محمد رحمان رحیمی

چکیده مقدمه: دیابت نوع ۲ (T2D) یکی از چالش‌های قابل توجه سلامت جهانی است که با مقاومت به انسولین، اختلال در ترشح انسولین و هیپرگلیسمی مشخص می‌شود و به عوارض متعدد و تشدید اختلالات متابولیکی منجر می‌گردد. کاهش پیش‌رونده عملکرد سلول‌های بتای پانکراس، ناشی از استرس اکسیداتیو و التهاب نقش محوری در پاتوژنز T2D ایفا می‌کند. مداخلات غیر دارویی مانند ورزش هوازی و مکمل‌دهی ویتامین D3 به‌عنوان راهکارهایی نویدبخش برای بهبود حساسیت به انسولین، کاهش استرس اکسیداتیو و حفظ عملکرد پانکراس مطرح شده‌اند. این مطالعه اثرات جداگانه مداخله ۸ هفته‌ای تمرین هوازی و مکمل‌دهی ویتامین D3 و برهم‌کنش آن‌ها را بر بیان پروتئین‌های سیرتوئین ۱ (SIRT1)، پروتئین جفت‌نشده ۲ (UCP2) و گیرنده ویتامین D (VDR)، نشانگرهای استرس اکسیداتیو، پارامترهای متابولیکی و مورفولوژی بافت پانکراس رت‌های نر مبتلا به T2D القاء شده با روش رژیم غذایی پرچرب و استرپتوزوتوسین (HFD-STZ) بررسی گردید. مواد و روش کار: در این مطالعه تجربی، ۴۰ سر رت نر نژاد ویستار به‌کار گرفته شدند. هشت سر رت به‌عنوان گروه کنترل سالم (C) با رژیم غذایی استاندارد تغذیه شدند. برای القاء T2D، ۳۲ سر رت باقی‌مانده به‌مدت ۶ هفته تحت رژیم HFD قرار گرفتند و سپس یک دوز داخل صفاقی STZ (۴۰ میلی‌گرم/کیلوگرم وزن بدن) دریافت کردند. رت‌های دیابتی به‌طور تصادفی به چهار گروه (۸ سر در هر گروه) تقسیم شدند: کنترل دیابتی (D)، تمرین هوازی (DE)، مکمل‌دهی با ویتامین D3 (DD3)، تمرین هوازی + مکمل‌دهی با ویتامین D3 (DD3E). پروتکل تمرین هوازی شامل دویدن روی تردمیل، ۵ جلسه در هفته با شدت متوسط بود. ویتامین D3 به‌صورت تزریق داخل صفاقی با دوز ۱۰,۰۰۰ واحد بین‌المللی یک‌بار در هفته تجویز شد. پس از پایان مداخله ۸ هفته‌ای، رت‌ها با ترکیب کتامین (۷۵ میلی‌گرم/کیلوگرم) و زایلازین (۱۰ میلی‌گرم/کیلوگرم) بیهوش شدند. نمونه‌های بافت پانکراس برای اندازه‌گیری سطوح پروتئینی SIRT1، UCP2 و VDR (با روش وسترن بلات) و نشانگرهای استرس اکسیداتیو شامل سوپراکسید دیسموتاز (SOD)، گلوتاتیون پراکسیداز (GPX) و مالون‌دی‌آلدئید (MDA) (با روش رنگ‌سنجی) برداشت شدند. نمونه‌های خونی مستقیماً از قلب برای اندازه‌گیری سطوح پلاسمایی گلوکز، انسولین، ویتامین D3، تری‌گلیسیرید، کلسترول تام، لیپوپروتئین کم‌چگال (LDL) و لیپوپروتئین پرچگال (HDL) جمع‌آوری شدند. مورفولوژی جزایر پانکراس، شامل تعداد، مساحت و محتوای انسولین سلول‌های بتا، با رنگ‌آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین (H&E) و ایمنوفلورسانس (IF) ارزیابی شد. داده‌ها با استفاده از تحلیل واریانس یک‌طرفه (ANOVA) و آزمون تعقیبی بونفرونی در نرم‌افزار GraphPad Prism تحلیل شدند و سطح معناداری 05/0>P در نظر گرفته شد. یافته‌ها: نتایج نشان داد که القاء T2D با روش HFD-STZ به‌طور معنی‌داری عملکرد پانکراس و سلامت متابولیکی را مختل می‌کند. در گروه کنترل دیابتی نسبت به گروه کنترل سالم، سطوح پروتئینی SIRT1، UCP2 و VDR به‌ترتیب 66% ، 49% و 64% کاهش یافت (05/0>p). فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی SOD و GPX به ترتیب 40% و 35% کاهش یافت، درحالی‌که سطح MDA، به‌عنوان نشانگر پراکسیداسیون لیپیدی، به میزان 30% افزایش یافت (05/0>p). در سطح پلاسما، گلوکز ناشتا، انسولین ناشتا، ویتامین D3 و شاخص مقاومت به انسولین به‌طور معنی‌داری افزایش یافتند و پروفایل لیپیدی دچار تغییرات منفی شد، شامل افزایش تری‌گلیسیرید، کلسترول تام و LDL و کاهشHDL (05/0>p). بررسی‌های بافت‌شناسی کاهش معنی‌داری در تعداد، اندازه و محتوای انسولین سلول‌های بتای جزایر پانکراس را در گروه کنترل دیابتی تأیید کرد. مداخله تمرین هوازی به‌تنهایی (گروه DE) این