دانشگاه الزهراء

دانشکده تربیت بدنی و علوم ورزشی گروه فیزیولوژی ورزشی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

گرایش فیزیولوژی ورزشی

عنوان:

تاثیر یک جلسه فعالیت ورزشی شدید روی میزان پروتئین کربونیل پلاسمای خون زنان فعال

اساتید راهنما:

دکتر پروانه نظر علی

دکتر محمد رضا کردی

استاد مشاور :

دکتر پریچهر حناچی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

فصل اول: مقدمه و معرفی پژوهش

1-1 مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………… 2

1-2بیان مسأله……………………………………………………………………………………………………………………….. 4

1-3 ضرورت و اهمیت تحقیق………………………………………………………………………………………………. 8

1-4 اهداف تحقیق…………………………………………………………………………………………………………………. 9

1-4-1 اهداف کلی تحقیق……………………………………………………………………………………………………. 9

1-4-2 اهداف اختصاصی………………………………………………………………………………………………………. 9

1-5 فرضیه‌های پژوهش………………………………………………………………………………………………………… 9

1-6 محدوده و محدودیت های پژوهش ……………………………………………………………………………… 9

1-6-1 محدوده………………………………………………………………………………………………………………………. 9

1-6-2 محدودیت ها………………………………………………………………………………………………………………. 10

1-7 تعریف واژه و اصطلاحات………………………………………………………………………………………………. 10

1-7-1 فعالیت ورزشی هوازی………………………………………………………………………………………………. 10

1-7-2 پروتئین کربونیل……………………………………………………………………………………………………….. 10

1-7-3 استرس اکسایشی……………………………………………………………………………………………………… 10

1-7-4 پلاسمای خون…………………………………………………………………………………………………………… 11

1-7-5 گونه های اکسیژن فعال……………………………………………………………………………………………. 11

1-7-6 زنان فعال……………………………………………………………………………………………………………………. 11

فصل دوم: زیربنای نظری و ادبیات پژوهش

2-1 مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………… 13

2-2مبانی نظری……………………………………………………………………………………………………………………… 14

2-1-1گروه کربونیل………………………………………………………………………………………………………………. 14

2-1-2ساختار گروه کربونیل…………………………………………………………………………………………………. 15

2-1-3واکنش پذیری گروه کربونیل……………………………………………………………………………………… 17

2-1-4پروتئین کربونیل…………………………………………………………………………………………………………. 17

2-1-5کربونیله شدن پروتئین………………………………………………………………………………………………. 18

2-1-6مکانیسم تشکیل کربونیل…………………………………………………………………………………………… 20

2-1-7رادیکالهای آزاد……………………………………………………………………………………………………………. 21

2-1-8عواملی که موجب افزایش شکل گیری رادیکال های آزاد می شوند کدامند؟…………………… 23

2-1-9ورزش و رادیکال های آزاد…………………………………………………………………………………………. 24

2-1-10اهداف و مکانیسم اثرتخریبی رادیکال های آزاد……………………………………………………. 28

2-1-11توان بی هوازی…………………………………………………………………………………………………………. 29

2-1-11-1توان بی هوازی اوج……………………………………………………………………………………………… 29

2-1-11-2ظرفیت بی هوازی……………………………………………………………………………………………….. 29

2-1-11-3خستگی بی هوازی……………………………………………………………………………………………… 30

2-1-11-4مقاومت…………………………………………………………………………………………………………………. 30

2-3ادبیات پیشینه…………………………………………………………………………………………………………………. 30

