A review on the role of irisin and adipolin in diabetes and obesity conditions with an exercise approach

Subject Areas : Physical Activity and Health

Maryam  Shojaee ¹ (Department of Exercise Physiology, Central Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran)
Saleh  Rahmati ² (Department of Physical Education, Pardis Branch, Islamic Azad University, Pardis, Iran.)

Received: 2023-11-12 Accepted : 2023-11-25 Published : 2023-10-23

Keywords: exercise training, Fat oxidation, Obesity, Myokine, Cytokine, Diabetes,

Abstract :

The interplay between irisin, adipolin, physical activity, diabetes, and obesity is a multifaceted and complex issue with important implications for our understanding of metabolic health. Irisin and adipolin are cytokines that are secreted during physical activity. These cytokines play an important role in regulating metabolic functions in the body. Irisin, in particular, has received attention for its potential to increase thermogenesis and improve glucose homeostasis. It has been shown that physical activity increases the secretion of irisin, which leads to increased fat burning and energy consumption. Irisin turns white fat tissue into brown and helps to lose weight and prevent obesity. In the field of diabetes, irisin is promising as a potential therapeutic target. Studies have shown that irisin can increase insulin sensitivity and glucose uptake in skeletal muscle cells, which may be beneficial for people with type 2 diabetes. Additionally, irisin has anti-inflammatory properties and reduces chronic low-grade inflammation commonly associated with obesity and diabetes. Adipolin is another myokine associated with metabolic health. Similar to the effects of irisin, adipolin has anti-inflammatory properties and helps to regulate the metabolism of adipose tissue. The purpose of this article is to investigate the role of irisin and adipolin in diabetes and obesity with an exercise approach.

Full-Text:



 

مروری بر نقش آیریزین و آدیپولین در شرایط دیابت و چاقی با رویکرد ورزشی

 

 

عنوان کوتاه: تمرین، آدیپولین و آیریزین

 

 

 

مرجان شجاعی1، صالح رحمتی2 و *

 1 کارشناسی ارشد، گروه فیزیولوژی ورزش، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

 2 استادیار، گروه تربیت‌بدنی، واحد پردیس، دانشگاه آزاد اسلامی، پردیس، ایران

 

 

 

 

 

*نویسنده مسئول: دکتر صالح رحمتی

آدرس: گروه تربیت‌بدنی، واحد پردیس، دانشگاه آزاد اسلامی، پردیس، ایران.

کد پستی: 1658174583

شماره تماس: [phone]

پست الکترونیک: [e-mail]

ارکید: 1759-8751-0001-0000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

چکیده

تعامل بین آیریزین، آدیپولین، فعالیت بدنی، دیابت و چاقی یک موضوع چندوجهی و پیچیده است که پیامدهای مهمی برای درک ما از سلامت متابولیک دارد. آیریزین و آدیپولین سایتوکاین­هایی هستند که در حین فعالیت بدنی ترشح می‌شوند. این سایتوکاین­ها نقش مهمی در تنظیم عملکردهای متابولیک در بدن دارند. آیریزین، به‌ویژه، به دلیل پتانسیل آن برای افزایش گرمازایی و بهبود هموستاز گلوکز مورد توجه قرار گرفته است. نشان داده شده است که فعالیت بدنی باعث افزایش ترشح آیریزین می‌شود که منجر به افزایش چربی سوزی و مصرف انرژی می‌شود. آیریزین بافت چربی سفید را به قهوه­ای تبدیل می­کند و به کاهش وزن و جلوگیری از چاقی کمک می‌کند. در زمینه دیابت، آیریزین به‌عنوان یک هدف درمانی بالقوه امیدوارکننده است. مطالعات نشان داده‌اند که آیریزین می‌تواند حساسیت به انسولین و جذب گلوکز را در سلول‌های عضلات اسکلتی افزایش دهد که ممکن است برای افراد مبتلا به دیابت نوع 2 مفید باشد. علاوه بر این، آیریزین دارای خواص ضد التهابی است و التهاب مزمن درجه پایین را که معمولاً با چاقی و دیابت مرتبط است، کاهش می‌دهد. آدیپولین میوکین دیگری است که با سلامت متابولیک مرتبط است. مشابه اثرات آیریزین، آدیپولین دارای خواص ضد التهابی است و به تنظیم متابولیسم بافت چربی کمک می­کند. هدف از مقاله حاضر بررسی نقش آیریزین و آدیپولین در شرایط دیابت و چاقی با یک رویکرد ورزشی می­باشد.

 

واژگان کلیدی: چاقی، دیابت، میوکاین، سایتوکاین، تمرین ورزشی، اکسیداسیون چربی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A review on the role of irisin and adipolin in diabetes and obesity conditions with an exercise approach

 

Running head: Exercise, irisin and adipolin

 

 

 

Marjan Shojaee1, Saleh Rahmati2, *

 

 

1MSc, Department of Exercise Physiology, Central Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.

2Assistant Professor, Department of Physical Education, Pardis Branch, Islamic Azad University, Pardis, Iran. SR: [e-mail]; ORCID: 0000-0001-8751-1759

 

 

 

*Corresponding author: Saleh Rahmati

Department of Physical Education, Pardis branch, Islamic Azad University, Pardis, Iran.

