İrisin, Kilolar, Egzersiz ve Alzheimer Hastalığı

Tanrılardan insanlara güzel haberler getiren Yunan haberci tanrıçası İris’ten ilhamla isimlendirilen irisin, hücrelerin membranında yer alan bir glikoprotein. İris, 2002’de keşfedilmiş, yaklaşık 10 sene sonra da kas ve glukoz metabolizması ile bağlantısı bulunmuş, egzersizle ilişkili bir kas kaynaklı kimyasal (miyokin). Yaklaşık 5 sene önce de hafız üzerine etkileri ve Alzheimer hastalığı ile ilişkisi tespit edilmiş.

İrisin, FNDC5 geni tarafından sentezlenen bir prohormonun egzersiz sonrası artışı ve düzenlenmesi ile elde ediliyor. Egzersiz sırasında kasların kasılıp gevşemesi ile düzeyleri artıyor. Çizgili iskelet kasları başlıca kaynağı olmakla birlikte yağ dokusu, pankreas, yağ bezleri ve kalp kasından da sentezlenip salgılanabiliyor.

Beyaz yağ hücrelerinin daha sağlıklı kahverengi yağ hücrelerine dönüşmesini sağlarken, yüksek düzeylerde olması (hayvan çalışmalarında) kilo almayı engelliyor.

FNDC5 düzeylerinin dolayısı ile irisin düzeylerinin artmasının diğer önemli bir sonucu beyinde (özellikle hafıza merkezi hippokampüsde) BDNF düzeylerinin artması.

Egzersizin bazı kanserler üzerine iyileştirici veya koruyucu etkisini irisin üzerinden gösterdiği düşünülmektedir.

Son olarak da yine egzersizin kemik erimesini önleyici/iyileştirici etkisini irisin üzerinden sağladığı varsayılmaktadır.

İrisin, yağlar, kilolar ve metabolik sendrom

Koronavirüs pandemisi öncesinde dünyanın başında bir pandemi daha vardı: kilolar, obezite ve ilişkili kronik hastalıklar (başta kalp-damar hastalıkları ve kanserler). Bugünlerde ilk pandeminin etkileri olanca ağırlığıyla devam ederken, koronavirüs pandemisi ile etkileri daha da belirgin hale geldi.

Beyaz yağ dokusu hücreleri, pek çok hormon ve sitokin salgılayabilen ve belli miktarların üzerine çıktığında vücutta yaygın enflamasyona neden olabilen hücrelerdir; yağ damlacıkları ile dolu küçük balonlar gibidir. Kahverengi yağ hücreleri ise aksine metabolik olarak aktiftir, yoğun olarak mitokondri içerirler. Mitokondrilerin içerdiği demir, bu dokulara kahverengi rengini vermektedir. Kahverengi yağ hücreleri şeker ve yağ moleküllerini kullanarak vücut ısısını ayarlarlar; yağları ve şekerleri yakarlar. Özellikle aşırı soğuklara maruz kalmak beyaz yağ dokusunun kahverengi yağ dokusuna dönüşümünü tetikler.

Yağlar bir de depolanma yerlerine göre ikiye ayrılır:

1. Göbekte ve iç organların çevresinde
2. Kollar ve bacaklarda cilt altında.

Erken ölüm riskini ve kalp damar hastalıkları ve diğer kronik hastalıkların gelişimine göbek ve iç organların çevresindeki beyaz yağ dokusu neden olmaktadır.

Yağ hücreleri/metabolizması ile irisin molekülü arasında çok yönlü bir ilişki vardır:

1. Yağlı dokunun salgıladığı enflamatuar sitokinlerin (adipokinler) düzeyini azaltmak, enflamasyonu azaltan kimyasalların sentez ve salgısını artırmak
2. Beyaz yağ dokusunun kahverengi yağ dokusuna dönüşmesini sağlamak

Aşırı soğuk sıcaklıklar ve egzersiz, irisin sentezi/salgısına neden olarak ısı üretimi ve kahverengi yağ dokusu değişimini sağlar.

Kahverengi yağ dokusunun artışı

1. Kilo vermeye
2. Göbek çevresinde incelmeye ve iç organlar çevresinde yağlanma miktarında azalmaya
3. Metabolik parametrelerde düzelmeye, tip II diyabet bulgularında düzelmeye
4. Kalp damar hastalıkları riskinde azalmaya
5. Yaşam süresinde uzamaya neden olur/sağlar.

Bu açıdan bakınca irisine yağları yakan ateşin tutuşturucusuna benzetebiliriz.

