فصل اول
طرح پژوهش

۱-۱٫ مقدمه

سرطان یک مشکل عمده بهداشت عمومی در ایالات متحده و بسیاری از مناطق دیگر جهان است. یکی از ۴ مرگ و میر در ایالات متحده ناشی از سرطان است. انجمن سرطان آمریکا هر ساله تعداد موارد جدیدی از سرطان و مرگ و میر را در ایالات متحده تخمین می زند و در سال جاری و با جمع آوری داده های اخیر در بروز سرطان، در مجموع ۱،۶۳۸،۹۱۰ موارد جدید سرطان و ۵۷۷،۱۹۰ مرگ و میر ناشی از سرطان در ایالات متحده در سال ۲۰۱۲ رخ داده است. در طول ۵ سال اخیر میزان شیوع سرطان در مردان کاهش یافته است (تا ۶/۰ درصد در سال) و در زنان پایدار بود، در حالی که میزان مرگ و میر سرطانی ۸/۱درصد در سال در مردان و ۶/۱ درصد در سال در زنان کاهش داشته است . دوکسوروبیسین داروی شیمی درمانی است که برای درمان بسیاری از انواع مختلف سرطان بکار می رود. نام دیگر آن آدری مایسین (Adriamycin) و از خانواده آنتی بیوتیک های آنتراسایکلین بوده و از باکتری استرپتومایسس ساخته می شود ]۲[. اعتقاد بر این است که استرس اکسیداتیو و تشکیل رادیکالهای آزاد، که شامل واکنش دوکسوروبیسین با آهن است، نقش حیاتی در مکانیسم سمیت دوکسوروبیسین بازی می کند. دوکسوروبیسین به طور قابل توجهی برای بسیاری از بافت ها و ارگان ها سمی است، اما مسمومیت قلبی و کبدی آن از عوامل محدود کننده این دارو در درمان سرطان می باشد ]۱۳۷[. از اینرو اتخاذ هرگونه استراتژی غیردارویی از جمله فعالیت منظم هوازی می تواند تاثیر قابل توجهی بر جلوگیری از مشکلات متعدد در دستگاه های بدن داشته باشد. پژوهش حاضر به دنبال یافتن استراتژی برای تخفیف عوارض جانبی ناشی از مصرف دوکسوروبیسین می باشد و در این راستا به بررسی اثر ۳ و ۶ هفته تمرین هوازی بر فاکتورهای رشدی و التهابی متعاقب سمیت کبدی ناشی از القای دوزهای مختلف این دارو می پردازد.

