دوره 13، شماره 3 - ( پاییز 1397 )                   جلد 13 شماره 3 صفحات 324-333 | برگشت به فهرست نسخه ها


XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Valipour Dehnouhnou V, Abbasi Moghadam M, Soleymani Farsani M. Effects of Early Morning Exercise on Serum Brain-Derived Neurotrophic Factor Level and Its Relation With Blood Cholesterol and Glucose Levels in the Elderly Men. Salmand: Iranian Journal of Ageing. 2018; 13 (3) :324-333
URL: http://salmandj.uswr.ac.ir/article-1-1355-fa.html
ولی پور ده نو وحید، عباسی مقدم مهدی، سلیمانی فارسانی محمد. تأثیر ورزش صبحگاهی بر سطوح سرمی عامل رشد عصبی مشتق از مغز و ارتباط آن با سطوح کلسترول در مردان سالمند. سالمند: مجله سالمندی ایران. 1397; 13 (3) :324-333

URL: http://salmandj.uswr.ac.ir/article-1-1355-fa.html


1- گروه علوم ورزشی، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران. ، valipour.v@lu.ac.ir
2- گروه علوم ورزشی، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران.
متن کامل [PDF 2624 kb]   (1195 دریافت)     |   چکیده (HTML)  (2459 مشاهده)
متن کامل:   (960 مشاهده)
Extended Abstract
1. Objectives

The relationship between regular participation in physical activity, especially aerobic exercise, and a variety of cognitive benefits have been already suggested [1-3]. Precise neurobiological mechanisms are unclear in improvement of cognitive functions, but studies on rodents have suggested the role of specific molecules such as Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF), Insulin-like Growth Factor 1 (IGF-1) and Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) [12]. 
In the brain, high-cholesterol diet reduces BDNF and neurodegeneration, and cause changes in long-term potentiation which lead to memory malfunction [4]. Studies have shown that plasma levels of BDNF and or its receptors reduce in older people and there is a negative relationship between BDNF levels and age [5]. The present study aimed to investigate the role of morning exercise on BDNF levels and its relationship with blood cholesterol and glucose levels.
2. Methods and Materials
This quasi-experimental study was conducted in Khorramabad City, Iran with a pretest and posttest design in 2017. Study population consists of 60 elderly men. Of this, 13 (mean [SD] age=56.46[3.93] year, mean [SD] weight=82.46[8.23] kg, mean [SD] height=175.46[5.17] cm) voluntarily participated in the study. Inclusion criteria were as follows: age over 50, with physical and mental health, willingness to participate in the study, and no history of fracture in the last few months. Exclusion criteria were any signs of cardiovascular or physical problems during exercise and unwillingness to continue exercise. 
The study procedure has been approved by the Ethics Committee of Lorestan University. The subjects were first warmed up for 15 minutes, including two rounds of walking, running slowly around the track, and then stretching movements. The main part of the exercise included 25 minutes of running at fast, moderate, and slow paces. To cool down, the subjects performed stretching movements for 10 minutes. The training sessions lasted 50 minutes. This protocol was the physical exercise program that the subjects performed earlier (for about 6 months, two sessions per week). 
On the day of the training, the blood samples were first taken during a fasting state and then the exercise protocol was performed. Three minutes after the training session, the next blood samples were taken. The blood sample was centrifuged at 3500 rpm for 5 min and the obtained serum was stored for later tests at -30°C. Serum BDNF concentrations were determined by ELISA assay using the appropriate kit (sensitivity=0.063 ng/mL, detection range=0.325-20 ng/mL, Casabau, Japan) according to the manufacturer’s instructions. The levels of glucose and serum cholesterol were determined using a Adjust Diagnostics Kit (sensitivity= 1 mg/dL, Ireland) in the Hitachi 917 automated analyzer. The obtained data were analyzed by paired t test and Pearson correlation test.
3. Result
The results of serum BDNF, glucose and cholesterol levels of subjects and the results of paired t test are presented in Table 1. These results indicate that serum BDNF (P=0.002) and glucose levels (P=0.01) significantly increased. There was no significant correlation between serum BDNF level and glucose level in all pretest and posttest conditions (P>0.05). Also, the difference between glucose and serum BDNF levels was not significant before and after the intervention (P=0.887, r=-0.044), but there was a negative correlation between cholesterol level and serum BDNF levels before the intervention (r=-0.53, P=0.061), and after the intervention (P=0.007, r=-0.703). The beneficial effects of physical activity can be partly explained by inducing BDNF gene expression in the hippocampus [467]. 
Also, these effects can be different depending on the type of exercise and some factors, including blood cholesterol and glucose levels [24]. The results of eating 
breakfast before morning exercise are controversial. Although in competitive athletes, carbohydrate ingestion is suggested 2-4 hours before the exercise in the morning, but in recreational athletes that exercise with moderate intensity, it is not very common. In addition, many people refuse to eat breakfast before exercise due to increase in fat metabolism [8]. 
Although the fat oxidation rate was not calculated in this study, the main aim of this study was to evaluate the effect of exercise in the early morning on serum BDNF level as a measure of cognitive performance whose results showed that moderate-intensity exercise early in the morning could increase serum BDNF levels and could be useful for mental health, and hence, improving cognitive functions in active elderly men. Food deprivation/fasting can also induce expression of BDNF level in neural circuits involved in recognition by increasing their activity and switching cellular energy substrate utilization from glucose to ketones [7]. 
From an evolutionary point of view, this activity-dependent production of BDNF likely contributes to optimization of brain function during fasting and running [7]. Therefore, BDNF production during fasting may be a mechanism for controlling energy substrate. considering the role of physical activity and fasting in increasing the expression of BDNF, the exercise in the early morning can be helpful in term of producing more BDNF.
