Az irizin plazma mérsékelten növekszik mérsékelt és nagy intenzitású délutáni edzés során elhízott nőknél

Táplálkozási és testmozgási élettani osztály, Missouri Egyetem, Columbia, Missouri, Amerikai Egyesült Államok

Missouri Egyetem, Columbia, Missouri, Amerikai Egyesült Államok táplálkozási és testmozgási élettani osztálya

Hovatartozás Kelet-Karolinai Cukorbetegség és Elhízás Intézet és Kineziológiai Tanszék, East Carolina Egyetem, Greenville, Észak-Karolina, Amerikai Egyesült Államok

Missouri Egyetem, Columbia, Missouri, Amerikai Egyesült Államok táplálkozási és testmozgási élettani osztálya

Nathan C. Winn,
Zachary I. Grunewald,
Ying Liu,
Timothy D. Heden,
Lauren M. Nyhoff,
Jill A. Kanaley

Ábrák

Absztrakt

Háttér és cél

Az irisin egy testmozgásra érzékeny miokin, amelyet elhízás elleni előnyök kifejtésére javasoltak; ennek ellenére az elhízott nők edzés közbeni reakcióját nem írják le. Ez a tanulmány a plazma irizin szintjét jellemezte egyetlen intenzív (közepes vagy magas intenzitású) izokalorikus testmozgás során, elhízott nőknél.

Mód

Tizenegy elhízott nő vett részt 3 randomizált, 1600 órakor kezdődő vizsgálati napon: 1) nem gyakorolt (NoEx), 2) közepesen gyakorolt (ModEx; 55% VO2max) és 3) nagy intenzitású intervallummal végzett edzés (IntEx; 4 perc (80% VO2max)/3 perc (50% VO2max). A gyakori vérmintákat glükóz és laktát (teljes vér), valamint inzulin, c-peptid, glükagon és irizin (plazma) elemzésére végeztük a teszt 190 percig.

Eredmények

A plazma irizin a kiindulási érték fölé emelkedett a ModEx és az IntEx során (P 0,05). A csúcs irizinszint a ModEx és az IntEx edzés során 11,9 ± 3,4% és 12,3 ± 4,1% volt az alapszinthez viszonyítva (P 0,05). Az irizin szintje a pihentetés felett a ModEx alatt 125 percig maradt a testmozgás után, míg a szint az IntEx alatt a testmozgást követő 15 percen belül visszatért az alapvonalra. Hasonlóképpen nem találtak összefüggést a plazma irizinszint és a keringő laktát, glükóz, inzulin, c-peptid vagy glükagon között a vizsgálati napokban (P> 0,05). Viszont fordított összefüggés volt a bazális irizin és a sovány tömeg között (r = -0,70, P = 0,01).

Következtetés

Egyszeri mérsékelt és nagy intenzitású délutáni testmozgás a keringő irizin koncentrációjának mérsékelt növekedését idézi elő edzés közben; az edzés utáni szabályozás azonban úgy tűnik, hogy az elhízott nőknél a testmozgás intenzitása között dimorf. Jövőbeni vizsgálatokra van szükség az irizin szekréció reggeli és délutáni edzésének összehasonlításához.

Idézet: Winn NC, Grunewald ZI, Liu Y, Heden TD, Nyhoff LM, Kanaley JA (2017) Az irisin plazma irisinja mérsékelten növekszik mérsékelt és nagy intenzitású délutáni edzés során elhízott nőknél. PLoS ONE 12 (1): e0170690. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0170690

Szerkesztő: Jonathan M. Peterson, Kelet-Tennessee Állami Egyetem, EGYESÜLT ÁLLAMOK

Fogadott: 2016. október 24 .; Elfogadott: 2017. január 9 .; Közzétett: 2017. január 26

Adatok elérhetősége: Minden lényeges adatot a támogató információs fájlok tartalmaznak.

Finanszírozás: Nemzeti Egészségügyi Intézet R21DK084467-01 (NIDDK.nih.gov) szponzor szerepe a tervezésben stb .: nincs szerep

Versenyző érdeklődési körök: A szerzők kijelentették, hogy nincsenek versengő érdekek.