Post Office Box: 1658174583

Tel: [phone], Fax: [phone]

Email: [e-mail]

ORCID ID: 0000-0001-8751-1759

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Abstract

The interplay between irisin, adipolin, physical activity, diabetes, and obesity is a multifaceted and complex issue with important implications for our understanding of metabolic health. Irisin and adipolin are cytokines that are secreted during physical activity. These cytokines play an important role in regulating metabolic functions in the body. Irisin, in particular, has received attention for its potential to increase thermogenesis and improve glucose homeostasis. It has been shown that physical activity increases the secretion of irisin, which leads to increased fat burning and energy consumption. Irisin turns white fat tissue into brown and helps to lose weight and prevent obesity. In the field of diabetes, irisin is promising as a potential therapeutic target. Studies have shown that irisin can increase insulin sensitivity and glucose uptake in skeletal muscle cells, which may be beneficial for people with type 2 diabetes. Additionally, irisin has anti-inflammatory properties and reduces chronic low-grade inflammation commonly associated with obesity and diabetes. Adipolin is another myokine associated with metabolic health. Similar to the effects of irisin, adipolin has anti-inflammatory properties and helps to regulate the metabolism of adipose tissue. The purpose of this article is to investigate the role of irisin and adipolin in diabetes and obesity with an exercise approach.

 

Keywords: Obesity, diabetes, myokine, cytokine, exercise training, fat oxidation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مقدمه

در افراد چاق، سطح پایین آمادگی جسمانی، سطح کلسترول بالا، سیگار کشیدن و فشار خون بالا، باعث دیابت و بیماری قلبی عروقی می‌شود. فعالیت بدنی منظم از طریق تنظیم عوامل ژنی و مولکولی بسیاری اثرات مفید خود را اعمال می­کند (امین زاده و همکاران 2023، لی¹ و همکاران 2023). فعالیت بدنی منظم با کاهش فشارخون، افزایش سطح لیپوپروتئین پرچگال، کاهش تری­گلیسیرید پلاسما، بهبود کنترل قند خون، افزایش حساسیت به انسولین، بهبود ساختار عروقی و عملکرد اندوتلیال با چاقی، بیماری‌های قلبی عروقی و دیابت مقابله می‌کند (تیانگ² 2019). تمرینات منظم بدنی حساسیت به انسولین را افزایش می‌دهد و منجر به کاهش غلظت انسولین ناشتا می‌شود. نشان داده شده است که در یک غلظت پلاسمایی انسولین مشابه، مقدار تولید گلوکز درون‌زا در افراد تمرین کرده کمتر است و مقدار دفع گلوکز در آن­ها بالاتر است (کولینز و همکاران³ 2022). اصلاح شیوه زندگی می‌تواند در افراد مبتلا به بیماری طولانی‌مدت موفقیت‌آمیز باشد. مطالعات نشان می‌دهند برنامه‌های اصلاح سبک زندگی طولانی‌مدت پارامترهای بالینی را در افراد مبتلا به دیابت نوع 2 با اضافه‌وزن به‌طور قابل‌توجهی بهبود می‌بخشد (وینگ⁴ 2010). فعالیت بدنی از طریق اثر بر سایتوکین­ها باعث تغییرات مفید در جهت پیشگیری و درمان بیماری‌های چاقی و دیابت می‌شود. تعامل بین فعالیت بدنی، سیتوکین­ها، چاقی و دیابت پیچیده و چندوجهی است. نشان داده شده است که فعالیت بدنی اثرات قابل توجهی بر تولید و ترشح سیتوکین دارد که به نوبه خود می‌تواند بر چاقی و دیابت تأثیر بگذارد (ونکاتاسامی و همکاران⁵ 2013). سیتوکین­ها مولکول‌های پروتئینی کوچکی هستند که به‌عنوان مولکول‌های سیگنال در واکنش ایمنی بدن و فرآیندهای التهابی عمل می‌کنند. برخی از سیتوکین ها مانند فاکتور نکروز تومور آلفا⁶، اینترلوکین-⁷6 و اینترلوکین-1 بتا⁸، در ایجاد چاقی و مقاومت به انسولین نقش دارند. مشخص شده است که فعالیت بدنی منظم تولید و آزادسازی سیتوکین ها را تعدیل می‌کند. فعالیت بدنی منجر به افزایش شدید سطح سیتوکین در گردش می‌شود، از جمله آزادسازی اینترلوکین-6 از سلول‌های عضلانی اسکلتی. تصور می‌شود که این افزایش ناشی از فعالیت بدنی در اینترلوکین-6 در اثرات ضدالتهابی فعالیت بدنی نقش داشته باشد. التهاب مزمن با درجه پایین یکی از مشخصه‌های چاقی است و با آزادسازی سایتوکاین های پیش­التهابی از بافت چربی، از جمله فاکتور نکروز تومور آلفا و اینترلوکین-1 بتا همراه است (کنی و همکاران⁹ 2019). نشان داده شده است که فعالیت بدنی منظم با سرکوب ترشح سیتوکین های پیش التهابی و افزایش آزادسازی سایتوکاین­های ضد التهاب، التهاب سیستمیک را کاهش می‌دهد. چاقی ارتباط نزدیکی با مقاومت به انسولین و ایجاد دیابت نوع 2 دارد. سیتوکین های پیش التهابی آزاد شده از بافت چربی می‌توانند سیگنال دهی انسولین را مختل کرده و به مقاومت به انسولین کمک کنند. فعالیت بدنی منظم می‌تواند با کاهش سطح سیتوکین های پیش التهابی به کاهش اثرات منفی چاقی بر حساسیت انسولین کمک کند (کالکاترا و همکاران¹⁰ 2022). فعالیت بدنی همچنین باعث ترشح آدیپونکتین، یک آدیپوکین با اثرات حساس کننده به انسولین می‌شود. فعالیت بدنی یک ابزار قدرتمند در مدیریت و پیشگیری از دیابت نوع 2 است. از طریق تأثیرات آن بر روی سیتوکین ها، فعالیت بدنی می‌تواند التهاب مزمن را کاهش دهد، حساسیت به انسولین را بهبود بخشد و جذب و استفاده گلوکز توسط عضلات اسکلتی را افزایش دهد. نشان داده شده است که فعالیت بدنی منظم خطر ابتلا به دیابت نوع 2 را در افراد چاق کاهش می‌دهد و کنترل قند خون را در افراد مبتلا به دیابت موجود بهبود می‌بخشد (بکیک و همکاران¹¹ 2018). به‌طور خلاصه، فعالیت بدنی تأثیر قابل توجهی بر تولید و انتشار سیتوکین دارد و مزایای بالقوه ضدالتهابی و متابولیک را ارائه می‌دهد (شکل 1). با کاهش سیتوکین­های پیش التهابی، ترویج آزادسازی سایتوکین­های ضدالتهابی و بهبود حساسیت به انسولین، فعالیت بدنی می‌تواند مداخله مؤثری در زمینه چاقی و دیابت باشد.

