هایپرتروفی عضلانی نقش مهمی در افزایش آمادگی جسمانی  دارد و به دو نوع تقسیم می‌گردد:  هایپرتروفی موقت که  فقط برای مدت کوتاهی دوام دارد و افزایش حجم عضله در جریان وهله ورزشی ناشی از تجمع مایع در فضای میان بافتی  است.  در این نوع هایپرتروفی چند ساعت بعد از فعالیت با بازگشت مایع به درون خون، حجم عضله کاهش می‌یابد (3). در نوع دیگرکه هایپرتروفی تدریجی نام دارد، افزایش واقعی  اندازه عضله در نتیجه تمرینات مقاومتی ایجاد می شود که در اثر تغییرات ساختاری از قبیل افزایش تارچه‌های عضلانی (عناصر انقباضی)،  افزایش فیلامنتهای اکتین و میوزین،  افزایش سارکوپلاسم و  افزایش بافت همبند اتفاق می افتد (77،35). تنظیم توده عضلانی شامل مسیرهای سیگنالینگ درون وبرون سلولی متعددی از قبیل                    IGF-I و   TGF-β1 می باشد. I-  IGF یا فاکتور رشدی شبه انسولینی،  اسیدآمینه ای 70 پلی پیتیدی است که عملکردی شبیه به انسولین دارد (53)  IGF-I . توسط کبد تولید می‌شود و درشمار فاکتورهای مختلف رشدی همانند هورمون رشد، انسولین وتستوسترون قرار می گیرد. مسیرهای سیگنالینگ مختلفی  هیپرتروفی عضلانی را از طریق عمل IGF-I میانجی گری می‌کنند. افزایش کار عضلانی باعث تحریک  IGF-I می‌شود که برای القا توسعه عضلانی از طریق مکانیسم‌های اتوکرین و پاراکرین کافی است. در مجموع، IGF-I تکثیر و بقای سلولی را در سلولهای تشکیل شده از میتوز تحریک و باعث افزایش هایپرتروفی عضلانی می شود (75) .

TGF-β1  یکی دیگر از مهمترین سایتوکاین ها ی رشدی است.  TGF-β1  پروتئینی با وزن ملکولی 25 کیلو دالتون می باشد (13،55). این فاکتور دارای سه ایزوفرم (TGF-β 1,2,3 ) بوده واز طریق دو گیرنده 1و2 (TR 1,2) پیام خود را به سلول داخل می رساند. مسیر پیام رسانی داخل سلولی این فاکتور توسط ملکول هایی به نامsmad   تسهیل شده  و پیام مربوطه نهایتا به هسته سلول رسیده ومنجر به تغییراتی درسطح رونویسی DNA می گردد (69 ،89).   TGF-β1 یک فاکتور با اعمال متنوع می باشد که طیف آن از تمایز سلولی ومهار رشد سلولی تا تحریک ماتریکس خارج سلولی وتعدیل وسرکوب پاسخ های ایمنی والتهابی متغییر می باشد. TGF-β1  باعث مهار رشد سلولی شده ودر نهایت  وقوع آتروفی عضلانی را در پی دارد (6،69).

باتوجه به نقش TGF-β1  در هایپرتروفی وآتروفی عضلانی،  هدف از تحقیق حاضر مطالعه تاثیرات سریال زمانی تمرین مقاومتی بربیان  TGF-B1واثر احتمالی آن بر هایپرتروفی عضلانی در رت های  نر نژاد ویستار می باشد.

 1-2. بیان مسئله و سؤالهای اصلی تحقیق

هایپرتروفی عضلانی تحت تاثیر فاکتور های فیزیولوژیکی ومسیرهای سیگنالینگ مختلف سلولی است (35). در سال های اخیر تلاش زیادی برای روشن شدن مکانیزم های سلولی ومولکولی هایپرتروفی وآتروفی عضلانی(35)،  ناشی از تمرین مقاومتی صورت گرفته و عواملی همچون سلول های ماهواره ای،  IGF-I ،   TGF-β1به عنوان عوامل در گیر معرفی شده اند (13،75). سلول های ماهواره ای، سلول های  بنیادی وابسته به عضلات هستند که در پاسخ به تمرین مقاومتی باعث افزایش  نسبت DNA به حجم سیتوپلاسم وبالا رفتن سنتز پروتئین در تارهای موجود می شود. منبع یکی از عوامل افزایش سلول های ماهواره ای IGF- I  است که توسط کبد و عضله اسکلتی ترشح و خود شامل دو نوع است :  نوع یک باعث تولید وتکثیر سلول های ماهواره ای می شودو نوع دو مسئول گسترش سلول های ماهواره ای در پاسخ

 به فعالیت ورزشی است (51،53،75) .

