص نیست و این احتمال هست که واسطههای مختلف در مراحل مختلف رگزایی در این ناحیه از بطن چپ نقش داشته باشند(Murohara & Asahara, 2002).
شواهد علمی اخیراً نشان داده است که نیتریک اکساید(NO) نقش کلیدی را در تنظیم آنژیوژنز میوکارد ایفا میکند. از مهمترین تغییراتی که بعد از انفارکتوس روی میدهد، کاهش میزان نیتریک اکساید در دسترس بطن چپ میباشد (Widder & Ertel, 2010). در همین راستا نشان داده شده است که میزانNO در بیماران قلبی-عروقی کاهش مییابد (Murohara & Asahara, 2002). مطالعات مروری نشان میدهد که NO از طریق تاثیرات آنتی اکسیدانها، آنتی آپوپتوز، اتساع عروق و فرایند آنژیوژنز نقش حمایتی موثری را در عروق میوکارد و بافت میوکارد ایفا میکند (Manukhina, Downey, & Mallet, 2006). به عنوان مثال افزایش نیتریک اکساید در دسترس، بسیاری از فرایندهای مختل شده در شرایط انفارکتوس قلبی از جمله آنژیوژنز را بهبود میبخشد. NO به طور مستقیم یا غیر مستقیم میزان بیان ژن و نیمه عمرVEGF را افزایش و به عکس، میزان آنژیوستاتین را کاهش میدهد و در نهایت فرایند آنژیوژنز را تحریک میکند (Naseem, 2005; Dulak et al., 1998).
در همین راستا شواهد علمی از نقش تمرینات ورزشی بر کاهش اختلالات عملکرد بطن چپ بعد از انفارکتوس قلبی حکایت دارد .(de Waard, et al., 2009) مطالعات انجام شده در زمینه تاثیر فعالیت ورزشی بر عضله قلبی انفارکتوس شده به دلیل محدودیتهای روش شناسی، بسیار محدود است. این دست یافتهها خاطر نشان میکنند که تمرینات ورزشی باعث به وجود آمدن سازگاریهایی در عضله قلبی شامل افزایش جریان خون عضله قلبی در پاسخ به فعالیت ورزشی میشود. مبنای فیزیولوژیک چنین تغییراتی ناشی از افزایش چگالی مویرگهای عضله قلبی است. در مقابل، اینکه تمرینات ورزشی چگونه در فرایند آنژیوژنز عضله قلبی درگیر میشود، بر خلاف عضله اسکلتی که از مسیر افزایشVEGF موجب فرایند آنژیوژنز میشود، کمتر بررسی شده است.
در بیماران قلبی-عروقی فعالیت بدنی ارتباط معناداری با کاهش میزان مرگ و میر دارد، که این میتواند احتمالاً ناشی از تاثیرات مفید تمرینات ورزشی بر عملکرد قلبی به دنبال افزایش NO و توسعه فرایند آنژیوژنز ناحیه انفارکتوس شده باشد. این یافتهها نشان میدهد که تمرینات ورزشی و NO تا حدودی مکمل هم عمل میکنند. از طرفی دیگر مطالعات نشان میدهند که NO به طور مستقیم یا غیر مستقیم مانع از فعال شدن کاسپاز-3 و در نهایت مانع از مرگ سلولی میشود.
توانایی توسعه شبکه خونرسانی انگیزه جدیدی برای درمان بیماری MI فراهم آورده است. با این وجود، مطالعات انجام شده با موفقیت چشمگیر همراه نبوده است. بنابراین برای افزایش بازدهی و کارایی روشهای ترمیمی میبایست مکانیسمهای درگیر مولکولی، دقیق شناخته شوند.
