ماهنامه علمی پ‍ژوهشی

مقدمه
اصطلاح بیماری کبد چرب غیر الکلی (Non-Alcoholic Fatty Liver Disease) اولین بار توسط Ludwig و همکاران در سال 1980 برای توصیف بیماری کبد چرب با علت ناشناخته در افراد بدون سابقه مصرف بیش از حد الکل ابداع شد (1). NAFLD به عنوان وجود بیش از 5 درصد چربی در سلول‌های کبدی بدون شواهدی از آسیب سلولی کبدی به شکل بالونی شدن کبدی تعریف می‌شود، در حالیکه استئاتوهپاتیت غیر‌الکلی (Non-Alcoholic Steatohepatitis) به عنوان وجود بیش از 5 درصد چربی در سلول‌های کبدی، همراه با التهاب و آسیب سلول‌های کبدی (به عنوان مثال، بالونی شدن سلول‌های کبدی) با یا بدون فیبروز، تعریف می‌شود (2). اخیراً بیماری‌زایی و پیشرفت NAFLD به یک فرایند چند ضربه‌ای نسبت داده شده است که شامل سمیت چربی، استرس اکسایشی، التهاب مزمن و اختلال عملکرد میتوکندری است. عوامل خطر اصلی برای NAFLD، چاقی، دیس لیپیدمی و عدم حساسیت به انسولین هستند (3).  Fujiو همکاران (2020) در مقاله‌‌ای ‌مروری ‌به بررسی جنبه‌های مختلف نقش‌های مستقیم و غیر مستقیم مقاومت به انسولین بر NAFLD پرداختند و اشاره کردند که تنظیم مقاومت به انسولین در این بیماران می‌تواند گام مهمی در کنترل پیشرفت این بیماری بر عهده داشته باشد (4). هپاتوکاین‌های ترشح شده توسط کبد نقش مهمی در کنترل هموستاز متابولیکی، حساسیت به انسولین و متابولیسم عوامل ایمنی در کبد بازی می‌کنند (5). انحراف در تولید و یا عملکرد تعداد زیادی از هپاتوکاین‌ها در بیماری‌زاییNAFLD  و عوارض کبدی ناشی از آن دخیل می‌باشد (5،6). عامل رشد فیبروبلاست 21 (Fibroblast growth factor 21) به عنوان یکی از این هپاتوکاین‌های درمانی بالقوه یا نشانگرهای زیستی تشخیصی غیرتهاجمی برای NAFLD مطرح شده است (5,7). FGF-21 یک پروتئین 24 کیلودالتونی است که به میزان زیادی در کبد بیان می‌شود (8). FGF-21 با تنظیم انرژی در ارتباط است زیرا موش‌های فاقد FGF-21 از اختلال متابولیسم گلوکز، ناسازگاری با کتوز و وزن بیش از حد رنج می‌برند (9). علاوه بر این، نقش FGF-21 در بازگرداندن هموستاز متابولیک در حیوانات چاق یا دارای مشکلات متابولیکی، کاهش وزن بدن، کاهش تری‌گلیسرید کبد و گردش خون، کاهش انسولین و گلوکز پلاسما، افزایش حساسیت به انسولین و افزایش مصرف انرژِی به خوبی ثابت شده است (10,11). از طرف دیگر بیان شده است که در موش‌هایی که ژن FGF-21 سرکوب شده بود استئاتوز کبدی و التهاب بیشتری را نشان دادند که نشان دهنده اهمیت آن در اختلالات ناشی از NAFLD می‌باشد (12). از آنجایی‌که NAFLD بیماری‌زایی پیچیده‌ای دارد، راهکارهای درمانی کمی برای درمان آن در دسترس است (13). از آنجایی که تغییرات سبک زندگی می‌تواند سطح آنزیم‌های کبدی را کاهش دهد و کبد چرب را بهبود بخشد، آموزش بهداشت و مداخله در سبک زندگی به عنوان خط اول درمان برای NFALD توصیه می‌شود (14). یک مطالعه قبلی نشان داد که تمرین ورزشی استقامتی می‌تواند به‌طور موثر سطح چربی کبد و آلانین آمینوترانسفراز (Alanine Aminotransferase) سرم را کاهش دهد و یک درمان موثر با هزینه کم و مقرون به صرفه برای NAFLD مطرح می‌باشد (15). با این‌حال، مردم اغلب قادر به انجام منظم تمرینات استقامتی نیستند و ارائه یک برنامه تمرینی عملی‌تر ضروری است (16). تمرین تناوبی شدید (High-Intensity Interval Training) شکلی از فعالیت بدنی با دوره‌های کوتاه و تناوب‌های فعالیت شدید است که به دنبال آن دوره‌های استراحت یا فعالیت ورزشی با شدت کمتر تکرار می‌شود (16,17). Hallsworth و همکاران (2015) نشان دادند که تمرین HIIT می‌تواند به‌طور قابل توجهی سطوح چربی کبد، چربی سرم، ALT و آسپارتات آمینوترانسفراز (Aspartate Transaminase) را در بیماران مبتلا به NAFLD کاهش دهد (18). از طرف دیگر گیاه دارویی خرفه (Portulaca Oleracea) یکی از پرمصرف‌ترین داروهای گیاهی است. خرفه به‌طور سنتی برای درمان هیپرلیپیدمی، هیپرگلیسمی، چاقی و سایر اختلالات متابولیک استفاده می‌شود (19,20). خرفه به عنوان غنی‌ترین منبع غیر حیوانی امگا 3 و اسیدهای چرب اشباع نشده چندگانه شناخته می‌شود. همچنین سرشار از ویتامین E، ویتامین C و بتاکاروتن است (21). ترکیبات آنتی‌اکسیدانی و اسیدهای چرب امگا-3 و امگا-6 موجود در عصاره خرفه از طریق افزایش مصرف انرژی و کاهش بیان آنزیم‌های محدودکننده سرعت سنتز اسید چرب در کبد اسیدچرب سنتاز (Fatty Acid Synthase) و و استیل-کوآ کربوکسیلاز (Acetyl-Coa Carboxylase) باعث مهار پراکسیداسیون لیپید می‌شود (22). هم‌چنین نشان داده شده است که خرفه سرشار از فلاونوئیدها از جمله میریستین، کورستین، کامفرول، لوتئولین، آپیژنین و غیره است که اثرات دارویی گسترده‌ای دارند (23). خرفه اثرات مفیدی بر تنظیم گلوکز و لیپیدهای سرم و افزایش حساسیت به انسولین در بیماران مبتلا به NAFLD دارند (24). با این‌حال، اینکه آیا خرفه می‌تواند NAFLD و مکانیسم‌های احتمالی آن را کاهش دهد، هنوز مشخص نیست.در مجموع از آنجا که بیماری‌زایی و پیشرفت  NAFLDبه مقاومت به انسولین و عوامل درگیر در آن وابسته است و هم‌چنین با توجه به اینکه تمرکز بسیاری از تحقیقات اخیر به درک مکانیسم‌های بیماری‌زایی و ارتباط بین NAFLD و دیابت از طریق مقاومت به انسولین در جهت درمان بهتر این بیماری گذاشته شده است (25). از طرف دیگر با توجه به توصیه های صورت گرفته در مورد تمرین ورزشی و مصرف مکمل خرفه در کنترل و درمان NAFLD و نقش کلیدی آن‌ها در این امر، تحقیق حاضر در نظر دارد تا تأثیر تمرین ورزشی HIIT و مصرف مکمل خرفه را بر سطح FGF-21 کبدی و مقاومت به انسولین در موش‌های NAFLD مورد بررسی قرار دهد.