 

 

 

شکل 1. فعالیت بدنی منظم با تنظیم سایتوکاین­های التهابی و ضد التهابی، مزایای بالقوه ضدالتهابی و متابولیک را ارائه می­دهد.

آیریزین

دیابت قندی اختلال متابولیک شایعی است که از مشخصه‎های آن افزایش قند خون و اختلال در متابولیسم کربوهیدرات، چربی و پروتئین می‎باشد (بایز و همکاران¹² 2023). بیماران دیابتی نوع 2، نسبت به انسولین مقاوم می‎باشند و انسولین کافی برای غلبه بر این مقاومت تولید نمی‎کنند. اختلال در مسیر پیام‌رسانی انسولین در مواجهه با افزایش سطح انسولین از مهار تولید گلوکز در کبد پیشگیری می‎کند. به‌علاوه اختلالاتی در سلول‎های پاسخ‌دهنده به انسولین در قسمت‎هایی فراتر از گیرنده وجود دارند که می‎توانند فراخوانی ناقل گلوکز از قسمت‎های داخل سلولی به غشا پلاسمایی را کاهش دهند (بایز و همکاران 2023). همچنین افزایش فعالیت پیام‌رسانی انسولین که ساخت و استریفیکاسیون اسیدهای چرب را تنظیم می‎کند به تولید بیش از حد تری آسیل گلیسرول می‎انجامد. در نتیجه با اینکه غلظت انسولین زیاد باقی می‎ماند ولی غلظت گلوکز به نحو مناسب تنظیم نمی‎شود. هر چند سطح انسولین در این بیماران زیاد است ولی از سطح انسولین در افراد چاق غیر دیابتی کمتر می‎باشد. به بیان دیگر تأمین انسولین از سلول‌های بتا به‌طور نسبی کاهش می‎یابد. لذا علاوه بر مقاومت به انسولین اختلال در عملکرد سلول‎های بتا و کمبود نسبی انسولین در ایجاد بیماری نقش دارد (بایز و همکاران 2023). فعالیت بدنی منظم از طریق افزایش حساسیت انسولینی و لیپوپروتئین پر چگال و کاهش‌تری گلیسیرید و لیپوپروتئین‎های کم چگال، به بهبود متابولیسم گلوکز و لیپید منجر می‎شود (کناتا و همکاران¹³ 2020). فعالیت بدنی می‎تواند از طریق افزایش انتقال‌دهنده‌های گلوکز به درون سلول عضلانی و سوبستراهای گیرندۀ انسولین¹⁴ و همچنین افزایش تودۀ عضلانی (بیش از 21% برداشت گلوکز ناشی از تحریک انسولین مربوط به بافت عضلانی است)، سبب افزایش پاسخ دهی بدن به انسولین شود و حساسیت به انسولین را افزایش داده و در پیشگیری از دیابت و عوارض بعدی آن مفید باشد. نقش برجسته فعالیت بدنی برای افراد مبتلا به دیابت نوع 2 می‎تواند، توانمند شدن عضلات اسکلتی در برداشت گلوکز، بدون نیاز به انسولین باشد و به همین دلیل، فعالیت بدنی منظم تأثیر قابل توجه در مدیریت این بیماری دارد (استندفور و همکاران¹⁵ 2014). بر اساس مطالعات انجام شده فعالیت‎های بدنی هوازی با فعال کردن مسیر AMPK و افزایش جذب گلوکز بر کنترل دیابت مؤثر هستند و فعالیت‎های قدرتی با فعال کردن مسیر mTOR سبب افزایش جذب و مصرف گلوکز می‎شود (ریچتر و همکاران¹⁶ 2009). این بهبودها در کنترل قند خون معمولاً به کاهش تجویز و مصرف داروها منجر می‎گردد. همچنین بر اساس مطالعات اخیر هنگام فعالیت بدنی، به دنبال بیان PGC1α ترشح عواملی از عضله اسکلتی رخ می‎دهد که بر عملکرد سایر بافت‎ها تأثیرگذار است. یکی از مهم‎ترین این مواد FNDC5 می‎باشد. این پروتئین پس از شکستن، در خون ترشح می‎گردد که با نام آیریزین شناخته شده است. آیریزین در بافت چربی موجب افزایش بیان ژن UCP1 می‎شود. بیان UCP1 موجب تبدیل بافت چربی سفید به قهوه‎ای ‎می‎گردد و بافت چربی قهوه‎ای ‎بر کنترل قند خون، حساسیت انسولینی، تراکم میتوکندریایی و متابولیسم چربی اثر گذار است. محققین مکانیسم PGC1α-irisin-UCP1 که ممکن است در پاسخ به مقاومت انسولینی و یا افزایش بیش از حد چربی بیان شود را مسیری در جهت کنترل دیابت، چاقی و عوارض وابسته به آن می‎دانند (واسم و همکاران¹⁷ 2022). نشان داده شده است مقاومت انسولینی، ترشح آیریزین را به دلیل نقش آن بر افزایش مصرف انرژی که منجر به کاهش وزن، کاهش چربی بدن و در نتیجه افزایش حساسیت انسولینی می‎شود، افزایش می‎دهد (پارک و همکاران¹⁸ 2013)؛ بنابراین بر اساس شواهد موجود، آیریزین به عنوان تنظیم کننده هموستاز گلوکز، انرژی و مقاومت انسولینی شناخته شده است. در تائید این مطلب اکثر مطالعات حاکی از آنند که بیان آیریزین در بیماران دیابتی و افراد مقاوم به انسولین افزایش می‎یابد تا به عنوان یک عامل کنترل متابولیکی و یک فاکتور تنظیم کننده قند خون عمل کند. این ویژگی توسط محققان مختلفی مورد تائید است. بر اساس نتایج این محققان افزایش سطح آیریزین در افراد مبتلا به دیابت ممکن است مربوط به تنظیم جبرانی بدن باشد که افزایش حساسیت انسولینی و بهبود متابولیسم گلوکز را به دنبال دارد (پراکاکیس¹⁹ 2017).

با توجه به نتایج مطالعات به نظر می‎رسد فعالیت بدنی یکی از مهم‌ترین عوامل اثرگذار بر ترشح آیریزین و سایر اعمال آن بر متابولیسم انرژی است (وکچیاتو²⁰ 2022). در بعضی از مطالعات بیان شده است که فعالیت‎های مقاومتی شدید در مقایسه با تمرینات هوازی کم شدت منجر به افزایش بیشتر آیریزین پلاسما می‎گردد به طوری که یک ارتباط مثبت میان غلظت آیریزین پلاسما و لاکتات و کراتین کیناز گزارش شده است (وکچیاتو²¹ 2022). با توجه به تاثیرات سودمند آیریزین و تأثیرات این هورمون بر بافت چربی سفید و خاصیت ترموژنیک آن، این مایوکین به عنوان یک هدف درمانی برای بیماران متابولیکی شناخته شده است. توجه به شدت و نوع تمرین در میزان اثرگذاری تمرین در بیان آیریزین از اهمیت ویژه‎ای‎برخوردار است (لی و همکاران²² 2021).