۱-۲٫ بیان مسأله

بر طبق گزارش انجمن بهداشت آمریکا ۶/۷میلیون نفر بر اثر سرطان در سال ۲۰۰۷ مرده‌اند. از اینرو در سال های اخیر، تلاش های گسترده ای از سوی محققان برای درمان و یا کاهش سرعت رشد سلول های سرطانی انجام شده است. دوکسوروبیسین(DOX)^[1] یک آنتی بیوتیک با طیف وسیعی از عملکرد ضدتوموری و ضدسرطانی(آنتی نئوپلاستیک) [۳،۲۸،۴۶،۱۳۲،۱۶۷،۱۷۲]است و از اواخر دهه ۶۰ میلادی به طور گسترده ای در درمان سرطان های مختلف استفاده می شود[۴]. متاسفانه، استفاده بالینی از این داروی بسیار موثرضدسرطانی محدود شده است و این موضوع به دلیل اثرات سمیت شدید این دارو بر برخی از بافت های بدن از جمله قلب، کبد، کلیه و دستگاه عصبی می باشد. اعتقاد بر این است چندین مکانیزم ملکولی از جمله تولید گونه های اکسیژنی فعال^[۲] (ROS) [138،۵،۴۷،۱۷۴] و تحریک مرگ سلولی^[۳] (آپوپتوزیس) [۵۷،۹۲] نقش محوری را در این فرایند سمیت سلولی ایفا می کنند. در همین راستا، تلاش های قابل توجهی از سوی محققان حیطه های پزشکی[۴۶،۱۳۲،۱۷۲] و ورزشی[۳،۴،۱۶۷،۹۳] برای گسترش استراتژی هایی جهت جلوگیری از سمیت ناشی از DOX بویژه در بافت قلب انجام شده است. بابایی و همکاران[۱۳۲] در مطالعه ای اثر حفاظتی مورفین را در سمیت قلبی ناشی از DOX گزارش دادند. محققان دیگر نیز اثر حفاظتی تترادرین^[۴] و آمیفوستین^[۵] را در برابر آسیب قلبی و سمیت قلبی ناشی از DOX نشان دادند[۴۶،۱۷۲].در حالی که مطالعات معدودی در زمینه اثر سمی DOX در بافت کبد انجام شده است.
محققان شاخص های متعدد مرتبط با رشد و گسترش سلول های سرطانی را مورد بررسی قرار دادند. دستگاه IGF نقش حساسی را در تکثیر سلول ها بازی می کند. آن شامل IGF-1 و IGF-2 و خانواده هایی از پروتئین های متصل به IGF (IGFBP ) است که به طور تخصصی به IGF متصل می شوند ]۱۷۸[. مطالعات انجام شده حاکی از آن است بد تنظیمی IGFBP در عوارضی از قبیل نرو بلاستوما^[۶], نفرو بلاستوما ^[۷] و لکومیا لنفو بلاستیک حاد ^[۸] رخ می دهد]۱۷۸[. بنابرین شواهد روبه رشدی وجود دارد که نشان می دهد دستگاه IGF به عنوان یک پنل از مارکرهای توموری برای تشخیص هیستولوژیکی در بیماری های مختلف مرتبط با سرطان به کار می رود. در همین راستا، گزارش شد که فاکتور رشد شبه انسولین^[۹] (IGF-1 ) و پروتئین-۳ متصل به IGF^[10]IGFBP-3)) و پروتئین-۱ متصل به IGF^[11] IGFBP-1 )) متصل به IGF با افزایش خطر سرطان سینه در زنان پیش از یائسگی همراه هستند ]۱۳۳[. اخیرا نتایج حاصل از آنالیز ١۷ مطالعه انجام شده در این زمینه نشان می دهد که سطوح IGF-1 صرف نظر از وضعیت یائسگی به طور مثبتی با گیرنده استروژن مرتبط است ]۱۳۲[.با این وجود این موضوع مشخص نشده که آیا اجرای تمرین ورزشی می تواند سطوح IGF-1 و پروتئین های متصل به آن را تحت تاثیر قرار دهد. بعلاوه، این موضوع مشخص نیست که القای DOX با دو دوز ۱۰ و ۲۰ میلی گرم به ازای هر کیلوگرم وزن بدن چه تاثیری بر این فاکتورهای رشدی در بافت کبد دارد و اینکه آیا اجرای ۳ و ۶ هفته تمرینات هوازی در قبل از القای این دوزها می تواند بر روند تغییرات این شاخص ها اثر بگذارد؟. علی رغم موارد مذکور اگرچه در زنان جوان مشخص شده که انجام تمرینات قدرتی باعث کاهش IGF-1 می شود ]۱۳۹[ . اما مطالعات طولی بسیار ناچیزی در خصوص اثرات تمرینات پروتئین های IGF-1 وجود دارد . ما فرض می کنیم که انجام تمرینات ورزشی باعث کاهش IGF-1، افزایش سطوح پروتئین های متصل به آن و کاهش نسبت IGF-1 به IGFBP-3 و در همین راستا باعث کاهش خطرات مرتبط با سرطان خواهد شد.
همچنین گزارش ها حاکی از آن است التهاب از طریق سازوکارهایی از قبیل تولید سایتوکین ها و عوامل رشدی و تولید ROS و توید گونه های نیتروژنی فعال^[۱۲] (RNS) ممکن است در زایش سلول های سرطانی نقش داشته باشد[۵۸] .از سوی دیگر محققان گزارش دادند اجرای فعالیت بدنی به شیوه مناسب باعث مهار شاخص های التهابی ناشی از بیماری های مزمن از قبیل اینترلوکین ها و اینترفرون گاما می شود و از این طریق باعث حفظ و برگشت هموستاز دستگاه های مختلف بدن می شود. با این وجود، اثر پیشگیرانه دوره های مختلف تمرینی(۳ و ۶ هفته) بر تغییرات به ویژه به دنبال القای DOX و استرس اکسایشی و سمیت قلبی ناشی از آن تاکنون بررسی نشده است. بر این اساس، مطالعه حاضر به دنبال بررسی سئوالات اساسی ذیل است:

1. 1. اجرای ۳ و ۶ هفته تمرین هوازی دویدن روی نوارگردان در قبل از القای DOX با دوزهای ۱۰ و ۲۰ میلی گرم با ازای هر کیلوگرم وزن بدن چه تاثیری بر فاکتورهای رشدی از قبیل IGF-1، IGFBP-1 و IGFBP-3 و نسبت IGF-1 به IGFBP-3 در بافت کبد موش های صحرایی نر دارد؟

1. 1. اجرای این دو عامل یعنی تمرینات منظم هوازی و القای DOX چه تاثیری بر اینترلوکین ۱۰(IL-10) و اینترفرون گاما(INF-γ)بعنوان مارکرهای التهابی دارد؟

۱-۳٫ اهمیت و ضرورت پژوهش

در دهه گذشته ، الگوی بیماری در کشورهای در حال توسعه تغییر کرده است و از بیماریهای واگیر به غیر واگیر مثل دیابت ، پر فشار خونی و سرطان تغییر کرده است. سرطان بیماری‌ای است که در آن سلول‌های بدن در یک تومور بدخیم به طور غیر عادی تقسیم و تکثیر می‌شوند و بافت‌های سالم را نابود می‌کنند. علت دقیق این پدیده نامشخص است ولی احتمال دارد عوامل ژنتیکی یا عوامل بیرونی از قبیل ویروس و مواد سرطان زا، استرس و التهاب های مزمن و همینطور عدم تعادل مدافعان ضداکسایشی در دستگاه های مختلف بدن از جمله آن دسته از دستگاه هایی می شود که همواره پدیده ایسکمی و ریزش مجدد جریان خون را تجربه می کنند، در بروز آن درگیر باشند. از سوی دیگر مطالعات در دهه های اخیر نشان می دهد دوکسوروبیسین (DOX) بعنوان یک داروی بسیار موثر در درمان انواع سرطان ها، دارای اثر سمی جدی بر برخی دستگاه های بدن از جمله قلب، کبد، کلیه و مغز است. از اینرو اتخاذ هرگونه استراتژی غیردارویی از جمله فعالیت منظم هوازی می تواند تاثیر قابل توجهی بر جلوگیری از مشکلات متعدد در دستگاه های بدن داشته باشد.
DOX بطور گسترده ای در شیمی درمانی بدلیل تاثیر آن در مبارزه با طیف گسترده ای ازسرطان ها استفاده می شود. با وجود استفاده گسترده بالینی، مکانیسم عمل DOX همچنان مورد بحث قرار دارد. شواهد از این امر که این دارو می تواند شمشیر دو لبه باشد، حمایت می کند. در واقع صدمه به بافت های غیر هدف در درمان انواع سرطان ها، با محدود کردن دوزهای درمانی DOX و کاهش کیفیت زندگی بیماران در طی و بعد از درمان با آن همراه است. اگرچه قلب بافت اصلی است که با DOX سمی می شود، با این حال این داروی ضد سرطان بر سایر ارگان ها مانند مغز، کلیه و کبد نیز تاثیر می گذارد. تحقیقات نشان داده اند که DOX موجب استرس اکسیداتیو شده که از این طریق نقش مهمی در کاردیومیوپاتی و سمیت کبدی بازی می کند [۲۹].