روش بررسی
پژوهش حاضر از نوع تجربی با طرح پس آزمون به همراه یک گروه کنترل و سه گروه آزمایش بود که به شیوه آزمایشگاهی انجام شد. در این تحقیق از 20 سر رت نر بالغ نژاد ویستار با دامنه وزنی 160 تا 185 گرم و سن شش هفته استفاده شد که از آزمایشگاه حیوانات دانشگاه علوم پزشکی... خریداری گردید. مطابق با خط‌مشی انجمن ایرانیان حمایت از حیوانات آزمایشگاهی در قفس‌های 3 یا 4‌تایی و تحت شرایط استاندارد (چرخه 12 ساعته روشنایی- تاریکی، دمای 3±22 درجه سانتی‌گراد) با دسترسی آزاد به آب و غذا نگهداری شدند. پس از یک هفته آشنایی و سازگاری با محیط جدید، تمامی رت‌ها به مدت 12 هفته تحت رژیم غذایی پرچرب قرار گرفتند و مبتلا به NAFLD شدند (26). سپس به‌طور تصادفی و بر اساس وزن در 4 گروه کنترل کبدچرب، تمرین، عصاره و تمرین+عصاره با تعداد برابر در هر گروه (5 سر) تقسیم شدند.
پروتکل تمرین HIIT: جهت آشنا‌سازی با نوارگردان، ابتدا رت‌های گروه تمرین به مدت یک هفته (5 جلسه)، به مدت 10 تا 15 دقیقه در هر جلسه با سرعت 10-6 متر بر دقیقه با شیب صفر درجه به فعالیت بر روی نوارگردان پرداختند تا با نوارگردان و الگوی دویدن روی آن آشنا شوند. سپس به منظور تعیین دقیق شدت تمرین، آزمون حداکثر سرعت دویدن با استفاده از نوارگردان به روش غیرمستقیم انجام شد. بر این اساس، بعد از 10 دقیقه گرم کردن با شدت پایین، آزمون دویدن رت‌ها شروع و سرعت نوارگردان هر 2 دقیقه یک‌بار به میزان 2 متر در دقیقه افزایش یافت، تا جایی که حیوانات دیگر قادر به دویدن نباشند. پژوهش‌های‌ صورت گرفته نشان می‌دهد ارتباط بالایی بین سرعت بیشینه نوارگردان و VO2max رت‌های صحرایی نر وجود دارد (r=0/94-0/98، p<0/005) (27). بعد از 2 روز استراحت پس از مرحله آشنایی و اندازه‌گیری VO2max، برنامه ورزشی اجرا شد.پروتکل تمرینی HIIT با شدت 75 درصد سرعت بیشینه که معادل 7 تلاش 1 دقیقه‌ای و سرعت 30 متر در دقیقه و استراحت فعال بین فعالیت‌ها با شدت 15 درصد سرعت بیشینه درهفته اول انجام شد که تدریجاً با افزایش متوسط ۸۰ درصد سرعت بیشینه و در هفته دوم ۸۵ درصد سرعت بیشینه و در هفته سوم ۹۰ درصد سرعت بیشینه و در هفته چهارم ادامه و تا پایان هفته هشتم انجام شد. تناوب‌های استراحت فعال شامل 2 دقیقه دویدن با شدت ۳۰ درصد سرعت بیشینه از هفته اول تا سوم و ۲۰ درصد در ابتدای هفته چهارم تا پایان دوره تمرین بود. شروع تمرین با گرم‌کردن به مدت 3 دقیقه با شدت 10 متر در دقیقه و 2 دقیقه با شدت 15 متر و سرد کردن با سرد‌کردن به مدت 1 دقیقه با شدت 15 متر در دقیقه، 2 دقیقه با شدت 10 متر در دقیقه به پایان رسید. رت‌ها در گروه تمرین، 5 روز در هفته با دو روز استراحت در وسط و اخر هفته به مدت 8 هفته تمرین کردند (27). در جدول 2 پروتکل تمرین HIIT با جزئیات ارائه شده است.
