Aerobik egzersizin karaciğer FGF-21 ve PGC-1 αlfa ekspresyonu yoluyla fruktoza bağlı metabolik sendrom bileşenlerine etkisi
effect of aerobic exercise on fructose induced metabolic syndrome components through liver FGF-21 and PGC-1 αlpha expression
Yazar: BELKIS NARLI
Danışman: DOÇ. DR. CANAN YILMAZ
Gazi Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Biyokimya (Tıp) Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2020
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Aerobik güç = Aerobic power ; Egzersiz = Exercise ; Fibroblast büyüme faktörü = Fibroblast growth factor ; Fruktoz = Fructose ; Gen ifadesi = Gene expression ; Karaciğer = Liver ; Peroksizom proliferatörü ile aktive olan reseptörler = Peroxisome proliferator-activated receptors ; RNA = RNA

Özet:
Gelişmiş toplumlarda MetS aşırı fruktoz tüketimi ile ilişkilendirilmektedir. Günümüzde egzersiz MetS, diyabet ve obezite gibi metabolik hastalıklara bir tedavi protokolü olarak değerlendirilmektedir. FGF-21 egzersizle indüklenir ve hayvan modellerinde glukoz homeostazı, lipit metabolizması ve insülin duyarlılığı üzerinde çok sayıda yararlı etkiye sahiptir. Ayrıca MetS ve diyabet patofizyolojisini etkileyen bir biyobelirteç olabilir. Bazı çalışmalar, FGF21 uygulamasının farelerde ve insanlarda diyet kaynaklı obeziteyi ve insülin direncini önlediğini göstermiştir. Egzersize bağlı indüklenen bir diğer molekül PGC-1α, kasta glukoz alımını sağlayarak ve egzersizin en bilinen etkisi olan oksidatif kapasiteyi artırarak MetS gelişimini engeller. Çalışmamızın amacı, egzersizin fruktoz diyeti ile beslenen sıçanlarda karaciğer FGF-21 ve PGC-1α düzeylerine etkilerini ve dolayısıyla bu moleküllerin MetS bileşenleri üzerindeki koruyucu ve terapötik rolünü araştırmaktır.
Bu çalışmada, yüksek fruktoz diyeti Wistar erkek sıçanlara %20 oranında içme suyu içinde uygulanmış ve treadmil egzersiz 10 hafta boyunca verilmiştir. Kan basınçları ve vücut ağırlıkları tüm gruplarda ölçülmüştür. Deneyin sonunda, kan ve karaciğer dokusu örnekleri alınmıştır. Elde edilen serumlarda, insülin, glukoz ve lipit parametreleri ölçülmüştür. Karaciğer dokusu PGC-1α ve FGF-21 düzeyleri ile mRNA ekspresyonları ölçülmüştür. Fruktoz uygulaması, sistolik kan basıncı, vücut ağırlığı, serum insülin, TG, VLDL-K ve glukoz seviyelerinde artışlara neden olmuş ve MetS modeli başarılı bir şekilde oluşturulmuştur.
Çalışmamızda, MetS'ye neden olan yüksek fruktozlu diyetin yanı sıra egzersiz uygulamasının serum parametrelerine olumlu katkı sağladığı, FGF-21 ve PGC-1α düzeylerini arttırdığı görülmüştür. Bu çalışmaya göre egzersiz ve indüklediği FGF-21 ve PGC-1α, MetS'nin oluşturduğu olumsuz metabolik bozuklukların ve komplikasyonların tedavisinde ümit vadedici sonuçlar ortaya koymaktadır. Ayrıca daha detaylı deneysel çalışmalarla FGF-21 kullanımına dayalı tedavi yaklaşımlarının klinik kullanımı önerilebilir.
Anahtar Kelimeler; MetS, Egzersiz, FGF-21

Abstract:
MetS may be due to the increased fructose intake in industrialized populations. Nowadays, exercise is evaluated as a treatment protocol for metabolic diseases such as MetS, diabetes and obesity. Exercise-induced FGF21 has multiple beneficial effects on glucose homeostasis, lipid metabolism and insulin sensitivity in animal models. In addition, FGF-21 may be a biomarker affecting the pathophysiology of MetS. Some studies have shown that FGF21 prevents diet-induced obesity and insulin resistance in mice and humans. Another exercise-induced molecule PGC-1α prevents the development of MetS by providing glucose uptake in muscle and increasing oxidative capacity, which are the best known effect of exercise.
The aim of our study is to investigate the effects of exercise on liver FGF-21-PGC-1α levels and expression in rats fed-fructose diet, and thus the protective and therapeutic role of these molecules on MetS. In this study, high fructose was given in 20 % water to Sprague-Dawley rats and treadmill-exercise was applied for 10 weeks. Blood pressures and weights of all groups were measured. In this study, blood and liver samples were taken. Serum insulin, glucose and lipid levels and liver levels of PGC-1α-FGF-21 and gene-expression were determined. Fructose caused statistically significant increases in systolic-pressures, weight, insulin, TG,VLDL-K,glucose levels, compared to control and MetS was successfully demonstrated.In our study, it was observed that exercise added to a high fructose diet, which causes MetS, contributed positively to serum parameters and increased FGF-21-PGC-1 levels. According to this study, FGF-21-PGC-1α induced by exercise show promising results in the treatment of adverse metabolic disorders and complications caused by MetS. In addition, the clinical use of FGF-21 treatment can be suggested with more detailed experimental studies.
Keywords; MetS, Exercise, FGF-21