2-3-1ورزش و پروتئین کربونیل………………………………………………………………………………………….. 30

2-3-2فعالیت بی هوازی و پروتئین کربونیل………………………………………………………………………. 32

2-3-3فعالیت هوازی و پروتیئن کربونیل…………………………………………………………………………….. 33

2-3-4 تمرینات مقاومتی و پروتیئن کربونیل……………………………………………………………………… 36

2-3-5 تمرینات ایزومتریک و پروتئین کربونیل………………………………………………………………….. 38

2-3-6 تمرینات پرشی و دو سرعت و پروتئین کربونیل…………………………………………………….. 39

2-3-7 سازگاری‌های استرس اکسایشی ناشی از تمرین بی‌هوازی……………………………………. 39

2-3-8 تفاوت‌های جنسی در استرس اکسایشی ناشی از تمرینات ورزشی………………………. 42

2-3-9نتیجه گیری کلی………………………………………………………………………………………………………… 43

فصل سوم: روش تحقیق…………………………………………………………………………………………45

3-1 مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………… 47

3-2 روش تحقیق…………………………………………………………………………………………………………………… 47

3-3 فرایند تحقیق…………………………………………………………………………………………………………………. 47

3-4 جامعه آماری و انتخاب نمونه………………………………………………………………………………………… 49

3-4-1 جامعه آماری …………………………………………………………………………………………………………….. 49

3-4-2 نمونه آماری……………………………………………………………………………………………………………….. 49

3-5 روش نمونه‌گیری و حجم نمونه……………………………………………………………………………………. 49

3-6 ابزار و وسایل گردآوری اطلاعات…………………………………………………………………………………… 50

3-6-1 آزمون وینگیت…………………………………………………………………………………………………………… 50

3-6-2 پرسشنامه سلامت……………………………………………………………………………………………………… 50

3-6-3 دستگاه قدسنج………………………………………………………………………………………………………….. 50

3-6-4 ترازوی وزن کشی………………………………………………………………………………………………………. 50

3-6-5 دوچرخه وینگیت……………………………………………………………………………………………………….. 51

3-6-6 کیت پروتئین کربونیل و آزمایش خون……………………………………………………………………. 51

3-6-7 ساعت ضربان سنج……………………………………………………………………………………………………. 51

3-7 متغیرهای تحقیق…………………………………………………………………………………………………………… 51

3-7-1 متغیر مستقل…………………………………………………………………………………………………………….. 51

3-7-2 متغیر وابسته……………………………………………………………………………………………………………… 52

3-8 روش‌های آماری مورد استفاده………………………………………………………………………………………. 52

فصل چهارم: یافته ها و تجزیه و تحلیل داده ها

4-1 مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………… 54

4-2 آزمون فرضیه………………………………………………………………………………………………………………….. 56

فصل پنجم: بحث و نتیجه گیری

5-1 مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………… 59

5-2 خلاصه تحقیق……………………………………………………………………………………………………………….. 59

5-3 بحث و بررسی………………………………………………………………………………………………………………… 61

5-4 نتیجه گیری کلی…………………………………………………………………………………………………………… 69

5-5 پیشنهادهای برخواسته از تحقیق………………………………………………………………………………….. 70

5-6 پیشنهادهای پژوهشی برای تحقیقات بعدی…………………………………………………………………. 70

منابع فارسی……………………………………………………………………………………………………………………………. 71

منابع لاتین……………………………………………………………………………………………………………………………… 73

پیوست…………………………………………………………………………………………………………………………………… 85

چکیده:

