Abstract Original Article
Sedigheh Amiresmaili[1], Massoud Mobini[2], Ali Roohbakhsh[3] , Ali Shamsizadeh2, Fatemeh Amin2, Mohammad Allahtavakoli[4]
Background and Aim: Endogenous opioids and addictive opiate drugs change many body functions. . Previous studies have referred to the effects of morphine on smooth and pulmonary muscles ., but the effects of opioids on skeletal muscles is not known well. Thus, the current study aimed at assessing the effect of a single dose of morphine on muscle fatigue in male rats.
Materials and Methods: In this experimental study, 40 male Wistar rats weighing 220-270 g were randomly divided into four equal groups: control (the mice were kept in their cages and received food and water), morphine receiving group, fatigue group (the mice in this group were kept running on a treadmill . for120 minutes at a rate of 20 meters per minute), and morphine plus fatigue group. At the end of the experiments, blood samples were obtained from the corner of their eyes and were sent to the laboratory for measurement of muscle fatigue indexes including lactate dehydrogenase (LDH) and creatine phosphokinase (CPK).
Results: Administration of morphine to the fatigue group decreased running time compared with the control group (P=0.009). Furthermore, administration of morphine to the fatigue group significantly increased serum levels of LDH (P=0.009) and CPK (P=0.008).
Conclusion: The present study showed that administration of a single dose of morphine in rats increases muscle fatigue biomarkers (LDH, CPK).
Key Words: Morphine, Muscle Fatigue, LDH, CPK
Journal of Birjand University of Medical Sciences. 2016; 23 (2): 190-197.
Received: April 23, 2016 Accepted: August 22, 2016
صدیقه امیراسماعیلی[5]، مسعود مبینی[6]، علی روحبخش[7]، علی شمسیزاده2،
فاطمه امین2، محمداله توکّلی4
چکیده
زمینه و هدف: اوپیوئیدهای درونزاد بدن و داروهای اپیوئیدی اعتیادآور، بسیاری از عملکردهای بدن را تغییر میدهند. در مطالعات گذشته به اثرات مرفین بر عضلات صاف و تنفسی اشاره شده؛ اما اثرات اوپیوئیدها بر عملکرد عضلات اسکلتی به خوبی شناخته نشده است. این مطالعه با هدف ارزیابی اثر تزریق تکدوز مرفین بر خستگی عضلانی در موش صحرایی نر طراحی و اجرا گردید.
روش تحقیق: این مطالعه تجربی، بر روی 40 سر موش صحرایی نر نژاد ویستار با وزن 270-220 گرم انجام شد. موشها بهطور تصادفی در 4 گروه شامل: گروه کنترل (موشهای این گروه فقط در قفسهای خود نگهداری شده و آب و غذا دریافت میکردند)، گروه دریافتکننده مرفین (mg/kg5)، گروه خستگی (موشهای این گروه بهصورت اجباری، بر روی دستگاه تردمیل بهمدّت 120 دقیقه با سرعت 20 متر در دقیقه دوانده میشدند) و گروه خستگی بعلاوه مرفین توزیع شدند. در نهایت از گوشه چشم موشها خون گرفته شد و پلاسمای آن برای اندازهگیری متغیّرهای خستگی عضلانی شامل: لاکتات دهیدروژناز (LDH) و کراتین فسفوکیناز (CPK) به آزمایشگاه فرستاده شد.
یافتهها: مدّتزمان دویدن در گروه دریافتکننده خستگی بعلاوه مرفین از بقیّه گروهها بهصورت معنیداری کمتر بود (009/0P=)؛ همچنین سطح سرمی LDH (009/0P=) و CPK (008/0P=) در این گروه نسبت به گروههای دیگر افزایش معنیداری داشت.
نتیجهگیری: مطالعه حاضر نشان داد که تزریق تکدوز مرفین باعث افزایش شاخصهای خستگی عضلانی (LDH و CPK) در موشهای صحرایی نر میشود.
واژههای کلیدی: مرفین، خستگی عضلانی، کراتین فسفوکیناز، لاکتات دهیدروژناز
مجله علمی دانشگاه علوم پزشکی بیرجند. 1395؛ 23 (2): 190-197.
