یکپارچه سازی فرایند مسیریابی مبتنی بر اینترنت اشیاء برای مدیریت زنجیره تامین غذا در شهرهای هوشمند پایدار

Integration of IoT based routing process for food supply chain management in sustainable smart cities

چکیده

1- مقدمه

2- آثار مرتبط

3- روش شناسی

3-1 شبکه ی زنجیره ی تأمین غذای مبتنی بر اینترنت اشیاء

3-1-1 تولیدکننده ی غذا

3-1-2 مرکز انبار کارخانه ی تولیدی

3-1-3 صنعت پردازش و بسته بندی غذا

3-1-4 انبار تأمین غذا و مرکز توزیع

3-1-5 فروشگاه

3-1-6 مصرف کننده

3-1-7 رایانش ابری

3-1-8 پیمانه ی ردیابی و پیگیری آلودگی غذا

3-1-9 پیمانه ی مولد مسیر وسایل نقلیه (VRG)

3-2 مدل مسیریابی وسایل نقلیه بر مبنای مستعمره ی مورچگان

3-2-1 شبکه ی جاده و وسایل نقلیه

3-2-2 مسیریابی وسایل نقلیه ی پویا با بهینه سازی مسیر مستعمره ی مورچگان

3-2-3 اعلان هشدار

4- نتایج و بحث

4-1 گردآوری داده ها

4-2 تحلیل صحت سامانه ی DPSTT

4-2-1 سناریوی 1

4-3 سناریوی 2

4-4 تحلیل مقایسه ای میان DVRACRO پیشنهادی و الگوریتم موجود بر مبنای زمان پیمایش

4-5 تحلیل مقایسه ای میان DVRACRO پیشنهادی و الگوریتم موجود بر مبنای زمان اجرا

5- نتیجه گیری

منابع

چکیده

رشد شتابان جمعیت در محدوده های کلانشهری فشار فزاینده ای به مناطق شهری وارد کرده است. راهبرد محوری در قبال شهرهای هوشمند باید شامل راه حلی برای زندگی کلانشهری و محیط بوم شناختی باشد. یکی از حوزه های کاربردی مهم اینترنت اشیاء در شهرهای هوشمند، صنعت غذا است. سامانه های اینترنت اشیاء به پایش، تحلیل، و مدیریت صنعت غذای بلادرنگ در شهرهای هوشمند کمک می کنند. در این پژوهش، ما یک زنجیره ی تأمین غذای پویای مبتنی بر اینترنت اشیاء برای شهرهای هوشمند  پیشنهاد می کنیم که نه تنها کیفیت غذا را تضمین می کند بلکه مسیریابی وسایل نقلیه ی هوشمند و نیز رهگیری منشأ آلودگی در مواد غذایی را فراهم می آورد. افزون بر این، یک راهبرد گردآوری داده های حسگرهای هوشمند بر مبنای اینترنت اشیاء مورد استفاده قرار می گیرد که کارایی و صحت شبکه ی زنجیره ی تأمین را با حداقل ابعاد مجموعه داده بهبود می بخشد و با ارائه ی یک الگوریتم مسیریابی وسایل نقلیه، منشأ آلودگی مواد غذایی آلوده در بازارها رهگیری می شود. مدل پیشنهادی ما با یک ارزیابی جامع و فراگیر مورد ارزشیابی قرار می گیرد و در این راستا از مقیاس ها عملکردی گوناگونی همچون پیگیری صحت، تأخیر، زمان اجرا، و زمان پیمایش استفاده می شود. نتایج نشان می دهد که سامانه ی پیشنهادی در مقایسه با رویکردهای موجود عملکرد بهتری دارد.