 

جدول 1: جزئیات پروتکل تمرین HIIT

 
بخش‌های هوایی (برگ) گیاه خرفه از منطقه رویش آن در خراسان رضوی جمع‌آوری و پس از تایید کارشناس گیاه‌شناسی توسط آب شستشو داده شد و بعد از خشک شدن آسیاب شد تا پودر شود. پودر گیاه خرفه با اتانول آبی 80 درصد استخراج شد و با تعیین محتوای اسید لینولئیک عصاره‌ها طبق روشی که قبلا توسعه داده شده بود، استاندارد شد (19). بعد از تایید در آزمایشگاه کنترل کیفی براساس وزن رت با دوز 400 میلی‌گرم به ازای هر کیلوگرم به گروه‌های مربوطه به‌صورت گاواژ خورانده شد (28). تمامی رت‌ها، 48 ساعت پس از آخرین جلسه تمرین و پس از ناشتایی شبانه، با تزریق درون صفاقی ترکیبی از کتامین (60 تا 80 میلی‌گرم به ازای هر کیلوگرم) و زایلازین (8‌میلی‌گرم به ازای هر کیلوگرم) بیهوش شدند. سپس بلافاصله بعد از شکافتن قفسه سینه، به صورت مستقیم با سرنگ پنج سی‌سی دارای سر سوزن 24، خون‌گیری از بطن چپ قلب انجام شد. نمونه خون به آرامی در جدار داخلی لوله آزمایش تخلیه شد. قبل از سانتریفیوژ جهت جداسازی سرم، نمونه در لوله آزمایش در دمای اتاق (22 تا 25 درجه سانتی‌گراد) به مدت 30 دقیقه برای لخته شدن نگهداری شد. سپس لوله‌های آزمایش در چاهک‌های دستگاه سانتریفیوژ قرار داده شد و دستگاه روی سرعت 3000 دور در دقیقه به مدت 10 دقیقه جهت جداسازی سرم تنظیم شد. پس از سانتریفیوژ، سرم توسط سمپلر به میکروتیوپ 2 منتقل و در فریزر 70- درجه سانتی‌گراد نگهداری شد. بعد انجام خون‌گیری در کمتر از یک دقیقه بافت کبد جدا و با محلول طبیعی سالین به‌خوبی شستوشو داده شد تا خون اضافی روی بافت پاک شود. سطح FGF-21 کبدی با استفاده از کیت آزمایشگاهی شرکت الایزا کوانتیکین تی ام (Quantikine™ Elisa) ساخت کشور ایالات متحده با شماره کاتالوگ MF2100 مورد ارزیابی قرار گرفت. سطح گلوکز خون ناشتا با استفاده از کیت آزمایشگاهی شرکت پارس آزمون به روش فتومتریک اندازه‌گیری شد. سطح انسولین پلاسما به روش الایزا و با کیت شرکت کریاتیو دیاگنوستیکال آمریکا با شماره کاتالوگ  DEIA1897اندازه‌گیری شد. برای محاسبه مقاومت به انسولین از مدل ارزیابی مقاومت به انسولین همواستازیس (Homeostatic Model Assessment Of Insulin Resistance) استفاده شد. در این روش یک فرد با حساسیت طبیعی به انسولین برابر 1 می‌شود و در ارزیابی‌های آزمایشگاهی تا میزان HOMA برابر با 2/5، طبیعی در نظر گرفته می شود (29).
تجزیه و تحلیل آماری
از آزمون شاپیروولیک جهت بررسی توزیع طبیعی داده‌ها استفاده شد. جهت تعیین معنی‌داری بودن تفاوت میانگین پس آزمون متغیرها بین گروه‌های تحقیق، از آزمون آنالیزواریانس یک طرفه استفاده گردید. برای مقایسه جفتی گروه‌ها از آزمون تعقیبی توکی استفاده شد. اطلاعات مورد نیاز پس از جمع‌آوری، توسط نرم‌‌افزار آماری v‏ersion 16  SPSS سطح معنی‌داری P< 0/05 مورد تجزیه ‌و تحلیل قرار گرفت.
ملاحظات اخلاقی
پروپوزال این تحقیق توسط دانشگاه آزاد اسلامی واحد بجنورد تایید شده است (کد اخلاق IR.IAU.BOJNOURD.REC.1401.003)
نتایج
در جدول 2 میانگین و انحراف معیار و هم‌چنین یافته‌های آزمون آماری آنالیز واریانس یک راهه در خصوص اثر تمرین HIIT و مصرف عصاره خرفه بر سطح متغیرهای وابسته تحقیق در گروه‌های تحقیق ارائه شده است.
مقایسه سطوح گلوکز خون ناشتاگروه‌های تحقیق: نتایج حاصل از آنالیز واریانس یک طرفه نشان داد که بین سطح گلوکز خون ناشتای گروه‌های تحقیق پس از 8 هفته تمرین HIIT و مصرف عصاره خرفه، تفاوت معنی‌داری وجود دارد (16/228=F و 0/001=p). نتایج آزمون تعقیبی توکی نشان داد که سطح گلوکز خون ناشتا در گروه کنترل به‌طور معنی‌داری نسبت به گروه HIIT (p=0/001)، عصاره خرفه (0/002=p) و HIIT+عصاره (0/001=p) به‌طور معنی‌داری بالاتر بود. اما سطح گلوکز خون ناشتا در گروه‌های مصرف عصاره خرفه، تمرین HIIT و تمرین+عصاره تفاوتی مشاهده نشد (p>0/05).
مقایسه سطوح انسولین گروه‌های تحقیق: نتایج حاصل از آنالیز واریانس یک طرفه نشان داد که بین سطح انسولین پلاسما گروه¬های تحقیق پس از 8 هفته تمرین HIIT و مصرف عصاره خرفه، تفاوت معنی‌داری وجود دارد (8/406=F و 0/001=p). نتایج آزمون تعقیبی توکی نشان داد که سطح انسولین پلاسما در گروه کنترل نسبت به گروه HIIT (p=0/005)، عصاره خرفه (0/011=p) و HIIT+عصاره (0/002=p) به‌طور معنی‌داری بالاتر بود. سطح انسولین پلاسما در گروه‌های مصرف عصاره خرفه، تمرین HIIT و تمرین+عصاره تفاوتی مشاهده نشد (p>0/05).