Rövidítések: IntEx, intervallum edzés; ModEx, mérsékelt testmozgás; NoEx, nincs gyakorlat; PGC1α, peroxiszóma proliferátor-aktivált receptor-y koaktivátor-1 α

Bevezetés

Megalapozott, hogy mind az akut, mind a krónikus testedzés kedvező metabolikus és biokémiai adaptációkat vált ki, amelyek védenek a metabolikus szindróma, a 2-es típusú cukorbetegség és a szív- és érrendszeri betegségek kialakulása ellen [1–5], a molekuláris mechanizmusok azonban még nem teljesen ismertek [6]. . A csontváz izomzatát endokrin szervként ismerik el, amely aktív szerepet játszik a metabolikus homeosztázisban azáltal, hogy képes kommunikálni több szövetrel, beleértve a zsírszövetet, a májat és az agyat is [7]. Konkrétan, az izomösszehúzódás fokozza számos myokin, köztük az irizin felszabadulását, amelyek közvetíthetik a testmozgás egyes védőhatásait [7, 8].

Az irizinről, egy izom- és zsírszármazékból származó kemokinről, amely a fibronektin III típusú doméntartalmú fehérje 5 proteolitikus hasításából származik, beszámoltak, hogy aktiválja a termogén programokat a fehér zsírszövetben és javítja a glikémiát, amely hatás a peroxiszóma proliferátor által aktivált receptor függő. -γ koaktivátor-1 a (PGC-1α) [8]. Pontosabban Bostrom és mtsai. jelezte, hogy az irizin adenovirális vektorokon keresztüli túlzott expressziója az étrend okozta elhízott rágcsálókban növeli az energiafelhasználást, gyengíti a súlygyarapodást és javítja a glükóz toleranciát a kontroll vektorokhoz képest [8]. Ezeket a kezdeti eredményeket mások is megerősítették in vitro és in vivo módszerekkel [9, 10]. Ezenkívül kimutatták, hogy az irizin az AMP-aktivált kináz (AMPK) útján keresztül jelzi a glükózfelvételt és a zsírsav-oxidációt az elsődleges miocitákban, ami feltételezhető szerepet játszik a glükóz és a lipid homeosztázisában [11]. Ezek a felfedezések együttesen felkeltették az érdeklődést az irizin lehetséges elhízás elleni terápiának tekintése iránt [12].

Így ennek a tanulmánynak a célja az volt, hogy meghatározza az intenzív aerob testmozgás egyetlen, az elhízott nőstényekben és utáni testedzés közbeni keringő irizin-koncentrációjára gyakorolt hatását. Feltételeztük, hogy az akut, nagy intenzitású intervall edzéssel kiváltott nagyobb metabolikus stressz növeli a plazma irisin csúcsszintjét a folyamatos mérsékelt edzéshez képest.

Mód

A Missouri Egyetem Intézményi Felülvizsgálati Testülete jóváhagyta ezt a tanulmányt. A módszertan részletes leírását korábban leírták [36]. Egy korábbi vizsgálat [36] archivált plazmamintáit elemezték keringő irizinszintek szempontjából. A minta nagysága az elsődleges vizsgálat elsődleges eredményváltozóján alapult. Ennek megfelelően tizenegy fiatal ülő, elhízott nő befejezte ezt a vizsgálatot. A felvételi kritériumok közé tartoztak a 18 és 35 év közötti egyének, a testtömeg-index (BMI)> 30 kg/m 2, a testsúly stabilabb volt az előző 3 hónapban, nem rendszeres testedzők, előzőleg nem voltak tüdő-, vese-, endokrin vagy gyomor-bélrendszeri megbetegedések, és nem szed olyan gyógyszereket, amelyekről ismert, hogy megváltoztatják a glükóz anyagcseréjét.

Az alanyok egyetlen edzést hajtottak végre, vagy a protokoll időtartama alatt mozdulatlanok maradtak. Véletlenszerű sorrendben a beavatkozási protokollok a következőkből álltak: (1) gyakorlat nélkül (NoEx), (2) mérsékelt intenzitású folyamatos aerob edzésben (ModEx) és (3) nagy intenzitású aerob intervallumban (IntEx). A beavatkozásokat legalább egy hét különbséggel végeztük, amíg mindhárom befejeződött, az előzőekben leírtak szerint [36]. Valamennyi személyt menstruációs ciklusuk 1. és 10. napja között vizsgálták, és szokásos ebédet fogyasztottak (

750 kcal, 65% szénhidrát, 20% zsír, 15% fehérje) minden tesztnapon. Mind a ModEx, mind az IntEx gyakorlatokkal kalória-ráfordítást (400 kcal) egyeztettünk. A résztvevők megközelítőleg 1600 órakor érkeztek a Gyakorlási Élettani Laboratóriumba. Az egyes állapotok során vénás katétert helyeztünk be az ismételt vérmintavételhez a kiinduláskor, majd ezt követően 10 percenként 190 percig. A ModEx folyamatos futópadból állt, 55% VO2-csúcs mellett, míg az IntEx 4 perc nagy intenzitású intervallummal, 80% VO2-csúcs mellett, 3 perc aktív helyreállítással (50% VO2-csúcs) elválasztva [36]. A testedzés energiafogyasztását közvetett kalorimetriával mértük (ParvoMedics TrueOne 2400 metabolikus kocsija, Salt Lake City, Utah, UT, USA). A testmozgást követően a résztvevők fekvő székben pihentek körülbelül 125 percig. Az irizin plazma szintjét t = 0, 30, 50, 80 és 190 percnél határoztuk meg, ahol a testmozgás t = 10–65 perc között történt. Az irisin csúcsértékei t = 50 percnél jelentkeztek.