4. Conclusion
One of the goals of exercising early in the morning is to burn more fat, because studies have shown that early exercise increases the oxidation of fat more than evening exercise [9]. Part of fat oxidation is due to increased BDNF secretion, because the free part of BDNF is used for fat oxidation in the skeletal muscle and other part is entered into the brain through a blood-brain barrier [5], and can have beneficial effects on brain structure and function. The results of this study showed that exercise in fasting state can increase BDNF levels in active elderly men. This increase in BDNF levels can be affected by cholesterol levels. Therefore, lowering cholesterol levels through exercise or by reducing the consumption of high-cholesterol foods can be important in terms of brain and mental health in physically active elderly men.

Ethical Considerations
Compliance with ethical guidelines

The Ethics Committee of Lorestan University confirmed this research.
Funding
This research was extracted from a research project done in Lorestan University and was financially supported by Lorestan University.
Conflict of interest
The authors declared no conflict of interest.
Acknowledgements
Hereby, we appreciate all those who participated in this research.

مقدمه
بین شرکت منظم در فعالیت جسمانی به‌ویژه ورزش هوازی و تنوعی از مزیت‌های شناختی رابطه‌ای پیشنهاد شده است [3-1]. بسیاری از مردم برای به‌ دست آوردن مزیت‌های جسمانی و روان‌شناختی به طور منظم ورزش می‌کنند [4]. شواهد، اثرات مثبت فعالیت جسمانی و ورزش بر ساختار و عملکرد شناختی شامل بهبود توجه، سرعت پردازش و عملکرد اجرایی در سالمندان با و بدون اختلالات شناختی را گزارش کرده‌‌اند [2 ،1]. سازوکار دقیق عصبی زیست‌شناختی برای بهبود عملکردهای شناختی نامشخص است. مطالعات بسیاری در جوندگان نقش مرکزی مولکول‌های ویژه‌ای مانند عامل رشد عصبی مشتق از مغز، عامل رشد شبه‌انسولین-1 و عامل رشد اندوتلیال رگی را پیشنهاد داده‌اند. این مولکول‌ها نرون‌زایی در هیپوکامپ را تسهیل می‌کنند، شکل‌پذیری سیناپسی در هیپوکامپ و قشر مغز و رگ‌زایی، و رشد و حفاظت از عروق عصبی را افزایش می‌دهند [2 ،1]. 
عامل رشد عصبی مشتق از مغز عضوی از خانواده نروتروفین‌هاست که عبارتند از: عامل رشد عصبی، نروتروفین-3، نروتروفین-5/4 و نروتروفین 6. عامل رشد عصبی مشتق از مغز به طور گسترده‌ای در مغز پستانداران در حال تکامل و بالغ و همچنین در چندین بافت محیطی مانند عضله و بافت چربی بیان می‌شود [1]. عامل رشد عصبی مشتق از مغز یک پروتئین مهم در دستگاه عصبی مرکزی است که نقش آن در چندین عمل عصبی زیست‌شناختی مانند شکل‌پذیری سیناپسی، نوسازی دندریتی، رشد آکسون و بقا و تمایز نرونی نشان داده شده است [6 ،5]. این مولکول نقشی کلیدی در قشر مغزی و هیپوکامپ دارد و برای یادگیری، حافظه و شناخت ضروری است [8 ،7].
کلسترول ماده‌ای مومی و چربی‌مانند است که در همه فراورده‌های حیوانی (یعنی گوشت‌ها، فراورده‌های لبنی و تخم‌ها) وجود دارد. بدن انسان در کبد کلسترول تولید می‌کند و آن را از طریق رژیم غذایی نیز جذب می‌کند. کلسترول برای بدن ضروری است و برای ساخت غشاهای سلول، تولید هورمون‌های جنسی و تشکیل اسیدهای صفراوی که برای هضم چربی‌ها ضروری است، به کار می‌رود. هنگامی که سطوح کلسترول در خون خیلی بالا باشد، مقدار مازاد آن در دیواره سرخرگ‌ها تجمع می‌یابد و خطر بیماری کرونری قلب را افزایش می‌دهد [9]. همچنین در مغز، کلسترول بالای رژیم غذایی، کاهش در عامل رشد عصبی مشتق از مغز، کاهش در نروزن‌زایی و تغییراتی در پتانسیل‌سازی بلند مدت ایجاد می‌کند که به سوء عملکرد حافظه منجر می‌شود [7].
از طرفی سالمندی به عنوان کاهش طبیعی در عملکرد بافت، اندام و بدن تعریف می‌شود که به طور پیش‌رونده انسان را بیشتر مستعد مرگ می‌کند [7]. پدیده سالمندی آخرین دوره از فرایند زندگی است که همه موجودات زنده با آن روبه‌رو می‌شوند. تعداد افراد سالمند در جامعه نیز به‌تدریج در حال افزایش است [10]. مطالعات نشان داده‌اند سطوح پلاسمایی عامل رشد عصبی مشتق از مغز و یا گیرنده‌های آن در افراد سالمند کاهش می‌یابد و رابطه‌ای منفی بین سطوح عامل رشد عصبی مشتق از مغز و سن وجود دارد [5]. این رابطه منفی بین افزایش سن و کاهش عملکرد و ظرفیت‌های شناختی نیز وجود دارد [12 ،11]؛ رویدادی که با تغییر در رونویسی ژن‌های درگیر در شکل‌پذیری سیناپسی همراه است [12]. به هر حال، این اجماع وجود دارد که افزایش سطوح پروتئین عامل رشد عصبی مشتق از مغز می‌تواند در افراد سالمند حجم هیپوکامپ را افزایش دهد، حافظه فضایی را بهبود بخشد و موجب افزایش اجرای شناختی شود [5 ،2 ،1].
مطالعات نشان داده‌اند ورزش هوازی [5] و تمرین مقاومتی [14 ،13] با افزایش سطوح سرمی عامل رشد عصبی مشتق از مغز، حافطه کاری و توجه را افزایش می‌دهد. ترکیب ورزش هوازی و تمرین قدرتی به ‌مقدار بیشتری می‌تواند مؤثر باشد [2]. سوزوکی و همکاران (2013) در بررسی اثر شش ماه تمرین چندوجهی (ورزش هوازی، تمرین قدرتی و تمرین مجدد تعادل وضعیتی) در سالمندان دارای اختلال ملایم شناختی نشان دادند ورزش می‌تواند حافظه منطقی را بهبود بخشد، عملکرد عمومی شناختی را حفظ کند و آتروفی کلی قشر مغز را کاهش دهد [2].