مقایسه مقاومت به انسولین گروه‌های تحقیق: نتایج حاصل از آنالیز واریانس یک طرفه نشان داد که بین مقاومت به انسولین گروه‌های تحقیق پس از 8 هفته تمرین HIIT و مصرف عصاره خرفه، تفاوت معنی‌داری وجود دارد (5/840=F و 0/007=p). نتایج آزمون تعقیبی توکی نشان داد که میزان مقاومت به انسولین در گروه کنترل نسبت به گروه HIIT (p=0/012)، عصاره خرفه (0/037=p) و HIIT+عصاره (0/014=p) به‌طور معنی‌داری بالاتر بود. میزان مقاومت به انسولین در گروه‌های مصرف عصاره خرفه، تمرین HIIT و تمرین+عصاره تفاوتی مشاهده نشدp>0/05 نمودار 1، مقایسه مقاومت به انسولین متعاقب 8 هفته تمرین HIIT و مصرف عصاره خرفه را ارائه می‌دهد.
مقایسه سطوح FGF-21 گروه‌های تحقیق: نتایج حاصل از آنالیز واریانس یک طرفه نشان داد که بین سطح FGF-21 کبدی گروه‌های تحقیق پس از 8 هفته تمرین HIIT و مصرف عصاره خرفه، تفاوت معنی‌داری وجود دارد (5/218=F و 0/011=p). نتایج آزمون تعقیبی توکی نشان داد که سطح FGF-21 کبدی در گروه‌های HIIT (p=0/033)، عصاره خرفه (0/019=p) و HIIT+عصاره (0/023=p) به‌طور معنی‌داری نسبت به گروه کبد چرب کنترل بالاتر بود. بین سطح FGF-21 کبدی در گروه‌های مصرف عصاره خرفه، HIIT و HIIT+عصاره تفاوتی مشاهده نشد (p>0/05).

در نمودار 2، مقایسه سطح FGF-21 کبدی متعاقب 8 هفته تمرین HIIT و مصرف عصاره خرفه ارائه شده است.




جدول 2: مقایسه سطح FGF-21، گلوکز، انسولین و مقاومت به انسولین گروه‌های تحقیق و یافته‌های آزمون تحلیل واریانس یک طرفه


* مقادیر به صورت میانگین±انحراف معیار بیان شده است. & وجود تفاوت معنی دار (0/05˂P) بین گروه‌های تحقیق




نمودار 1: مقایسه میزان مقاومت به انسولین در گروه‌های تحقیق.  
* نشانه تفاوت معنی‌دار نسبت به گروه کنترل در سطح معنی‌داری p<0/05.



نمودار 2: مقایسه سطح FGF-21 کبدی در گروه‌های تحقیق.  
* نشانه تفاوت معنی¬دار نسبت به گروه کنترل در سطح معنی‌داری p<0/05.
 
بحث
هدف از مطالعه حاضر بررسی تاثیر یک دوره تمرین HIIT و مصرف عصاره خرفه بر سطح FGF-21 کبدی و مقاومت به انسولین در رت‌های مبتلا به NAFLD بود. نتایج مطالعه حاضر نشان داد که تغذیه طولانی‌مدت رت‌ها با رژیم غذایی پرچرب با افزایش وزن بدن، سطح گلوکز، انسولین و مقاومت به انسولین در رت‌های مبتلا به NAFLD شد. در تحقیق حاضر رت‌های تغذیه شده با رژیم غذایی پرچرب طولانی‌مدت به عنوان یک مدل حیوانی برای NAFLD مورد استفاده قرار گرفت. رژیم غذایی پرچرب طولانی‌مدت باعث افزایش گلوکز خون، مقاومت به انسولین و وزن بدن می‌شود (30). افزایش انسولین سرم ناشتا و اختلال در تحمل گلوکز دو نشانه کلینیکی مهم برای مقاومت به انسولین ناشی از رژیم غذایی پرچرب شناخته شده‌اند (31). انسولین یک تنظیم کننده کلیدی پروتئین متصل به عنصر تنظیمی استرول-1c (Sterol Regulatory Element Binding Protein-1c) می‌باشد که به عنوان عامل کلیدی نسخه برداری ژن‌های مؤثر در لیپوژنز مانند FAS و ACC، شناخته می‌شود (32). NAFLD عمدتاً در لوبول‌های کبد رخ می‌دهد که به‌صورت انحطاط چربی سلول‌های کبدی و تجمع چربی در کبد ظاهر می‌شود (33) و این چرخه باعث افزایش تجمع چربی در بافت چربی و کبد شده و در نتیجه تشدید NAFLD را در پی دارد (34). هم‌چنین یافته¬های تحقیق حاضر نشان داد که تمرین HIIT به تنهایی و در ترکیب با عصاره خرفه باعث کاهش سطح FGF-21 کبدی و بهبود مقاومت به انسولین در رت‌های مبتلا به NAFLD شد. عوامل خطر اصلی برای NAFLD چاقی، دیس لیپیدمی و عدم حساسیت به انسولین هستند که نشان داده شده است که با FGF-21 بهبود می‌یابند. FGF-21 استئاتوز کبدی را معکوس می‌کند، با چاقی مقابله می‌کند و عدم حساسیت به انسولین را بهبود می‌بخشد (35). هرچند FGF-21 در ابتدا به عنوان یک مایوکاین در نظر گرفته می‌شد (36)، بعضی از تحقیقات ثابت کردند که ترشح آن از کبد بعد از تمرین ورزشی را نشان دادند (37). سایر تحقیقات ثابت کردند که تولید FGF-21 در عضله بعد از تمرین ورزشی و رعایت رژیم غذایی افزایش می‌یابد و لیپوفاژی (Lipophagy) را در کبد از طریق مسیر وابسته به پروتئین کیناز فعال شده توسط AMP (AMP-Activated Protein Kinase) ارتقا می‌دهد (38). اختلالات متابولیک می‌تواند آزادسازی کبدی FGF-21 را پس از ورزش مسدود کنند، همان‌طور که در بیماران دیابتی اتفاق افتاده است (37). در این راستا آزادسازی FGF-21 در بیماران چاق مبتلا به هیپرانسولینمی نیز در مقایسه با افراد سالم کمتر است (39). اما Reinehr و همکاران (2012) در یک تحقیق آنالیز طولی مدت نشان دادند که در مقایسه با کودکان با وزن نرمال، کودکان چاق سطح سرمی FGF-21 و لپتین بالاتری را داشتند. اما کودکان با و یا بدون سندروم متابولیک یا NAFLD با توجه به غلظت FGF-21 تفاوت معنی‌داری نداشتند و کاهش BMI با کاهش قابل‌توجه سطح FGF-21 همراه بود(40). Takahashi و همکاران (2020) سطوح بالایی از سطوح FGF-21 سرمی را در بیماران NAFLD و کاهش آن پس از 12 هفته تمرین مقاومتی را نشان دادند و این کاهش را نشان دهنده جلوگیری از پیشرفت NAFLD نسبت دادند (41). اشاره شده است که افزایش سطح FGF-21 در آزمودنی‌های چاق برگشت‌پذیر است و مربوط به لپتین و FFA می‌باشد