A csúcs oxigénfogyasztást (VO2peak) közvetett kalorimetriával értékeltük, folyamatos futópad protokoll használatával [37]. A BOD POD®-t használták a testösszetétel értékelésére a gyártó utasításai szerint (COSMED USA, Concord, CA) [38].

Vérelemzés

Statisztikai analízis

Egyirányú varianciaanalízist (ANOVA) ismételt mérésekkel alkalmaztunk a vér biokémiai és plazma irizinszintjének kiindulási különbségeinek értékelésére. Az idő fő hatásait a plazma irizin koncentrációkra az ANOVA ismételt mérésével értékeltük. Bonferroni-korrekcióval (I. típusú hiba) végzett utólagos poszt-hoc teszteket futtattunk az irizinszint eltéréseinek kiértékeléséhez az alapvonaltól. Az irizin csúcsteljesítmény által kiváltott változását a kiindulási értékhez viszonyított százalékos változásként számítottuk (t = 0). Az adatok normális eloszlását Shapiro-Wilk tesztjével határoztuk meg. A gömbösség feltételezését Mauchly gömbtesztjével tesztelték. Pearson r-t alkalmazták az irizin, a testösszetétel és a vérkémia közötti összefüggések értékelésére. Az összes statisztikai elemzést az SPSS statisztikai szoftver 20. verziójával (IBM Corporation, Armonk, NY, USA) végeztük. Az adatok átlag ± SEM formában jelennek meg, hacsak másképp nem szerepel. P 0,05); az éhgyomri laktát, az inzulin és a c-peptid azonban magasabb volt a ModEx során a NoEx vizsgálati nappal összehasonlítva (P 1. táblázat. A résztvevők jellemzői és a kiindulási vérkémia.

A korrelációt a Pearson r-n keresztül számoltuk ki.

A kiinduláskor a plazma irizinszintek nem különböztek a vizsgálati napok között (P = 0,13), és a NoEx során nem különböztek az időben (2A. Ábra). Az irizin koncentrációja azonban a testmozgás során mind a ModEx, mind az IntEx esetében megemelkedett (2A, P ábra 2). Egy mérsékelt és nagy intenzitású testmozgás növelte az irizint.

A) irizin görbék akut testmozgással vagy anélkül; B) egyéni irizin válaszok a NoEx, a ModEx és az IntEx során. Az értékeket átlag ± SEM-ben fejezzük ki. NoEx, nincs gyakorlat; ModEx, folyamatos mérsékelt testmozgás; IntEx, nagy intenzitású intervall edzés. * P az irizin 5% -os változását (azaz növekedését vagy csökkenését) az alapértékhez viszonyítva szignifikáns válaszként definiálták. E feltételezés alapján azt tapasztaltuk, hogy az egyének 68,2% -a és 63,6% -a nőtt, míg a testmozgás során 9,1% és 13,6% csökkent a plazma irizin koncentrációja a ModEx és az IntEx esetében (2B. Ábra). Éppen ellenkezőleg, a NoEx során az alanyok körülbelül egyharmada növekedett, csökkent vagy nem mutatott változásokat a plazma irizinben, ami azt jelzi, hogy nem volt kiszámítható minta (2B. Ábra). Nevezetesen, az alanyok irizinszintjének 61,8% -a magas maradt a ModEx gyógyulási periódusában, míg 37,8% -a emelkedett az IntEx után. A 2B. Ábrából kitűnik, hogy több egyén másképp reagált az edzés intenzitására, ahol a ModEx alatt az irizin koncentrációjának növekedése, csökkenése vagy egyáltalán nem adott válasz következetesen az IntEx alatti mintázatra. Ezenkívül összességében úgy tűnik, hogy a ModEx kiszámíthatóbb irisin válaszokat produkálhat az IntEx-hez képest.

