آیریسین: یک مایوکاین جدید

Transcript

1 مجله علوم پزشکی رازي دوره 21 شماره 126 آذر 1393 نامه به سردبیر آیریسین: یک مایوکاین جدید بابک فرزاد: دانشجوي دکتري فیزیولوژي ورزشی دانشکده تربیت بدنی و علوم ورزشی دانشگاه خوارزمی. حمید رجبی: دانشیار فیزیولوژي ورزشی دانشکده تربیت بدنی و علوم ورزشی دانشگاه خوارزمی. *صادق حسن نیا: استادیار گروه بیوشیمی دانشکده علوم زیستی دانشگاه تربیت مدرس (*نویسنده مسي ول). رضا قراخانلو: دانشیار فیزیولوژي ورزشی گروه تربیت بدنی و علوم ورزشی دانشکده علوم انسانی دانشگاه تربیت مدرس. محمد رضا دهخدا: دانشیار فیزیولوژي ورزشی دانشکده تربیت بدنی و علوم ورزشی دانشگاه خوارزمی. تاریخ دریافت: 92/10/1 سردبیر محترم در ارتباط با شناسایی راههاي مقابله با اضافه وزن و چاقی مایوکاین جدیدي کشف شده که در مطالعات آینده احتمالا میتواند پنجرهاي از دانش را در مورد راههاي مقابله با این معضل زندگی ماشینی حال حاضر بشر باز کند. نکتههایی در مورد شناخت و اثرات این مایوکاین وجود دارد که در این نوشتار به آنها میپردازیم. عضله اسکلتی اخیرا به عنوان یک ارگان درونریز شناخته شده که نه تنها حاوي مولکولهاي متابولیکی مهمی است که بیان آنها متابولیسم را تغییر میدهد بلکه با دیگر بافتها بواسطهي ترشح هورمونهایی که به عنوان میوکاینها شناخته شدهاند ارتباط برقرار میکند. فاکتور فعال کننده همکار گیرندهي گاماي فعال شده با تکثیر پروگسیزوم (PGC1-α) یکی از مهمترین مولکولهاي متابولیکی است که در عضله بیان میشود و نقش مهمی را در حفظ هموستاز گلوکز لیپید و انرژي دارد و بیان آن با فعالیت ورزشی در عضله اسکلتی افزایش مییابد (1). از طرف دیگر به گونه سنتی دو نوع بافت چربی سفید و قهوهاي شناخته شده است که از لحاظ ساختاري و عملکردي به گونه کاملی از هم متفاوت میباشند. بافت چربی قهوهاي از لحاظ پتانسیل انرژيزایی کم ولی قابلیت گرمازایی بسیاري دارد. این قابلیت گرمازایی بافت چربی قهوهاي به دلیل پروتیین جفت نشده- 1 (UCP1) میباشد که در غشاي داخلی میتوکندري قرار تاریخ پذیرش: 92/12/29 دارند و موجب نشت یون هیدروژن به درون ماتریکس میتوکندري میگردد. نوع سوم بافت چربی که به تازگی برایت Brite) ( یا بیج ) (Beige نام نهاده شده سلولهاي چربی سفیدي هستند با فنوتیپی مشابه با سلولهاي چربی قهوهاي به این معنا که پروتیینهایی در این سلولها تظاهر مییابند که این پروتیینها عمدتا در سلولهاي چربی قهوهاي بیان میگردند (2). به این نوع بافت بافت شبه قهوهاي نیز گفته میشود (1). PGC1-α مولکولی است که بیان UCP1 را تعدیل میکند و ازاینرو نقشی در گرمازایی در عضله اسکلتی و بافت چربی قهوهاي دارد (1). مشاهدات جدید در بافت چربی موشهایی سفیدي که PGC1-α در آنها بیش از حد بیان شده بود قهوهاي شدن بافت چربی سفید را نشان دادند یعنی ظاهر و فیزیولوژي بافت چربی سفید آنها به چربی قهوهاي تغییر کرد در نتیجه تعداد میتوکندري آنها افزایش یافت که بیانگر این موضوع است که فعالیت عضلانی در طول فعالیت ورزشی ایجاد ساختار مجدد در ذخایر بافت چربی زیرپوستی را تحریک میکند (2). هرچند مولکولهاي مهمی که فعالیت ورزشی را با افزایش گرمازایی و حساسیت انسولینی پیوند میدهد بویژه ارتباط بیان و عملکرد PGC1-α با عملکرد دیگر بافتها مانند بافت چربی نامشخص بوده است. آیریسین (Irisin) یک مایوکاین 112 اسید آمینهاي است که به تازگی در سال 2012 کشف شده است و پیشنهاد