5- نتیجه گیری

در این مقاله، ما شبکه ی زنجیره ی تأمین غذای مبتنی بر اینترنت اشیاء را ارائه می کنیم که به طور کارامدی محصول غذایی آلوده در درون شبکه ی زنجیره ی تأمین را ردیابی و رهگیری می کند و نیز منشأ محصول غذایی آلوده را تعیین می کند. افزون بر این، ما همچنین مسیریابی وسایل نقلیه ی پویا با استفاده از الگوریتم مستعمره ی زنبور عسل را ارائه می کنیم تا زمان پیمایش و اجرای طی حمل و نقل را به حداقل برساند. در اثر پیشنهادی، ما نخست سامانه ی DPSTT را پیش نهادیم که محصول غذایی آلوده و منشأ اصلی را با استفاده از رویکرد نمونه گیری و تقسیم بندی پویای مبتنی بر برآورد بیز ردیابی و رهگیری می کند و سپس گراف جهت دار غیرمدور (DAG) و طرح پیمایش جست وجوی اول عمق (DFS) محصول غذایی را ردیابی و پیگیری می کند. بر اساس تحلیل نتایج، چنین برمی آید که الگوریتم ردیابی و پیگیری DPSTT ما به صحت ردیابی 3/95 درصدی تحت نرخ نمونه گیری کمینه ی 6/7 درصدی در مقایسه با رویکرد سنتیِ نمونه گیری کلی دست می یابد. افزون بر عملکرد بهتر در زمینه ی صحت ردیابی و پیگیری، ما تحلیل مقایسه ای مدل های مسیریابی پویای پیشنهاد با الگوریتم های موجود ازجمله الگوریتم حریصانه و تخصیص تصادفی بر مبنای پارامترهای مقایسه ای شامل زمان اجرا، زمان پیمایش، و تأخیر را نشان می دهیم. تحلیل ارزیابی عملکرد نشان می دهد که مدل پیشنهادی بهترین مسیر بهینه را پیشنهاد می کند که کم ترین زمان پیمایش، کم ترین تأخیر، و کم ترین زمان اجرا را فراهم می آورد. در این مقاله، ما پیشنهاد کردیم که همه ی اطلاعات منابع مواد غذایی با یک انبار مرکزی مقایسه شود و این منابع فراداده به شکل یکنواخت و یکدستی نظام مند شوند. در آینده، این مقاله را می تواند به نحو زیر گسترش و تعمیم داد: 1) انجام وظایف رایانش ابری در خود لبه ی شبکه برای بهینه سازی بیش تر تأخیر و مصرف کم تر انرژی. 2) کاربرد عملی و واقعی زنجیره ی تأمین غذا در یک جامعه به عنوان بستر آزمایش برای یک مدیریت کلانشهری.

Abstract

The rapid growth of population in metropolitan areas has put incremental pressure on urban cities. The centric strategy towards smart cities are expected to cover solution for metropolitan life and ecological environment. One of the significant application areas of IoT in smart cities is the food industry. IoT systems help to monitor, analyze, and manage the real-time food industry in smart cities. In this research, we proposed an IoT based Dynamic Food Supply Chain for Smart Cities which not only ensures the food quality but also provides intelligent vehicle routing as well as tracing sources of contamination in FCM. Furthermore, a smart sensor data collection strategy based on IoT is utilized which would improve the efficiency and accuracy of the supply chain network with the minimized size of dataset and vehicle routing algorithm is introduced and tracing the contamination sources of infected food in the markets. Our proposed model is evaluated with the comprehensive evaluation and used various performance metrics such as tracing accuracy, delay, execution time, and traveling time. The results show that the proposed system outperforms when compared with existing approach.

5. Conclusion

In this paper, we present IoT based Food Supply chain network that efficient trace and track the contaminate food product within supply chain network and also determine the source of contaminated food product. Moreover, we also present dynamic vehicle routing using Bee Colony algorithm to minimize the traveling and execution time during transportation. In the proposed work first, we proposed DPSTT system that trace and track the contaminated food product and root source using Bayesian estimation based dynamic sampling and portioning approach and later trace and track the food product DAG graph and DFS traversal scheme. From result analysis, it is indicated that our DPSTT tracing and tracking algorithm achieve tracing accuracy of 95.3% under minimum sampling rate of 7.6% in comparison to traditional global sampling approach. In addition to outperforming tracing accuracy, we demonstrate comparison analysis of proposed dynamic routing models with existing algorithms including greedy and random allocation based on comparison parameters including execution time, traveling time, and delay. The performance evaluation analysis illustrates that the proposed model suggests the best optimal path that provides minimum traveling time, minimum delay and minimum execution time. In this work, we supposed that all source information of foodstuff is compared by a central repository and these metadata sources are systematized in a uniform way. In future, this work can be extended by (1) performing cloud computation tasks at the network edge itself for more delay optimization and less energy consumption. (2) Real-world application of the provenance of the food supply chain in a community as our testing bed for megacity management.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