علاوه بر آن سمیت سلولی ناشی از DOX از طریق جفت شدن این دارو با سیتوکاین اینترفرون گاما بالا می رود. از طرفی زون کلر در تحقیقی از IGF و IGFBP به عنوان شاخص های تشخیص برای رشد تومورها معرفی کردند. این محققان اظهار داشتند این فاکتورها نقش محوری در تشکیل تومور(تورموژنز) دارند. اطلاعات اپیدمیولوژی نشان می دهد که خطر ابتلا به سرطان با سطوح بالای IGF_1 همراه است. با توجه به اینکه عدم تنظیم دستگاه IGF می تواند باعث ایجاد مشکلاتی در الگوی صحیح عملکرد برخی بافت ها شود لذا به نظر میرسد IGF و پروتئین های متصل به آن به عنوان شاخص های توموری جدید برای تشخیص و ارزیابی سرطان سودمند باشد. یان شی و همکاران نیز IGF-1را به عنوان یک عامل بالقوه میتوژن برای انواع مختلف سلول ها از جمله سلول های سرطانی گزارش دادند این درپژوهشی با هدف تعیین اثر IGF بر روی مرگ سلولی ناشی از عوامل سمی از قبیل دگزوروبیسین (DOX) در موش ها و مکانیزم های درگیر بررسی نمودند. نتایج تحقیق نشان داد که سطوح IGF به طور معنا داری مرگ سلولی و آپوپتوزیس (مرگ برنامه ریزی شده ) را در سلول های درمان شده با دگزروبیسین را مهار کرد. این محققان نتیجه گیری کردند که IGF_1 در سلول های موش های MCLM در برابر مرگ ناشی از عوامل مسمومیت سلولی محافظت می کند]۱۷۸،۱۷۵ [. علیرغم موارد فوق تحقیقی با دیدگاه نقش پیشگیرانه فعالیت بدنی در مهار اثرات جانبی داروهای ضدسرطانی بر شاخص های مذکور انجام نشده است، این در حالی است که ورزش به عنوان یک رویکرد درمانی مفید برای حفظ و یا بالا بردن کیفیت زندگی بیماران سرطانی که تحت شیمی درمانی قرار گرفته اند، پذیرفته شده است.
لذا با توجه به سوالات فراوانی که درباره تاثیر ورزش بر سمیت ناشی از DOX وجود دارد با نگاهی به پیشینه تحقیق جای خالی تحقیقات تجربی که به مطالعه اثر تمرین هوازی کوتاه و میان مدت قبل از القای DOX بر مسمویت کبدی بپردازند را نشان می دهد. بنابراین هم از حیث موضوع در حوزه تمرین و فعالیت بدنی و هم از جنبه بهداشت و سلامت از نوآوری برخوردار بوده و از موضوعات جدید و بدیع به شمار می رود. و در پایان اندازه گیری IGF-1، IGFBP-1 و IGFBP-3 به عنوان فاکتورهای حفاظتی و اینترلوکین ۱۰(IL-10) و اینترفرون گاما(INF-γ) به عنوان مارکرهای التهابی اطلاعات دقیق تری را برای بررسی اثرات تمرین هوازی قبل از القای دوزهای مختلف DOX در اختیار خواهد گذاشت.

۱-۴٫ اهداف پژوهش:

۱-۴-۱٫ هدف کلی

• • هدف از این پژوهش، مطالعه اثرات ۳ و ۶ هفته تمرین هوازی دویدن روی نوارگردان در قبل از القای DOX با دوزهای ۱۰ و ۲۰ میلی گرم با ازای هر کیلوگرم وزن بدن بر فاکتورهای رشدی(IGF-1، IGFBP-1 ، IGFBP-3 و نسبت IGF-1 به IGFBP-3) و همچنین فاکتورهای از قبیل IL-10 و INF-γدر بافت کبد موش های صحرایی نر است.