Bir kişi ne kadar egzersiz yaparsa irisin düzeyleri o denli yüksek, ne kadar hareketsiz olursa irisin düzeyleri o denli düşük olur.

Kahverengi doku oluşumunu hızlandıran leptin düzeylerinin de ideal düzeyde olması sürece katkıda bulunur.

Diyabetik hastaların irisin düzeyleri düşük, komplikasyonu olan diyabet hastalarının düzeyleri ise çok düşük bulunmaktadır. Tip I diyabeti olan çocuklarda daha yüksek irisin düzeyine sahip çocukların kan şekeri kontrolü daha iyi olmaktadır.

Özetleyecek olursam, İrisin;

1. Çizgili kasların daha fazla şeker kullanmasını sağlayarak
2. Karaciğerde şeker ve yağ metabolizmasını düzelterek
3. Kan yağları/kolesterol düzeylerini düşürerek
4. Kan şekeri düzeylerini düşürerek
5. İnsülin duyarlılığını artırarak
6. Endoplazmik retikulum stresini azaltarak
7. Pankreas beta hücrelerinin yaşam süresini uzatarak
8. Kahverengi (bej) yağ dokusu dönüşümünü artırarak
9. İştahı azaltarak
10. Beyinde BDNF düzeylerini artırarak
11. Kaslarda mitokondri sayısını artırarak

Hem metabolik sendrom bulgularına iyi gelir, hem de kilo vermeye yardımcı olur.

Egzersiz ve aşırı soğuklar dışında irisin düzeylerini artıran diğer faktörler:

1. Düşük glisemik indeksli beslenme
2. Omega-3 DYA’lerinden zengin beslenme/takviye

Erkeklere kıyasla, kadınlarda irisin düzeyleri daha düşüktür, menopoz sonrası azalan östrojen düzeyleri ile birlikte daha da düşmektedir. Bunda yine hareketsizlik ve taşla artan kas kitlesi kaybının etkisi vardır.

Hayvan çalışmalarında yüksek irisin düzeylerinin kemik yapımını olumlu etkilediği ve kemik erimesinin önüne geçebildiği gösterilmiştir.

Antioksidan ve antienflamatuar olarak irisin

Diyabet ve metabolik sendromdaki antienflamatuar etkilerine ek olarak egzersiz sonrası artan irisin düzeylerinin enflamatuar bağırsak hastalığı olan hastalarda iyileşmeyi hızlandırdığı gösterilmiş.

Yüksek irisin düzeylerinin kemik kırıklarının iyileşmesini hızlandırdığı da biliniyor.

Bunların dışında hem makrofajlardaki serbest radikalleri azaltarak hem de antioksidan enzimlerin sentezini arttırarak antioksidan etkinlik gösterdiği de biliniyor. Bunun yanında proenflamatuar sitokinlerin düzeyini azaltarak da ikinci bir yoldan antienflamatuvar etkinlik gösterir.

Otofaji

Otofaji bir hücrenin içinde kullanılmış protein ve diğer moleküllerin geri dönüştürüldüğü ve hücre içinde istenmeyen maddelerin birikimine engel olan süreçtir. Özellikle uzamış açlık halinde proteinlerin geri dönüştürülerek tekrar kullanıma girmesini sağlar.

Yaşlanmanın ve pek çok kronik hastalığın, özellikle Alzheimer hastalığı ve Parkinson hastalığı gibi nörodejeneratif hastalıkların zemininde bozulmuş/azalmış otofajiye bağlı hücre içinde biriken atıkların neden olduğu düşünülmektedir.

Egzersizin kendisi zaten otofajiyi harekete geçiren ve hücrelere/enflamasyona iyi gelen bir faktördür. Egzersiz ile birlikte artan irisin düzeyleri otofajiyi de artırır.

İrisin, beyin ve bilişsel fonksiyonlar

Egzersizin beyin fonksiyonları üzerine olan olumlu ve sağaltıcı etkilerinin önemli bir kısmından irisin düzeylerinin yükselmesi olduğu düşünülmektedir.

İrisin rahatlıkla kan beyin bariyerini geçer ve pek çok yolla beyin fonksiyonlarına iyi gelir:

1. Kan şekeri ve insülin düzeylerini dengeleyerek
2. Nöro-Enflamasyonu azaltarak
3. Oksidatif strese karşı koruyarak
4. Beyin insülin direncini azaltarak
5. Kalp damar hastalıklarının önünü keserek
6. BDNF  düzeylerini artırarak
7. Hipokampüste yeni nöron oluşumu sağlayarak
8. Nöroplastisiteyi arttırarak.

