Metabolik sendromlu sıçanlarda yüzme egzersizinin plazma glukagon-benzeri PEPTİD-1 (GLP-1) seviyesi ve hipokampal GLP-1 reseptörü üzerine etkisinin belirlenmesi

Abstract

Metabolik Sendrom (MetS) insülin direnciyle başlayan abdominal obezite, dislipidemi, hipertansiyon, hiperglisemi ve proenflamatuar durumlarla karakterizedir. MetS, bilişsel yeteneğin azalmasında rol oynar ve MetS’li ergenlerde, hipokampal hacim kayıpları bulunmuştur. Glukagon benzeri peptit-1 (GLP-1) ve reseptörü (GLP-1R), beyinde nöroprotektif özellikler gösterir. GLP-1R nakavt farelerde öğrenme, bellek ve sinaptik plastisite bozulur. Fiziksel egzersiz, bellek ve uzun süreli potansiyasyon (LTP) ile ilişkili olan trofik faktörleri indükler. Egzersiz, hipokampal hücrelerin sayısını ve beyin plastisitesini artırır. Altta yatan mekanizmalar tartışmalıdır. Çalışmamızda MetS’teki bilişsel düşüşün plazma GLP-1 ve hipokampal GLP-1R ekspresyon seviyelerindeki düşüşten kaynaklanabileceği test edildi. Ayrıca egzersizin plazma GLP-1 ve hipokampal GLP-1R ekspresyon seviyeleri üzerine olan etkileri incelendi. Çalışmamızda 2-3 aylık toplam 39 adet Wistar sıçan kullanıldı. Sıçanlar kontrol (K, n = 9), kontrol + egzersiz (K + E, n = 10), MetS (n = 10) ve MetS + egzersiz (MetS + E, n = 10) olmak üzere 4 gruba ayrıldı. MetS modeli, 16 hafta boyunca içme suyuna %20 fruktoz karıştırılarak oluşturuldu. Egzersiz gruplarına 6 hafta boyunca, haftada 5 kez, günde 1 saat yüzme egzersizi uygulandı. Her gruptan, egzersiz protokolü bittikten 2 gün sonra kuyruk veninden kan alındı ve anestezi eşliğinde dekapite edilen sıçanlardan hipokampus izole edildi. ELISA yöntemi ile plazma insülin, lipit profili ve GLP-1 seviyeleri ölçüldü. Hipokampustan trizol ile RNA izolasyonu, RIPA ile protein izolasyonu yapıldı. Gerçek-zamanlı PCR yapılarak GLP-1R mRNA ekspresyonu, SDS PAGE ve Western blot ile GLP-1R protein ekspresyonu belirlendi. Veriler SPSS paket programıyla analiz edildi. Sonuçlar ortalama ± standart sapma olarak verildi. Elde edilen bulgulara göre sıçanların plazma GLP-1 seviyeleri arasında anlamlı bir fark saptanmadı. Sıçanların hipokampal GLP-1R mRNA ekspresyonları arasında anlamlı bir fark bulunmasa da MetS’te kontrole göre azaldı. Yüzme egzersizi MetS’li sıçanda hipokampal GLP-1R mRNA ekspresyonunu artırdı. Sonuç olarak MetS’te hipokampal GLP-1R mRNA ekspresyonu azalma eğilimdeyken yüzme egzersizi bunu tersine çevirebilmektedir.

Metabolic Syndrome (MetS) is characterized by abdominal obesity, dyslipidemia, hypertension, hyperglycemia and proinflammatory conditions that begin with insulin resistance. MetS plays a role in the reduction of cognitive ability, and hippocampal volume losses have been found in adolescents with MetS. Glucagon-like peptide-1 (GLP-1) and its receptor (GLP-1R) show neuroprotective properties in the brain. Learning, memory, and synaptic plasticity are impaired in GLP-1R knockout mice. Physical exercise induces trophic factors associated with memory and long-term potentiation (LTP). Exercise increases the number of hippocampal cells and brain plasticity. The underlying mechanisms are controversial. In our study, it was tested that the cognitive decline in MetS could be caused by the decrease in plasma GLP-1 and hippocampal GLP-1R expression levels. In addition, the effects of exercise on plasma GLP-1 and hippocampal GLP-1R expression levels were examined. In this study, 39 Wistar rats, 2-3 months old, were used. Rats were divided into 4 groups as control (C, n = 9), control + exercise (C + E, n = 10), MetS (n = 10) and MetS + exercise (MetS + E, n = 10). The MetS model was created by mixing 20% fructose into drinking water for 16 weeks. Exercise groups were subjected to swimming exercises for 6 weeks, 5 times a week, 1 hour a day. Blood was taken from the tail vein from each group 2 days after the end of the exercise protocol and the hippocampus was isolated from the rats decapitated with anesthesia. Plasma insulin, lipid profile and GLP-1 levels were measured by ELISA method. RNA isolation was made with trizol and protein isolation was done with RIPA from the hippocampus. GLP-1R mRNA expression was determined by real-time PCR, and GLP-1R protein expression was determined by SDS PAGE and Western blot. The data were analyzed with SPSS package program. Results are given as mean ± standard deviation. According to the findings, there was no significant difference between plasma GLP-1 levels of rats. In addition, although there was no significant difference between the hippocampal GLP-1R mRNA expressions of rats, it decreased in MetS compared to control. Swimming exercise increased expression of hippocampal GLP-1R mRNA expression in rats with MetS. As a result, while hippocampal GLP-1R mRNA expression tends to decrease in MetS, swimming exercise can reverse this.