Diyabetik miyopatide Yüksek yoğunluklu aralıklı antrenman'ın (HIIT) iskelet kası atrofisi, fonksiyonu ve miyokin profili üzerindeki etkileri
Effects of High intensity interval training (HIIT) on skeletal muscle atrophy, function and myokine profile in diabetic myopathy
Yazar: YEŞİM ÖZÇATAL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ FIRAT AKAT
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Antrenman = Training ; Diabetes mellitus = Diabetes mellitus ; Kaslar = Muscles ; Miyokin = Myokine ; Miyonektin = Myonectin ; Miyopati = Myopathy ; İnterleukin 6 = Interleukin 6 ; İrisin = Irisin

Özet:
Diyabet, yüksek kan şekeri seviyeleri ile seyreden kronik, metabolik bir hastalıktır ve 21. yüzyılın en sık görülen hastalıkları arasında yer almaktadır. Diyabet ile birlikte çeşitli komplikasyonlar görülmekte ve bu komplikasyonlar diyabetli bireylerde diyabetik miyopatiye yol açarak fonksiyonel kısıtlılıklara sebep olmaktadır. HIIT programlarının verimli bir şekilde, kardiyovasküler uygunluğu ve diğer çeşitli fizyolojik parametreleri klasik egzersiz programlarına göre daha güçlü iyileştirebilecekleri düşünülmektedir. Egzersiz ile birlikte, kas lifleri tarafından üretilen ve kana salgılanan miyokinler, hem lokal hem sistemik etkiler gösterebilmekte ve kas kütlesinde, yağ oksidasyonunda, glikoz alımında, insülin hassasiyetinde rol oynamaktadır. Bu çalışmada, 8 haftalık HIIT protokolünün diyabetik iskelet kasında iyileşmeye yol açacağı ve iskelet kası kalitesini artıracağı beklenmektedir. Bunun yanında, HIIT uygulamasının iskelet kası işlevleri altında yatan moleküler mekanizmalar aydınlatılmaya çalışılmıştır. 
10 haftalık Wistar albino cinsi erkek sıçanlar dört gruba ayrılmıştır: 1) Kontrol (K), 2) Diyabet (DM), 3) Antrenman (HIIT), 4) Diyabet+Antrenman (DM+HIIT). Tip I diyabet oluşturmak için 11 haftalık hayvanlara tek doz 60 mg/kg streptozotosin (STZ) i.p. yolla uygulanmıştır. Bir hafta sonra hayvanların maksimum egzersiz kapasiteleri belirlenmiştir. 4 dakika %85-95 VO2max, 2 dakika %40-50 VO2max, 6 döngü, 5 gün/hafta, 8 haftalık HIIT protokolü gerçekleştirilmiştir. Hayvanların vücut ağırlığı, kan glikozu, açlık kan glikozları ölçülmüştür. Çıkarılan soleus ve EDL kaslarından atrofi değerlendirmesi yapılmış, izometrik kasılma, sarsı parametreleri ve yorgunluğa dirençleri ölçülmüştür. IL-6, irisin ve miyonektinin hem serum, hem soleus ve EDL kaslarındaki konsantrasyonları ELISA kiti ile ölçülmüştür. 
Yapılan istatistiksel analizler sonucunda, solesta kas kütlesinde herhangi bir değişim görülmezken, EDL kasında DM'de atrofi görüldüğü ve antrenmanın atrofiyi önlediği gösterilmiştir. DM'de EDL kasında yorgunluğa direncin azaldığı, DM+HIIT grubunda yorgunluğa direncin DM grubuna göre artmış olduğu saptanmıştır. DM+HIIT'te kuvvet-frekans cevabının arttığı gözlenmiştir. Sarsı genliği (Ps) hem soleus hem EDL kasında DM+HIIT grubunda artmıştır. Kasılma zamanı (CT), HIIT grubunda soleus kasında azalmış, yarı gevşeme zamanı (DT50) soleus ve EDL kaslarında DM grubunda artış gösterirken, soleus kasında DM+HIIT grubunda anlamlı derecede yüksek bulunmuştur. IL-6, hem serum hem EDL'de DM grubunda artmış, DM+HIIT grubunda IL-6 seviyeleri DM grubuna göre azaltmıştır. İrisin, soleus kasında hem HIIT hem DM+HIIT grubunda artış göstermiştir. Miyonektin, soleus kasında yalnızca DM+HIIT grubunda anlamlı olarak yüksek seviyededir.