یکپارچه سازی فرایند مسیریابی مبتنی بر اینترنت اشیاء برای مدیریت زنجیره تامین غذا در شهرهای هوشمند پایدار

Integration of IoT based routing process for food supply chain management in sustainable smart cities

رفتار مصرف کنندگان در مورد پیشگیری از اتلاف مواد غذایی

Consumers’ Behavior Regarding Food Waste Prevention

Abstract

Food wastage is a societal, environmental and financial problem that takes places along the entire food supply chain. Therefore, prevention of the food wasted is a key goal towards sustainable development. Consumers, as a very active stakeholder of the food supply chain, affect food waste generation directly and indirectly via a multitude of behaviors. This chapter reviews consumer behavior characteristics aiming towards the prevention of food waste generation.

1 Introduction

The generation of food waste is a global environmental, financial and social challenge. In the early 2010s the Food and Agricultural Organization of the United Nations estimated that approximately one-third of food produced for human consumption is either lost or wasted through the food supply chain (FSC), from agricultural production and post-harvest handling and storage to processing, transportation, distribution and consumption (Gustavsson et al., 2011).

Food wastage is generated in every sector of the FSC, namely agriculture, processing, wholesales-retails, households and food services. However, the contribution of each FSC sector to food wastage differs substantially due to a range of reasons dependent on the socio-economic conditions of each country (European Commission, 2010; FAO, 2013). Food wastage is defined as the sum of food losses (wastage that is generated in the harvest and immediate post-harvest stages of the FSC) plus food waste (wastage that is generated in the retail and consumer stages of the FSC). Moreover, the distinction between food losses and food waste has a clear geographical distribution: food losses are higher in the developing countries, while food waste of perishable foods is dominant in the industrialised and developed economies (Parfitt et al., 2010). Food waste generation in the consumers’ households is the result of the dynamic interaction among retail, food services and the consumers.

Food wastage places a heavy economic burden on all the players in the FSC. Food waste is definitely a financial loss for consumers; it is also a loss for retailers, when it takes place within the boundaries of their operation; and finally, food waste is a loss for the waste management system, which has to manage food waste, safely and effectively.

Food waste generation causes also a heavy environmental burden for the whole planet. When edible food is wasted all the resources and energy required, in addition to the emissions of all kinds of pollutants generated, for its production, processing, transportation, cooking and delivery are ending up as waste. It is estimated that the global food sector accounts for around 30% of the world’s total energy consumption and around 22% of total Greenhouse Gas emissions (United Nations Sustainable Development Goals).

And finally, food wastage is a global social problem. The United Nations estimate that 1.3 billion tonnes of edible food is wasted every year while in the same time almost 1 billion people go undernourished and another 1 billion hungry (United Nations Sustainable Development Goals).

For all the aforementioned reasons, United Nations included food waste prevention among the sustainable development Goal 12 (“Ensure sustainable consumption and production patterns”) targets aiming at halving by 2030, the per capita global food waste at the retail and consumer levels and reduce food losses along production and supply chains, including post-harvest losses (United Nations Sustainable Development Goals).

مواد غذایی و ایمنی غذایی: حالت ها و رویکردهایی برای شناسایی توکسینها و توکسیکانتهای مسئول

Food and feed safety: Cases and approaches to identify the responsible toxins and toxicants

چکیده
1- مقدمه
2- موارد
2-1- آفلاتوکسینها در غذا و مواد غذایی
2-2- ملامین در غذا یا مواد غذایی
2-3- آکریل آمید در غذا
2-4- توکسین دریایی در غذاهای دریایی
2-5- دیوکسین ها
2-6- مواد شیمیایی ضد شعله در خوراکیها
2-7- مدروکسی پروژسترون استات و استرادیول در شربت شکر
2-8- آلکالوئیدهای پیرولیدین
2-9- آلکالوئیدهای تروپان در غذای غلات تهیه شده برای کودکان
2-10- مصرف غیر قانونی آگونیستهای بتا
2-11- دی اتیل استیل بسترول در مکملهای غذایی
2-12- استروئیدهای آنابولیک در مکملهای غذایی
2-13- سیلدنافیل و آنالوگهای آن در مکملهای غذایی
2-14- ترکیبات ضد میکروبی موجود در مواد غذایی
3- درس‌های آموخته شده
4- استراتژی‌های آینده
5- نتیجه گیری