بسیاری از افراد پیش از خوردن صبحانه ورزش می‌کنند که معمولاً افراد سالمند یا بازنشسته‌ها به ‌علت داشتن وقت مناسب این کار را انجام می‌دهند و افراد مشغول به کار یا ورزش صبحگاهی را انجام می‌دهند یا در اوایل غروب ورزش می‌کنند [15]. ادبیات تحقیق ورزش صبحگاهی را هم ورزش پیش از ناشتا و هم ورزش پیش از ظهر می‌داند. در صورتی که بین این دو زمان برای ورزش کردن تفاوت وجود دارد. منظور از ورزش صبحگاهی در اینجا، ورزش در اوایل صبح یا پیش از ناشتا است. رابرتسون و همکاران (2011) نشان دادند که ورزش کردن در اوایل صبح اثر سودمند بیشتری نسبت به ورزش کردن در اوایل غروب بر اکسیداسیون چربی و کاهش چربی خون پس از صرف غذا دارد [15]. ویسی و همکاران (2015) در مطالعه‌ای نشان دادند خوردن صبحانه مختصر پیش از ورزش می‌تواند به روحیه پس از ورزش و میزان ذهنی اشتها در زنان فعال سود برساند [4]. 
سطوح کم کلسترول تام پیش از مداخله ورزشی با بهبود نمرات حافظه منطقی مرتبط است. سطوح بالاتر عامل رشد عصبی مشتق از مغز به طور معناداری با بهبود نمرات شناختی ارتباط دارد [2]. بنابراین، با توجه به نقش سطوح پایه کلسترول در سلامت مغزی و همچنین نقش ورزش و گلوکز خون در افزایش سطوح عامل رشد عصبی مشتق از مغز و اینکه برخی از افراد به علت کمبود وقت و جلوگیری از ناراحتی در حین ورزش از خوردن صبحانه پیش از ورزش صبحگاهی خودداری می‌کنند [4]، مطالعه حاضر با هدف بررسی نقش ورزش در اوایل صبح (پیش از ناشتا) بر سطوح عامل رشد عصبی مشتق از مغز و ارتباط آن با سطوح کلسترول و گلوکز خون انجام شد. با اینکه مزیت‌های ورزش جسمانی حاد و مزمن بر سطوح عامل رشد عصبی مشتق از مغز در انسان‌ها به‌خوبی مشخص شده است [5]، اما اثر ورزش در اوایل صبح بر سطوح عامل رشد عصبی مشتق از مغز در مردان سالمند هنوز مشخص نیست.
روش مطالعه
این مطالعه نیمه‌تجربی با طرح پیش‌آزمون و پس‌آزمون در سال 1396 در شهر خرم‌آباد انجام شد. ‌جامعه آماری پژوهش را 60 مرد سالمند تشکیل دادند که در قالب یک گروه سلامتی‌ کار به طور مرتب هفته‌ای دو بار در مجموعه ورزشی تختی خرم‌آباد مشغول به فعالیت بودند. پس از شرح کامل روش انجام پژوهش و انجام نمونه‌گیری خون، درنهایت 13 نفر (سن: 3/93±56/46 سال، وزن: 8/23±82/46 کیلوگرم، قد: 5/17±175/46 سانتی‌متر) از آن‌ها به طور داوطلبانه در مطالعه شرکت کردند. معیارهای ورود به مطالعه عبارت بودند از: داشتن سن بالای 50 سال، داشتن سلامتی کامل جسمی و روانی، تمایل به شرکت در پژوهش، نداشتن سابقه شکستگی در چند ماه اخیر. معیارهای خروج نیز عبارت بودند از: بروز مشکلات قلبی عروقی یا جسمی در حین تمرین و تمایل نداشتن به ادامه تمرین. روش انجام این پژوهش توسط کمیته اخلاق دانشگاه لرستان تأیید شد.
برنامه تمرینی
آزمودنی‌ها ابتدا به مدت 15 دقیقه گرم کردن شامل دو دور پیاده‌روی، دویدن آرام دور پیست استاندارد دو و میدانی و سپس حرکات کششی را انجام دادند. در قسمت بدنه اصلی تمرین، 25 دقیقه دویدن به ‌صورت سرعت‌های متغیر تند، متوسط و کند را اجرا کردند. در بخش سرد کردن، آزمودنی‌ها به مدت 10 دقیقه حرکات کششی انجام دادند. جلسه تمرینی 50 دقیقه ‌طول کشید. این برنامه، نمونه تمرین ورزشی بود که آزمودنی‌ها پیش‌تر در جلسات تمرینی (به طور میانگین 6 ماه و هفته‌ای 2 جلسه) انجام می‌دادند. محل انجام برنامه نیز پیست دو و میدانی بود که آزمودنی‌ها پیش‌تر در آنجا ورزش می‌کردند.
نمونه خونی
در روز تمرین ابتدا کارشناس آزمایشگاه از آزمودنی‌ها در حالت ناشتا رأس ساعت 7 و 30 دقیقه نمونه خونی گرفت. شرکت‌کنندگان تقریباً 50 دقیقه برنامه تمرینی را انجام دادند و 3 دقیقه پس از جلسه تمرین، نمونه خونی بعدی از آن‌ها گرفته شد. نمونه خونی با 3500 دور در دقیقه برای 5 دقیقه سانتریفیوژ شد. سرم به‌دست‌آمده در داخل تیوب‌های ویژه ریخته و برای آزمایش‌های بعدی در دمای 30- درجه سانتی‌گراد نگهداری شد.
