تمرینات ورزشی بخش­های مختلف سیستم قلبی-عروقی را تحت تاثیر قرار می­دهد. تمرینات منظم ورزشی یک بخش اساسی در برنامه توانبخشی بیماران بعد از انفارکتوس قلبی می­باشد. در واقع تمرینات ورزشی یک روش مؤثر و غیردارویی برای درمان نسبی انفارکتوس قلبی می­باشد. مطالعات کلینیکی کاهش میزان مرگ و میر را به میزان 26% بعد از تمرینات ورزشی در بیماران با انفارکتوس قلبی نشان داده است. در همین راستا تمرینات ورزشی، عملکرد سیستولیک بطن جپ را در پاسخ به فعالیت ورزشی بعد از انفارکتوس قلبی بهبود می­بخشد. در سطح سلولی، تمرینات ورزشی منجر به افزایش میزان کوتاه شدن میوسیت، افزایش میزان حساسیتCa2+، افزایش گیرنده­های بتا آدرنرژیک، افزایش بیان پروتئین شک گرمایی، افزایش فعالیت کانال­های پتاسیمی حساس به ATP (KATP)، کاهش آریتمی، کاهش اندازه­های حجم پایان دیاستولی و سیستولی، افزایش حجم ضربه­ای، بهبود عملکرد میوفیلامنت، کاهش اندازه انفارکتوس[1] و در نهایت بهبود عملکرد قلب پس از انفارکتوس می­شود (Gielen, Adams, 2010). اگر چه در این زمینه نتایج شماری از یافته ها ناهمگون است. اما سؤال اساسی این است که تمرینات ورزشی چگونه در بروز این تأثیرات نقش ایفا می­کند.

اندازه انفارکتوس، اصلی­ترین عاملی است که میزان مرگ و میر را پس از انفارکتوس تعیین می­کند. در مطالعات مروری نشان می دهد که تمرینات ورزشی موجب کاهش 4 تا 75 درصدی و به طور میانگین کاهش 34 درصدی مرگ سلول میوکارد می­شود. بنابراین بسیار مهم و حیاتی است که استراتژی­های درمانی که منجر به کاهش اندازه انفارکتوس می شود، توسعه و پیاده سازی شوند.

کاهش اندازه انفارکتوس یکی از دلایل اصلی بهبود عملکرد قلب پش از انفارکتوس می­باشد. یکی از روش­هایی که بسیار زیاد مورد مطالعه قرار گرفته و منجر به کاهش اندازه انفارکتوس می­شود، فرایند پریکاندیشنیگ[2] یا پیش شرطی کردن و پوستکاندیشنینگ[3] یا پس شرطی کردن می­باشد (Gielen, Adams, 2010).

پریکاندیشنیگ یا پوستکاندیشنینگ، القای یک فرایند سازشی است که سبب حفاظت بافت­ها از جمله میوکارد در برابر انواع آسیب­های سلولی مانند مرگ سلولی و اختلال عملکردی بافت در طی ایسکمی و پرفیوژن مجدد می­گردد. کاهش سایز انفارکتوس، اولین و مهم­ترین شاخص حفاظتی ناشی از پریکاندیشنیگ یا پوستکاندیشنینگ است.

2-5-1. سیگنال­های محافظتی فعال شده قلب با ورزش[4]

اگر چه تاثیرات فیزیولوژیکی و محافظتی قلب انفارکتوس شده به دنبال تمرینات ورزشی مشخص شده است، اما سیگنال­های مولکولی این فرایند به طور کامل مشخص نیستند. برای جواب به سوال اینکه تمرینات ورزشی چگونه موجب حمایت از قلب انفارکته شده می­شود، لازم به ذکر است آنچه که مشخص است تمرینات ورزشی تعدادی از سیگنال­های مولکولی کلاسیک را که در انفارکتوس قلبی از بین رفته­اند را مجدداً فعال می­کند. به عنوان مثال نشان داده شده است که در هنگام انفارکتوس قلبی میزان فعالیت eNOS کاهش می­یابد و این در نهایت موجب کاهش میزان NO در دسترس می­شود (Calvert & Lefer, 2013).

در هر حال مشخص است که تمرینات ورزشی تعدادی از سیگنال­های مولکولی کلاسیک را که شامل 1: افزایش اجزاء سیستم دفاعی آنتی اکسیدان مانند کالتالاز و سوپر اکسید دیسموتاز، 2: افزایش بیان پروتئین­های شک گرمایی، 3: فعال کردن کانال­های پتاسیمی وابسته به ATP(KATP) و 4: افزایش بیان و فعالیت آنزیم eNOS که منجر به افزایش NO در دسترس می شود، را افزایش می­دهد (Calvert & Lefer, 2013).