از جمله عوامل تاثیر گذار دیگر بر هایپر تروفی عضلا نی TGF-β1  است. پروتئین  TGF-β1یکی از سایتوکاین های مهم است که در تنظیم رشد سلول(13)،  تمایز سلولی(49)، تشکیل ماتریس خارج سلولی(6)، تنظیم پاسخ های ایمنی پیشرفته وگسترش سرطان ایفای نقش می کند (51،13،49).   TGF-β1از انواع سلول های بدن شامل سلول های تک هسته ای خون  ولنفوسیت های T وماکروفاژها ترشح می شوند(34). ایزوفرم های  1،2،3  این سایتوکاین در تنظیم تشکیل ماده زمینه بین سلولی وتنظیم تقسیم سلولی (هم مثبت وهم منفی )حائز اهمیت می باشد (13،36).  فاکتورهای تشکیل دهنده خانواده TGF-β1 اثرات مهاری وتحریکی  بر هایپرتروفی عضلانی اعمال می کنند به عنوان مثال، خود  TGF-β1 نقش مهاری بر روی رشد سلولی دارد یا میوستاتین که اصولادر سلول های عضله اسکلتی تولید می شود مانع از رشد وتمایز سلول های عضلانی می شود ( 49، 92).  در تحقیقات دیگر که با  هدف تعیین نقش سیگنالینگ TGF-β1 و میوستاتین در عضله اسکلتی انجام گردیده است،  نشان داده شدکه TGF-β1 و میوستاتین در عضله اسکلتی باعث مهار رشد سلولی می شود و تکثیر سلول های ماهواره ای را تعدیل می کند (49).  همچنین کاهش در بیان TGF-β1 در عضله اسکلتی با افزایش سن موش های نوزاد مشاهده گردیده که با کاهش میزان سنتز پروتئین در عضله همراه بوده است (76).

بیان TGF-β1  تحت کنترل فاکتورهای مختلفی از قبیل فولیستاتین و میوستاتین می باشد این در حالیست که در مطالعات اخیر از تمرین نیز به عنوان عامل اثر گذار بر  TGF-β1 نام برده شده است (51،14). در تحقیقی که بر روی 14 مرد جوان  انجام شده است با افزایش شدت  تمرین استقامتی سطوح سرمی TGF-β1  به میزان دوبرابر حالت استراحتی افزایش یافته است (14). هم چنین در تحقیق دیگر که در آن اثر حاد وطولانی مدت تمرین استقامتی بر  بیان TGF-β1 در عضله اسکلتی و قلبی رت ها بررسی شده است انجام تمرین طولانی مدت باعث افزایش قابل توجهی در    TGF-β1  mRNA گردیده اما سطح پروتئین TGF-β1 کاهش داشته است (15).

علیرغم تحقیقات انجام شده در زمینه تاثیر تمرین مقاومتی بر پاسخ سطوح سرمی  TGF-β1عمل و نقوش فیزیولوژیک TGF-β1 در عضله اسکلتی هنوز ناشناخته است.  با توجه به اینکه TGF-β1 به عنوان یک فاکتور ضد رشدی در عضله اسکلتی مد نظر است،  لذا این احتمال وجود دارد که بخشی از هایپرتروفی ایجاد شده در اثر تمرین مقاومتی به واسطه تغییرات مربوط به این متغییر در عضله اسکلتی واسطه گری شود، با این حال این فرضیه تا کنون مورد بررسی قرار نگرفته است. لذا هدف اول تحقیق حاضر بررسی اثر بلند مدت تمرین مقاومتی بر بیان  TGF-β1 در عضله FHL رت های نر نژاد ویستار بود .  هم چنین  TGF-β1  فاکتور شبه هورمونی است که احتمال دارد در پاسخ به تمرین از خود سازگاری نشان داده  وپاسخ های آن با گذشت زمان تعدیل گردد. با این وجود پاسخ سریال زمانی بیان این متغیر در عضله اسکلتی متعاقب تمرین مقاومتی نیز در حال حاضر ناشناخته است. لذا مطالعه پاسخ سریال زمانی این فاکتور به تمرین مقاومتی هدف دوم مطالعه حاضر را تشکیل می دهد.

اهمیت و ضرورت تحقیق   .1-3

اهمیت تمرینات مقاومتی بر هایپرتروفی عضلانی از مدت ها قبل شناخته شده است درک مسیرهای مولکولی که سنتز پروتئین در عضلات اسکلتی را تنظیم می‌کند در جهت بهینه سازی تمرین با هدف وقوع هایپرتروفی از اهمیت خاصی بر خوردار است. هم چنین شناخت این مکانیسم ها به طراحی دقیق تر برنامه تمرینی هایپرتروفی اعم ازتعیین مدت زمان بهینه اعمال دوره هایپرتروفی کمک شایانی می کند.