Çalışmamızın bulguları literatür bazında tartışıldığında, glikolitik – yavaş sarsı lif tipi EDL kasında, diyabetik miyopatinin, oksidatif – yavaş sarsı lif tipi soleus kasına göre daha erken ortaya çıktığı gösterilmiştir. Kronik HIIT protokolünün iskelet kasında atrofiyi önlediği, yorgunluğa direnci arttırdığı ve antiinflamatuvar etki gösterebildiği sonucuna ulaşılmıştır.
Anahtar Sözcükler: Diyabetik miyopati, HIIT, IL-6, irisin, miyonektin

Abstract:
Diabetes is a chronic metabolic disease characterized with high blood glucose levels and is among the most common diseases of the 21st century. Various complications are associated with diabetes, of these complications is diabetic myopathy which leads to functional physical limitations. It is thought that HIIT exercise programs can efficiently improve cardiovascular fitness and various other physiological parameters more efficiently than classic exercise programs. During this type of exercise, myokines produced by muscle fibers and released into the circulation can have both local and systemic effects and play a massive role locally in muscle mass and systematically in fat oxidation, glucose uptake, and insulin sensitivity. In this study, it is expected that the 8-week HIIT exercise program will lead to improvement in diabetic skeletal muscle and increase skeletal muscle quality. In addition, the underlying molecular mechanisms undergoing in skeletal muscles during HIIT application will be clarified.
10-week-old Wistar albino male rats were divided into four groups as follows: 1) Control (C), 2) Diabetes (DM), 3) Training (HIIT), 4) Diabetes+Training (DM+HIIT). A single dose of 60 mg/kg streptozotocin (STZ) was administered intraperitoneally to 11-week-old animals to induce type I diabetes. After one week, the maximum exercise capacity of the animals was determined. 4 minutes 85-95% VO2max, 2 minutes 40-50% VO2max, 6 cycles, 5 days/week, 8 weeks HIIT protocol was performed. Animal body weight, blood glucose, and fasting blood glucose were measured. Assessment to evaluate muscle atrophy was made from the removed soleus and EDL muscles, isometric contraction, twitch parameters and resistance to fatigue were also measured. The concentrations of IL-6, irisin and myonectin in both serum and soleus and EDL muscles were measured with the ELISA kits.
As a result of the statistical analysis, it was shown that no change was observed in soleus muscle mass, but atrophy was observed in DM in the EDL muscle and training prevented that atrophy. It was determined that the resistance to fatigue in the EDL muscle was decreased in DM, but increased in the DM+HIIT group in comparison. It was observed that the force-frequency response increased in DM+HIIT. The twitch amplitude (Ps) increased in both soleus and EDL muscle in the DM+HIIT group. Contraction time (CT) decreased in the soleus muscle in the HIIT group. The half relaxation time (DT50) increased in the soleus and EDL muscles in the DM group; but was found to be significantly higher in the soleus muscle in the DM+HIIT group. IL-6 was higher in both serum and EDL in the DM group than DM+HITT group. Irisin was increased in the soleus muscle in both the HIIT and DM+HIIT groups. Myonectin was significantly higher in the soleus muscle only in the DM+HIIT group.
When the findings of our study were discussed on the basis of the literatüre, it was shown that diabetic myopathy appeared earlier in the glycolytic - slow motion fiber type EDL muscle than in the oxidative - slow motion fiber type soleus muscle. It has been concluded that the chronic HIIT protocol prevents atrophy in skeletal muscle, increases fatigue resistance, and can have anti-inflammatory effects.
Keywords: Diabetic myopathy, HIIT, IL-6, irisin, myonectin