Tüm bu etkiler ile kısa vadeli olarak depresif bulgulara, uzun vadeli olarak ise Alzheimer hastalığı riskinin azalmasına katkıda bulunur. Yüksek irisin düzeyleri depresyon ile birlikte anksiyete bulgularına da iyi gelir.

Alzheimer ve Parkinson hastalarının beyin omurilik sıvılarında irisin düzeyleri normalden düşüktür.

Yüksek irisin düzeyleri öğrenme üzerine de olumlu etkiler yapar.

Egzersiz yapmak irisin düzeylerini yükselteninin yanı sıra Alzheimer hastalarının çoğunda bilişsel bulgulara eşlik eden yüksek kan şekeri düzeyleri, insülin direnci ve tip II diyabet, yüksek tansiyon, kalp-damar hastalıkları, oksidatif stres  ve ateroskleroza da iyi gelir.

Alzheimer hastalığı gelişim riski taşıyan APO E4 taşıyıcısı kimselerde bile düzenli egzersiz yapmanın (sağlıklı beslenme ile birlikte) hastalık gelişimini taşıyıcı olmayan insanlar düzeyine getirebildiği bilinmektedir.

Hipotalamusda artmış irisin düzeyleri iştah kontrolünde rol oynar, aşırı yemenin önüne geçer.

İrisinin diğer bir önemli etkisi yaşla berber azalan kas kitlesi kaybının önüne geçmesi ve kas fonksiyonlarını olumlu etkilemesidir. Yaşla beraber oluşan kas kitlesi kaybı, yani sarkopeni pek çok kronik hastalığın iyileşmemesi, düşmeler, kemik erimesi ve düşkünlüğün en önemli nedeni.

İrisin düzeyleri nasıl artar?

1. EGZERSİZ YAPARAK. Yazdıklarım ışığında sözün buraya geleceğini tahmin etmişsinizdir. İrisin düzeylerini yükseltmeye yarayacak bir ilaç ve takviye-en azından şimdilik- yok, o yüzden ayakkabılarımız ve spor kıyafetlerimizi donanıp hareket etmekten başka çaremiz yok. İrisin düzeylerini artırmak için egzersizin türü de önemli: ağırlık, direnç çalışmaları ile birlikte HIIT şeklinde kısa küreli yoğun egzersiz irisin düzeylerini daha çok yükseltiyor. Tabii bir de 1-2 gün yapıp sonuç beklemek çok mantıklı değil, en az 3 hafta düzenli egzersiz sonrası irisin düzeyleri artıyor.
2. Aşırı soğuğa maruz kalarak: Kutuplarda, kışın veya krater göllerinde yüzerek, kriyoterapi ve/veya buz banyoları alarak.
3. Düşük glisemik indeksli beslenerek, rafine şeker tüketimini kısıtlayarak
4. Leptin direncini kırarak: gluten tüketmeyerek, sabah kahvaltıda protein tüketerek, aralıklı beslenerek
5. Doymamış yağ asitleri EPA ve DHA içeriği yüksek besinler tüketerek. Beyin sağlığı için özellikle DHA içeriği yüksek balık, deniz ürünleri ve yumurta tüketerek.
6. Bunların dışında bir dahiliye uzmanı ile görüşerek tiroid fonksiyonlarınızı kontrol ettirin. Hipotiroidinin kendisi de Alzheimer hastalığı gelişimi için bir risk faktörü, hipotiroidi hastalarında irisin düzeyleri genellikle düşük bulunmaktadır.

