تأثیر دو نوع فعالیت ورزشی (استقامتی و مقاومتی) بر میزان توجه و عامل رشد عصبی مشتق‌شده از مغز دانشجویان کم‌تحرک

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد،رفتارحرکتی،دانشکده تربیت بدنی و علوم ورزشی، دانشگاه تهران،ایران

2 دانشیار،رفتارحرکتی،دانشکده تربیت بدنی و علوم ورزشی، دانشگاه تهران،ایران

3 استادیار،رفتارحرکتی،دانشکده تربیت بدنی و علوم ورزشی، دانشگاه تهران،ایران

4 استادیار،فیزیولوژی ورزشی ،دانشکده تربیت بدنی و علوم ورزشی، دانشگاه تهران،ایران

چکیده

تقریباً همة ما به نقش پررنگ فعالیت ورزشی در بسیاری از جنبه­های زندگی روزمره و تا حدودی عملکردهای شناختی آگاهیم، ولی مسئله­ای که اخیراً ذهن محققان را درگیر کرده، بررسی تأثیر انواع مختلف فعالیت­های ورزشی بر عملکردهای شناختی و از طرف دیگر سازوکارهای واسطه­ای این اثر است. ازاین­رو هدف از پژوهش حاضر، تعیین تأثیر دو نوع فعالیت ورزشی استقامتی و مقاومتی بر میزان توجه و عامل رشد عصبی مشتق­شده از مغز (BDNF) دانشجویان کم­تحرک بود. به این منظور از میان دانشجویان دانشگاه تهران، 46 دانشجوی کم­تحرک (میانگین سنی 8/1 ± 3/24)، براساس پیش­آزمون استروپ در سه گروه استقامتی، مقاومتی و کنترل توزیع شدند و بعد از نمونه­گیری خونی، تمرینات خود را براساس پروتکل تمرین استقامتی و مقاومتی مخصوص به خود، به مدت 5 هفته ادامه دادند. در پایان، آزمون استروپ و نمونه­گیری خونی، به­منظور حذف آثار موقت تمرین، حداقل 48 ساعت پس از آخرین جلسة تمرین به­عمل آمد. برای تجزیه­وتحلیل داده­ها از آزمون­های کلوموگروف – اسمیرنوف برای تعیین طبیعی بودن توزیع داده­ها، از تی زوجی، تحلیل واریانس یکراهه، تحلیل واریانس چندمتغیره، آزمون تعقیبی دانت و ضریب همبستگی پیرسون، در سطح معناداری 05/0 P≤ استفاده شد. نتایج نشان داد پیشرفت معناداری در زمان پاسخ به آزمون استروپ در هر دو گروه استقامتی و مقاومتی رخ داده است، ولی بیان BDNF فقط در گروه استقامتی به­صورت معناداری افزایش یافت (05/0 P<). در مورد هیچ یک از متغیرها، گروه کنترل پیشرفتی از خود نشان نداد (05/0 P>). همچنین نتایج نشان داد تفاوت معناداری بین اثرگذاری دو فعالیت ورزشی استقامتی و مقاومتی، بر زمان پاسخ به آزمون استروپ و همچنین بیان BDNF وجود نداشت (05/0 P<). همبستگی بین تغییرات زمان پاسخ به آزمون استروپ و بیان BDNF نیز از نظر آماری معنادار نبود (05/0 P>). به­طور کلی یافته­های این تحقیق نشان داد که فعالیت ورزشی می­تواند به بهبود عملکردهای شناختی منجر شود، ولی در پاسخ به اینکه چه فعالیتی مثمرثمرتر است، تفاوت معناداری بین فعالیت استقامتی و مقاومتی مشاهده نشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Effect of Two Types of Exercise (Endurance and Resistance) on Attention and Brain Derived Neurotropic Factor Levels in Sedentary Students

نویسندگان [English]

  • abolfazl shayan 1
  • Fazlolah Bagherzadeh 2
  • mehdi shahbazi 3
  • siroos choobineh 4
1 M.Sc. of Motor Behavior, Faculty of Physical Education and Sport Sciences, University of Tehran, Tehran, Iran
2 Associate Professor of Motor Behavior, Faculty of Physical Education and Sport Sciences, University of Tehran, Tehran, Iran
3 Assistant Professor of Motor Behavior, Faculty of Physical Education and Sport Sciences, University of Tehran, Tehran, Iran
4 Assistant Professor of Sport Physiology, Faculty of Physical Education and Sport Sciences, University of Tehran, Tehran, Iran
چکیده [English]