۱-۴-۲٫اهداف ویژه

• • تعیین تاثیر ۳ هفته تمرین هوازی بر تغییرات مقادیر IGF-1 ، IGFBP-1 ، IGFBP-3 ، نسبت IGF-1 به IGFBP-3، IL-10 و INF-γ بافت کبد موش های صحرایی نر در قبل از القای DOX با دوزهای ۱۰ و یا ۲۰ میلی گرم/ کیلوگرم در مقایسه با گروه کنترل

• • تعیین تاثیر۶ هفته تمرین هوازی بر تغییرات مقادیر IGF-1 ، IGFBP-1 ، IGFBP-3، نسبت IGF-1 به IGFBP-3، IL-10 و INF-γ بافت کبد موش های صحرایی نر در قبل از القای DOX با دوزهای ۱۰ و یا ۲۰ میلی گرم/ کیلوگرم در مقایسه با گروه کنترل

۱-۵٫ فرضیه‌های پژوهش

با توجه به عنوان و اهداف پژوهش، فرضیه ­های تحقیق به صورت صفر(H_o) عبارتند از:

• • ۳ و ۶ هفته تمرین هوازی تاثیر معناداری بر تغییرات مقادیر IGF-1 بافت کبد موش­های صحرایی نر متعاقب القای DOX با دوزهای ۱۰ و یا ۲۰ میلی­گرم بر کیلوگرم در مقایسه با گروه کنترل ندارد.

• • ۳ و ۶ هفته تمرین هوازی تاثیر معناداری بر تغییرات مقادیر IGFBP-1 بافت کبد موش­های صحرایی نر متعاقب القای DOX با دوزهای ۱۰ و یا ۲۰ میلی­گرم بر کیلوگرم در مقایسه با گروه کنترل ندارد.

• • ۳ و ۶ هفته تمرین هوازی تاثیر معناداری بر تغییرات مقادیر IGFBP-3 بافت کبد موش­های صحرایی نر متعاقب القای DOX با دوزهای ۱۰ و یا ۲۰ میلی­گرم برکیلوگرم در مقایسه با گروه کنترل ندارد.

• • ۳ و ۶ هفته تمرین هوازی تاثیر معناداری بر تغییرات مقادیر IGF-1/IGFBP-3 بافت کبد موش­های صحرایی نر متعاقب القای DOX با دوزهای ۱۰ و یا ۲۰ میلی­گرم بر کیلوگرم در مقایسه با گروه کنترل ندارد.

• • ۳ و ۶ هفته تمرین هوازی تاثیر معناداری بر تغییرات مقادیر اینترفرون گاما(INF-γ) بافت کبد موش­های صحرایی نر متعاقب القای DOX با دوزهای ۱۰ و یا ۲۰ میلی­گرم بر کیلوگرم در مقایسه با گروه کنترل ندارد.

• • ۳ و ۶ هفته تمرین هوازی تاثیر معناداری بر تغییرات مقادیر اینتر لوکین ۱۰(IL-10) بافت کبد موش­های صحرایی نر متعاقب القای DOX با دوزهای ۱۰ و یا ۲۰ میلی­گرم بر کیلوگرم در مقایسه با گروه کنترل ندارد.