Referanslar

• Arhire LI, Mihalache L, Covasa M. Irisin: A Hope in Understanding and Managing Obesity and Metabolic Syndrome. Front Endocrinol (Lausanne). 2019;10:524. Published 2019 Aug 2. doi:10.3389/fendo.2019.00524
• Islam, M.R., Valaris, S., Young, M.F. et al. Exercise hormone irisin is a critical regulator of cognitive function. Nat Metab 3, 1058–1070 (2021). https://doi.org/10.1038/s42255-021-00438-z
• Martinez Munoz IY, Camarillo Romero EDS, Garduno Garcia JJ. Irisin a Novel Metabolic Biomarker: Present Knowledge and Future Directions. Int J Endocrinol. 2018;2018:7816806. Published 2018 Oct 9. doi:10.1155/2018/7816806
• Stefano Benedini, Elena Dozio, Pietro Luigi Invernizzi, Elena Vianello, Giuseppe Banfi, Ileana Terruzzi, Livio Luzi, Massimiliano Marco Corsi Romanelli, “Irisin: A Potential Link between Physical Exercise and Metabolism—An Observational Study in Differently Trained Subjects, from Elite Athletes to Sedentary People”, Journal of Diabetes Research, vol. 2017, Article ID 1039161, 7 pages, 2017.https://doi.org/10.1155/2017/1039161
• Mai S, Grugni G, Mele C, Vietti R, Vigna L, Sartorio A, Aimaretti G, Scacchi M, Marzullo P. Irisin levels in genetic and essential obesity: clues for a potential dual role. Sci Rep. 2020 Jan 23;10(1):1020. doi: 10.1038/s41598-020-57855-5. PMID: 31974460; PMCID: PMC6978420.
• Korta P, Pocheć E, Mazur-Biały A. Irisin as a Multifunctional Protein: Implications for Health and Certain Diseases. Medicina (Kaunas). 2019 Aug 15;55(8):485. doi: 10.3390/medicina55080485. PMID: 31443222; PMCID: PMC6722973.
• Pesce M, Ballerini P, Paolucci T, Puca I, Farzaei MH, Patruno A. Irisin and Autophagy: First Update. Int J Mol Sci. 2020 Oct 14;21(20):7587. doi: 10.3390/ijms21207587. PMID: 33066678; PMCID: PMC7588919.
• Jodeiri Farshbaf M, Alviña K. Multiple Roles in Neuroprotection for the Exercise Derived Myokine Irisin. Front Aging Neurosci. 2021 Apr 16;13:649929. doi: 10.3389/fnagi.2021.649929. PMID: 33935687; PMCID: PMC8086837.
• Lourenco MV, Frozza RL, de Freitas GB, Zhang H, Kincheski GC, Ribeiro FC, Gonçalves RA, Clarke JR, Beckman D, Staniszewski A, Berman H, Guerra LA, Forny-Germano L, Meier S, Wilcock DM, de Souza JM, Alves-Leon S, Prado VF, Prado MAM, Abisambra JF, Tovar-Moll F, Mattos P, Arancio O, Ferreira ST, De Felice FG. Exercise-linked FNDC5/irisin rescues synaptic plasticity and memory defects in Alzheimer’s models. Nat Med. 2019 Jan;25(1):165-175. doi: 10.1038/s41591-018-0275-4. Epub 2019 Jan 7. PMID: 30617325; PMCID: PMC6327967.
• Li H, Wang F, Yang M, Sun J, Zhao Y, Tang D. The Effect of Irisin as a Metabolic Regulator and Its Therapeutic Potential for Obesity. Int J Endocrinol. 2021 Mar 18;2021:6572342. doi: 10.1155/2021/6572342. PMID: 33790964; PMCID: PMC7997758.
• Tsai CL, Pai MC. Circulating levels of Irisin in obese individuals at genetic risk for Alzheimer’s disease: Correlations with amyloid-β, metabolic, and neurocognitive indices. Behav Brain Res. 2021 Feb 26;400:113013. doi: 10.1016/j.bbr.2020.113013. Epub 2020 Nov 10. PMID: 33186636.
• Uysal N, Yuksel O, Kizildag S, Yuce Z, Gumus H, Karakilic A, Guvendi G, Koc B, Kandis S, Ates M. Regular aerobic exercise correlates with reduced anxiety and incresed levels of irisin in brain and white adipose tissue. Neurosci Lett. 2018 May 29;676:92-97. doi: 10.1016/j.neulet.2018.04.023. Epub 2018 Apr 12. PMID: 29655944.
• Kim OY, Song J. The Role of Irisin in Alzheimer’s Disease. J Clin Med. 2018;7(11):407. Published 2018 Nov 1. doi:10.3390/jcm7110407
• Tsai CL, Pai MC. Circulating levels of Irisin in obese individuals at genetic risk for Alzheimer’s disease: Correlations with amyloid-β, metabolic, and neurocognitive indices. Behav Brain Res. 2021 Feb 26;400:113013. doi: 10.1016/j.bbr.2020.113013. Epub 2020 Nov 10. PMID: 33186636.
• Tsai CL, Sun HS, Kuo YM, Pai MC. The Role of Physical Fitness in Cognitive-Related Biomarkers in Persons at Genetic Risk of Familial Alzheimer’s Disease. J Clin Med. 2019 Oct 7;8(10):1639. doi: 10.3390/jcm8101639. PMID: 31591322; PMCID: PMC6832576.