اثرات فعالیت بدنی بر ترشح آیریزین در سنین، جنسیت و سطوح مختلف تناسب اندام مشاهده می‌شود. نشان داده شده است که هر دو نوع تمرین حاد و مزمن، تولید آیریزین را تحریک می‌کنند. به نظر می‌رسد شدت و مدت فعالیت بدنی در میزان ترشح آیریزین نقش دارد. مطالعات نشان داده‌اند که تمرینات تناوبی با شدت بالا (HIIT) و تمرین‌های استقامتی طولانی‌مدت در مقایسه با فعالیت بدنی‌های کم‌شدت باعث افزایش سطح آیریزین می‌شوند. مکانیسم‌های مولکولی زیربنایی ترشح آیریزین در پاسخ به فعالیت بدنی هنوز به‌طور کامل شناخته نشده است. با این حال، اعتقاد بر این است که انقباض عضلات اسکلتی در حین فعالیت بدنی باعث تولید و آزادسازی آیریزین می‌شود. تصور می‌شود که این آزادسازی توسط چندین مسیر سیگنال‌دهی، از جمله AMPK و PGC-1α انجام می‌شود. افزایش سطح آیریزین در طول فعالیت بدنی مزایای بالقوه‌ای برای سلامت متابولیک کلی دارد. مشخص شده است که آیریزین دارای خواص ترموژنیک است که باعث قهوه‌ای شدن بافت چربی سفید و افزایش مصرف انرژی می‌شود. این فرآیند شامل تبدیل چربی ذخیره شده به گرما است که ممکن است به کاهش وزن و پیشگیری از چاقی کمک کند. علاوه بر این، آیریزین در بهبود هموستاز گلوکز نقش دارد. حساسیت به انسولین را در سلول‌های عضلانی اسکلتی افزایش می‌دهد و امکان جذب و استفاده بهتر از گلوکز را فراهم می‌کند. این اثر پیامدهای قابل توجهی برای افراد مبتلا به دیابت نوع 2 یا کسانی که در معرض خطر ابتلا به این بیماری هستند، دارد. علاوه بر اثرات متابولیک، آیریزین همچنین اثرات مفید بالقوه‌ای بر سایر سیستم‌های بدن دارد. برخی از مطالعات نشان می‌دهد که ممکن است با افزایش تولید نیتریک اکسید و اتساع عروق، در بهبود سلامت قلب و عروق نقش داشته باشد. علاوه بر این، آیریزین در ارتقای سلامت مغز و محافظت عصبی نقش دارد، اگرچه تحقیقات بیشتری برای درک میزان کامل اثرات آن مورد نیاز است. به طور کلی، فعالیت بدنی تأثیر عمیقی بر ترشح آیریزین دارد (شکل 2). افزایش سطح آیریزین در طول فعالیت بدنی می‌تواند به‌طور بالقوه به مدیریت وزن، بهبود کنترل گلوکز و سلامت کلی متابولیک کمک کند. تحقیقات بیشتری برای روشن شدن کامل مکانیسم‌های اساسی آزادسازی آیریزین و کشف کاربردهای درمانی بالقوه آن در شرایط مختلف سلامت مورد نیاز است.

 

شکل 2. فعالیت بدنی به واسطه اثر بر بیان ژن PGC1α موجب ترشح آیریزین از عضله اسکلتی می­شود و در نهایت باعث تبدیل بافت چربی سفید به قهوه­ای از طریق اثر بر پروتئین UCP1 می­شود.

 

 

آدیپولین

