Changes in the expression of genes related to calcium transport in the intestine of endurance swimming female rats

การเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวกับการขนส่งแคลเซียมในลำไส้ของหนูขาวเพศเมียที่ว่ายน้ำแบบทนทาน

Name: Jarinthorn Teerapornpuntakit

LCSH: Gene Expression

LCSH: Intestines

LCSH: Microarray Analysis

Abstract: Endurance exercise has been shown to increase the intestinal calcium absorption in rats and humans. In contrast, immobilization, which is physical inactivity, decreases intestinal calcium absorption. However, the molecular mechanism of these effects is unknown. The present study therefore aimed to demonstrate the expression profile of genes related to calcium transport in seven intestinal segments. In addition, the effect of endurance swimming on the expression of those genes was investigated in the intestine of female Sprague Dawley rats by using real-time PCR technique. Animals were divided into 2-, 4-, and 8-week swimming groups, and 2-, 4-, and 8- week age-matched sedentary controls. The results showed that the highest expression of TRPV6, PMCA1b, calbindin- D9k, ZO-1, ZO-2, occludin, and cingulin were found in the cecum. Endurance swimming mostly increased expression of the transcellular genes in the small intestine, especially in the duodenum. Paracellular genes, i.e., ZO-1, ZO-2, ZO-3, occludin, cingulin, and claudin-3 were upregulated in the duodenum of 2-week swimming rats. Interestingly, such response seemed to be diminished after prolonged training. More distal intestine (e.g., proximal colon and distal colon) had a tendency to decrease expression of ZO-1, ZO-2, ZO-3, occludin, cingulin, and claudin-3 after 2 weeks of swimming. Nevertheless, after 4-8 weeks of swimming, expression of ZO-1, ZO-2, ZO-3, occludin, cingulin, and claudin-3 in the proximal colon were dramatically upregulated, whereas those in the cecum and distal colon were downregulated. The expression of VDR was also increased in the small intestine. Finally, microarray study demonstrated that the expression of several intestinal genes e.g., Clcnkb, P2ry6, Kcnab2, Tlr4, and Nov was altered after swimming, suggesting that endurance exercise induced a profound adaptive change in the intestine at the molecular level. It could be concluded that the region of high calcium absorption, i.e. small intestine and cecum, strongly expressed genes related to intestinal calcium transport. Positive effects of swimming on both transcellular and paracellular genes expression were seen in the small intestine where most calcium absorption occurs, whereas it produced less effect on the large intestine. In other words the large intestine was less sensitive to endurance swimming than the small intestine.