روش‌های اندازه‌گیری
غلظت‌های سرمی عامل رشد عصبی مشتق از مغز به‌روش الایزا و با استفاده از کیت‌های مربوطه (حساسیت 0/063 نانوگرم/میلی‌لیتر، دامنه تشخیص: 325-0/20 نانوگرم/میلی‌لیتر، کازابایو، ژاپن) بر اساس دستورالعمل شرکت سازنده اندازه‌گیری شد. سطوح گلوکز و کلسترول سرمی (Aduit Diagnostics Kit، حساسیت: mg/dl 1، ایرلند) با استفاده از روش آنزیمی با دستگاه هیتاچی آتوآنالایزر 917 تعیین شد.
روش‌های آماری
نتایج آزمون کلموگروف اسمیرنف نشان داد داده‌ها توزیع طبیعی دارند (جدول شماره 1). بنابراین برای تجزیه‌وتحلیل آن‌ها از آزمون‌های تی وابسته و ضریب همبستگی پیرسون استفاده شد. سطح معنی‌داری 0/05 در نظر گرفته شد.
یافته‌ها
در این مطالعه 13 مرد سالمند ساکن شهر خرم‌آباد بررسی شدند. نتایج غلظت‌های سرمی عامل رشد عصبی مشتق از مغز، گلوکز و کلسترول آزمودنی‌ها در جدول شماره 1 آورده شده است. نتایج آزمون تی زوجی در جدول شماره 2 آورده شده است. این نتایج نشان می‌دهد غلظت سرمی عامل رشد عصبی مشتق از مغز (0/002=P) و گلوکز (0/01=P) به طور معناداری افزایش یافته است. به هر حال، در همه شرایط پیش‌آزمون و پس‌آزمون ارتباط معناداری بین غلظت عامل رشد عصبی مشتق از مغز و گلوکز سرمی وجود نداشت (0/05P، 0/044-=r)
. اما، بین سطوح کلسترول و عامل رشد عصبی مشتق از مغز پیش‌آزمون ارتباط منفی نزدیک به سطح معناداری(0/061-=P، 0/53=r)
و عامل رشد عصبی مشتق از مغز پس‌آزمون ارتباط منفی معناداری (0/700=P، 0/703-=r) مشاهده شد (جدول شماره 3). 
بحث
مطالعه حاضر با هدف بررسی نقش ورزش در اوایل صبح (پیش از ناشتا) بر سطوح عامل رشد عصبی مشتق از مغز و ارتباط آن با سطوح کلسترول و گلوکز خون انجام شد. بدین منظور 13 نفر از مردان سالمند شهر خرم‌آباد در یک جلسه 50 دقیقه‌ای ورزش صبحگاهی شرکت کردند. آزمودنی‌ها قبلاً چنین برنامه‌ای را 
هفته‌ای دو بار انجام می‌دادند. نتایج مهم مطالعه حاضر عبارتند از: 1. ورزش صبحگاهی به مدت 50 دقیقه در مردان سالمند سطوح عامل رشد عصبی مشتق از مغز را افزایش می‌دهد؛ 2. سطوح گلوکز خون را افزایش می‌دهد؛ 3. ارتباط مثبت غیرمعناداری بین سطوح گلوکز و عامل رشد عصبی مشتق از مغز وجود دارد؛ و 4. ارتباط منفی معناداری بین سطوح عامل رشد عصبی مشتق از مغز و کلسترول سرمی استراحتی وجود دارد. 
مطالعات نشان داده‌اند ورزش می‌تواند سلامت ذهنی و مغزی را افزایش دهد و عملکرد حافظه و شناخت را بهبود بخشد [7 ،4]. این اثرات سودمند فعالیت جسمانی تا حدودی می‌تواند با القای بیان ژن عامل رشد عصبی مشتق از مغز در هیپوکامپ شرح داده شود [8-6]. همچنین، این اثرات می‌تواند با توجه به نوع ورزش و برخی عوامل ازجمله سطوح گلوکز و کلسترول خون متفاوت باشد [7 ،2]. نتایج این مطالعات با نتایج مطالعه حاضر همسو است. 
ورزش به طور حاد و مزمن به‌ویژه با شدت متوسط و بالاتر به طور مثبت عملکرد شناختی را تحت تأثیر قرار می‌دهد. عملکرد شناختی با سطوح عامل رشد عصبی مشتق از مغز در ارتباط است [8 ،3]. با توجه به نتایج مطالعه حاضر می‌توان به این نتیجه رسید که ورزش به طور مستقیم از طریق افزایش سطوح عامل رشد عصبی مشتق از مغز و به طور غیرمستقیم از طریق کاهش سطوح کلسترول سرمی، سلامت مغزی و عملکرد حافظه و شناخت را بهبود می‌دهد. ورزش می‌تواند سطوح کلسترول خون را کاهش دهد [9] و از اثرات منفی آن بر سلامت جسمی و ذهنی بکاهد [7]. 
شواهد تازه نشان می‌دهد عامل رشد عصبی مشتق از مغز محیطی به طور مثبت با عوامل خطرزای قلبی عروقی مانند شاخص توده بدنی، چربی شکمی، تری‌گلیسرید، کلسترول تام و سطح گلوکز ناشتا مرتبط است [1]. همچنین، مطالعات اثرات زیانبار سطوح بالای کلسترول در بیماری‌های قلبی عروقی را نشان داده‌اند [9]. بنابراین، می‌توان نتیجه گرفت سطوح بالای عامل رشد عصبی مشتق از مغز اثرات مفید و سطوح بالای کلسترول اثرات مضری در ایجاد بیماری‌های قلبی عروقی دارند. 
در همین راستا، نتایج مطالعات پیشین [2] و مطالعه حاضر نشان می‌دهد سطوح بالای کلسترول استراحتی می‌تواند پاسخ عامل رشد عصبی مشتق از مغز را به عنوان عاملی برای سلامت ذهنی به طور منفی تحت تأثیر قرار دهد. تغذیه بهینه برای سلامتی عصبی زیست‌شناختی ضروری است و اثر چشمگیری بر تکامل ساختار و عملکرد مغزی دارد [7]. بنابراین، این احتمال وجود دارد که سطوح بالای کلسترول از طریق کاهش سطوح استراحتی عامل رشد عصبی مشتق از مغز و اثر آن بر کاهش پاسخ عامل رشد عصبی مشتق از مغز به ورزش هوازی، ساختار و عملکرد مغز را دچار اختلال کند. با این حال، جانگ و همکاران (2011) در مطالعه‌ای رابطه مثبت بین سطوح تام کلسترول و عامل رشد عصبی مشتق از مغز را نشان دادند و پیشنهاد کردند عامل رشد عصبی مشتق از مغز ممکن است با اثرات افزایش آمادگی قلبی تنفسی بر بیماری قلبی عروقی مرتبط باشد و پیشنهاد داده‌اند که مطالعات بیشتری در این رابطه انجام شود [16].