چاقی عامل خطرزای اصلی در گسترش انواع اختلالات متابولیکی نظیر مقاومت انسولینی و دیابت نوع دو محسوب می‌شود (کلین و همکاران²³ 2022). بافت چربی به‌عنوان یک بافت اندوکرین فعال و به‌واسطه تولید و ترشح مجموعه­ای از پروتئین‌های پیش التهابی و ضدالتهابی با نام کلی آدیپوسایتوکاین­ها²⁴، مهم‌ترین عامل ارتباط دهندۀ چاقی با بیماری‌های متابولیکی هست (بلیستری و همکاران²⁵ 2010). آدیپوسایتوکاین­هایی از قبیل آدیپونکتین²⁶ در شرایط چاقی کاهش می‌یابد و در برابر بروز مقاومت انسولینی و بیماری­های قلبی ـ عروقی نقش حفاظتی دارد. به­تازگی، مجموعه­ای از پروتئین‌های مرتبط شناسایی شده­اند که پارالوگ آدیپونکتین بوده و در تنظیم عملکرد متابولیکی و قلبی ـ عروقی بدن نقش دارند (اوچی و همکاران²⁷ 2012). پروتئین‌های مرتبط با  CTRPs ²⁸ گروهی از آدیپوکین­هایی هستند که اخیراً کشف شده و مرکز توجه مطالعات متعدد هستند. این خانواده شامل 15 عضوCTRP1  تا CTRP15 است. چندین پارامتر از جمله التهاب ناشی از سیستم ایمنی، رشد بیش از حد بافت چربی و سلول های چربی هیپرتروفی شده منجر به دیس لیپیدمی، عدم تعادل ترشح آدیپوکین های پیش التهابی و ضد التهابی می‌شود. با توجه به بیان آدیپوکین ها در شرایط مختلف پاتولوژیک مانند چاقی، دیابت، تصلب شرایین و بیماری‌های التهابی، آدیپوکین ها به‌عنوان بیومارکرها در تشخیص و مدیریت بسیار مهم هستند. CTRP12  یا آدیپولین²⁹ عضوی از خانواده CTRP است که به مقدار زیادی در بافت چربی بیان می‌شود. مطالعات قبلی نشان داده است که آدیپولین می‌تواند نقش مهمی در پاتوژنز بیماری‌های متابولیک مانند چاقی، دیابت نوع 2 و سندرم متابولیک داشته باشد (روی و همکاران³⁰ 2023). مطالعات انجام شده کاهش بیان و سنتز آدیپولین را در شرایط دیابت و چاقی نشان می‌دهند. تزریق اگزوژنز آدیپولین، بهبود عدم تحمل گلوکز و مقاومت به انسولین قند خون در موش‌های چاق شده با رژیم پرکالری را در پی داشته است. آدیپولین همچنین موجب کاهش بیان ژن‌های پیش التهابی در بافت چربی موش‌های چاق می‌گردد و در واقع مکانیسم و شیوه عمل آدیپولین همانند آدیپونکتین است. در سال های اخیر، سطوح گردش خونی و بیان آن در بافت چربی در مدل‌های چاق و دیابتی مورد توجه قرار گرفته است؛ بنابراین قابل تصور است که اختلال در نظم این آدیپوکین در اثر افزایش توده چربی و بروز اختلال در متابولیسم گلوکز و انسولین منجر به ایجاد عوارض متابولیکی و قلبی- عروقی مختلف می‌شود. از آنجا که سطوح آدیپولین در طی چاقی کاهش می‌یابد، به نظر می‌رسد روش‌هایی که در افزایش مقدار آدیپولین نقش دارد، می‌تواند به‌طور بالقوه برای پیشگیری و درمان مقاومت به انسولین در افراد مبتلا به دیابت نوع 2 مفید باشد (روی و همکاران 2023). در این بین نقش تمرینات ورزشی از اهمیت بسیاری برخوردار است. گزارش‌های گوناگون نشان می‌دهد اجرای تمرینات منظم هوازی می‌تواند منجر به افزایش آدیپوکاین­های ضدالتهابی و کاهش عوامل التهابی و پیش التهابی شود (گلبیدی و همکاران³¹ 2014). تاکنون مطالعات اندکی درباره اثر این نوع فعالیت‌ها بر تغییرات آدیپولین انجام شده است و ارزیابی تأثیر تمرینات مختلف بر این پروتئین و بررسی رابطه آن با مقاومت به انسولین، می‌تواند مقدمه مطالعات مشابه در انسان قرار گیرد و پاسخ تعدادی از پرسش‌های مرتبط با تأثیر تمرینات بدنی بر آدیپولین و همچنین نقش درمانی تمرینات بدنی بر این پروتئین و بیماری دیابت را مشخص نماید.