دریافت: 04/02/1395 پذیرش: 01/06/1395
مقدمه
تریاک دارای ترکیبات بسیاری است که تاکنون ۲۵ نوع مؤثّر آن شناخته شده است. مهمترین آلکالوییدهای تریاک شامل: مرفین، نارکوتین، پاپاورین، تبائین، کدئین و نارسئین (1) است که مرفین مهمترین آنهاست. این مادّه، اثرات فارماکولوژیکی شناختهشدهای بر روی ارگانهای مختلف بدن دارد؛ ولی بیشتر مطالعات انجامشده در زمینه نقش اپیوئیدها و از جمله مرفین، مربوط به مکانیسمهای کنترل درد و یا مربوط به وابستگی و اعتیاد به این مواد میباشد (2).
تاکنون جامعهشناسان و متخصصان در زمینه اعتیاد به موادّ مخدّر عوامل مختلفی را بهعنوان عوامل گرایش به اعتیاد ارائه دادهاند که از جمله آنها میتوان به کاهش استرس، ناهنجاریهای شخصیتی، بحرانهای اجتماعی و کاهش دردهای ناشی از بیماریها اشاره کرد (3). شاید یکی دیگر از عواملی که افراد به سمت موادّ مخدّر گرایش پیدا میکنند، برای پیشگیری از خستگی و کسب انرژی بیشتر برای انجام کارهای روزانه است (4).
خستگی بهمعنای کاهش ظرفیت نیرو و عدم توانایی در استمرار تولید نیروی عضلانی لازم برای انجامدادن فعالیت فیزیکی تعریف میشود (4). خستگی میتواند به علت اختلال در عملکرد عضلانی یا عصبی و یا کل سیستم عصبی- عضلانی ایجاد گردد (5). خستگی عضلانی بهصورت عمومی بهعنوان کاهش توانایی عضلات در تولید نیروی مطلوب تعریف میشود که در نتیجه قطع زنجیره رویدادها از سیستم عصبی- مرکزی تا فیبرهای عضلانی روی میدهد (5).
خستگی به دو نوع موضعی (محیطی) و عمومی (مرکزی) دستهبندی میشود (6). خستگی موضعی در سطح عضلات رخ میدهد و گروه خاصی از عضلات درگیر در حرکت را شامل میشود که میتواند باعث بروز اختلال در محل اتصال عصبی- عضلانی، مکانیزمهای تحریک- انقباض، انتشار تحریک توسط توبولهای عرضی، آزادشدن کلسیم و تحریک اجزای انقباضی شود که مسئول تولید نیرو میباشند (7). این در حالی است که خستگی عمومی مربوط به بخشهای فوقانی مغز و فراخوانی نورونهای حرکتی آلفا بوده و کلّ بدن را درگیر میکند (6).
در ایجاد خستگی عضلانی بسته به ترکیب فیبر عضله (تند یا کند)، شدّت، نوع و مدّت زمان انقباض و تناسب اندام در هر فرد، چندین عامل نقش دارند. برخی از این عوامل شامل: تخلیه سریع گلیکوژن (8)، تجمّع موادّی مثل لاکتات (9)، یون هیدروژن و فسفر داخل سلولی (10)، اختلال در ترشح کلسیم از شبکه سارکوپلاسمیک، عدم توانایی برای حفظ ATP کافی متناسب با انرژی مصرفشده (10) و افزایش مصرف اکسیژن که باعث تخریب بافت عضلانی و استرس اکسیداتیو در عضلات میشود، میباشند (9). هر کدام از این عوامل بهتنهایی یا بههمراه یکدیگر بهطور مؤثّری باعث از بینرفتن نیروی عضلانی و در نتیجه ایجاد خستگی میشوند.
