The effect of an acute maximal exercise on serum uncoupling protein 1 (UCP1) level and the role of UCP1-3826 A/G polymorphism

Kronik hastalıkların başlıca nedeninin obeziteden kaynaklandığı belirtilmektedir. Egzersiz tarafından indüklenen irisin hormonunun beyaz yağ dokusundaki eşleşme bozucu protein 1 (UCP-1) miktarını arttırarak onu kahverengi yağ dokusuna dönüştürdüğü iddia edilmektedir. UCP-1, oksidatif fosforilasyon esnasında ATP sentezi yerine ısı oluşumuna neden olarak termojenez yoluyla adipoz dokunun azalmasına neden olmaktadır. Bu nedenle egzersiz obezitenin önlenmesinde bir araç olarak kullanılmaktadır. Ancak egzersizin serum UCP-1 düzeyleri üzerine etkisi ve bu etkide UCP-1 A-3826G polimorfizmi (UCP1P)’nin rolü belirsizdir. Bu çalışmada sedanter bireyler ve düzenli anaerobik antrenmanlar yapan sporcularda akut maximal bir egzersizin serum UCP-1, irisin, nitrik oksit (NO) ve interlökin 6 (IL-6) düzeyleri üzerine etkisi ve bu etkide UCP1P’nin rolü araştırıldı. Bu amaçla erkek basketbol, voleybol ve hentbol oyuncular (SG, n=43, yaş: 20,65±2,46 yıl) ile sağlıklı sedanter erkeklere (KG, n=43, yaş: 22,49±3,51 yıl) Yo-Yo IR-1 testi uygulandı. Test öncesi ve sonrası alınan tokluk venöz kan örneklerinden serum UCP-1, irisin, IL-6 ve NO düzeyleri ELISA yöntemiyle, hemogram, serum üre, glukoz düzeyleri yanı sıra, kan lipid ve lipoproteinleri olarak total, yüksek ve düşük yoğunluklu lipoprotein kolesterol (T-K, HDL-K ve LDL-K), HDL-dışı kolesterol ve trigliserid (TG) düzeyleri, oksidatif stres (OS) indeksi (OSİ) olarak total oksidan/antioksidan statüsü (TOS/TAS) oranı ve diğer bir OS göstergesi olan tiyobarbitürik asit reaktif maddeler (TBARS), kas hasarı göstergeleri olarak kreatin kinaz (CK), alanin ve aspartat amino tranferaz (ALT ve AST) enzim aktiviteleri, inflamasyon göstergeleri olarak C reaktif protein (CRP), ve lökosit (WBC) düzeyleri standart biyokimyasal yöntemlerle, UCP1P ise genomik DNA örneklerinden restriksiyon fragman uzunluğu polimorfizmi analizi (PCR-RFLP) yöntemiyle belirlendi. Akut egzersiz tüm katılımcıların serum UCP-1, irisin, IL-6, NO, üre, kreatinin, glukoz, kan lipoprotein düzeylerini, inflasmasyon, OS ve kas hasarı göstergelerini arttırırken, serum TG düzeylerini ise düşürdüğü gözlendi p<0,05). SG’ye kıyasla KG’nin serum UCP-1, TAS, LDL-K ve HDL-dışı kolesterol düzeylerinin daha yüksek, serum OSİ, TBARS ve IL-6 düzeylerinin ise daha düşük olduğu belirlendi (p<0,05). Ayrıca KG’nin egzersiz sonrası TBARS düzeyleri düşerken, SG’ninki arttı (p<0,05). Diğer genotip gruplara kıyasla G alelini taşıyan tüm bireyler ile sporcu GG homozigot grubundakilerde OSİ düzeylerinin daha yüksek olduğu görüldü (p<0,05). Ayrıca diğer genotip gruplara kıyasla G alelini taşıyan sedanter bireylerde serum NO düzeylerinin daha yüksek olduğu saptandı (p<0,05). Bunun yanı sıra diğer genotip gruplara kıyasla tüm AA homozigot bireylerde egzersiz sonrası üre artışının daha fazla olduğu, AA homozigot sedanter bireylerde ise egzersiz sonrası görülen CK ve üre artışlarının daha fazla olduğu görüldü (p<0,05). Sonuç olarak, akut egzersizin tüm katılımcılarda serum UCP-1, irisin, NO ve IL-6 düzeylerini anlamlı olarak arttırdığı saptandı. Buna karşın kronik anaerobik antrenmanların serum UCP-1 düzeylerini anlamlı olarak düşürdüğü, serum IL-6 