2 92 بابک فرزاد و همکاران شده که احتمالا پلی میان تعامل بین عضلهي اسکلتی و دیگر بافتهاي درگیر در هموستاز و متابولیسم انرژي از جمله بافت چربی میباشد. آیریسین هورمون تحریک شده با فعالیت ورزشی است که بوسیلهي عضله اسکلتی در موشهاي سفید و انسانها ترشح میشود و تبدیل بافت چربی سفید به بافت چربی شبه قهوهاي را تحریک میکند که این تبدیل متابولیسم سیستمی را بوسیلهي افزایش هزینه انرژي بهبود میبخشد (2). گزارش شده است که موشهاي سفید ترانسژنیکی که PGC1-α آنها بیش از حد بیان شده بود Fibronectin type III domain ) FNDC5 (containing 5 که یک پروتیین عرضی غشاي سلول است در مقایسه با موشهاي طبیعی در سطوحی بیشتري بیان میشود (2). FNDC5 که بیشترین بیان آن در عضله اسکلتی میباشد (1) پیشساز آیریسین است که با شکسته شدن پروتیولیکی FNDC5 به درون گردش خون آزاد میشود. بخش ترشح شده FNDC5 یعنی آیریسین به گیرندههاي نامشخصی بر روي سطح سلولهاي بافت چربی و احتمالا بر روي دیگر سلولها متصل میشود. آیریسین منجر به بیان UCP1 و دیگر ژنهاي مرتبط با بافت چربی قهوه- اي تا حدودي بواسطهي افزایش بیان گیرنده آلفاي فعال شده با تکثیر پروگسیزوم (PPARα) میگردد (2) که یک گیرندهي هستهاي است و به عنوان فاکتور نسخهبرداري و تنظیم کننده بیان چندین ژن درگیر در کاتابولیسم چربی عمل میکند هر چند سازوکار آن نامشخص میباشد. بنابراین آیریسین به عنوان یک سیگنال مشتق از عضله است که به گونهي مستقیم با بافت چربی ارتباط برقرار میکند و موجب قهوهاي شدن بافت چربی سفید میگردد. این اثر آیریسین نیمرخ متابولیکی را بهبود میبخشد و هزینهي انرژي کل بدن را افزایش میدهد و اثرات ضد چاقی و ضد دیابتی دارد که پیشنهاد کننده این موضوع است که آیریسین ممکن است یک هدف جدید و امیدوار کننده در درمان اختلالات متابولیکی باشد که با فعالیت ورزشی بهبود مییابند (1). آیریسین و بافت چربی هنگامی که حاملهاي آدنووایرال ) Adenoviral (vectors بیان کننده طول کامل FNDC5 به موشهایی که بوسیلهي رژیم غذایی چاق شده بودند تزریق گردید سطوح آیریسین پلاسمایی 3 تا 4 برابر در مقایسه با موشهاي کنترل افزایش یافت (2). حتی افزایش متوسط آیریسین پلاسمایی موجب قهوهاي شدن بافت چربی سفید در درون بدن موشهایی گردید که FNDC5 آنها بیش از حد بیان شده بود و این افزایش متوسط آیریسین پلاسمایی با افزایش بیان UCP1 همراه بود. همچنین بیان بیشتر آیریسین موجب بهبود معنادار تحمل گلوکز و کاهش انسولین ناشتایی در این موشها گردید (2). تزریق آنتی بادي ضد FNDC5 پیش از فعالیت ورزشی اثر فعالیت ورزشی بر بیان ژن FNDC5 را به گونه معناداري کاهش داد (2). بنابراین پیشنهاد شده که افزایش غلظت PGC1-α در سلول عضلانی موجب بیان FNDC5 میشود که سپس شکسته شده و بخش شکسته شده به درون گردش خون ترشح میشود. باستروم و همکاران نشان دادند که بیان بیش از حد PGC1-α موجب قهوهاي شدن بافت چربی سفید زیرپوستی میگردد. در همین ارتباط بیان FNDC5 عضلهي اسکلتی با بیان FNDC5 و UCP1 در بافت چربی زیرپوستی همبستگی داشت در حالی که در بافت چربی احشایی این گونه نبود (1). سطوح آیریسین به گونهي مثبتی در برخی مطالعات باشاخص توده بدن ) (BMI همبستگی داشته است (1) اگرچه برخی مطالعات عدم همبستگی یا همبستگی منفی را گزارش کردهاند (3). همچنین گزارش شده که سطوح آیریسین در بیماران با دیابت ملیتوس نوع 2 کمتر میباشد (3). به علاوه کاهش سطوح سرمی آیریسین در بیماران با دیابت ملیتوس نوع 2 و همبستگی معکوس آن با دیابت ملیتوس نوع 2 تازه تشخیص داده شده نشان میدهد که آیریسین ممکن است که نقش مهمی در تحمل گلوکز و دیابت نوع 2 داشته باشد (3). مجلهعلوم پزشکی رازي دوره 21 شماره 126 آذر 1393

3 آیریسین 93 منابع 1. Polyzos SA, Kountouras J, Shields K, Mantzoros CS. Irisin: a renaissance in metabolism? Metabolism; (8): Boström P, Wu J, Jedrychowski MP, Korde A, Ye L, Lo JC, et al. A PGC1-α-dependent myokine that drives brown-fat-like development of white fat and thermogenesis. Nature; (7382): Choi YK, Kim MK, Bae KH, Seo HA, Jeong JY, Lee WK, et al. Serum irisin levels in new-onset type 2 diabetes. Diabetes Res Clin Pract; (1): مجله علوم پزشکی رازي دوره 21 شماره 126 آذر 1393

4

5 Letter to Editor Irisin: A Novel Myokine Babak Farzad, PhD Candidate, Department of Exercise Physiology, Faculty of Physical Education & Sports Science, Kharazmi University. std_babakfarzad@khu.ac.ir Hamid Rajabi, Associate Professor, Department of Exercise Physiology, Faculty of Physical Education & Sports Science, Kharazmi University. hrajabi@hotmail.com *Sadegh Hasan-Nia, Assistant Professor, Department of Biochemistry, Faculty of Sciences, Tarbiat Modares University (*Corresponding author). hasannia@modares.ac.ir Reza Gharakhanlou, Associate Professor, Department of Physical Education and Sports Science, Faculty of Humanities, Tarbiat Modares University. ghara_re@modares.ac.ir Mohammad Reza Dehkhoda, Associate Professor, Department of Exercise Physiology, Faculty of Physical Education & Sports Science, Kharazmi University. dehkhodamohammad@yahoo.com Razi Journal of Medical Sciences Vol. 21, No. 1256, Nov-Dec