چکیده

برنامه‌هایی برای نظارت بر غذا و ایمنی غذایی وجود دارند. با این حال، این برنامه‌ها بشدت بر روی مواد مشخص و تحت نظارت متمرکز هستند. بدین ترتیب، مواد جدید یا غیر منتظره‌ای که ممکن است برای مصرف کنندگان خطرناک باشند در کنترلهای عادی مورد توجه قرار نمی‌گیرند. بنابراین، این خطرات عمدتاً با مسمومیتهای انسان یا حیوان مشخص می‌شوند. همه انواع روشهای تحلیلی شیمیایی ، زیست سنجی آزمایشگاهی ، ردیابی و آنالیز زنجیره‌ای برای نشان دادن نقش این مواد در مسمومیت بکار می‌روند. تنها تعداد اندکی از ریسکها (جدید) به موقع توسط روشهای تحلیلی شیمیایی یا زیست سنجیهای آزمایشگاهی مبتنی بر سلول تشخیص داده شدند. این مقاله برخی از موارد مرتبط با غذا و ایمنی غذایی، و نحوه شناسایی عوامل مسبب را توضیح می‌دهد. این بررسی اجمالی شدیداً نشان می‌دهد که نظارت شدیدتر از جمله استفاده از زیست سنجیهای تاثیرات مبتنی بر سلول، می‌تواند از میزان مسمومیتها بکاهد. علاوه براین، ثبت این موارد و اقدامات پس از آن باید بگونه بهتری انجام شوند، برای مثال با تسهیم اطلاعات در جوامع علمی یا ایجاد یک نقطه تماس ملی. علاوه براین، یک استراتژی مبتنی بر غربالگری گسترده و زیست سنجی با توجه به تشخیص با کروماتوگرافی مایع با طیف سنجی تراکم بالا برای جلوگیری از مسمومیت و شناسایی توکسین و توکسیکانتهای مرتبط با غذا و ایمنی غذایی پیشنهاد شده است.

5- نتیجه گیری

برای کشف آلودگیهای ناشناخته و شناخته شده‌ای که به طور عادی در زنجیره غذایی ما تحت نظارت قرار نمی‌گیرند، پیگیری و بررسی موارد مربوط به مسمومیت در انسانها و حیوانات ضروری است. مسمومیت‌های آشکار باید به متصدیان امر گزارش شوند و بررسیهای بعدی باید با استفاده از ترکیبی از آزمایشات مبتنی بر اثر و تجزیه و تحلیل شیمیایی هدفمند / غیر هدفمند انجام شوند. تشخیص ترکیبات مبتنی بر اثر در زیست سنجیهای آزمایشگاهی، غربالگری گسترده نمونه‌ها را میسر می‌سازد و ابزار مهمی برای شناسایی آلاینده‌های جدید و نوظهور می‌باشد. در زمینه مواد دارویی فعال و غیرمجاز ، حتی نیاز بیشتری به کاربرد آزمایشات زیستی وجود دارد، زیرا ایجاد ترکیبات جدیدی که در روشهای تحلیلی شیمیایی تشخیص داده نمی‌شوند، تا حدودی وسوسه انگیز است. این مقادیر در مکملهای غذایی ممکن است نسبتاً بالا باشند و نتوانند تأثیر ادعا شده را تضمین کنند.

Abstract

There are food and feed safety monitoring programs to protect consumers. These programs however, are strongly focused on known and regulated substances. New or unexpected substances that might be of risk for consumers will thus escape routine controls. These risks are therefore mainly discovered by human or animal intoxications. All kind of analytical chemical methods, in-vitro bioassays, tracking, and chain analysis are then used to reveal the substance(s) responsible for the intoxication. Only in a few occasions (new) risks were revealed in time by analytical chemical methods or cell based in-vitro bioassays. This paper describes some relevant food and feed safety cases and how the causative substances were identified. This overview strongly indicates that more intense monitoring, including the use of cell based effect bioassays, can reduce the number of intoxications. Moreover, registration and follow-up actions should be arranged in a better way, for example by sharing information within the scientific communities or by establishing a national contact point. In addition, a strategy based on broad screening and bioassay directed identification with liquid chromatography high resolution mass spectrometry is proposed to prevent intoxications and identify toxin and toxicants relevant for food and feed safety.