به‌طور آدیپولین با فعال کردن مسیرهای سیگنالینگ خاص، مانند AMPK و PPARγ، حساسیت انسولین و متابولیسم گلوکز را بهبود می‌بخشد. این مسیرها در تنظیم جذب گلوکز، اکسیداسیون اسیدهای چرب و عملکرد انسولین نقش دارند. فعالیت بدنی منظم نه تنها ترشح و عملکرد آدیپولین را افزایش می‌دهد، بلکه از طریق مکانیسم‌های مختلف به مبارزه با چاقی و دیابت نیز کمک می‌کند. اولاً، فعالیت بدنی مصرف انرژی را افزایش می‌دهد و به کاهش وزن یا حفظ وزن کمک می‌کند. همچنین باعث رشد عضلات می‌شود که به نوبه خود باعث افزایش متابولیسم پایه و افزایش حساسیت به انسولین می‌شود. کاهش وزن ناشی از فعالیت بدنی با کاهش التهاب بافت چربی، کاهش سطح سیتوکین­های پیش التهابی و بهبود پروفایل‌های آدیپوکینی، از جمله افزایش سطح آدیپونکتین و آدیپولین همراه است. این تغییرات به کاهش التهاب مزمن درجه پایین که معمولاً در چاقی و دیابت مشاهده می‌شود کمک می‌کند. علاوه بر این، فعالیت بدنی جذب گلوکز در عضلات اسکلتی را مستقل از انسولین تحریک می‌کند و در نتیجه سطح گلوکز خون را کاهش می‌دهد. فعالیت بدنی منظم همچنین اسیدهای چرب را از بافت چربی به حرکت در می‌آورد و اکسیداسیون آن‌ها را در عضلات تقویت می‌کند که به جلوگیری از تجمع چربی در بافت های غیر چربی مانند کبد و عضلات اسکلتی کمک می‌کند. این به نوبه خود عملکرد میتوکندری و عملکرد انسولین را در این بافت ها بهبود می‌بخشد. ترکیب فعالیت بدنی و آدیپولین ممکن است اثرات هم‌افزایی بر سلامت متابولیک داشته باشد. توانایی آدیپولین برای افزایش حساسیت به انسولین، تنظیم متابولیسم لیپیدها و کاهش التهاب، همراه با بهبودهای متابولیک ناشی از فعالیت بدنی، ممکن است به مزایای قابل توجهی برای افراد چاق و دیابت منجر شود. در نتیجه، فعالیت بدنی و آدیپوکین آدیپولین اثرات عمیقی بر چاقی و دیابت دارند. فعالیت بدنی منظم باعث کاهش وزن، بهبود حساسیت به انسولین و کاهش خطر ابتلا به دیابت می‌شود. آدیپولین از طریق خواص ضد دیابتی، ضدالتهابی و ضد چاقی خود، مزایای فعالیت بدنی را با افزایش متابولیسم گلوکز و لیپیدها و کاهش التهاب تکمیل می‌کند.

 

 

 

شکل 3. فعالیت بدنی می­تواند به واسطه افزایش ترشح آدیپولین، عوامل التهابی را تنظیم نماید.