بنابراین با توجه به دانش موجود، این سوال را مورد بررسی قرار میدهیم که آیا ترکیب همزمان مصرف مکمل ال-آرژنین به عنوان پیش ساز NO همراه با تمرینات ورزش هوازی، میتواند چگالی مویرگی ناحیه در معرض خطر بطن چپ را افزایش بیشتری داده و این دگرگونی سرانجام به بهبود عملکرد بطن چپ بعد از انفارکتوس قلبی بیانجامد؟
1-3. اهمیت و ضرورت انجام تحقیق
انفارکتوس قلبی مهمترین عامل تهدید کننده سلامت افراد در دنیای مدرن امروزی میباشد، که هر سال هزینههای قابل توجهی برای درمان و ساخت داروهای جدید برای این بیماری صرف میشود. برای نمونه در آمریکا انفارکتوس قلبی عامل 17% از میزان مرگ و میر می باشد و سالانه در این کشور 503 میلیون دلار برای درمان بیماریهای قلبی صرف میشود. چنانچه نقش تمرینات ورزشی بطور مؤثر مشخص شود، در این صورت به منزله یک روش کم هزینه در درمان انفارکتوس قلبی تلقی شده و میتواند هزینههای درمانی و میزان مرگ و میر را به طور قابل توجهی کاهش دهد.
شواهد علمی تغییرات بطن چپ در پاسخ به انفارکتوس قلبی را در نقش یک عامل مهم پیشگوکننده نرخ مرگ و میر بعد از انفارکتوس قلبی آشکار کرده است. اما علیرغم مطالعات موجود، هنوز مشخص نیست که تمرینات ورزشی چگونه بر تغییرات بطن چپ بعد از انفارکتوس قلبی تاثیر میگذارد. از این رو، درک تغییرات بطنی بعد از انفارکتوس قلبی به این دلیل مهم میباشد که تحلیل نتایج آن میتواند نقش ورزش رابه عنوان یک روش درمانی بعد از انفارکتوس قلبی خاطر نشان سازد.
از سوی دیگر، مکانیسم مولکولی تاثیر تمرینات ورزشی و مصرف مکمل ال-آرژنین بر فرایند آنژیوژنز ناحیه در معرض خطر بطن چپ مشخص نیست و مطالعه تجربی تعادل میان فاکتورهای آنژیوژنیک و آنژیوستاتیک در پاسخ به تمرین استقامتی و مصرف مکمل ال-آرژنین در بطن انفارکتوس شده قابل توجه خواهد بود.
ناحیه انفارکتوس شده بیماران پس از انفارکتوس قلبی افزایش مییابد و این تغییر، عامل اصلی ناکارامدی قلب بعد از انفارکتوس قلبی محسوب میشود. بنابراین در این مطالعه به دنبال دستیابی به یک روش درمانی مؤثر (مصرف مکمل ال-آرژنیین همراه با تمرینات ورزشی) در کاهش احتمالی اندازه انفارکتوس در شرایط کاملا آزمایشگاهی میباشیم.
به بیان دیگر، با توجه به پیشینههای در دسترس، مطالعهای در زمینه تاثیر همزمان تمرینات هوازی مزمن زیر بیشینه و مصرف مکمل ال-آرژنین بر فرایند آنژیوژنز ناحیه در معرض خطر هایپوکسی بطن چپ موشهای نر که دچار انفارکتوس قلبی شدهاند، صورت نگرفته است، بنابراین پاسخ به این سوال ضروری میرسد که آیا ترکیب تمرینات ورزشی استقامتی با مصرف مکمل ال-آرژنین فرایند آنژیوژنز ناحیه در معرض خطر بطن چپ را تحت تاثیر قرار میدهد؟
1-4. اهداف تحقیق
1-4-1. هدف کلی
تاثیر تمرینات زیربیشینه دراز مدت همراه با مصرف مکمل ال-آرژنین بر فرایند آنژیوژنز ناحیه در معرض خطر بطن چپ موشهای با انفارکتوس قلبی.