بود (40). در ارتباط با افزایش سطح سرمی FGF-21 در آزمودنی‌های دارای اختلالات متابولیکی اشاره شده است که این افزایش سطوح سرمی FGF-21 در واقع بازتابی از وجود مقاومت به FGF-21 در بافت‌های مختلف در اثر پیشرفت اختلالات متابولیکی، چاقی و  NAFLDمی‌باشد (42). از طرف دیگر Henkel و همکاران (2019) در تحقیق جدیدتری نشان دادند که تمرین ورزشی استقامتی سطح FGF-21 کبدی را در موش‌های مبتلا به NAFLD که با رژیم غذایی القا شده بود را افزایش می‌دهد و این افزایش با بهبود مقاومت به انسولین همراه بود (43). از طرف دیگر با توجه به اینکه میکرو RNAها (Micro RNA) تنظیم‌کننده‌های منفی مرکزی پس از رونویسی بیان ژن از طریق تخریب mRNA یا مهار ترجمه هستند (44).Xiao  و همکاران (2016) تأثیر تمرین ورزشی استقامتی دویدن روی نوارگردان را بر miR-212 با تأثیر بر میزان FGF-21 کبدی در موش‌های مدل NAFLD مورد بررسی قرار دادند و بیان کردند که miR-212 در کبد موش‌های تغذیه شده با رژیم غذایی پرچرب بیش از حد بیان می‌شود در حالیکه با ورزش کاهش می‌یابد. هم‌چنین سطحmRNA  و پروتئینFGF-21 به‌طور منفی توسط miR-212 در سطح پروتئین تنظیم شد و بنابراین سطح FGF-21 کبدی موش‌ها کاهش یافت و این روند توسط تمرین ورزشی معکوس شد (45). هم‌چنین نشان داده شده است که miR-212 از طریق هدف گیری FAS، ACC و SREBP-1c در روند بیماری NAFLD بسیار تأثیر گذار می‌باشد (46). یکی دیگر از نتایج تحقیق حاضر نشان داد که 8 هفته مصرف عصاره خرفه سطح FGF-21 کبدی و مقاومت به انسولین را در موش‌های مبتلا به NAFLD افزایش داد. خرفه به عنوان یکی از مفیدترین گیاهان دارویی معرفی شده است (47) و دارای خاصیت آنتی اکسیدانی و ضد التهابی بالایی می‌باشد (48). دو آلکالوئید جدا شده از خرفه، اولراکون و اولراسیمین، اثرات ضد التهابی قابل توجهی بر ماکروفاژهای تحریک شده با LPS نشان داده‌اند. این ترکیبات به‌طور قابل‌توجهی از تولید اکسید نیتریک (Nitric Oxide) جلوگیری می‌کنند. علاوه بر این، آن‌ها به‌طور قابل توجهی ترشح اینترلوکین 6 (Interleukin-6)، فاکتور نکروز تومور-α(Tumor Necrosis Factor Alpha)، NO و پروستاگلاندین E2 و هم‌چنین mRNA سیکلواکسیژناز 2 و نیتریک اکسید سنتاز القایی را کاهش دادند (49). kim و همکاران در تحقیقی که در سال 2009 انجام دادند، پیشنهاد کردند که بیان mRNA عوامل التهابی از جمله TNF-α و IL-1𝛽 توسط خرفه به روشی وابسته به دوز سرکوب می‌شود (50). Lee و همکاران نیز در سال 2012 نشان دادند که پیش تیمار با عصاره آبی گیاه خرفه نقش مهمی در سرکوب تولید بیش از حد گونه‌های اکسیژن فعال (Reactive‌ Oxygen Species) درون سلولی القا شده با TNF-α، بیان بیش از حد مولکول چسبندگی بین سلولی-1 (Intercellular AdhesionMolecule 1) و سلول‌های عروقی دارد (51). گیاه خرفه منبع اصلی ویتامین‌های آنتی اکسیدانی مانند α-توکوفرول، اسید اسکوربیک، بتاکاروتن و گلوتاتیون است. Dkhil و همکاران (2011) اثر آنتی‌اکسیدانی عصاره آبی گیاه خرفه را در موش‌های صحرایی‌نر بالغ واستر آلبینو ارزیابی کردند. نتایج نشان داد که مصرف خوراکی عصاره آبی گیاه خرفه باعث کاهش تست‌های عملکرد کبد (ALT، AST و ALP) و تست‌های عملکرد کلیه (سطح اوره، کراتینین سرم و نیتروژن اوره خون) می‌شود. علاوه بر این، عصاره آبی گیاه خرفه سطوح سوپراکسید دیسموتاز (Superoxide Dismutase)، کاتالاز (Catalase)، گلوتاتیون پراکسیداز (Glutathione Peroxidase)، گلوتاتیون-S-ترانسفراز (Glutathione S-Transferase)، گلوتاتیون ردوکتاز (Glutathione Reductase)، گلوتاتیون را افزایش و هم‌چنین مالون دی آلدئید(Malondialdehyde) و NO را در کبد، کلیه و بیضه موش صحرایی کاهش داد (52). علاوه بر این خرفه یکی از غنی‌ترین منابع اسیدهای چرب غیراشباع امگا 3 در بین گیاهان دارویی است (21). خرفه تنها گیاه عالی شناخته شده برای تولید اسید ایکوزاپنتانوئیک (Eicosapentaenoic Acid) و اسید دوکوزاهگزانوئیک (Docosahexaenoic Acid) است (53). نسبت اسیدهای چرب n-6 به n-3 در گیاه خرفه پایین است (کمتر از 2) ؛ این شاخص بسیار حائز اهمیت است زیرا عدم تعادل در نسبت اسیدهای چرب غیراشباعn-6 به n-3-که در رژیم‌های غربی وجود دارد- می‌تواند خطر NAFLD را افزایش دهد (54). بیان شده است که این محتوای بالای اسیدهای چرب امگا3 به این گیاه خاصیت ضد التهابی می‌دهد. نشان داده شده است که پیش درمان عصاره آبی خرفه باعث مهار تولید ROS ناشی از TNF-α در کبد به صورت وابسته به دوز می‌شود (55). از طرف دیگر اشاره شده است که مقدار بالای اسید چرب غیراشباع امگا 3 در خرفه که اثر مهاری خود را بر روی آسیل ترانسفراز و کمپلکس آنزیم FAS اعمال می‌کند، کاهش سنتز TG را در پی دارد (56) که بهبود حساسیت به انسولین را در پی دارد. هم‌چنین، اسید چرب غیراشباع امگا 3 نقش خود را در کاهش مقاومت به انسولین از طریق مکانیسم‌های مختلفی از جمله جلوگیری از دریافت کربوهیدرات و جذب گلوکز روده‌ای، تحریک سلول‌های بتای پانکراس برای ترشح انسولین، تعدیل انتشار و استفاده از گلوکز از کبد، فعال کردن گیرنده انسولین و در نتیجه افزایش مصرف گلوکز در بافت‌های حساس به انسولین، به انجام می‌رساند (57).