Abstract: เป็นที่ทราบกันดีว่าการออกกำลังกายแบบทนทานมีผลเพิ่มการดูดซึมแคลเซียมในลำไส้ของ หนูและมนุษย์ ขณะที่การพันธนาการเพื่อจำกัดการเคลื่อนไหวของร่างกายมีผลลดการดูดซึม แคลเซียมของลำไส้ อย่างไรก็ดีกลไกระดับโมเลกุลของการออกกำลังกายยังไม่เป็นที่ทราบกันนัก งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับการขนส่งแคลเซียมในลำไส้ ส่วนดูโอดีนัม, เจจูนัมส่วนต้น, เจจูนัมส่วนปลาย, ไอเลียม, ซีกัม, โคลอนส่วนต้น และโคลอนส่วน ปลายของหนูในภาวะปกติ ตลอดจนผลของการว่ายน้ำต่อการเปลี่ยนแปลงของยีนดังกล่าวในลำไส้ ส่วนต่างๆ ของหนูขาวพันธุ์สแปร็กดอร์ลี่เพศเมีย งานวิจัยอาศัยการวัดการเพิ่มปริมาณของสารทาง พันธุกรรมหรือที่เรียกว่าเทคนิคพีซีอาร์ กลุ่มการทดลองแบ่งออกเป็นกลุ่มควบคุมและกลุ่มที่ว่ายน้ำ นาน 2, 4 และ 8 สัปดาห์ ผลการวิจัยพบว่าการแสดงออกของยีนทีอาร์พีวีชนิดที่ 6, พีเอ็มซีเอ, แคลบินดิน, โซนูลา โอคลูเดนชนิดที่ 1 และ 2, โอคลูดิน และซินกูลินพบมากที่สุดในลำไส้ใหญ่ส่วนซีกัม การว่ายน้ำมี ผลเพิ่มปริมาณของยีนที่เกี่ยวกับการขนส่งแคลเซียมผ่านเซลล์ในลำไส้เล็กโดยเฉพาะในลำไส้ส่วน ดูโอดีนัม นอกจากนี้การว่ายน้ำนาน 2 สัปดาห์ยังมีผลต่อการเพิ่มขึ้นของยีนที่ใช้ควบคุมการขนส่ง แคลเซียมแบบผ่านช่องระหว่างเซลล์ในลำไส้เล็กส่วนดูโอดีนัมอีกด้วย อย่างไรก็ดียีนเหล่านี้กลับ ไม่เพิ่มสูงมากนักหรืออาจลดลงเมื่อว่ายน้ำนาน 4 และ 8 สัปดาห์ อนึ่งลำไส้ส่วนปลาย (ได้แก่ โค ลอนส่วนต้นและส่วนปลาย) ลดการแสดงออกของยีนโซนูลา โอคลูเดนชนิดที่ 1, 2, และ3, โอคลู ดิน, ซินกูลินและ คลอดินชนิดที่ 3 หลังฝึกว่ายน้ำ 2 สัปดาห์ ส่วนการว่ายน้ำนาน 4 และ 8 สัปดาห์ ทำให้ยีน โซนูลา โอคลูเดนชนิดที่ 1, 2, และ3, โอคลูดิน, ซินกูลินและ คลอดินชนิดที่ 3 เพิ่มขึ้นใน โคลอนส่วนต้น แต่ยีนเหล่านี้กลับลดลงในซีกัมและโคลอนส่วนปลาย การว่ายน้ำยังเพิ่มการ แสดงออกของยีนของตัวรับวิตามินดีอีกด้วย นอกจากนี้ การศึกษาโดยวิธีไมโครอะเรย์พบว่า การ ว่ายน้ำนาน 2 สัปดาห์ ยังมีผลเพิ่มยีนของดูโอดีนัมเป็นจำนวนมาก อาทิเช่น ซีแอลซีเอ็นเคบี, พี-2- อาร์วาย-6, เคซีเอ็นเอบี-2, ทีแอลอาร์-4 และเอ็นโอวี ซึ่งแสดงให้เห็นว่าผลของออกกำลังกายแบบ ทนทานทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของเซลล์ในระดับโมเลกุล ผลการวิจัยสรุปได้ว่า ซีกัมซึ่งเป็นลำไส้ส่วนที่มีการดูดซึมแคลเซียมมากที่สุด มีการแสดงออก ของยีนที่ใช้ในการขนส่งแคลซียมแบบผ่านเซลล์และแบบผ่านช่องระหว่างเซลล์สูงที่สุดด้วยเช่นกัน ผลของการว่ายน้ำที่มีต่อการแสดงออกของยีนเหล่านี้จะเห็นเด่นชัดในลำไส้เล็กส่วนต้นแต่จะมีผล ไม่มากนักต่อลำไส้ใหญ่ หรืออีกนัยหนึ่งคือลำไส้ใหญ่อาจตอบสนองต่อการว่ายน้ำแบบทนทานได้ ไม่ดีเท่าลำไส้เล็ก

Mahidol University

Address: NAKHONPATHOM

Email: liwww@mahidol.ac.th

Name: Narattaphol Charoenphandhu

Role: Thesis Advisors

Created: 2008

Modified: 2553-06-22

Issued: 2010-06-14

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: TH J37c 2008

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Exercise Physiology

Grantor: Mahidol University

©copyrights Mahidol University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	4836491.pdf	2.84 MB	10	2018-05-29 13:06:21

ใช้เวลา

0.235835 วินาที