5- Conclusions

In order to discover unknown and known contaminants that are not routinely monitored in our food chain, it is essential to follow-up cases of intoxications in humans and animals. Clear intoxications should be reported to the authorities and follow-up studies should be started, using a combination of effect based assays and targeted/untargeted chemical analysis. In vitro bioassays, detecting compounds based on their effects, allow the wide screening of samples and are important tools for the identification of novel and emerging contaminants. In the field of nonallowed pharmacologically active substances there is even a higher need for applying bioassays, since it is rather tempting to develop new compounds which will escape detection by chemical analytical methods. In food supplements levels may be rather high to guarantee the claimed effect.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

مواد غذایی و ایمنی غذایی: حالت ها و رویکردهایی برای شناسایی توکسینها و توکسیکانتهای مسئول

Food and feed safety: Cases and approaches to identify the responsible toxins and toxicants

ضایعات غذایی و رابطه غذا-انرژی-آب: مروری بر جایگزین های مدیریت پسماند مواد غذایی

Food waste and the food-energy-water nexus: A review of food waste management alternatives

چکیده

1- مقدمه

2- سابقه زباله های غذایی

3- توصیف ضایعات مواد غذایی در پیوند انرژی غذا-آب: یک مدل مفهومی پیشنهادی

4- کاهش زباله های مواد غذایی: مساله رفتار انسان با راه حل ها در سیاست های اجتماعی

4- اقدام برای جلوگیری از هدررفت غذا

5- بهینه سازی مدیریت اتلاف و زباله های مواد غذایی با توجه به پیوند FEW

6- زباله های غذایی و پیوند FEW: رویکرد غذا-زباله-سیستم

7. نتیجه گیری

منابع

چکیده

     در سراسر جهان مقدار زیادی از مواد غذایی که تولید می¬شود هدر می¬رود. اهمیت منابع ایجاد ضایعات مواد غذایی غیر قابل انکار است. با این حال، در مورد میزان انرژی و آب مصرفی در مدیریت ضایعات مواد غذایی، اطلاعات زیادی در دسترس همه نیست. اینجا ما ضایعات غذایی را در ارتباط با مواد غذایی-انرژی-آب مشخصه¬یابی می¬کنیم و اثرات FEW در تولید مواد غذایی مصرف نشده و مدیریت اتلاف و ضایعات را تجزیه می¬کنیم. ما دریافتیم که گزینه¬های متفاوت مدیریت ضایعات مواد غذایی مثل جلوگیری از ایجاد زباله، دفن زباله، کمپوست¬سازی و سوزاندن مسیرهای متفاوت برای اثرات FEW و دست یافت¬ها ارائه می¬کنند. علاوه بر این، مدیریت جامع و پایدار زباله¬های مواد غذایی شامل مکانیزم¬های مختلف و نقش¬آفرینانی در سطوح مختلف حکومتی و نیز و در سطح مصرف کنندگان فردی خواهد بود. برای حل مشکل ضایعات مواد غذایی پیچیده، ما یک رویکرد مواد غذایی-زباله-سیستم را برای بهینه¬سازی منابع در ارتباط با FEW پیشنهاد می¬دهیم. چنین چارچوبی استراتژی¬هایی را معرف می¬کند که که به عنوان مثال میزان مواد غذایی تلف شده را به حداقل می¬رساند و افزایش استفاده موثر از انرژی و آب در فرایند تولید مواد غذایی و کاهش همزمان اثرات جانبی آلودگی را سبب می¬شود و با یازیافت انرژی و مواد مغذی فرصت¬هایی را فراهم می¬کند. مشخص کردن اثرات مرتبط با FEW از مواد غذایی تلف شده، از جمله توصیف رفتارهای بازخورد پویا، شکاف تحقیقی قابل توجهی و اولویت برای کارهای آینده را نشان می¬دهد. تصمیم-گیری در مقیاس بزرگ نیاز به درک کامل از ضایعات مواد غذایی و مدیریت آن در ارتباط FEW دارد، به ویژه با توجه به اثرات پس از دفع که به آب مربوط می¬شوند