The vital role of exercise in many aspects of daily life and somewhat cognitive
functions are acknowledged but a point that has recently gained researchers'
attention is to investigate the effect of different types of exercises on cognitive
functions and the mediating mechanisms of this effect. The aim of this study was to
determine the effect of two types of endurance and resistance exercises on the
levels of attention and BDNF of sedentary students. Therefore, 46 sedentary
students from University of Tehran (mean age 24.3+1.8 yr) were assigned to three
groups: endurance, resistance and control after the Stroop pretest. After blood
samples had been collected, the subjects continued their exercise protocol for five
weeks. Finally, at least 48 hours after the last session, the Stroop test was
performed and blood samples were collected in order to eliminate the temporary
effects of exercises. For data analysis, Kolmogorov–Smirnov test, paired sample t
test, one–way ANOVA, MANOVA test, Dunnett's T3 post hoc test and Pearson
correlation coefficient test were used (P≤0.05). Results showed a significant
improvement in the response time of Stroop test in both endurance and resistance
groups while expression of BDNF significantly increased only in endurance group
(P<0.05). The control group showed no improvement in any variables. In addition,
there was no significant difference between the effect of two types of exercise on
the response time of the Stroop test and expression of BDNF (P>0.05). There was
no significant correlation between the variations of response time of the Stroop test
and expression of BDNF (P>0.05). Finally, this research indicated that exercise
can improve cognitive functions, but there was no significant difference between
endurance and resistance exercises in response to this question that which activity
was more useful.

کلیدواژه‌ها [English]