عامل رشد عصبی مشتق از مغز ممکن است سوخت‌وساز گلوکز را تنظیم کند، جذب غذا را کاهش دهد و قند خون را در موش‌های از لحاظ ژنتیکی اصلاح‌شده پایین بیاورد. اثرات کاهنده قند خون عامل رشد عصبی مشتق از مغز نمی‌تواند به‌تنهایی به 
اثر کم‌خوری یا کاهنده اشتهای عامل رشد عصبی مشتق از مغز نسبت داده شود؛ زیرا تزریق عامل رشد عصبی مشتق از مغز مقاومت به انسولین را در موش‌های با دستکاری ژنتیکی بهبود می‌دهد، حتی هنگامی که مصرف غذا کنترل شده باشد [6]. اثرات کاهنده قند خون عامل رشد عصبی مشتق از مغز به صورت مزمن اتفاق خواهد افتاد. بنابراین، در اوایل صبح در حالت ناشتا که قند خون پایین است نمی‌تواند از لحاظ اثر عامل رشد عصبی مشتق از مغز روی کاهش قند خون، محدودکننده باشد. با این حال، رابطه مثبت بین سطوح قند خون و پاسخ عامل رشد عصبی مشتق از مغز به ورزش نشان داده شده است که با نتایج مطالعه حاضر نیز همسو است (اگر چه معنادار نیست) [7 ،2].
با اینکه افزایش سطوح کلسترول سرمی می‌تواند اثرات مضری بر سطوح عامل رشد عصبی مشتق از مغز داشته باشد، نشان داده شده است که محتوای کلسترول در مغز افراد و موش‌های سالمند کاهش می‌یابد و می‌تواند با نقص‌های شناختی در ارتباط باشد [17 ،12]. در همین رابطه، نشان داده شده است که بازگرداندن سطوح کلسترول در هیپوکامپ موش‌های سالمند برای کاهش نقص‌های بیوشیمیایی، الکتروفیزیولوژیکی و رفتاری (شناختی) کافی است [12]. این اطلاعات نشان می‌دهد کمبود کلسترول سالمندان در تنطیم منفی اپی‌ژنتیکی ژن‌های درگیر در یادگیری و حافظه و درنتیجه در نقص‌های شناختی ویژه این مرحله از زندگی نقش دارد [12]. کلسترول تشکیل‌دهنده اصلی غشاهای اوکاریوتی است و هرگونه تغییری در این استرول اثری بر عملکرد سلول‌های مغزی خواهد داشت [12]. 
تخلیه دارویی کلسترول انتقال سیناپسی وابسته به عامل رشد عصبی مشتق از مغز را کاهش می‌دهد و اثر عامل رشد عصبی مشتق از مغز بر ریخت‌شناسی دندریتی را مهار می‌کند [19 ،18]. عامل رشد عصبی مشتق از مغز بیوسنتز کلسترول در نرون‌های قشری و هیپوکامپی کشت‌شده را افزایش می‌دهد، اما این افزایش تنها در نرون‌ها و نه در سلول‌های گلیال وجود دارد [18]. به هر حال، کاهش در سطوح عامل رشد عصبی مشتق از مغز در سالمندی می‌تواند به علت کاهش محتوای کلسترول در مغز و غشای سلول‌های مغزی باشد که درنهایت منجر به کاهش عملکرد شناختی در افراد سالمند می‌شود. 
تضاد در اثر سطوح کلسترول سرمی و کلسترول داخل مغز بر پاسخ عامل رشد عصبی مشتق از مغز به این دلیل است که لیپوپروتئین‌های حاوی کلسترول از سد خونی مغزی عبور نمی‌کنند و مغز به سنتز کلسترول به وسیله خودش وابسته است تا عملکرد طبیعی داشته باشد [17]. بنابراین، بین غلظت کلسترول سرمی و محتوای کلسترول غشای سلول‌های مغزی ارتباطی وجود ندارد.
نتایج در زمینه مصرف صبحانه مختصر پیش از ورزش صبحگاهی ضد و نقیض است. البته در ورزشکاران رقابتی مصرف کربوهیدرات 2 تا 4 ساعت پیش از ورزش در صبح پیشنهاد شده است، اما در ورزشکاران تفریحی که ورزش را با شدت متوسط انجام می‌دهند، خیلی رایج نیست. علاوه بر این، بسیاری از افراد به دلیل افزایش سوخت‌وساز چربی، از مصرف صبحانه پیش از ورزش خودداری می‌کنند [4]. اگر چه در این مطالعه میزان اکسیداسیون چربی محاسبه نشده است (جزء اهداف مطالعه نبود)، اما هدف اصلی این مطالعه بررسی اثر ورزش در اوایل صبح بر میزان عامل رشد عصبی مشتق از مغز به عنوان معیاری از بهبود عملکرد شناختی بود. 