Tekintettel arra, hogy a közelmúltbeli ajánlások óvatosságra intenek a kit-kit összehasonlítások ellen az irisin ELISA készletek között [33], összehasonlítottuk az EK-067-29 (Phoenix Pharmaceuticals, Inc.) és az AG-45A-0046EK-KI01 (Adipogen International Liestal, Svájc) ) ELISA-készletek, hogy kontextust biztosítsanak az egyének ugyanazon csoportjában. Meglepő módon az Adipogen International irisin ELISA kit (AG-45A-0046EK-KI01) átlagosan 230-szor magasabb irizinszintet találtunk az EK-067-29-hez (Phoenix Pharmaceuticals, Inc.) képest (az adatok nem láthatók). megerősítve a Polyzos és a Mantzoros által felvetett aggályokat [33].

Vita

Tudomásunk szerint ez az első olyan tanulmány, amely az edzés közben keringő irizinszintről számol be. Megállapítottuk, hogy fiatal, elhízott nőknél a keringő irizin koncentrációja mérsékelten nő az akut testmozgás során; azonban hipotézisünkkel ellentétben a testmozgás csúcsának növekedése nem növekszik az IntEx során. Ezenkívül beszámolunk arról, hogy a modEx és az IntEx között az irizin a testmozgást követő dimorf emelkedésnek tűnik, ahol az irizinszint általában magasabb volt> 2 órával a ModEx után, de nem az IntEx (azaz a testmozgást követő 15 percen belül visszatér az alapvonalra) . A ModEx utáni emelkedéssel összhangban számos, egészséges egyénekkel végzett kutatás azt mutatja, hogy az akut testmozgás serkenti az irizin felszabadulását közvetlenül a testmozgást követően [23, 26, 42–44], míg az elhízott egyéneknél a testmozgás által kiváltott irisin válasz ellentmondásos [35, 43, 45 ]. Ezen ellentmondó jelentések némelyike részben az irizin mérésének és jelentésének következetlenségeinek tudható be, amint azt korábban tárgyaltuk [30, 33, 46, 47].

Az irizin és a zsírosság és a zsírmentes tömeg közötti kapcsolat vita tárgya. Az irizint myokinként azonosították, azonban a biológiában betöltött szerepe túlmutat az izmokon (vagyis az izom mellett a zsírszövet is előállítja [48, 49]). Ennélfogva nehéz megjósolni a kapcsolatát a testösszetétel leíró mértékeivel. Valójában fordított összefüggést találtunk az irizin és a sovány tömeg között. Ez a megállapítás összhangban áll az erőgyakorlatot végző férfiak és nők korábbi adataival [50, 51]. Mások azonban pozitív összefüggést jeleznek az irizin és a BMI, az izomtömeg (azaz a bicepsz) és a zsírmentes tömeg között [35, 52], és azt sugallják, hogy a zsírmentes tömeg az irizinszint elsődleges előrejelzője. Tehát úgy tűnik, hogy az egyszerű testösszetétel-markerek nem feltétlenül mutatják az irizin szintjét.

Kevés tanulmány vizsgálta a testmozgás okozta irisin reakciót a délután folyamán. A délutáni időszak egy olyan időszak, amely tükrözi az étkezés utáni általános állapotot (vagyis reggelit és ebédet követően), amelyben a testmozgás válaszai eltérhetnek az éjszakai böjtöléshez képest [53]. Lehetséges, hogy a napszak hatásai (azaz a napi változások) befolyásolhatják az irizin válaszát az akut testmozgásra. Ebben a vizsgálatban az irizin kiindulási koncentrációját körülbelül 1600 órakor mértük, amelyet azonnal követett

A jelenlegi vizsgálat érdekes megfigyelése a ModEx és az IntEx közötti egyéni változékonyság (2B. Ábra). A testmozgás energiafogyasztása állandó volt, így minden alany 400 kcal-ot költött edzés közben. Ennek során összehasonlítani tudtuk a testmozgás intenzitását az energiafelhasználástól függetlenül. Az egyének 65% -a együttesen jelentősen megemelte az irizin szintet a testmozgás során. Meglepetésünkre azonban ezeknek a válaszadóknak kevesebb mint a fele (40,8%) emelkedett irizint mind a ModEx, mind az IntEx során. Valójában ugyanazon alanyok 22,6% -a válaszolt azzal, hogy az egyik testmozgás alatt növekedett, a másik testmozgás alatt pedig csökkent. Azt is megállapítottuk, hogy a nem válaszolók közül csak 2 alany reagált ugyanabba az irányba a ModEx és az IntEx. Lehetséges, hogy a testmozgás intenzitása egyértelmű különbségeket indít el az irizin szekréció és az irizin clearance egyensúlyában; ennek ellenére ezt még ki kell mutatni. Ennek megfelelően ezeknek a megállapításoknak a következményei ismeretlenek és további vizsgálatot indokolnak.