برخی از مطالعات گذشته به بررسی اثرات اوپیوئیدها بر عملکرد عضلات صاف (11) و همچنین عضلات تنفسی (12) پرداختهاند. برای مثال نشان داده شده است که اوپیوئیدها میتوانند شروع خستگی درعضلات دمی را به تأخیر بیاندازند. مطالعات محققان حاکی از آن است که کراتینفسفوکیناز (CPK) و لاکتات دهیدروژناز (LDH)، بهعنوان آنزیمهای ویژه آسیب عضلانی از اهمیّت خاصی برخوردار هستند. پژوهشها، CPK را حساسترین آنزیم نشانه آسیب عضلانی میدانند (13). LDH نیز آنزیمی است که بهمقدار فراوان در سیتوپلاسم تمام بافتهای بدن با غلظتهای متفاوت یافت میشود و در تبدیل اسیدپیرویک به اسیدلاکتیک یا بر عکس در مسیر گلیکولیز بیهوازی باعث سرعت آن میشود (14). تغییرات این آنزیم دیرتر از CPK رخ میدهد و معمولاً مقدار آن 24 تا 48 ساعت پس از تحریک بهتدریج افزایش مییابد. ساز وکار سلولی ترشح این آنزیم هنوز ناشناخته است، ولی اغلب علّت آن را در تغییرات ساختاری بهوجود آمده در بافت عضلانی بهدنبال فعالیّت شدید میدانند. در پی فعالیت ورزشی متوسط تا سر حدّ خستگی، تغییراتی در عضله و خون ایجاد میشوند که برخی از آنها شامل کاهش ذخیره کراتینفسفات و ATP عضله، کاهش گلیکوژن عضله و نیز افزایش اسید لاکتیک در عضله و خون میشود (14).
برای ارزیابی اثر ورزش و ایجاد خستگی در مدلهای حیوانی، نیاز به ابزار مخصوص است که یکی از این وسایل تردمیل است. تردمیل بهترین و واقعیترین وسیله برای تمرین دو و راهرفتن در موش است. در این روش تمرینی؛ شدّت، مدّت، زمان، مسافت و نوع تمرین (سرعتی، استقامتی) بهراحتی قابل کنترل و ارزیابی است (15) و شیوه تمرین غالب، رایج و برتر در بیشتر مطالعات فیزیولوژی ورزش بهویژه در مورد موشهای صحرایی محسوب میشود (15) .
با توجه به ناشناختهبودن اثر اوپیوئیدها بر عملکرد عضلات اسکلتی، هدف از انجام مطالعه حاضر بررسی اثر تزریق تک دوز مرفین برخستگی عضلانی در موشهای صحرایی نر بود.
روش تحقیق
حیوانات آزمایشگاهی:
این مطالعه تجربی، بر روی 40 سر موش صحرایی نر نژاد ویستار (Wistar) به وزن270-220 گرم انجام گردید. موشها در گروههای پنجتایی در قفسهای جدا نگهداری میشدند. درجه حرارت اطاق پرورش حیوانات، 24-22 درجه سانتیگراد بود. تنظیم نور بر مبنای سیکل نوری 12 ساعت روشنایی و 12 ساعت تاریکی بود. غذای مخصوص موش و آب کافی در تمام مدت نگهداری بجز در زمان انجام آزمایشها در اختیار حیوان قرار داشت. موشها هر روز حدود چند دقیقه قبل از تست، برای کاهش اضطراب احتمالی و عادت به فرد تستکننده، نوازش میشدند.
در این مطالعه موشها بهطور تصادفی انتخاب و در چهار گروه دهتایی قرار داده شدند. گروهها شامل: گروه کنترل (موشهای این گروه فقط در قفسهای خود نگهداری شده و آب و غذا دریافت میکردند)، گروه دریافتکننده مرفین (mg/kg5) (18)، گروه خستگی (Fatigue)(موشهای این گروه، بهصورت اجباری بر روی دستگاه تردمیل بهمدّت 120 دقیقه با سرعت 20 متر در دقیقه دوانده میشدند) و گروه خستگی بعلاوه مرفین (Morphine+Fatigue) بودند. مرفین با دوز mg/kg5 بهصورت درون صفاقی تزریق شد. در گروه خستگی بعلاوه مرفین (Morphine+Fatigue)، تزریق مرفین (mg/kg5) 20 دقیقه قبل از القای خستگی انجام شد.