۱-۶٫ تعریف واژه ­ها و اصطلاحات پژوهش

۱-۶-۱٫ آنتراسیکلین: آنتراسیکلین­ها یکی از موثرترین داروهای ضد سرطانی است که به طور گسترده و طولانی مدت (با بیش از ۴۰ سال) استفاده­ می­شوند و کاربرد بالینی آنها هنوز نقش بلامنازعی را در درمان انواع تومورها بازی می­ کنند]۱۱۰[. دوکسوروبیسین(آدریامایسین) از خانواده­ی آنتراسیکلین­ها در دهه۱۹۶۰ از گونه ­ای از آکتینوباکتری­ها^[۱۳] به نام قارچ استرپتومایسس پئوستیوس^[۱۴] گرفته شده است که بیشترین استفاده را در شیمی درمانی دارد]۱۴۰[.. در پژوهش حاضر، آنتراسیکلین مورد استفاده، دوکسوروبیسین بود که با دوزهای متفاوت ۱۰ و۲۰ میلی­گرم بر کیلوگرم وزن بدن، ۲۴ ساعت پس از آخرین جلسه تمرینی به صورت زیرصفاقی تزریق شد.
۱-۶-۲٫ تمرین هوازی: فعالیت مداومی است که بدون استراحت­های متناوب اجرا شود [۱]. در تحقیق حاضر برنامه­ی تمرینی استقامتی عبارت بود از: ۳ و ۶ هفته دویدن روی نوارگردان بدون شیب ویژه­ی جوندگان که در آن تمرین با رعایت اصل اضافه بار به صورت پیشرونده بین ۵۴-۲۵ دقیقه و با سرعت بین ۲۰-۱۵ متر در دقیقه اجرا شد.
۱-۶-۳٫ موش­های صحرایی: منظور موش­های صحرایی نر ۲ ماهه (۶۰ روزه) نژاد ویستار بودند که از مرکز انستیتو پاستور آمل تهیه شده و به طور تصادفی به گروه ­های تمرین و کنترل تقسیم شدند. گروه ­های تمرین به نوبه خود به گروه ­های ۳ و ۶ هفته تقسیم شدند. پس از اعمال دوره تمرینی مورد نظر پژوهش، هر گروه خود به زیر گروه ­های داروی دوکسوروبیسین با غلظت­های mg/kg 10 و mg/kg20 و سالین دسته­بندی شدند.
۱-۶-۴٫ فاکتورهای رشدی: فاکتورهای رشدی موادی هستند که به طور طبیعی قادر به تحریک رشد سلولی ، گسترش سلاح های هسته سلولی و تمایز است . معمولا یک پروتئین یا هورمون استروئیدی است . فاکتورهای رشد برای تنظیم بسیاری از فرآیندهای سلولی مهم است . فاکتورهای رشدی به عنوان مولکول های سیگنالی بین سلول ها عمل می کنند [۱۶۰] .
۱-۶-۵٫ فاکتورهای التهابی: پروتئین های فاز حاد دسته ای از پروتئین ها هستند که غلظت پلاسما را در پاسخ به التهاب افزایش (پروتئین های فاز حاد مثبت ) یا کاهش (پروتئین های فاز حاد منفی ) می -دهند. این ، واکنش فاز حاد نامیده می شود. در پاسخ به جراحت، سلول های التهابی محلی (گرانولسیت های نوتروفیل و ماکروفاژ ها ) شماری از سایتوکاین ها را به جریان خون ترشح می کنند که مهمترین آن ها شامل IL-1 ، IL-6 ، IL-8 و TNF-α می باشند [۶۳] .
فصل دوم
مبانی نظری و پیشینه پژوهش

۲-۱٫ مقدمه

در این فصل سعی شده ابتدا مبانی نظری دوکسوروبیسین و اثرات سمی آن بر بافت­ کبد بیان شود. سپس به توضیح نقش التهاب در بیماری سرطان و فاکتورهای التهابی و دستگاه­های رشدی مورد نظر پژوهش، پرداخته شد. در نهایت به برخی از پژوهش­های انجام شده در خصوص دوکسوروبیسین با تمرکز بر حوزه ­های ورزشی و غیر ورزشی، در بافت کبد اشاره می­ شود.

۲-۲٫ مبانی نظری پژوهش

۲-۲-۱٫ آنتراسایکلین­ها و تاریخچه