سابقه زباله های غذایی

تعاریف اتلاف و ضایعات غذایی

     تعاریف اتلاف مواد غذایی و ضایعات غذایی به شکل قابل توجهی متفاوت هستند (جدول1). به طور مشخص، اقلامی که از زنجیره تامین مواد غذایی چه در حین مصرف و چه بعد از مصرف حذف شده اند همواره در تعاریف مختلف تعیین نشده¬اند. این نشان دهنده این است که به تعاریف رسمی بین المللی اتلاف غذا و ضایعات غذایی نیاز است(ژو و همکارانش،2017، پینک ،2016). سازمان غذا و کشاورزی سازمان ملل متحد (FAO) ابتکار جهانی در زمینه کاهش ضایعات مواد غذایی، چارچوبی را برای تعیین ضایعات غذایی و زباله¬ها ارائه می دهد که ما از آن تعاریف کاری را اتخاذ می¬کنیم. (FAO، 2014). اینجا، اتلاف غذا هر کاهشی در کمیت یا کیفیت مواد غذایی از طریق تامین کننده به هر دلیلی است. ضایعات غذایی زیر مجموه ای از اتلاف غذایی است و شامل موادی که برای مصرف انسانی مد نظر بوده اند و مصرف نشده اند را در بر می گیرد. FAO اذعان می کند که آستانه ای که میزان اتلاف مواد غذایی به ضایعات غذایی منتهی می شود، به روشنی مشخص نشده است (FAO، 2014). اتلاف و ضایعات مواد غذایی به طور سنتی بر اساس سطحی که مواد خوراکی از زنجیره تامین حذف می¬شوند و اتلاف غذایی که قبلا در زنجیره تامین اتفاق افتاده و ضایعات غذایی که در مراحل بعدی رخ می¬دهد، متفاوت شده¬اند، جایی که رفتار مصرف کننده یک عامل است(پرفیت و همکارانش،2010). با این حال، تعاریف بیشتر پدیدار شده اند، به طوری که علل و انگیزه های ریشه ای ازنقش¬آفرینان درگیر در ضایعات مواد غذایی در حال حاضر فاکتور تمایز زباله های مواد غذایی از تلفات غذایی است. به طور کلی، ضایعات مواد غذایی به علت سوء مدیریت در زنجیره تامین مواد غذایی و یا تصمیم آگاهانه برای دفع اقلام خوراکی رخ می دهد. زباله¬های مواد غذایی عمدتا به عنوان اتلاف قابل پیشگیری مواد غذایی در نظر گرفته می¬شود. به عنوان مثال، غذاهایی که ناشی از سوء مدیریت دما در طول نگهداری خراب می¬شوند یا خرابی ناشی از برداشت یا ناکارآمدی فرایند فرآوری، و یا دور انداختن غذای خوراکی توسط مصرف کننده است، متناسب با تعریف ضایعات یا زباله¬های مواد غذایی است. با توجه به ابهام بین تلفات غذایی و زباله های مواد غذایی، اصطلاح تلفات مواد غذایی و زباله ها به طور گسترده توسط نهادهای مدیریتی استفاده شده است. از دیدگاه توده¬ای کمی، تلفات مواد غذایی و زباله ها معادل تلفات مواد غذایی است، زیرا زباله¬های مواد غذایی یک زیرمجموعه از تلفات است. با این حال لفظ ضایعات غذایی به فرایندها و شرایط متفاوت که باعث ضایعات قابل پیشگیری غذایی در برابر تلفات غیر قبال پیشگیری آن می¬شود، تاکید مستقیم دارد. با این وجود، هنگام بحث در مورد عملیات مواد غذایی که زباله شده (طبق تعریف FAO) بحث می شود، مشکل ساز می شود یا به دلیل این که غیرقابل خوردن است از بین رفته (طبق تعریف اروپایی (EC)). بنابراین، مقاله¬ها عموما به تلافات و ضایعات غذایی در کنار هم می¬پردازد به دلیل ناتوانی در جداسازی آن¬ها حتی به صورت مفهومی(چابود ،2017).