نتایج نشان داد ورزش با شدت متوسط در اوایل صبح می‌تواند سطوح سرمی عامل رشد عصبی مشتق از مغز را افزایش دهد و از نظر سلامت ذهنی و بهبود عملکرد شناختی مفید باشد. همچنین گرسنگی و محرومیت از غذا می‌تواند بیان عامل رشد عصبی مشتق از مغز در مدارهای نرونی را که در شناخت درگیر هستند با افزایش فعالیت آن‌ها و تغییر استفاده از سوبسترای انرژی سلولی از گلوکز به کتون‌ها، القا کند [8]. از یک دیدگاه تحولی، این تولید وابسته به فعالیت عامل رشد عصبی مشتق از مغز احتمالاً به بهینه‌سازی عملکرد مغز در خلال گرسنگی و دویدن کمک می‌کند. بنابراین، تولید عامل رشد عصبی مشتق از مغز در خلال گرسنگی سازوکاری برای کنترل سوبسترای انرژی خواهد بود [8]. به ‌هر حال، با توجه به نقش فعالیت جسمانی و گرسنگی در افزایش بیان عامل رشد عصبی مشتق از مغز، می‌توان سودمندی ورزش در اوایل صبح را از لحاظ تولید بیشتر عامل رشد عصبی مشتق از مغز مفید دانست.
ویسی و همکاران (2015) نشان دادند از لحاظ میزان احساس گرسنگی و بهبود عملکرد شناختی، مصرف اندک صبحانه نسبت به مصرف زیاد صبحانه یا حذف صبحانه پیش از ورزش مؤثرتر است [4]. اگر چه بیشتر مطالعات نشان داده‌اند مصرف اندک صبحانه اثرات سودمندتری نسبت حذف آن دارد [4]، اما نتایج مطالعه حاضر نشان داد ورزش پیش از مصرف صبحانه نیز می‌تواند غلظت‌های سرمی عامل رشد عصبی مشتق از مغز را افزایش دهد. نورشاهی و همکاران (2008) در مطالعه‌ای نشان دادند 8 هفته ورزش صبحگاهی می‌تواند غلظت ایمونوگلوبولین A بزاقی را افزایش دهد. البته در این مطالعه گروه کنترلی که پیش از ورزش صبحانه اندک را مصرف کرده باشند، وجود نداشته است [20].
یکی از اهداف افرادی که در اوایل صبح ورزش می‌کنند، افزایش مصرف چربی است، زیرا مطالعات نشان داده‌اند ورزش در اوایل صبح نسبت به غروب اکسیداسیون چربی را بیشتر افزایش می‌دهد [15]. بخشی از اکسیداسیون چربی به ‌دلیل افزایش ترشح عامل رشد عصبی مشتق از مغز است، زیرا بخشی از عامل رشد عصبی مشتق از مغز که به طور محیطی آزاد می‌شود، در اکسیداسیون چربی در عضله اسکلتی به کار می‌رود و بخشی از آن نیز از طریق سد خونی مغزی وارد مغز می‌شود [5] و می‌تواند اثرات سودمند دیگری بر ساختار و عملکرد مغز داشته باشد.
یکی از محدودیت‌های این مطالعه استفاده نکردن از طرح تصادفی متقاطع برای بررسی اثر مصرف صبحانه اندک پیش از ورزش بود. محدودیت دیگر شاید تعداد نمونه باشد. اگر چه 13 نفر نمونه در مطالعات نیمه‌تجربی بسیار گزارش شده است، اما در این دامنه سنی و برای انجام ورزش صبحگاهی پیدا کردن نمونه بسیار سخت است.
با توجه به اینکه مطالعه حاضر برای اولین بار این عوامل را بررسی کرده و نتایج بسیار خوبی نیز گرفته است، پیشنهاد می‌شود مطالعات آینده روی جامعه زنان سالمند و به ‌صورت طرح متقاطع و با مصرف صبحانه در هر دو جامعه زنان و مردان سالمند انجام شود. همچنین با توجه به اثر مثبت ورزش صبحگاهی بر سلامت مغزی، ذهنی و جسمی، پیشنهاد می‌شود امکانات و برنامه‌های مناسبی برای شرکت هر چه بیشتر افراد، به‌ویژه سالمندان در برنامه‌های ورزش صبحگاهی فراهم شود. افراد سالمند نیز توجه کنند که اگر سطوح کلسترول آن‌ها در سطح طبیعی باشد می‌توانند از ورزش صبحگاهی مزیت بیشتری در زمینه سلامت مغزی به ‌دست آورند.
نتیجه‌گیری نهایی
نتایج مطالعه حاضر نشان داد ورزش در اول صبح در حالت ناشتا می‌تواند سطوح عامل رشد عصبی مشتق از مغز را افزایش دهد. نتیجه مهم‌تر اینکه این افزایش سطوح عامل رشد عصبی مشتق از مغز می‌تواند تحت تأثیر سطوح کلسترول قرار گیرد. بنابراین، کاهش سطوح کلسترول از طریق ورزش یا از طریق کاهش مصرف غذاهای دارای کلسترول بالا می‌تواند به لحاظ سلامت مغزی و ذهنی اهمیت فراوانی داشته باشد.
ملاحظات اخلاقی
پیروی از اصول اخلاق پژوهش

کمیته اخلاق دانشگاه لرستان این پژوهش را تأیید کرد.
حامی مالی
این پژوهش از طرح درون دانشگاهی دانشگاه لرستان گرفته شده است و دانشگاه لرستان از آن حمایت مالی کرده است. 
تعارض منافع
بنا بر اظهار نویسندگان این مقاله تعارض منافع ندارد.
تشکر و قدردانی
بدین وسیله از تمامی آزمودنی‌های مطالعه حاضر به‌ خاطر شرکت در مطالعه و همکاری بسیار خوب با پژوهشگر سپاس‌گزاری می‌کنیم.