روش القای خستگی:
برای القای خستگی از دستگاه تردمیل (ساخت ایران) استفاده شد. این دستگاه دارای بدنه فلزی چهارگوش، به ابعاد 135×110×125 سانتیمتر با چهار پایه چرخدار بود که در آن 10 محفظه مجزّا هر یک به ابعاد 105×20×10 سانتیمتر برای دویدن موش ساخته شده بود؛ بهطوری که موشها میتوانستند هم زمان و جدا از هم بر روی تسمه نقاله یکپارچه و مخصوص آن بدوند. تسمه نقاله بر روی چهار غلتک با شیب قابل تنظیم از صفر تا 15 درجه قرار داشت و یک موتور الکتریکی پر قدرت با دور موتور قابل تنظیم، تسمه نقاله را (حداکثر سرعت 30 متر در دقیقه) به حرکت در میآورد.
برای انجام تمرین ورزش با تردمیل، ابتدا موشهای مورد نظر (گروههای تحت تیمار ورزش) یک روز پیش از آزمایش برای آشنایی و سازگاری با تردمیل و فضای تمرین بهمدّت نیم ساعت با سرعت 15 متر در دقیقه با شیب صفر درجه، راه رفتند. 24 ساعت بعد، دوره اصلی تمرین ورزشی برای القای خستگی به این صورت انجام شد که سرعت 20 متر در دقیقه و شیب 15 درجه برای سطح دویدن بهمدّت 120 دقیقه تعیین گردید. زمانی که در موشها علائم خستگی ظاهر میشد، مدت زمان دویدن آنها ثبت و از ادامه دویدن منع میشدند. علائم خستگی در موش شامل: عدم توانایی حفظ تعادل روی تردمیل، عدم توانایی برخاستن و ایستادن روی چهار پا زمانی که موش به پشت قرار میگرفت، بودند.
روش اندازهگیری آنزیمهای لاکتات دهیدروژناز و کراتین فسفوکیناز (LDH ,CPK):
تجهیزات پزشکی و آزمایشگاهی مورد استفاده شامل: لوله فالکون، الکل سفید و پنبه، سرنگ 5میلیلیتری، در پوش لوله، فلاکس یخ، دستگاه سانتریفیوژ و کیت تشخیص طبی بودند.
در این روش، بلافاصله پس از اتمام کار در هر گروه، به مقدار چهار سیسی خون وریدی از گوشه چشم حیوانات گرفته و در لوله فالکون 15 میلیمتری ریخته شد؛ سپس نمونهها بلافاصله پس از بستهشدن لولههای آزمایش در داخل فلاکس قرار گرفته و به آزمایشگاه منتقل میشد. برای اندازهگیری سطح این آنزیمها، بعد از سانتریفیوژ نمونه خون، از کیت مخصوص شرکت VITALAB Selectra E و دستگاه AutoAnalyzer استفاده میشد.
تجزیه و تحلیل آماری:
کمیته اخلاق دانشگاه علوم پزشکی بم انجام مطالعه مذکور را با کد MUBAM.REC.1395.15 IR. تأیید نمود. بهصورت اجباری ابتدا نرمالبودن توزیع نتایج بهدست آمده از این مطالعه، با استفاده از نرمافزار SPSS (ویرایش 18) در سطح معنیداری 05/0P < بررسی شد؛ سپس برای مقایسه متغیّرهای کمّی بین گروهها، از آزمون ANOVA و در صورت معنیدار شدن از آزمون تعقیبی Tukey استفاده گردید. همچنین برای مقایسه مدّتزمان در دو گروه، از آزمون تیمستقل استفاده شد. در کلیه نمودارها مقادیر به صورت (Mean±SEM) نشان داده شده است.
یافتهها
غلظت پلاسمایی LDH:
غلظت پلاسمایی LDH در گروه کنترل U/L6/27±2/204 بود. القای خستگی عضلانی با تردمیل باعث افزایش مقدار LDH U/L) 04/53±534) شد که نسبت به گروه کنترل بالاتر بود (008/0P=). تزریق مرفین بهتنهایی نیز باعث افزایش LDH نسبت به گروه کنترل و گروه خستگی شد (008/0P=). غلظت پلاسمایی LDH در موشهای گروهی که هم مرفین دریافت کرده و هم دچار خستگی شده بودند، باز هم افزایش یافت که این نسبت به سه گروه دیگر (کنترل، موشهای دریافتکننده مرفین بهتنهایی و گروهی که دچار خستگی شده بودند) بالاتر بود (009/0P=)(نمودار 1).