1-4-2. اهداف اختصاصی
1: مقایسه اثر همزمان مداخلهگرهای فعالیت ورزشی استقامتی و مصرف مکمل ال-آرژنین در مقابل تاثیر جداگانه دو متغیر (تمرینات ورزشی و مکمل ال-آرژنین) بر سطح NO سرم، VEGF و آنژیوستاتین بطن چپ به عنوان شاخص های آنژیوژنیکی و آنژیوستاتیکی موشها در شرایط قلب انفارکتوس شده.
2: مقایسه تاثیر جداگانه فعالیت ورزشی استقامتی و مصرف مکمل ال-آرژنین در مقابل تاثیر همزمان تمرینات ورزشی و مصرف مکمل ال-آرژنین بر اندازه چگالی مویرگی و نسبت مویرگ به میوفیبریل ناحیه در معرض خطر بطن چپ موشهای با انفارکتوس قلبی.
3: مقایسه تاثیر مداخلهگر فعالیت ورزشی استقامتی و تاثیر مصرف مکمل ال-آرژنین در مقابل تاثیر ترکیبی تمرینات ورزشی و مصرف مکمل ال-آرژنین بر اندازه ناحیه انفارکتوس در موشهای با انفارکتوس قلبی.
1-5. عوامل کنترل شده
1 : ویژگیهای فیزیکی (نژاد، جنس، وزن).
2: عوامل محیطی (نور، دما، رطوبت، صدا، غذا)، دمای آزمایشگاه در طول اجرای تحقیق 2 ± 22 درجه سانتیگراد بود.
3: عوامل تمرینی (شامل مدت، شدت و فعالیت ورزشی) و خارج کردن موشهایی که قادر به سازگار شدن به دویدن روی تردمیل نبودند. پروتکل تمرینی از ساعت 19:00 عصر برگزار میشد.
1-6. تعریف عملیاتی واژهها
فاکتور رشد آندوتلیال عروق: عامل رگ ساز که باعث تکثیر و مهاجرت سلولهای آندوتلیال میشود و بیان ژن آن به روش RT-PCR مورد اندازهگیری قرار گرفت.
آنژیوستاتین: بخش درونی پروتئین پلاسمینوژن میباشد که به عنوان یک فاکتور آنژیوستاتیکی عمل میکند و مانع از تکثیر و مهاجرت سلولهاى آندوتلیال میشود. در این مطالعه بیان ژن آن به روش RT-PCR مورد اندازهگیری قرار گرفت.
ورزش استقامتی: فعالیت دویدن زیر بیشینه روی نوارگردان الکتریکی که به مدت 10 هفته با تواتر 5 روز در هفته و هر نوبت کار هوازی ظرف 50 دقیقه با شدت 17 متر در دقیقه برای حیوان آزمایشگاهی تنظیم شده بود، انجام گرفت.
آنژیوژنز: به فرایند جوانه زدن و ساخته شدن یک مویرگ نو از مویرگ های قبلی اطلاق می شود. در این مطالعه به صورت مارکرهای چگالی مویرگی و نسبت مویرگ به تار مورد اندازهگیری قرار گرفت.
نیتریک اکسید(NO): آنتی اکسیدانی که موجب افزایش بیان ژن VEGF و کاهش آنژیوستاتین میشود. میزان NO سرم در این مطالعه مورد ارزیابی قرار گرفت.
انفاکتوس قلبی: بیماری ناشی از انسداد عروق کرونر میباشد، که در این مطالعه به وسیله انسداد شریان پایین رونده قدامی(LAD) ایجاد گردید.
مکمل ال-آرژنین: ال-آرژنین پیش ساز NO میباشد که به صورت محلول 4% در اختیار آزمودنیها قرار گرفت.
[1]. Myocardial Infarction
[2]. Heart Failure
- World Health Organization
. Area at Risk
[5]. Vascular Endothelial Growth Factor
[6]. Nitric Oxide
. Left Anterior Desending (LAD)