References
  1. Huang T, Larsen KT, Ried-Larsen M, Møller NC, Andersen LB. The effects of physical activity and exercise on brain-derived neurotrophic factor in healthy humans: A review. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports. 2014; 24(1):1–10. [DOI:10.1111/sms.12069] [PMID]
  2. Suzuki T, Shimada H, Makizako H, Doi T, Yoshida D, Ito K, et al. A randomized controlled trial of multicomponent exercise in older adults with mild cognitive impairment. PLoS ONE. 2013; 8(4):e61483. [DOI:10.1371/journal.pone.0061483]
  3. Chang YK, Alderman BL, Chu CH, Wang CC, Song TF, Chen FT. Acute exercise has a general facilitative effect on cognitive function: A combined ERP temporal dynamics and BDNF study. Psychophysiology. 2016; 54(2):289-300. [DOI:10.1111/psyp.12784] [PMID]
  4. Veasey RC, Haskell-Ramsay CF, Kennedy DO, Tiplady B, Stevenson EJ. The effect of breakfast prior to morning exercise on cognitive performance, mood and appetite later in the day in habitually active women. Nutrients. 2015; 7(7):5712-32. [DOI:10.3390/nu7075250] [PMID] [PMCID]
  5. Coelhoa FGM, Vitala TM, Steina AM, Arantesa FJ, Ruedac AV, Camarinic R, et al. Acute aerobic exercise increases brain-derived neurotrophic factor levels in elderly with Alzheimer’s disease. Journal of Alzheimer’s Disease. 2014; 39(2):401–8. [DOI:10.3233/JAD-131073] [PMID]
  6. Karczewska-Kupczewska M, Kowalska I, Nikolajuk A, Adamska A, Zielinska M, Kaminska N, et al. Circulating brain-derived neurotrophic factor concentration is downregulated by intralipid/heparin infusion or high-fat meal in young healthy male subjects. Diabetes Care. 2012; 35(2):358-62. [DOI:10.2337/dc11-1295] [PMID] [PMCID]
  7. Farooqui T, Farooqui AA. Diet and exercise in cognitive function and neurological diseases. Hoboken, New Jersey: Wiley-Blackwell; 2015. [DOI:10.1002/9781118840634]
  8. Marosi K, Mattson MP. BDNF mediates adaptive brain and body responses to energetic challenges. Trends Endocrinol Metab. 2014; 25(2):89–98. [DOI:10.1016/j.tem.2013.10.006] [PMID] [PMCID]
  9. Vella CA, Kravitz L, Janot JM. A review of the impact of exercise on cholesterol levels. IDEA Health & Fitness Source. 2001; 19(10):48-54.
  10. Mohammadi MM, Esmaeilivand M. [Attitudes toward caring of the elderly from the perspective of nursing and midwifery students in Kermanshah Province in 2015 (Persian)]. Iranian Journal of Ageing. 2017; 11(4):476-83.
  11. Benloucif S, Orbeta L, Ortiz R, Janssen I, Finkel SI, Bleiberg J, et al. Morning or evening activity improves neuropsychological performance and subjective sleep quality in older adults. Sleep. 2004; 27(8):1542-51. [DOI:10.1093/sleep/27.8.1542] [PMID]
  12. Palomer E, Martin-Segura A, Baliyan S, Ahmed T, Balschun D, Venero C, et al. Aging triggers a repressive chromatin state at BDNF promoters in hippocampal neurons. Cell Reports. 2016; 16(11):2889–900. [DOI:10.1016/j.celrep.2016.08.028] [PMID]
  13. Perrey S. Promoting motor function by exercising the brain. Brain Sciences. 2013; 3(1):101-22. [DOI:10.3390/brainsci3010101] [PMID] [PMCID]
  14. Yarrowa JF, Whitec LJ, McCoya SC, Borst SE. Training augments resistance exercise induced elevation of circulating Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF). Neuroscience Letters. 2010; 479(2):161-5. [DOI:10.1016/j.neulet.2010.05.058] [PMID]
  15. Robertson T, Palmer R, Doyle A, Griffin B, Hampton S, Collins A. Morning exercise appears to promote greater fat oxidation and reduce postprandial lipaemic response more than evening exercise. Proceedings of the Nutrition Society. 2011. [DOI:10.1017/S0029665111004794]
  16. Jung SH, Kim J, Davis JM, Blair SN, Cho HC. Association among basal serum BDNF, cardiorespiratory fitness and cardiovascular disease risk factors in untrained healthy Korean men. European Journal of Applied Physiology. 2011; 111(2):303-11. [DOI:10.1007/s00421-010-1658-5] [PMID]
  17. Fukui K, Ferris HA, Kahn CR. Effect of cholesterol reduction on receptor signaling in neurons. Journal of Biological Chemistry. 2015; 290(44):26383-92. [DOI:10.1074/jbc.M115.664367] [PMID] [PMCID]
  18. Suzuki S, Kiyosue K, Hazama S, Ogura A, Kashihara M, Hara T, et al. Brain-derived neurotrophic factor regulates cholesterol metabolism for synapse development. Journal of Neuroscience. 2007; 27(24):6417–27. [DOI:10.1523/JNEUROSCI.0690-07.2007] [PMID]
  19. Gonzalez A, Moya-Alvarado G, Gonzalez-Billaut C, Bronfman FC. Cellular and molecular mechanisms regulating neuronal growth by Brain-Derived Neurotrophic Factor. Cytoskeleton. 2016; 73(10):612-28. [DOI:10.1002/cm.21312] [PMID]
  20. Nourshahi M, Hovanloo F, Arbabi A. [Effect of exercise with moderate intensity in the morning on some factors of immune systems in adults (Persian)]. Iranian Journal of Endocrinology & Metabolism. 2008; 10(3):241-5.