نتیجه‌گیری
در مجموع نتایج تحقیق حاضر نشان دهنده تأثیر مثبت HIIT و عصاره خرفه بر سطح FGF-21 کبدی و مقاومت به انسولین در رت‌های مبتلا به NAFLDمی‌باشد. احتمالاً تمرین ورزشی HIIT به تنهایی و همراه با مکمل‌گیری عصاره خرفه از طریق بهبود سطح FGF-21 و مقاومت به انسولین در بیماران مبتلا به NAFLD و می‌تواند نقش مهمی را در کنترل پیشرفت این بیماری بر عهده داشته باشند.
سپاس‌گزاری
پژوهش حاضر مستخرج از رساله دکتری دانشگاه آزاد اسلامی واحد بجنورد می‌باشد؛ نویسندگان این پژوهش مراتب سپاس و قدردانی خود را از همکاری مرکز تحقیقات فراورده‌های طبیعی و گیاهان دارویی دانشگاه علوم پزشکی خراسان شمالی و همچنین معاونت پژوهش و فناوری دانشگاه آزاد اسلامی واحد بجنورد ابراز می‌دارند.
حامی مالی: ندارد
تعارض در منافع: وجود ندارد.
 
 

References:
 
1-    Ludwig J, Viggiano TR, Mcgill DB, Oh BJ. Nonalcoholic Steatohepatitis: Mayo Clinic Experiences with a Hitherto Unnamed Disease. Mayo Clinic Proceedings; 1980; 55(7): 434-8.
2-    Chalasani N, Younossi Z, Lavine JE, Charlton M, Cusi K, Rinella M, et al. The Diagnosis and Management of Nonalcoholic Fatty Liver Disease: Practice Guidance from the American Association for the Study of Liver Diseases. Hepatology 2018; 67(1): 328-57.
3-    Inagaki T. Research Perspectives on the Regulation and Physiological Functions Offgf21 and Its Association with NAFLD. Frontiers In Endocrinology 2015; 6: 147.
4-    Fujii H, Kawada N, Nafld Jsgo. The Role of Insulin Resistance and Diabetes in Nonalcoholic Fatty Liver Disease. Int J Mol Sci 2020; 21(11): 3863.
5-    Kucukoglu O, Sowa JP, Mazzolini GD, Syn W-K, Canbay A. Hepatokines and Adipokines in NASH-Related Hepatocellular Carcinoma. J Hepatol 2021; 74(2): 442-57.
6-    Polyzos SA, Kountouras J, Mantzoros CS. Adipokines in Nonalcoholic Fatty Liver Disease. Metabolism 2016; 65(8): 1062-79.
7-    Geng L, Lam KS, Xu A. The Therapeutic Potential of FGF21 in Metabolic Diseases: from Bench to Clinic. Nat Rev Endocrinol 2020; 16(11): 654-67.
8-    Nishimura T, Nakatake Y, Konishi M, Itoh N. Identificationof a Novel FGF, FGF-21, Preferentially Expressed in the Liver. Biochim Biophys Acta 2000; 1492(1): 203-6.
9-    Badman MK, Koester A, Flier JS, Kharitonenkov A, Maratos-Flier E. Fibroblast Growth Factor 21-Deficient Mice Demonstrate Impaired Adaptation to Ketosis. Endocrinology 2009; 150(11): 4931-40.
10-    Kharitonenkov A, Shiyanova TL, Koester A, Ford AM, Micanovic R, Galbreath EJ, et al. FGF-21 as a Novel Metabolic Regulator. J Clin Invest 2005; 115(6): 1627-35.
11-    Adams AC, Kharitonenkov A. FGF21: The Center of a Transcriptional Nexus in Metabolic Regulation. Curr Diabetes Rev 2012; 8(4): 285-93.
12-    Zheng Q, Martin RC, Shi X, Pandit H, Yu Y, Liu X, et al. Lack of FGF21 Promotes NASH-HCC Transition Via Hepatocyte-TLR4-IL-17A Signaling. Theranostics 2020; 10(22): 9923-36.
13-    Tanase DM, Gosav EM, Costea CF, Ciocoiu M, Lacatusu CM, Maranduca MA, et al. The Intricate Relationship between Type 2 Diabetes Mellitus (T2DM), Insulin Resistance(IR), and Nonalcoholic Fatty Liver Disease (NAFLD). J Diabetes Res 2020; 3920196.
14-    Chalasani N, Younossi Z, Lavine JE, Diehl AM, Brunt EM, Cusi K, et al. The Diagnosis and Management of Non-Alcoholic Fatty Liver Disease: Practice Guideline by the American Gastroenterological Association, American Association for the Study of Liver Diseases, and American College of Gastroenterology. Gastroenterology 2012; 142: 1592-609.