یکی از روشهای غیر مستقیم برای اندازه گیری استرس اکسایشی، استفاده از پروتئین­های کربونیل به عنوان شاخصی از تغییرات اکسیداسیونی پروتئین ها می باشد. هدف از تحقیق حاضر، بررسی تاثیر یک جلسه فعالیت ورزشی شدید (بی هوازی) بر میزان پروتئین کربونیل پلاسمای خون زنان فعال بود. بدین منظور یک گروه 20 نفره از بدمینتون کاران زن استان فارس با میانگین و انحراف استاندارد سن (1/2±2/21) سال و وزن (6/3±7/52) کیلوگرم انتخاب شدند. سپس ورزشکاران به صورت تصادفی به دو گروه تجربی (n=10) و کنترل (n=10) تقسیم شدند. روز آزمون، ابتدا بدنبال 10 دقیقه استراحت آرام از هر آزمودنی نمونه خونی برای تعیین مقادیر پروتئین کربونیل گرفته شد. بعد از گرم کردن، آزمون دوچرخه وینگیت تنها از گروه تجربی به عمل آمد و بلافاصله پس از انجام آزمون نمونه خونی دیگری گرفته شد و همزمان با آن ضربان قلب آزمودنی ها تعیین شد. 24 ساعت پس از آزمون نیز نمونه خونی دیگری از همه آزمودنی­ها گرفته شد. از آزمون (ANOVA REPEATED MEASURED) برای بررسی تغییرات درون گروهی استفاده شد. سطح معناداری برای تمام تجزیه و تحلیل ها (05/0>P) انتخاب شد. آزمون تعقیبی بونفرونی در گروه تجربی نشان داد اختلاف معنی دار میزان پروتئین کربونیل در مراحل پیش و پس آزمون 1 (010/0 =P) و پس آزمون­های 1 و 2 (013/0 =P) وجود دارد و تفاوت معنی داری در مراحل پیش و پس آزمون 2 مشاهده نشد (05/0 <P) و در گروه کنترل اختلاف معنی داری در بین سه مرحله آزمون مشاهده نشد. نتایج نشان داد یک جلسه فعالیت ورزشی بی هوازی، باعث افزایش معنی دار در میزان پروتئین کربونیل به عنوان یک متغییر استرس اکسایشی در پلاسمای خون دختران فعال شد و در 24 ساعت بعد به سطح اولیه خود بازگشت.

فصل اول: مقدمه و معرفی پژوهش

1-1- مقدمه

تاکنون، هزاران مطلب و مقاله علمی و پژوهشی پیرامون اثرات متفاوت ورزش و فعالیتهای بدنی، در کتب و مجلات گوناگون به چاپ رسیده است که عمدتاً در مورد تاثیرات مثبت ورزش بر سیستم‌های مختلف بدن می‌باشد. حال آنکه در یک پیامد ناخواسته، فعالیت‌های بدنی به خصوص ورزش‌های شدید و غیر معمول، می‌تواند موجب افزایش شکل‌گیری ذراتی موسوم به رادیکالهای آزاد در بدن شود که به نظر محققان، عامل تخریب بدن انسان در سطح سلول و بروز برخی بیماریها نظیر بیماری قلبی، سرطان و نیز پیشرفت فرایند پیری می شود (2).

ورزشکاران به ویژه به این موضوع علاقه‌مندند، چراکه نگران سلامتی خود و بهبود اجراء و نیز کاهش دورۀ بازگشت به حالت اولیه پس از ورزش هستند. این موضوع بیش از پیش بر شناخت اثرات و پیامدهای انواع تمرینات ورزشی، بخصوص ورزشهای ناگهانی و وامانده‌ساز، و همچنین اهمیت تغذیۀ مناسب پس از جلسات تمرینی، بر دستگاههای مختلف، به ویژه سیستم ایمنی بدن تاکید دارد (6).

اجرای فعالیت بدنی و افزایش مصرف اکسیژن به دنبال آن، باعث پراکندگی مولکولها و گونه‌های مختلف اکسیژن در بدن می‌گردد. گونه‌های اکسیژن فعال مانند رادیکالهای آزاد به مولکولهای مشتق از اکسیژن معمولی گفته می‌شود که فعال بوده و یا به آسانی به گونه‌های فعال تبدیل خواهند شد. تولید گونه‌های اکسیژن فعال، سبب بروز استرس اکسایشی[1] شده و با ایجاد اختلال در موازنه اکسیدانتها و آنتی اکسیدانتها، اثرات مخربی را در سلولها ایجاد می‌کند و این در حالی است که آنزیمهای آنتی اکسیدانی سوپراکسید دیسموتاز (SOD)، گلوتاتیون پراکسیداز(GPX) و کاتالاز (CAT) به عنوان عوامل مداخله‌گر، برای جلوگیری از بروز واکنشهای زنجیرهای رادیکالهای آزاد، وارد عمل شده و در تعدیل فشار اکسایشی نقش مؤثری ایفا می‌کنند. اگرچه، فعالیتهای ورزشی از یک سو با افزایش فشار اکسایشی، احتمال تشکیل رادیکالهای آزاد مضر را افزایش می‌دهند، اما از طرف دیگر با القای آنزیمهای ضداکسایشی، سبب کاهش رادیکالهای آزاد نیز می شوند (2).