نوع مطالعه: كاربردي | موضوع مقاله: سالمند شناسی
دریافت: ۱۳۹۷/۱/۱۵ | پذیرش: ۱۳۹۷/۵/۶ | انتشار: ۱۳۹۷/۷/۹

فهرست منابع
1. Huang T, Larsen KT, Ried-Larsen M, Møller NC, Andersen LB. The effects of physical activity and exercise on brain-derived neurotrophic factor in healthy humans: A review. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports. 2014; 24(1):1–10. [DOI:10.1111/sms.12069] [PMID] [DOI:10.1111/sms.12069]
2. Suzuki T, Shimada H, Makizako H, Doi T, Yoshida D, Ito K, et al. A randomized controlled trial of multicomponent exercise in older adults with mild cognitive impairment. PLoS ONE. 2013; 8(4):e61483. [DOI:10.1371/journal.pone.0061483] [DOI:10.1371/journal.pone.0061483]
3. Chang YK, Alderman BL, Chu CH, Wang CC, Song TF, Chen FT. Acute exercise has a general facilitative effect on cognitive function: A combined ERP temporal dynamics and BDNF study. Psychophysiology. 2016; 54(2):289-300. [DOI:10.1111/psyp.12784] [PMID] [DOI:10.1111/psyp.12784]
4. Veasey RC, Haskell-Ramsay CF, Kennedy DO, Tiplady B, Stevenson EJ. The effect of breakfast prior to morning exercise on cognitive performance, mood and appetite later in the day in habitually active women. Nutrients. 2015; 7(7):5712-32. [DOI:10.3390/nu7075250] [PMID] [PMCID] [DOI:10.3390/nu7075250]
5. Coelhoa FGM, Vitala TM, Steina AM, Arantesa FJ, Ruedac AV, Camarinic R, et al. Acute aerobic exercise increases brain-derived neurotrophic factor levels in elderly with Alzheimer's disease. Journal of Alzheimer's Disease. 2014; 39(2):401–8. [DOI:10.3233/JAD-131073] [PMID] [DOI:10.3233/JAD-131073]
6. Karczewska-Kupczewska M, Kowalska I, Nikolajuk A, Adamska A, Zielinska M, Kaminska N, et al. Circulating brain-derived neurotrophic factor concentration is downregulated by intralipid/heparin infusion or high-fat meal in young healthy male subjects. Diabetes Care. 2012; 35(2):358-62. [DOI:10.2337/dc11-1295] [PMID] [PMCID] [DOI:10.2337/dc11-1295]
7. Farooqui T, Farooqui AA. Diet and exercise in cognitive function and neurological diseases. Hoboken, New Jersey: Wiley-Blackwell; 2015. [DOI:10.1002/9781118840634] [DOI:10.1002/9781118840634]
8. Marosi K, Mattson MP. BDNF mediates adaptive brain and body responses to energetic challenges. Trends Endocrinol Metab. 2014; 25(2):89–98. [DOI:10.1016/j.tem.2013.10.006] [PMID] [PMCID] [DOI:10.1016/j.tem.2013.10.006]
9. Vella CA, Kravitz L, Janot JM. A review of the impact of exercise on cholesterol levels. IDEA Health & Fitness Source. 2001; 19(10):48-54.
10. Mohammadi MM, Esmaeilivand M. [Attitudes toward caring of the elderly from the perspective of nursing and midwifery students in Kermanshah Province in 2015 (Persian)]. Iranian Journal of Ageing. 2017; 11(4):476-83.
11. Benloucif S, Orbeta L, Ortiz R, Janssen I, Finkel SI, Bleiberg J, et al. Morning or evening activity improves neuropsychological performance and subjective sleep quality in older adults. Sleep. 2004; 27(8):1542-51. [DOI:10.1093/sleep/27.8.1542] [PMID] [DOI:10.1093/sleep/27.8.1542]
12. Palomer E, Martin-Segura A, Baliyan S, Ahmed T, Balschun D, Venero C, et al. Aging triggers a repressive chromatin state at BDNF promoters in hippocampal neurons. Cell Reports. 2016; 16(11):2889–900. [DOI:10.1016/j.celrep.2016.08.028] [PMID] [DOI:10.1016/j.celrep.2016.08.028]
13. Perrey S. Promoting motor function by exercising the brain. Brain Sciences. 2013; 3(1):101-22. [DOI:10.3390/brainsci3010101] [PMID] [PMCID] [DOI:10.3390/brainsci3010101]
14. Yarrowa JF, Whitec LJ, McCoya SC, Borst SE. Training augments resistance exercise induced elevation of circulating Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF). Neuroscience Letters. 2010; 479(2):161-5. [DOI:10.1016/j.neulet.2010.05.058] [PMID] [DOI:10.1016/j.neulet.2010.05.058]
15. Robertson T, Palmer R, Doyle A, Griffin B, Hampton S, Collins A. Morning exercise appears to promote greater fat oxidation and reduce postprandial lipaemic response more than evening exercise. Proceedings of the Nutrition Society. 2011. [DOI:10.1017/S0029665111004794] [DOI:10.1017/S0029665111004794]
16. Jung SH, Kim J, Davis JM, Blair SN, Cho HC. Association among basal serum BDNF, cardiorespiratory fitness and cardiovascular disease risk factors in untrained healthy Korean men. European Journal of Applied Physiology. 2011; 111(2):303-11. [DOI:10.1007/s00421-010-1658-5] [PMID] [DOI:10.1007/s00421-010-1658-5]
17. Fukui K, Ferris HA, Kahn CR. Effect of cholesterol reduction on receptor signaling in neurons. Journal of Biological Chemistry. 2015; 290(44):26383-92. [DOI:10.1074/jbc.M115.664367] [PMID] [PMCID] [DOI:10.1074/jbc.M115.664367]
18. Suzuki S, Kiyosue K, Hazama S, Ogura A, Kashihara M, Hara T, et al. Brain-derived neurotrophic factor regulates cholesterol metabolism for synapse development. Journal of Neuroscience. 2007; 27(24):6417–27. [DOI:10.1523/JNEUROSCI.0690-07.2007] [PMID] [DOI:10.1523/JNEUROSCI.0690-07.2007]
19. Gonzalez A, Moya-Alvarado G, Gonzalez-Billaut C, Bronfman FC. Cellular and molecular mechanisms regulating neuronal growth by Brain-Derived Neurotrophic Factor. Cytoskeleton. 2016; 73(10):612-28. [DOI:10.1002/cm.21312] [PMID] [DOI:10.1002/cm.21312]
20. Nourshahi M, Hovanloo F, Arbabi A. [Effect of exercise with moderate intensity in the morning on some factors of immune systems in adults (Persian)]. Iranian Journal of Endocrinology & Metabolism. 2008; 10(3):241-5.

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


کلیه حقوق این وب سایت متعلق به نشریه علمی پژوهشی سالمند می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2019 All Rights Reserved | Iranian Journal of Ageing

Designed & Developed by : Yektaweb