15-    Keating SE, Hackett DA, George J, Johnson NA. Exercise and Non-Alcoholic Fatty Liver Disease: A Systematic Review and Meta-Analysis. J Hepatol 2012; 57(1): 157-66.
16-    Hottenrott K, Ludyga S, Schulze S. Effects of High Intensity Training and Continuous Endurance Training on Aerobic Capacity and Body Composition in Recreationally Active Runners. J Sports Sci Med 2012; 11(3): 483-8.
17-    Gibala MJ, Little JP, Macdonald MJ, Hawley JA. Physiological Adaptations to Low Volume, High Intensity Interval Training in Health and Disease. J Physiol 2012; 590(5): 1077-84.
18-    Hallsworth K, Thoma C, Hollingsworth KG, Cassidy S, Anstee QM, Day CP, et al. Modified High-Intensity Interval Training Reduces Liver Fat and Improves Cardiac Function in Non-Alcoholic Fatty Liver Disease: A Randomized Controlled Trial. Clin Sci (Lond) 2015; 129(12): 1097-105.
19-     Damavandi RD, Shidfar F, Najafi M, Janani L, Masoodi M, Akbari‐Fakhrabadi M, et al. Effect of Portulaca Oleracea (Purslane) Extract on Liver Enzymes, Lipid Profile, and Glycemic Status in Nonalcoholic Fatty Liver Disease: A Randomized, Double Blind Clinical Trial. Phytother Res 2021; 35(6): 3145-56 .
20-    Zidan Y, Bouderbala S, Djellouli F, Lacaille-Dubois MA, Bouchenak M. Portulaca Oleracea Reduces Triglyceridemia, Cholesterolemia, and Improves Lecithin: Cholesterol Acyltransferase Activity in Rats Fed Enriched-Cholesterol Diet. Phytomedicine 2014; 21(12): 1504-8.
21-    Alam MA, Juraimi AS, Rafii MY, Abdul Hamid A, Aslani F, Hasan MM, et al. Evaluation of Antioxidant Compounds, Antioxidant Activities, and Mineral Composition of 13 Collected Purslane (Portulaca Oleracea L.) Accessions. Biomed Res Int 2014; 2014: 296063.
22-    Changizi-Ashtiyani S, Zarei A, Taheri S, Rasekh F, Ramazani M. The Effects of Portulaca Oleracea Alcoholic Extract on Induced Hypercholesteroleomia in Rats. Zahedan Journal of Research in Medical Sciences 2013;15(6): 34-39.
23-    Nemzer B, Al-Taher F, Abshiru N. Phytochemical Composition and Nutritional Value of Different Plant Parts in Two Cultivated and Wild Purslane (Portulaca Oleracea L.) Genotypes. Food Chem 2020; 320: 126621.
24-    Gheflati A, Adelnia E, Nadjarzadeh A. The Clinical Effects of Purslane (Portulaca Oleracea) Seeds on Metabolic Profiles in Patients with Nonalcoholic Fatty Liver Disease: A Randomized Controlled Clinical Trial. Phytother Res 2019; 33(5): 1501-9.
25-    Watt MJ, Miotto PM, De Nardo WD, Montgomery MK. The Liver As An Endocrine Organ—Linking NAFLD and Insulin Resistance. Endocr Rev 2019; 40(5): 1367-93.
26-    Dehbashi M, Fathie M, Attarzadeh Hosseini S،  Mosaferi Ziaaldini M. The Effect of Eight Weeks of Endurance Training and Injection of Growth Hormone Lipolytic Fragment (Aod9604) on Ck18 and Liver Enzymes of Nafld-Induced Mice Induced by High-Fat Diet. Intern Med Today 2021; 27(4): 502-17 .
27-    Hafstad AD, Lund JL, Hadler-Olsen E, Höper AC, Larsen TS, Aasum E. High-And Moderate-Intensity Training Normalizes Ventricular Function and Mechanoenergetics in Mice with Diet-Induced Obesity. Diabetes 2013; 62(7): 2287-94.
28-    Zarei A, Changizi Ashtiyani S, Taheri S. The Effects of Hydroalcoholic Extract of Portulaca Oleracea on the Serum Concentreation of Hepatic Enzymes in Rats. Iran South Med J 2014; 17(5): 889-99.
29-    Wallace TM, Levy JC, Matthews DR. Use and Abuse of HOMA Modeling. Diabetes Care 2004; 27(6): 1487-95.
30-    Do G-M, Oh HY, Kwon E-Y, Cho Y-y, Shin S-k, Park H-J, et al. Long Term Adaptation of Global Transcription and Metabolism in the Liver of High Fat Diet Fed C57BL/6J Mice. Mol Nutr Food Res 2011; 55(S2): S173-85.
31-    Brown MS, Goldstein JL. Selective Versus Total Insulin Resistance: A Pathogenic Paradox. Cell Metab 2008; 7(2): 95-6.
32-    Chen G, Liang G, Ou J, Goldstein JL, Brown MS. Central Role For Liver X Receptor in Insulin-Mediated Activation of Srebp-1c Transcription and Stimulation of Fatty Acid Synthesis in Liver. Proc Natl Acad Sci U S A 2004; 101(31): 11245-50.
33-    Macavei B, Baban A, Dumitrascu DL. Psychological Factors Associated with NAFLD/NASH: A Systematic Review. Eur Rev Med Pharmacol Sci 2016; 20(24): 5081-97.
34-    Cho J, Lee I, Kim D, Koh Y, Kong J, Lee S, et al. Effect of Aerobic Exercise Training on Non-Alcoholic Fatty Liver Disease Induced by a High Fat Diet in C57BL/6 Mice. J Exerc Nutrition Biochem 2014; 18(4): 339-46.
35-    Liu J, Xu Y, Hu Y, Wang G. The Role of Fibroblast Growth Factor 21 in the Pathogenesis of Non-Alcoholic Fatty Liver Disease and Implications for Therapy. Metabolism 2015; 64(3): 380-90.