تولید متعادل رادیکالهای آزاد برای تنظیم تعدادی از فرایندهای فیزیولوژیکی ضروری و مهم است، اما تولید نامتعادل آن به ویژه رادیکالهای اکسیژن محور باعث آسیب اکسایشی به لیپیدها، پروتئینها، DNA و RNA می‌گردد که به نوبه خود فرایندهای فیزیولوژیکی را دچار اختلال می‌کنند و در بروز برخی از بیماریها از جمله تصلب شرائین، التهاب مفاصل، ام.اس، دیستروفی عضلانی، کم خونی، کهولت و انواع سرطان نقش دارد (2).

مشاهده شده است که یک جلسه تمرین، بسته به شدت و مدت آن، می تواند باعث شدتهای متفاوت آسیب اکسایشی شود، اما تمرینات منظم باعث ایجاد نوعی سازگاری در سیستمهای آنتی اکسیدانی و ترمیم می شوند که این امر افزایش مقاومت نسبت به استرس اکسایشی را باعث می شود. بنابراین، به نظر می رسد شدت، مدت و نوع تمرین، آثار متفاوتی بر بروز آسیبهای اکسایشی و نیز فعالیت سیستم آنتی اکسیدانی به همراه داشته باشد (10).

یکی از روشهای غیر مستقیم برای اندازه‌گیری استرس اکسایشی، استفاده از اکسیداسیون پروتئین، پروتئین کربونیل می‌باشد. (42) واکنشهای مرتبط با پروتئینها می‌تواند تغییرات اساسی ایجاد کند، به طوری که منجر به فقدان کارکرد ساختاری و کاتالیکی شود (52).

مطالعات گوناگونی نشـــان داده‌اند،پروتئین کربونیل[2](pc) در پاسخ بــه فعالیتهای بدنی شدید، تغییر می‌کند(5،18،34 ) و چندین مطالعه عدم تغییر در اکسیداسیون پروتئین را نشان داده‌اند (20، 23) جمع‌بندی مطالعاتی که درباره اثر فعالیتهای متفاوت مثل رکاب زدن روی دوچرخه ثابت (25) دویدن روی نوارگردان، تمرین مقاومتی دینامیک(19، 79) تمرین اکسنتریک(37،79) تمرین دوی سرعت(60، 81، 91) انجام شده‌اند؛ این برداشت را به وجود آورنده‌اند که نوع و شدت فعالیت‌های بدنی بر پاسخهای سیستم اکسایشی بدن موثر است.

کنجکاوی در مورد تعیین اثر دقیق فعالیت بدنی برتولید یا عدم تولید فشار (استرس اکسایشی) در بدن و روشن ساختن پاسخ بدن به این فشارها، محققان را بر آن داشته است که به مطالعه اثر انواع تمرینات بدنی، با ماهیت و شدتهای متفاوت، بر سیستمهای اکسایشی بدن بپردازند.

2-1- بیان مسأله

هنگام تنفس اکسیژن به شکل آب احیاء می‌گردد. برای تولید آب چهار الکترون نیاز می‌باشد. اگر به جای چهار الکترون، یک، دو یا سه الکترون به اکسیژن مولکولی اضافه شود رادیکالهای آزاد تولید میشوند. رادیکالهای آزاد مولکولهایی هستند که یک الکترون جفت نشده دارند و فوق‌العاده فعال می‌باشند (9).

رادیکالهای آزاد به اجزای مختلف سلولی حمله می‌کنند و به آنها آسیب می‌رسانند. گونه‌های اکسیژن فعال[1] (ROS) مانند سوپراکسید و پراکسید هیدروژن در جریان فعالیت بدنی و به دلیل افزایش در مصرف اکسیژن توسط سلولهای عضلانی، تولید می‌شوند (9).