چگونگی تاثیر رژیم غذایی با چربی بالا و بازه تمرینی با فشار بالا، متابولیسم چربی در کبد و بافت چربی احشایی موش ها

How high-fat diet and high-intensity interval training affect lipid metabolism in the liver and visceral adipose tissue of rats

چکیده
1- مقدمه
2- مواد و روش ها
حیوانات
رژیم غذایی
تمرین
نمونه برداری از خون و بافت
آنالیز بیوشیمیایی
آنالیز مولکولی
آنالیز آماری
3- نتایج
وزن گیری
پروفایل لیپید پلاسما و سطوح انسولین
بیان ژن نسبی FXR
بیان ژن نسبی SREBP-1c
4- بحث
5- نتایج
منابع

چکیده

مسیرهای لیپوژنیک و لیپولیتیک به شدت توسط رسپتورهای هسته ای و پروتئین های اتصالی، مانند رسپتور فارنزوئید X (FXR) و پروتئین اتصال به عنصر تنظیمی 1c (SREBP-1c) تنظیم می شوند. ما این پژوهش را برای مطالعه اثرات بازه تمرینی با شدت بالا (HIIT) و رژیم غذای با چربی بالا (HFD) روی بیان ژن SRBP-1c و FXR بافت چربی و کبدی، در کنار سطوح پلاسمایی پروفایل لیپیدی و انسولین 24 ساعته رت های ویستار که به صورت تصادفی به گروه های نرمال (12%- چربی) و HFD (56%- چربی) با یا بدون شرکت در پروتوکل 8 هفته ای HIIT تقسیم بندی شده بودند، طراحی کردیم. نتایج به دست آمده از تست-های ANOVA دوطرفه و پیرسون (P<0.05) نشان داد که رت های HFD یک وزن گیری بالاتری را تجربه می کنند که با دیس لسپیدمی و انسولین بالا، بیان بالاتر SRBP-1c بافت چربی و کبدی و بیان پایین تر FAX کبدی در مقایسه با رت های تغذیه شده با رژیم نرمال در ارتباط می باشد. اگرچه، رت های HIIT بیان بالاتر FXR کبدی و بیان پایین تر SREBP-1c بافت چربی و کبدی را در مقایسه با رت های ورزش داده نشده نشان داده بودند اما سطوح پروفایل لیپیدی پلاسما هیچ تفاوت معنی داری بین رت های تمرین داده شده و تمرین داده نشده نداشت. جالب تر اینکه، بیان کبدی FXR به صورت منفی با وزن گیری و بیان SREBP 1c در هر دو بافت مرتبط بود در حالی که فقط SREBP-1c کبدی به صورت مثبت با سطوح انسولین مرتبط بود. در نتیجه، دیس لیپیدمی القا شده با HFD می تواند توسط فعال سازی مسیر SREBP کبدی تحت پروفایل تاثیر انسولین رخ دهد. اگرچه رت های HIIT، SREBP-1c پایین تری در ارتباط با فعال سازی FXR کبدی نشان داده بودند اما به نظر می رسد که رژیم غذایی روی پروفایل لیپیدی موثرتر از HIIT باشد. همچنین، در حضور HFD، HIIT فقط لیپولیز چربی را تحت تاثیر قرار داده بود.

5- نتایج

رت های تغذیه شده با چربی بالا در این پژوهش، وزن گیری و دیس لیپیدمی بیشتری را تجربه کرده بودند که احتمالا توسط فعال سازی مسیر SREBP-1c در بافت کبد تحت تاثیر انسولین می باشد. HIIT به نظر می-رسد که فعالیت FXR کبدی را افزایش دهد و بیان SREBP-1c کبدی و بافت چربی را مهار کند اما با وجود وزن گیری پایین تر در رت های HIIT، بهبود پروفایل لیپیدی توسط این نوع از ورزش، نیاز به مطالعه ی بیشتر دارد. به نظر می رسد که رژیم غذایی، اثر بیشتری روی پروفایل لیپیدی نسبت به ورزش داشته باشد و در حضور HFD، HIIT فقط لیپولیز بافت چربی را افزایش می دهد و هیچ اثری روی متابولیسم کبدی ندارد. ما به بهترین شکل محدودیت های این مطالعه را توسط همگن سازی گروه ها از نظر سن، جنس، وزن و حضور گروه کنترل حذف کردیم اما پایش وضعیت متابولیک اولیه ی هر رت برای یک نتیجه گیری بهتر مفید خواهد بود. از آنجایی که رت ها، دسترسی ad libitum به غذا داشتند، ما سنجش مصرف غذا را پیشنهاد کردیم تا ببینیم که آیا رت هایی با رژیم غذایی با چربی بالا، در مقایسه با رت های دارای رژیم نرمال، مقدار مشابهی از غذا را مصرف کرده بودند یا نه.