 

نتیجه‌گیری

تعامل بین آیریزین، آدیپولین، فعالیت بدنی، دیابت و چاقی یک موضوع چندوجهی و پیچیده است که پیامدهای مهمی برای درک ما از سلامت متابولیک دارد. آیریزین و آدیپولین سایتوکاین­هایی هستند که حین فعالیت بدنی ترشح می‌شوند. این سایتوکاین­ها نقش مهمی در تنظیم عملکردهای متابولیک در بدن دارند. آیریزین، به‌ویژه، به دلیل پتانسیل آن برای افزایش گرمازایی و بهبود هموستاز گلوکز مورد توجه قرار گرفته است. نشان داده شده است که فعالیت بدنی باعث افزایش ترشح آیریزین می‌شود که منجر به افزایش اکسیداسیون چربی و مصرف انرژی می‌شود. در زمینه دیابت، آیریزین به‌عنوان یک هدف درمانی بالقوه امیدوارکننده است. مطالعات نشان داده‌اند که آیریزین می‌تواند حساسیت به انسولین و جذب گلوکز را در سلول‌های عضلات اسکلتی افزایش دهد که ممکن است برای افراد مبتلا به دیابت نوع 2 مفید باشد. علاوه بر این، آیریزین دارای خواص ضد التهابی است و التهاب مزمن درجه پایین را که معمولاً با چاقی و دیابت مرتبط است، کاهش می‌دهد. از سوی دیگر، نشان داده شده است که آدیپولین نیز با سلامت متابولیک مرتبط است. آدیپولین، مشابه با آیریزین حساسیت به انسولین را بهبود می‌بخشد و جذب گلوکز را در عضلات اسکلتی افزایش می‌دهد. آدیپولین همچنین دارای خواص ضد التهابی است و ممکن است به تنظیم متابولیسم بافت چربی کمک کند. چاقی و دیابت اغلب دست به دست هم می‌دهند و چاقی یک عامل خطر اصلی برای ایجاد دیابت نوع 2 است. فعالیت بدنی منظم با افزایش ترشح آیریزین و آدیپولین به‌طور بالقوه می‌تواند اثرات منفی چاقی را خنثی کند و حساسیت به انسولین را بهبود بخشد. این نشان می‌دهد که فعالیت بدنی می‌تواند نقش مهمی در پیشگیری و مدیریت چاقی و دیابت داشته باشد. 

 

 

 

 

منابع

 

 

Aminizadeh S, Lee J, Zarezadehmehrizi A, Najafipour H, Amiri-Deh Ahmadi M, Moflehi D, Rashidzadeh H, Park Y. (2023). MitoQ Supplementation During Vigorous Training Improves Reactive Oxygen Species, Glutathione Peroxidase, and miRNAs Regulating Vascular Inflammation in Cyclists. Brazilian Archives of Biology and Technology. 66. e23220914

Balistreri CR, Caruso C, & Candore G. (2010). The role of adipose tissue and adipokines in obesity-related inflammatory diseases. Mediators Inflamm, 2010, 802078. doi:10.1155/2010/802078

Bays HE, Bindlish S, & Clayton TL. (2023). Obesity, diabetes mellitus, and cardiometabolic risk: An Obesity Medicine Association (OMA) Clinical Practice Statement (CPS) 2023. Obesity Pillars, 5, 100056. doi:https://doi.org/10.1016/j.obpill.2023.100056

Becic T, Studenik C, & Hoffmann G. (2018). Exercise Increases Adiponectin and Reduces Leptin Levels in Prediabetic and Diabetic Individuals: Systematic Review and Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials. Med Sci (Basel), 6(4). doi:10.3390/medsci6040097

Calcaterra V, Vandoni M, Rossi V, Berardo C, Grazi R, Cordaro E, . . . Zuccotti G. (2022). Use of Physical Activity and Exercise to Reduce Inflammation in Children and Adolescents with Obesity. Int J Environ Res Public Health, 19(11). doi:10.3390/ijerph19116908

Cannata F, Vadalà G, Russo F, Papalia R, Napoli N, & Pozzilli P. (2020). Beneficial Effects of Physical Activity in Diabetic Patients. J Funct Morphol Kinesiol, 5(3). doi:10.3390/jfmk5030070

Collins KA, Ross LM, Slentz CA, Huffman KM, & Kraus WE. (2022). Differential Effects of Amount, Intensity, and Mode of Exercise Training on Insulin Sensitivity and Glucose Homeostasis: A Narrative Review. Sports Medicine - Open, 8(1), 90. doi:10.1186/s40798-022-00480-5

Golbidi S, & Laher I. (2014). Exercise induced adipokine changes and the metabolic syndrome. J Diabetes Res, 2014, 726861. doi:10.1155/2014/726861

Kany S, Vollrath JT, & Relja B. (2019). Cytokines in Inflammatory Disease. Int J Mol Sci, 20(23). doi:10.3390/ijms20236008

Klein S, Gastaldelli A, Yki-Järvinen H, & Scherer PE. (2022). Why does obesity cause diabetes? Cell Metabolism, 34(1), 11-20. doi:https://doi.org/10.1016/j.cmet.2021.12.012

Lee J, Zarezadehmehrizi A, LaVoy EC, Markofski MM …. (2023). Exercise Training Improves Brachial Artery Endothelial Function, but Does Not Alter Inflammatory Biomarkers in Patients with Peripheral Artery Disease: a Systematic Review and Meta-analysis. Journal of Cardiovascular Translational Research. 1-13.