اعتقاد برآن است تولید کنترل نشده این گونه‌های اکسیژن فعال در درون سلول باعث می‌شود مولکولهای زیستی همانند اسیدهای نوکلئیک((DNA، پروتئین ها و چربی ها اکسیده شده و در نتیجه‌ی آن، اطلاعات ژنتیکی و ماهیت طبیعی پروتئینها تغییرکند؛ آنزیمها غیر فعال شوند و غشاهای زیستی دچار اختلال گردند. نتیجه این فعل و انفعالات، تولید استرس اکسایشی در بدن است که از طریق اختلال درموازنه اکسیدکننده‌ها و ضد اکسیدکننده‌ها، بر اکسایش درون سلول تأثیر گذاشته و موجب بروز بیماریها، مسمومیت و پیری می‌شوند (8).

اگرچه فعالیت بدنی برای تندرستی انسان مفید است، ولی استفاده از اکسیژن توسط سلولها موجب تولید رادیکالهای آزاد فعال می شود. در هنگام ورزش مصرف اکسیژن ممکن است ١٠ تا٢٠ برابر افزایش یابد. این مسئله می‌تواند تولید رادیکالهای آزاد را افزایش دهد (7).

از طرفی گونه‌های اکسیژن فعال ذاتاً مضر نیستند اما، تولید بیش از حد آنها می‌تواند از طریق انبوهی از محرکهای تنش‌زا از جمله تمرین فیزیکی حاصل شود که می‌تواند سبب استرس اکسایشی شود (24). در واقع آسیبهای اکسایشی سلولی هنگامی گسترش مییابد که تعادل بین سیستمهای تولیدکننده گونه‌های اکسیژن فعال و سیستم جمع‌کننده آنها از بین رود (47).

در همین راستا مشخص شده است که ورزشهای شدید و طولانی ممکن است به آسیبهای عضلانی و بافتی، تسهیل در اکسایش اسیدهای چرب غشاء و شروع زنجیره ای از واکنش های مخرب و در نهایت مرگ سلول منجر شوند. (8) احتمالاً انواع مختلف تمرین بدنی شدید با تولید سطوح متفاوتی از فشار استرس اکسایشی در بدن همراه هستند، اما نکته کلیدی آن است که هر چه شدت تمرین بالاتر باشد، میزان استرس نیز بیشتر خواهد بود (8).

اگرچه بیولوژی تغییرات اکسیداسیون پروتئین پیچیده‌است و به صورت کامل قابل تعریف نیست و ابهاماتی را در این زمینه باقی می گذارد، اما کربونیله شدن پروتئین و واکنش های شیمیایی که گروههای کربونیل را تولید می‌کنند، به خوبی مشخص شده ‌است. کربونیله شدن پروتئین نوعی از اکسیداسیون پروتئین است که می‌تواند به انواع اکسیژن های فعال تبدیل شود (85).

پروتئین ها یک بخش مهم گونه‌های اکسیژن فعال را تشکیل می دهند و اکسیداسیون آنها می‌تواند منجر به از دست دادن کارکرد پروتئینی شود، طوری که آنها را تبدیل به شکل هایی از پروتئین کند که مستعد پائین آمدن کارکرد آنها شود. گونه‌های اکسیژن فعال طیفی از تغییرات را در اسیدهای آمینه ای چون لیزین، پرولین و هیستیدین و…. ایجاد می کنند (35).