2-5-2. تمرینات ورزشی هوازی و نیتریک اکساید

مطالعات اخیر نشان داده­اند که اندوتلیوم نقش کلیدی را در تاثیرات حفاظتی تمرینات ورزشی در میوکارد ایفا می­کند. به طور خاص نشان داده شده است که تمرینات ورزشی هوازی موجب افزایش فشار برشی می­شود و این افزایش فشار برشی موجب افزایش فعالیت eNOS و در نهایت افزایش NO در دسترس هم در حیوانات (Sessa et al., 1994) و هم در انسان (Green et al., 2004) می­شود. میزان فعالیت eNOS در پاسخ به فشار بررشی به میزان دو تا چهار برابر افزایش پیدا می­کند و این در نهایت منجر به افزایش NO در دسترس می­شود. این تغییرات بلافاصله بعد از فعالیت شروع می­شود و تا یک هفته تداوم می­یابد (شکل 2-3) (Calvert & Lefer, 2013).

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   تست­های امنیتی

 

[1]. Infarction size

[2]. Preconditioning

[3]. Postconditioning

[4]. Cardioprotective signalling molecules activated by exercise

هنگام فعالیت ورزشی هوازی میزان اکسیژن برداشتی فراهم شده به وسیله جریان خون با میزان متابولیسم درون­سلولی متناسب می­باشد. در همین زمینه نشان داده شده است NO نقش مهمی را در هر دو فرایند میزان اکسیژن فراهمی توسط جریان خون و میزان متابولیسم سلولی ایفا می­کند. NO از طریق اتساع عروق خون رسان میزان اکسیژن در دسترس را افزایش می­دهد و از سویی دیگر NO متابولسم کربوهیدرات را از طریق افزایش گلوکز مصرفی و جلوگیری از دهیدروژنه شدن گلیسر آلدهید- 3- فسفات[1]  تغییر می­دهد. هنگام فعالیت، NO علاوه بر متناسب کردن اکسیژن برداشتی و متابولیسم سلولی، همچنین مانع از اتصال سلول­های التهابی و پلاکت­ها به دیواره عروق می­شوند  (Calvert & Lefer, 2013).

همچنین در سلول­های میوسیت، گیرنده­های β3-AR, β2-AR, β1-AR وجود دارد که هر یک عمل مشخصی را انجام می­دهد (شکل 2- 4) (Tavernier et al., 2003). نقش گیرنده β3-AR در فرایندهای فیزیولوژیکی و پاتولوژیکی هنوز مشخص نیست اما این احتمال داده می­شود که موجب تولید NO می­شود  (Calvert & Lefer, 2013

[1]. Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase

در همین راستا نشان داده شده است متعاقب افزایش اپی نفرین در پاسخ به فعالیت، میزان فعالیت eNOS و میزان NO در دسترس افزایش می­یابد. همچنین نشان داده شده است که در موش­های که گیرنده­های بتا-3 آدرنرژیک سرکوب شده بود، میزان NO بافت قلب در پاسخ به فعالیت افزایش پیدا نکرد(Tavernier et al., 2003).

از طرفی NO از طریق غیر فعال کردن کاسپاز -3 و کاهش اندازه انفارکتوس نقش حفاظتی را از قلب در هنگام انفارکتوس ایفا می­کند. مطالعات نشان دادند که تمرینات ورزشی در موش های eNOS-/- تاثیری بر کاهش فیبروز و آپوپتوسیس میوکارد پس از انفارکتوس قلبی ندارد (de Waard et al., 2010).

با وجود این، منبع اصلی تولید نیتریک اکساید در سلول­های آندوتلیال عروقی eNOS است که در طی تمرین ورزشی و فشار برشی فعال می­شود (Higashi & Yoshizumi, 2004). میلکی وی زک و همکاران (2005) نشان دادند که NO در طی تمرین ورزشی از طریق NOS عصبی (با فعالیت عضله) و NOS آندوتلیالی (با افزایش فشار برشی یا جریان خون) تولید می­شود و تکثیر مویرگی را در مراحل اولیه تحریک از طریق تنظیم افزایشی VEGF و VEGFR-2 فراهم می­کند (Milkiewicz et al., 2005). سطوح mRNA VEGF عضلات اسکلتی با بازداری NOS در طی فعالیت ورزشی تقریباً کاهش می­یابد، اما سطوح mRNA TGF-β1 و mRNA bFGF تغییری نمی­کنند(Gavin &  Westerkamp, 2006) این تحقیق نشان می­دهد که بیان ژن VEGF در پاسخ به فعالیت ورزشی وابسته به NO می­باشد. از طرفی فشار برشی با تاثیر روی حس­گرهای مکانیکی (پروتئین G، کانال­های یونی و اینتگرین) که در غشای سلول­های آندوتلیال قرار دارند، از طریق 4 مسیر انتقال پیام مکانیکی یعنی مسیرهای ERK / MEK / Raf / Ras ، c –Src، پروتئین شوک گرمایی (HSP-90)، و مسیر فاکتور قابل القا هایپوکسی یک با افزایش VEGF موجب فعالسازی eNOS و نهایتاً تولید NO  می­شود.(Nakata et al., 2008; Frisbee et al. 2006)

بنابراین با توجه به دانش موجود که تاکنون به دست آمده است، محققان بر این باورند که تمرینات ورزشی همراه با مصرف مکمل ال-آرژنین به عنوان پیش ساز NO از طریق افزایش VEGF و کاهش اندوستاتین منجر به افزایش چگالی مویرگی در بطن چپ موش­های با افارکتوس شدید قلبی شوند و از این طریق منجر به بهبود عملکرد قلب شود