36-    Izumiya Y, Bina HA, Ouchi N, Akasaki Y, Kharitonenkov A, Walsh K. FGF21 is an Akt-Regulated Myokine. FEBS Lett 2008; 582(27): 3805-10.
37-    Hansen JS, Pedersen BK, Xu G, Lehmann R, Weigert C, Plomgaard P. Exercise-Induced Secretion of FGF21 and Follistatin are Blocked by Pancreatic Clamp and Impaired in Type 2 Diabetes. J Clin Endocrinol Metab 2016; 101(7): 2816-25.
38-    Gao Y, Zhang W, Zeng L-Q, Bai H, Li J, Zhou J, et al. Exercise And Dietary Intervention Ameliorate High-Fat Diet-Induced NAFLD and Liver Aging by Inducing Lipophagy. Redox Biol 2020; 36: 101635.
39-    Slusher AL, Whitehurst M, Zoeller RF, Mock JT, Maharaj M, Huang C-J. Attenuated Fibroblast Growth Factor 21 Response to Acute Aerobic Exercise in Obese Individuals. Nutr Metab Cardiovasc Dis 2015; 25(9): 839-45.
40-    Reinehr T, Woelfle J, Wunsch R, Roth CL. Fibroblast Growth Factor 21 (FGF-21) and Its Relation to Obesity, Metabolic Syndrome, and Nonalcoholic Fatty Liver in Children: a Longitudinal Analysis. J Clin Endocrinol Metab 2012; 97(6): 2143-50.
41-    Takahashi A, Abe K, Fujita M, Hayashi M, Okai K, Ohira H. Simple Resistance Exercise Decreases Cytokeratin 18 and Fibroblast Growth Factor 21 Levels in Patients with Nonalcoholic Fatty Liver Disease: A Retrospective Clinical Study. Medicine (Baltimore) 2020; 99(22): e20399.
42-    Fisher FM, Chui PC, Antonellis PJ, Bina HA, Kharitonenkov A, Flier JS, et al. Obesity is a Fibroblast Growth Factor 21 (FGF21)-Resistant State. Diabetes 2010; 59(11): 2781-9.
43-    Henkel J, Buchheim-Dieckow K, Castro JP, Laeger T, Wardelmann K, Kleinridders A, et al. Reduced Oxidative Stress and Enhanced FGF21 Formation in Livers of Endurance-Exercised Rats with Diet-Induced NASH. Nutrients 2019; 11(11): 2709.
44-    Van Rooij E. The Art of Microrna Research. Circ Res 2011; 108(2): 219-34.
45-    Xiao J, Bei Y, Liu J, Dimitrova‐Shumkovska J, Kuang D, Zhou Q, et al. Mir‐212 Downregulation Contributes to the Protective Effect of Exercise Against Non Alcoholic Fatty Liver Via Targeting FGF‐21. J Cell Mol Med 2016; 20(2): 204-16.
46-    Panera N, Gnani D, Crudele A, Ceccarelli S, Nobili V, Alisi A. Micrornas as Controlled Systems and Controllers in Non-Alcoholic Fatty Liver Disease. World J Gastroenterol 2014; 20(41): 15079-86.
47-    Bai Y, Zang X, Ma J, Xu G. Anti-Diabetic Effect of Portulaca Oleracea L. Polysaccharideandits Mechanism in Diabetic Rats. Int J Mol Sci 2016; 17(8): 1201.
48-    Rahimi VB, Ajam F, Rakhshandeh H, Askari VR. A Pharmacological Review on Portulaca Oleracea L.: Focusing on Anti-Inflammatory. Anti-Oxidant, Immuno-Modulatory and Antitumor Activities. J Pharmacopuncture 2019; 22(1): 7-15.
49-    Xu L, Ying Z, Wei W, Hao D, Wang H, Zhang W, et al. A Novel Alkaloid from Portulaca Oleracea L. Nat Prod Res 2017; 31(8): 902-8.
50-    Kim CH, Park PB, Choe SR, Kim TH, Jeong JK, Lee KG, et al. Anti-Oxidative and Anti-Inflammatory Effects of Protulaca Oleracea on the LPS-Stimulated AGS Cells. Journal of Physiology & Pathology in Korean Medicine 2009; 23(2): 488-93.
51-    Lee AS, Kim JS, Lee YJ, Kang DG, Lee HS. Anti-TNF-Α Activity of Portulaca Oleracea in Vascular Endothelial Cells. Int J Mol Sci 2012; 13(5): 5628-44.
52-    Dkhil MA, Moniem AA, Al-Quraishy S, Saleh RA. Antioxidant Effect of Purslane (Portulaca Oleracea) and Its Mechanism of Action. J Med Plants Res 2011; 5(9): 1589-63.
53-    Uddin MK, Juraimi AS, Hossain MS, Nahar MA, Ali ME, Rahman MM. Purslane Weed (Portulaca Oleracea): a Prospective Plant Source of Nutrition, Omega-3 Fatty Acid, and Antioxidant Attributes. ScientificWorldJournal 2014; 2014: 951019.
54-    Jeyapal S, Kona SR, Mullapudi SV, Putcha UK, Gurumurthy P, Ibrahim A. Substitution of Linoleic Acid with Α-Linolenic Acid or Long Chain N-3 Polyunsaturated Fatty Acid Prevents Western Diet Induced Nonalcoholic Steatohepatitis. Sci Rep 2018; 8(1): 10953.
55-    Zhou Y-X, Xin H-L, Rahman K, Wang S-J, Peng C, Zhang H. Portulaca Oleracea L.: A Review of Phytochemistry and Pharmacological Effects. Biomed Res Int 2015; 2015: 925631.
56-    Skulas-Ray AC, Kris-Etherton PM, Harris WS, Vanden Heuvel JP, Wagner PR, West SG. Dose-Response Effects of Omega-3 Fatty Acids on Triglycerides, Inflammation, and Endothelial Function in Healthy Persons With Moderate Hypertriglyceridemia. Am J Clin Nutr 2011; 93(2): 243-52.
57-    Abdalla HM Jr. Purslane Extract Effects on Obesity-Induced Diabetic Rats Fed a High-Fat Diet. Malays J Nutr 2010; 16(3): 419-29.