  • attention
  • endurance exercise
  • Neurotropic
  • Resistance exercise
  • Sedentary
ببری، شیرین. رئیسی، پرهام. علایی، حجت ا..، شریفی، محمدرضا. محدث، گیسو (1387). "اثر ورزش اجباری تردمیل بر تقویت طولانی­مدت در شکنج دندانه­دار هیپوکامپ در موش صحرایی نر". انجمن فیزیولوژی و بارماکولوژی ایران، 12 (1)، ص : 39 – 45.
2. حسن­پور اشکذری، محمدمهدی. (1382). "بررسی دیدگاه دانشجویان پسر دانشگاه علوم پزشکی یزد در خصوص ورزش". پایان­نامه جهت اخذ دکترای تخصصی.
3. مشهدی، علی. رسول­زاده طباطبایی، کاظم. آزاد فلاح، پرویز. سلطانی فر، عاطفه. (1388). "مقایسة بازداری پاسخ و کنترل تداخل در کودکان مبتلا به اختلال نارسایی توجه / فزون کنشی و کودکان بهنجار". مجلة روانشناسی بالینی، سال اول (2)، ص: 37 – 50.
4. Badre, D., Poldrack, R. A., Pare – Blagoev, E. J. Insler, R. Z., and Wagner, A. D. (2005). "Dissociable controlled retrieval and generalized selection mechanisms in ventrolateral prefrontal cortex". Neuron, 47 (6). pp:907-918
5. Barkley, R. A. (Ed.) (2006). "Attention – deficit hyperactivity disorder: a handbook for diagnosis and treatment (Third ed.) ". New York: the guildford press.
6. Baron, I. S. (Ed.) (2004). "Neuropsychological evaluation of the child (1ed.) ". New York: Oxford university press.
7. Berchtold, N. C., Castello, N., and Cotman. C. W., (2010). "Exercise and time – dependent benefits to learning and memory". Neurosciene, 167 (3). pp:588-597.
8. Berry, A., Bindocci, E. and Alleva, E. (2012). "NGF, brain and behavioral plasticity". Neural plasticity. Article ID 784040,9.
9. Brutvan, J. J. (2011). "The effect of exercise on cognitive function as measrued by impact protocol: aerobic Vs. anaerobic MA, Kent state university". A thesis submitted to the kent state university college and Gvaduate school of education, health and human services in pavtial fulfillment of the requirments for the degree of master of arts.
10. Cassilhas, R. C., Viana, V. A. R., Grassmann, V., Santos, R. T., Santor, R. F., Tufik, S. et al (2007). "The impact of resistance exercise on the cognitive function of the elderly". Med Sci Sports Exerc. 39 (8). pp:1401-1407
11. Catai, A. M. Chacon – Mikahil, M. P. T. Martinelli, F. S., Forti, V. A. M., Silva, E., Golfetti, R. et al (2002). "Effects of aerobic exercise training on heart rate variability during wakefulness and sleep and cardiorespiratory responses of young and middle – aged healthy men". Brazilian journal of medical and biological research, 35, pp:741-752.
12. Cechetti, F., Fochesatto, C., Scopel, D., Nardin, P., Goncalves, C. A., Netto, C. A. et al. (2008). "Effect of a neuroprotective exercise protocol on oxidative state and BDNF levels in the rat hippocampus". Brain research. 1188(0). pp:182-188.
13. Chun, M. M., and Turk – Browne, N. B. (2007). "Interaction between attention and memory". Current opinion in neurobiology, 17 (2).pp:177-184.
14. Cotman, C. W., Berchotold, N. C., and Christie, L. – A. (2007). "Exercise builds brain health: key roles of growth factor cascades and inflammation". Trends in neurosciences, 30 (9).pp: 464-472.
15. Currie, J., Ramsbottom, R., Ludlow, H., Nevill, A., and Gilder, M. (2009). "Cardio – respiratory fitness, habitual physical activity and serum brain derived neurotrophic factor (BDNF) in men and women". Neuroscience Letters. 451(2). pp:152-155.
16. Erickson, K. I., Voss, M. W., Prakash, R. S., Basak, C. Szabo, A., Chaddock, L., et al (2011). "Exercise training increases size of hippocampus and improves memory". Proceedings of the national academy of sciences. 108(7). pp:3017-3022.
17. Farmer, J., Zaho, X., Van Praag, H., Wodtke, K., Gage, F. H., and Christie, B. R. (2004). "Effects of voluntary exercise on synaptic plasticity and gene expression in the dentate gyrus of adult male sprague – dawley rats in vivo". Neuroscience. 124 (1). pp:71-79.
18. Ferris, L. T., Williams, J. S., and Shen, C. L. (2007). "The effect of acute exercise on serum brain – derived neurotrophic factor levels and cognitive function". Medicine and science in sports and exercise. 39 (4). pp:728-734.
19. Funakoshi, H., Belluardo, N., Arenas, E., Yamamoto, Y., Casabona, A., Persson, H. et al. (1995). "Musle – derived neruotrophin – 4 as an activity – dependent trophic signal for adult motor neurons". Science. 268, pp:1495-1499.
20. Goekint, M., Roelands, B., De Pauw, K., Knaepen, K., Bos, I., and Meeusen, R. (2010). "Does a period of detraining cause a decrease in serum brain – derived neurotrophic factor? " Neuroscience Letter, 486 (3). pp:146-149.
21. Griesbach, G. S., Hovda, D. A. and Gomez – Pinilla, F. (2009). "Exercise – induced improvement in cognitive performance after traumatic brain injury in rats is dependent on BDNF activation". Brain research, 1288 (0). pp:105-115.