انجام تحقیق حاضر با هدف تعیین پاسخ سریال زمانی TGF-β1 به عنوان یک فاکتور احتمالی در گیر در هایپرتروفی به تعیین دقیق تر مدت زمان اعمال دوره هایپرتروفی در طراحی برنامه های تمرینی کمک  می نماید. با شناخت پاسخ سریال زمانی فاکتور رشدی  می توان دوره هایپرتروفی را تا موقعی ادامه دادکه پاسخ کاهش این متغییر دیده شود. در نهایت چنانچه نتایج تحقیق مثبت باشد بهترین زمان اعمال دوره هایپرتروفی معرفی  خواهد شد. هر چند که باید این نکته را مد نظر داشت که هایپرتروفی عضلانی ماحصلی از فرایندهای متنوع وپیچیده است که بایستی در کنار این فاکتور در نظر گرفته شوند.

 اهداف تحقیق .1-4

1-4-1.  هدف کلی :

تعیین تاثیرات سریال زمانی تمرین مقاومتی بربیان  TGF-β1 و هیپرتروفی عضلانی در رت های نژاد  ویستار

1-4-2. اهداف اختصاصی :

1- تعیین تاثیر سه، پنج، هشت، هفته تمرین مقاومتی بربیان  TGF-β1 در عضله FHL رت های نر نژاد ویستار

2- تعیین تاثیر سه ، پنج ، هشت، هفته تمرین مقاومتی برسطوح  TGF-β1 سرم رت های نر نژاد ویستار

3- تعیین تاثیر سه ، پنج ، هشت ،  هفته تمرین مقاومتی بر وزن عضله FHL رت های نر نژاد ویستار

4- بررسی ارتباط بین بیان  TGF-β1  و وزن نسبی عضله FHL  بعد از سه هفته تمرین مقاومتی در رت های نر نژاد ویستار                                                                                                                                                                              5- بررسی ارتباط بین بیان  TGF-β1  و وزن نسبی عضله FHL  بعد از پنج هفته تمرین مقاومتی در رت های نر نژاد ویستار                                                                                                         6- بررسی ارتباط بین بیان  TGF-β1  و وزن نسبی عضله FHL بعد از هشت هفته تمرین مقاومتی در رت های نر نژاد ویستار

1-5. فرضیه های تحقیق :

1- با اعمال تمرین مقاومتی، بر بیان TGF-B1  در عضله FHL در هفته سه،پنج،هشت، رت های نر نژاد ویستار تفاوت معنی دار دارد.

2- با اعمال تمرین مقاومتی، بر بیان TGF-β1 در  سطوح سرمی هفته سه،پنج،هشت، رت های نر نژاد ویستار تفاوت معنی دار دارد.

3- با اعمال تمرین مقاومتی، وزن عضله  FHL در هفته سه،پنج،هشت، رت های نرنژاد ویستار تفاوت معنی دار دارد.

4-  با اعمال تمرین مقاومتی، بین بیان TGF-β1  و وزن نسبی عضله FHL  بعد از سه هفته تمرین مقاومتی در رت های نر نژاد ویستار ارتباط  معنی دار  وجود دارد.                                                                                                                                5-  با اعمال تمرین مقاومتی، بین بیان TGF-β1  و وزن نسبی عضله FHL  بعد از پنج هفته تمرین مقاومتی در رت های نر نژاد ویستار ارتباط  معنی دار  وجود دارد.                                                                                                                                6-  با اعمال تمرین مقاومتی، بین بیان TGF-β1  و وزن نسبی عضله FHL  بعد از هشت هفته تمرین مقاومتی در رت های نر نژاد ویستار ارتباط معنی دار  وجود دارد.

1-6. محدودیت های تحقیق :

1-6- 1. محدودیت های غیر قابل کنترل :

گرچه تلاش محقق بر این بود که انجام تمرین مقاومتی حتی الامکان بدون استرس انجام شود لیکن به دلیل ماهیت تمرین انتخابی کنترل دقیق این فاکتور میسر نبود.

1-6-2. محدوده تحقیق :

1-  دمای حیوانخانه که 3 ± 22 درجه بود.

2- سن  رت ها برای شروع تمرین که 8 هفته ای انتخاب شدند .

3- نژاد رت مورد استفاده

4- جنس رت های مورد استفاده

– 1Transforming Growth Factor-beta one

– 2 Flexor Hallucis Longus

– 3Sarcoplasm

– 4Signaling

– 5 Insulin-like Growth factor-I

 – 6Transforming Growth Factor-beta one

7 –Satellite cell

– 8 Myostatin

– 9 Flexor Hallucis Longus