Abstract

Lipogenic and lipolytic pathways are tightly regulated by nuclear receptors and binding proteins, such as farnesoid x receptor (FXR) and sterol regulatory element binding protein 1c (SREBP-1c). We designed this research to study the effects of high-intensity interval training (HIIT) and high-fat diet (HFD) on hepatic and adipose FXR and SREBP-1c gene expression beside the plasma levels of lipid profile and insulin. 24 male Wistar rats were randomly divided into normal (~12% fat) and HFD (~56% fat) groups with or without participating in the 8 weeks HIIT protocol. Results from two-way ANOVA and Pearson tests (P<0.05) showed that the HFD rats experienced a larger weight gain correlated with dyslipidemia and hyperinsulinemia, higher hepatic and adipose SREBP-1c expression and lower hepatic FXR expression compared with normal diet fed rats. Although HIIT rats showed higher hepatic FXR and lower hepatic and adipose SREBP-1c expression and lower weight gain compared with untrained rats, plasma lipid profile levels had not any significant difference between trained and untrained rats. Interestingly, hepatic FXR expression was negatively correlated with weight gain and SREBP1c expression in both tissues while only the hepatic SREBP-1c was positively correlated to insulin levels. In conclusion, HFD-induced dyslipidemia could occur via the activation of the hepatic SREBP-1c pathway under the insulin effect. Although HIIT rats showed lower SREBP-1c correlated to hepatic FXR activation it seems diet is more effective on lipid profile than HIIT. Also, in presence of HFD, HIIT only affects adipose lipolysis.

5- Conclusions

High-fat diet fed rats in this research experienced more weight gain and dyslipidemia probably via activation of the SREBP-1c pathway in the liver tissue under the insulin effect. HIIT seems to enhance hepatic FXR activity and inhibits hepatic and adipose SREBP-1c expression but despite lower weight gain in HIIT rats, the lipid profile improvement by this type of exercise needs more studies. It seems that diet has more effect on lipid profile than exercise and in presence of HFD, HIIT enhances only adipose lipolysis and has no effect on hepatic metabolism. We did our best to eliminate limitations of the study using homogenisation of the groups by age, gender, weight and presence of the control group, but monitoring the initial metabolic state of each rat would be helpful for a better conclusion. Because rats had ad libitum access to the food, we suggest measuring the food consumption to see whether rats with high-fat diet had consumed the same quantity of food compared with normal diet rats.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

چگونگی تاثیر رژیم غذایی با چربی بالا و بازه تمرینی با فشار بالا، متابولیسم چربی در کبد و بافت چربی احشایی موش ها

How high-fat diet and high-intensity interval training affect lipid metabolism in the liver and visceral adipose tissue of rats

استفاده از عصاره روغنی کپسوله شده به عنوان عامل ضد میکروبی در مواد غذایی

Application of Encapsulated Essential Oils as Antimicrobial Agents in Food Packaging

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

استفاده از عصاره روغنی کپسوله شده به عنوان عامل ضد میکروبی در مواد غذایی

Application of Encapsulated Essential Oils as Antimicrobial Agents in Food Packaging

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تاثیر فرمولاسیون غذا و فرآیندهای گرمایی بر روی فلاون ها در کرفس و بابونه

Effects of food formulation and thermal processing on flavones in celery and chamomile

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تاثیر فرمولاسیون غذا و فرآیندهای گرمایی بر روی فلاون ها در کرفس و بابونه

Effects of food formulation and thermal processing on flavones in celery and chamomile

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

برآورد ایمنی مواد افزودنی خوراکی توسط مطالعات سمیت رشد و باروری

The Safety Assessment of Food Additives by Reproductive and Developmental Toxicity Studies

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

برآورد ایمنی مواد افزودنی خوراکی توسط مطالعات سمیت رشد و باروری

The Safety Assessment of Food Additives by Reproductive and Developmental Toxicity Studies

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

روش مستقیم برای تعیین مواد طعم دهنده در مواد غذایی توسط GC-MS

A straightforward method to determine flavouring substances in food by GC–MS

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

یک روش ساده برای مشخص کردن مواد طعم دهنده در مواد غذایی توسط GC-MS

A straightforward method to determine flavouring substances in food by GC–MS

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

کروم سنسینگ در زمینه میکروبیولوژی مواد غذایی

Quorum Sensing in the Context of Food Microbiology

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

ادراک حد نصاب در زمینه میکروبیولوژی مواد غذایی

Quorum Sensing in the Context of Food Microbiology

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.