düzeylerini anlamlı olarak arttırdığı, fakat serum irisin ve NO düzeylerini anlamlı olarak etkilemediği görüldü. Ancak UCP1P’nin yalnızca akut ve/veya kronik egzersizin serum NO, OSİ, CK ve üre düzeyleri üzerine etkilerini modifiye ettiği saptandı. Sporcu GG homozigot bireylerin genetik olarak daha yüksek bir OS, G alelini taşıyan sedanterlerin ise daha yüksek bir NO düzeyine sahip olabilecekleri, benzer şekilde AA homozigot sedanter bireylerin ise akut egzersiz sonrası daha büyük bir kas hasarı riski taşıdığı söylenebilir.Chronic diseases are mainly caused by obesity. Exercise induced irisin is thought to turn white adipose tissue (WAT) into brown adipose tissue by increasing the amount of uncoupling protein 1 (UCP-1) in WAT. UCP-1 causes heat generation instead of ATP synthesis during oxidative phosphorylation, resulting in reduction of adipose tissue through thermogenesis. Therefore, exercise is used as a means of preventing obesity. However, the effect of exercise on serum UCP-1 levels and the role of UCP- 1 A-3826G polymorphism (UCP1P) in this effect are uncertain. Therefore, this study investigated the effect of an acute maximal exercise on serum UCP-1, irisin, nitric oxide (NO) and interleukin 6 (IL-6) levels and the mediating role of UCP1P in sedentary individuals and athletes doing regular anaerobic training. For this purpose, Yo-Yo IR-1 test was applied to male basketball, volleyball and handball players (SG, n = 43, age: 20.65 ± 2.46 years) and healthy sedentary men (CG, n = 43, age: 22.49 ± 3.51 years). From pre-and post-test postprandial venous blood samples, serum UCP- 1, irisin, IL-6 and NO levels was determined by ELISA method; hemogram, serum urea, glucose levels, as well as serum total, high and low density lipoprotein cholesterol (TC, HDL-C and LDL-C), non-HDL cholesterol and triglyceride (TG) levels as blood lipid and lipoproteins, total oxidant/antioxidant status (TOS/TAS) ratio as oxidative stress (OS) index (OSI) and thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) as another indicator of OS, creatine kinase (CK), alanine and aspartate amino transferase (ALT and AST) enzyme activities as indicators of muscle damage, C reactive protein (CRP) and leukocyte (WBC) levels as indicators of inflammation was measured by standard biochemical methods; and UCP1P was determined from genomic DNA samples by restriction fragment length polymorphism analysis (PCRRFLP) method. Acute exercise increased serum UCP-1, irisin, IL-6, NO, urea, creatinine, glucose, blood lipoprotein levels, inflammation, OS and muscle damage indicators, while decreasing serum TG levels p<0.05). CG's serum UCP-1, TAS, LDLC and non-HDL cholesterol levels were higher, while serum OSI, TBARS and IL-6 levels were lower compared to SG (p<0.05). While TBARS levels of CG decreased after exercise, SG's increased (p<0.05). OSI levels were higher in all G-carriers individuals and in GG homozygous athletes compared to other genotype groups (p<0.05). Serum NO levels were higher in G-carriers sedentary individuals compared to other genotype groups (p<0.05). Compared to other genotype groups, urea increase after exercise was higher in all AA homozygous individuals, while increases in CK and urea after exercise were higher in AA homozygous sedentary individuals (p