اختلالات را به‌طور معنی‌داری بهبود بخشید. در مقایسه با گروه کنترل دیابتی، سطوح پروتئینی SIRT1، UCP2 و VDR به‌ترتیب 115% ، 103% و 159% افزایش یافت (05/0>p). فعالیت آنزیم‌های SOD و GPX به‌ترتیب 16% و 25% افزایش یافتند و سطحMDA به میزان 31% کاهش یافت (05/0>p). پارامترهای متابولیکی پلاسما، شامل گلوکز ناشتا، انسولین ناشتا، ویتامین D3 و شاخص مقاومت به انسولین، کاهش معنی‌داری نشان دادند و پروفایل لیپیدی بهبود یافت، با کاهش تری‌گلیسیرید، کلسترول تام و LDL و افزایش HDL (05/0>p). از نظر مورفولوژی، ورزش هوازی به‌طور معنی‌داری تعداد و محتوای انسولین سلول‌های بتای جزایر پانکراس را افزایش داد، اما تغییر معنی‌داری در مساحت جزایر مشاهده نشد. مکمل‌دهی ویتامین D3 به‌تنهایی (گروه DD3) نیز اثرات مثبتی به‌همراه داشت. سطوح پروتئینی SIRT1، UCP2 و VDR در مقایسه با گروه کنترل دیابتی به‌ترتیب 103%، 25% و 72% افزایش یافت (05/0>p). فعالیت آنزیم‌های SOD و GPX تفاوت معنی‌داری نشان نداد (05/0<p)، اما سطح MDA به میزان 30% به طور قابل توجهی کاهش یافت (05/0>p). در سطح پلاسما، گلوکز ناشتا، انسولین ناشتا، ویتامین D3 و شاخص مقاومت به انسولین کاهش یافتند و پروفایل لیپیدی بهبود یافت (05/0>p). ارزیابی‌های بافت‌شناسی افزایش معنی‌داری در تعداد و محتوای انسولین سلول‌های بتای جزایر پانکراس را نشان داد، اما مشابه گروه تمرین ورزشی، مساحت جزایر تغییر معنی‌داری نداشت. مداخله ترکیبی تمرین هوازی و مکمل‌دهی ویتامین D3 (گروه DD3E) اثری هم‌افزا را نشان داد که به‌طور قابل‌توجهی از اثرات هر مداخله به‌تنهایی پیشی گرفت. سطوح پروتئینی SIRT1، UCP2 و VDR در مقایسه با گروه کنترل دیابتی به‌ترتیب 159% ، 39% و 122% افزایش یافتند (05/0>p)، فعالیت آنزیم‌های SOD و GPX به‌ترتیب 25% و 38% افزایش یافت و سطح MDA به میزان 42% کاهش پیدا کرد (05/0>p). پارامترهای متابولیکی پلاسما، شامل گلوکز ناشتا، انسولین ناشتا، ویتامین D3 و شاخص مقاومت به انسولین، به‌طور معنی‌داری کاهش یافتند و پروفایل لیپیدی با کاهش تری‌گلیسیرید، کلسترول تام و LDL و افزایش HDL بهبود یافت (05/0>p). تحلیل‌های بافت‌شناسی بیشترین بهبود را در تعداد، مساحت و محتوای انسولین سلول‌های بتای جزایر پانکراس نشان داد، که حاکی از بازسازی قابل‌توجه عملکرد پانکراس بود. این یافته‌ها پتانسیل هم‌افزایی تمرین هوازی و مکمل‌دهی ویتامین D3 در بهبود اختلالات پانکراسی مرتبط با T2D در رت‌ها را برجسته می‌کند. مداخله ترکیبی با افزایش بیان SIRT1، UCP2 و VDR، تقویت دفاع آنتی‌اکسیدانی، کاهش استرس اکسیداتیو و بهبود پارامترهای متابولیکی و مورفولوژیکی، اثرات درمانی قوی‌تری نسبت به هر مداخله به‌تنهایی را نشان داد. افزایش SIRT1 با تنظیم تعادل عملکرد UCP2، بهبود کارایی میتوکندری و فعال‌سازی VDR، به کاهش استرس اکسیداتیو و افزایش بقای سلول‌های بتا کمک می‌کند. کاهش معنی‌دار MDA و افزایش فعالیت SOD و GPX نقش حفاظتی این مداخلات را در برابر آسیب‌های ناشی از گلوکولیپوتوکسیسیتی تأیید می‌کند. بهبود پروفایل لیپیدی و حساسیت به انسولین نیز اثربخشی بالینی این رویکرد را تقویت می‌کند. نتیجه‌گیری: اثرات هم‌افزای مشاهده‌شده نشان‌دهنده آن است که ترکیب این مداخلات می‌تواند به‌عنوان یک استراتژی مکمل مؤثر برای حفظ عملکرد سلول‌های بتای پانکراس و کاهش اختلالات متابولیکی در T2D عمل کند. تحقیقات آینده باید این نتایج را در جمعیت‌های انسانی بررسی کنند، پروتکل‌های بهینه تمرین ورزشی و مکمل‌دهی را تعیین کنند و مسیرهای مولکولی دقیق میانجی‌گر این اثرات هم‌افزا را روشن سازند. این یافته‌ها از یک رویکرد جامع برای مدیریت T2D حمایت می‌کنند که مداخلات سبک زندگی را با استراتژی‌های تغذیه‌ای ادغام می‌کند تا نتایج بالینی را ارتقا دهد.