در بین تغییرات اسید آمینه که توسط گونه‌های اکسیژن فعال انجام می‌گیرد، شکل‌گیری کربونیل ها به عنوان یکی از نتایج اکسیداسیون اسیدآمینه لیزین و پرولین و… می‌باشد.کربونیله شدن پروتئین به عنوان نتیجه ثانویه واکنشهای گروه اسیدآمینه‌های لیزین با قند پائین می‌باشد (89). از طرفی فشارهای اکسایشی گونه‌ای از عدم تعادل را ایجاد می‌کنند که در چند بیماری اتفاق میافتد، در بین این بیماریها دسته‌ای از بیماری‌ها وجود دارند که با سطوح بالای پروتئین کربونیل همراه بوده است. مانند بیماری آلزایمر، آرتروئیدروماتئید و دیابت. شکل‌گیری کربونیل غالباً توسط واکنش به2، 4 دی نیتروفنیل هیدرازین [2]DNPH) ) و تبدیل آن به هیدروژن انجام می‌شود که به صورت گسترده‌ای مورد استفاده سازه‌های مهم اکسیداسیون پروتئین در عضلات اسکلتی قرار می‌گیرد (38).

در واقع گروههای کربونیل روی زنجیره پروتئینهایی تولید می شوند که اکسیده شده‌اند و غالباً به عنوان مارکرهای سیستماتیک فشار اکسایشی موررد استفاده قرار می‌گیرند (34).

میزان تولید گونه‌های اکسیژن فعال و زیاد شدن آنها بسته به فشارهای غیرهوازی می‌تواند متغییر باشد. نمونه‌ای از رایجترین این فشارهای غیرهوازی تمرینات مقاومتی تمرینات دینامیک، اکسنتریک، ایزومتریک، دوی سرعت و پریدن می‌باشد.

افزایش pcبدنبال تمرینات مقاومتی می‌تواند به تهاجم سلولهای فاگوسیتوز در بافت ماهیچه‌های آسیب دیده مربوط باشد که چند ساعت پس از تمرین اتفاق می‌افتد و می‌تواند منجر به تولید مقدار زیادی از گونه‌های رادیکال اکسیژن شود (27).

با وجود استفاده گسترده از پروتئین‌های کربونیل به عنوان شاخصی از تغییرات اکسیداسیونی پروتئین ها، اطلاعات کمی تاکنون درباره مشخصات دقیق این پروتئین ها دردسترس است، اما محققان با تکنیک‌های جدیدی که اخیرا مورد استفاده قرار داده‌اند، کربونیله شدن چند پروتئین را توصیف کرده‌اند که نمونه‌هایی از آن در بیمارانی با آسیبهای مغزی و در بیماری آلزایمر توصیف شده است (16).

در رابطه با تمرینات دینامیک، محققان افزایشی را در بیومارکرهای استرس اکسایشی گزارش کردند (25،61)، اما در رابطه با تمرینات اکسنتریک، عدم تغییر نیز در بیومارکرهای استرس اکسایشی گزارش شده است (31،46،54) در مطالعاتی که در رابطه با تمرینات دوی سرعت صورت گرفته است افزایش در پراکسیداسیون چربی 25)) اکسیداسیون پروتئین (25) و آسیب به DNA (25) و همچنین عدم تغییر در اکسایش چربی(23،(25، پروتئین23) ) و آسیب به DNA 25) ) گزارش شده است.

یافته‌های این چنینی سبب ایجاد علاقه برای تحقیق در زمینه استرس اکسایشی برای دانشمندان علوم ورزشی، مربیان ورزش و سایر متخصصان در زمینه تمرینات ورزشی شده است. اگرچه شاخص‌هایی که سبب افزایش آسیب به لیپیدها، پروتئین ها وDNA در اثر تمرینات ورزشی می‌شود به خوبی سندیت یافته‌اند. تعدادی از محققان توانسته‌اند نشانه‌هایی از استرس اکسایشی را که در نتیجه تحریک حاصل شده بیابند (83).

پس از بررسی مقالاتی که شرح آنها در صفحات پیش گذشت، و به تناقضات یا کمبود اطلاعاتی که در این زمینه اشاره شد؛ این پژوهش طراحی شد و سوال اصلی تحقیق حاضر این است که آیا یک جلسه تمرین بی هوازی می‌تواند موجب اکسیداسیون پروتئین در زنان فعال در دامنه سنی 15-25 سال شود؟

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.