22. Griffin, E. W., Bechara, R. G., Birch,A. M. and Kelly, A. M. (2009). "Exercise enhances hippocampal – dependent learning in the rat: evidence for a BDNF – related mechanism". Hippocampus, 19 (10). pp:973-980.
23. Griffin, E. W., Mullally, S., Foley, C., Warmington, S. A., O'Mara, S. M. and Kelly, A. M. (2011). "Aerobic exercise improves hippocampal function and increases BDNF in the serum of young adult males". Phsiology and Behavior. 104 (5), pp:934-941.
24. Hillman, C. H., Erickson, K.I., and Kramer, A. F. (2008). "Be smart, exercise your heart: exercise effects on brain and cognition". (10.1038 / nrn 2298). Nature revies neurosciene, 9 (1). pp:58-65.
25. Homack, S., and Riccio, C. A. (2004). "A meta – analysis of the sensitivity and specificity of the stropp color and Word test with children". Archives of clinical neuropscyhology. 19 (6). pp:725-743.
26. Kraemer, W. J., and Ratamess, N. A. (2004). "Fundamentals of resistance training: progression and exercise prescription". Medicine and science in sports and exercise. 36 (4). pp:674-688,
27. Leclerc, M., and Zimmerman, P. (2002). "Applied neuropsychology of attention: theory diagnosis, and rehabilitation: " Taylor and Francis group.
28. MacLeod, C. M. (2007). "The place of inhibition in cognition (pp: 3-23):".  American psychological association.
29. Merrell, C., and Tymms, P. (2005). "Rasch analysis of inattentive, hyperactive and impulsive behavriour in young children and the link with academic achievement". Journal of Applied Measurement. 6 (1). pp:1-18.
30. O'Callaghan, R. M., Ohle, R., and Kelly, A. M. (2007). "The effect of forced exercise on hippocampal plasticity in the rat: a comparison of LTP, spatial – and non – spatial learning". Behavioural brain research, 176 (2). pp:362-366.
31. Ploughman, M. (2008). "Exercise is brain food: the effects of physical activity on cognitive function". Development neurorehabilitation. 11(3). pp:236-240.
32. Pontifex, M. B., Hillman, C. H., Fernhall, B., Thompson, K. M. and Valentini, T. A. (2009). "The effect of acute aerobic and resistance exercise on working memory". Medicine and science in sports and exercise. 41 (4). pp:927-934.
33. Qi, Z., He, J., Zhan, Y., Shao, Y., and Ding. S. (2011). "Exercise training attenuates oxidative stress and decreases P53 protein content in skeletal muscle of type 2 diabetic Goto kakizaki rats". Free radical biology and medicine. 50 (7). pp:794-800.
34. Ruscheweyh, R., Willemer, C., Kruger, K., Duning, T., Warnecke, T., Sommer, J. et al. (2011). "Phsyical activity and memory functions: an intervetional study". Neurobiology of aging. 32 (7). pp:1304-1319.
35. Schiffer, T., Schulte, S., Hollmann, W., Bloch, W., and Struder, H.K. (2009). "Effects of strength and endurance training on brian – derived neurotrophic factor and insulin – like growth factor 1 in humans". Horm Metab Res. 41(3).pp: 250-254.
36. Seifert, T., Brassard, P., Wissenberg, M., Rasmussen, P., Nordby, P., Stallknecht, B. et al (2010). "Endurance training enhances BDNF release from the human brain". American journal of physiology – regulatory integrative and comparative physiology, 298 (2).pp: 372-377.
37. Sibley, B. A., and Etnier, J. L. (2003). "The relationship between physical activity and cognition in children: a meta – analysis". Pediatric exercise science. 15(3).pp: 243-256.
38. Stroop, J. R. (1992). "Studies of interference in serial verbal reactions". Experimental psychology – general. 121 (1). pp:15-23.
39. Thomas, J. A. (2012). "Effect of physical activity on the cognitive performance of middle aged New Zealand workers". AUT uniervsity, Auckland.
40. Twiss, J. L. Chang, J. H., and Schanen, N. C. (2006). "Pathophysiological mechanisms for actions of the neurotrophins". Brai Pathology. 16 (4). pp:320-332.
41. Warner – Rogers, J., Taylor, A., Taylor, E., and Sandberg, S. (2000). "Inattentive behavior in childhood: epidemiology and implications for development". Journal of learning disabilities. 33 (6). pp:520-536.
42.Woolworth, E. E. (2010). "Effects of movement breaks on student attention". Concordia university Portland.
43. Yarrow, J. F., White, L. J., McCoy, S. C., and Borst, S. E. (2010). "Training augments resistance exercise induced elevation of circulating brain derived neurotrophic factor (BDNF) ". Neuroscience Letters, 479(2).pp: 161-165.
44. Zoladx, J., Pilc, A., Majerczak, J., Grandys, M., Zapart – Bukowska, J., and Duda, K. (2008). "Endurance training increases plasma brain – derived neurotrophic factor concentration in young healthy men". Phsyiol pharmacol, 59 (Suppl. 7), pp:119-132.
45. Zoladz, J. A., and Pilc, A. (2010). "The effect of physical activity on the brain derived neurotrophic factor: from animal to human studies". Journal of physiology and pharmacology: an official journal of the Polish physiological society. 61 (5).pp: 533-541.