Li H, Wang F, Yang M, Sun J, Zhao Y, & Tang D. (2021). The Effect of Irisin as a Metabolic Regulator and Its Therapeutic Potential for Obesity. Int J Endocrinol, 2021, 6572342. doi:10.1155/2021/6572342

Ouchi N, Ohashi K, Shibata R, & Murohara T. (2012). Adipocytokines and obesity-linked disorders. Nagoya J Med Sci, 74(1-2), 19-30.

Park KH, Zaichenko L, Brinkoetter M, Thakkar B, Sahin-Efe A, Joung KE, . . . Mantzoros CS. (2013). Circulating irisin in relation to insulin resistance and the metabolic syndrome. J Clin Endocrinol Metab, 98(12), 4899-4907. doi:10.1210/jc.2013-2373

Perakakis N, Triantafyllou GA, Fernández-Real JM, Huh JY, Park KH, Seufert J, & Mantzoros CS. (2017). Physiology and role of irisin in glucose homeostasis. Nat Rev Endocrinol, 13(6), 324-337. doi:10.1038/nrendo.2016.221

Richter EA, & Ruderman NB. (2009). AMPK and the biochemistry of exercise: implications for human health and disease. Biochem J, 418(2), 261-275. doi:10.1042/bj20082055

Roy PK, Islam J, & Lalhlenmawia H. (2023). Prospects of potential adipokines as therapeutic agents in obesity-linked atherogenic dyslipidemia and insulin resistance. Egypt Heart J, 75(1), 24. doi:10.1186/s43044-023-00352-7

Stanford KI, & Goodyear LJ. (2014). Exercise and type 2 diabetes: molecular mechanisms regulating glucose uptake in skeletal muscle. Adv Physiol Educ, 38(4), 308-314. doi:10.1152/advan.00080.2014

Tian D, & Meng J. (2019). Exercise for Prevention and Relief of Cardiovascular Disease: Prognoses, Mechanisms, and Approaches. Oxid Med Cell Longev, 2019, 3756750. doi:10.1155/2019/3756750

Vecchiato M, Zanardo E, Battista F, Quinto G, Bergia C, Palermi S, . . . Neunhaeuserer D. (2022). The Effect of Exercise Training on Irisin Secretion in Patients with Type 2 Diabetes: A Systematic Review. J Clin Med, 12(1). doi:10.3390/jcm12010062

Venkatasamy VV, Pericherla S, Manthuruthil S, Mishra S, & Hanno R. (2013). Effect of Physical activity on Insulin Resistance, Inflammation and Oxidative Stress in Diabetes Mellitus. J Clin Diagn Res, 7(8), 1764-1766. doi:10.7860/jcdr/2013/6518.3306

Waseem R, Shamsi A, Mohammad T, Hassan MI, Kazim SN, Chaudhary AA, . . . Islam A. (2022). FNDC5/Irisin: Physiology and Pathophysiology. Molecules, 27(3). doi:10.3390/molecules27031118

Wing RR. (2010). Long-term effects of a lifestyle intervention on weight and cardiovascular risk factors in individuals with type 2 diabetes mellitus: four-year results of the Look AHEAD trial. Arch Intern Med, 170(17), 1566-1575. doi:10.1001/archinternmed.2010.334

 

 

---

[1]   Lee et al., 2023

[2]  Tian & Meng, 2019

[3]  Collins, Ross, Slentz, Huffman, & Kraus, 2022

[4]  Wing, 2010

[5]  Venkatasamy, Pericherla, Manthuruthil, Mishra, & Hanno, 2013

[6]  TNF-alpha

[7]  IL-6

[8]  IL-1β

[9]  Kany, Vollrath, & Relja, 2019

[10]  Kany, Vollrath, & Relja, 2019

[11]  Becic, Studenik, & Hoffmann, 2018

[12]  Bays, Bindlish, & Clayton, 2023

[13]  Cannata et al., 2020

[14]  Insulin receptor substra

[15]  Stanford & Goodyear, 2014

[16]  Richter & Ruderman, 2009

[17]  Waseem et al., 2022

[18]  Park et al., 2013

[19]  Perakakis et al., 2017

[20]  Vecchiato et al., 2022

[21]  Vecchiato et al., 2022

[22]  Li et al., 2021

[23]  Klein, Gastaldelli, Yki-Järvinen, & Scherer, 2022

[24]  Adipocytokines

[25]  Balistreri, Caruso, & Candore, 2010

[26]  Adiponectin

[27]  Ouchi, Ohashi, Shibata, & Murohara, 2012

[28]  c1a/TNF-related protein

[29]  Adipolin

[30]  Roy, Islam, & Lalhlenmawia, 2023

[31]  Golbidi & Laher, 2014

---