تمرین ورزشی، سطوح پلاسمایی اسیدهای آمینه شاخه‌دار و مقاومت به انسولین: مروری بر بیماری‌های متابولیک

اسیدهای آمینه شاخه  دار (bcaas) شامل والین، لوسین و ایزولوسین، اسیدهای آمینه ضروری هستند که به عنوان پیام‌های مهم مواد مغذی و تنظیم  کننده  های متابولیک روی هومئوستاز گلوکز، انتقال عصبی، پاسخ ایمنی و بیوژنز میتوکندری عمل می کنند و در بروز و پیشرفت اختلالات متابولیکی مانند چاقی و دیابت نقش دارند. در مقاله مروری حاضر، ارتباط بین کاتابولیسم bcaas و مقاومت به انسولین (ir) و نیز اثر تمرین ورزشی در این مسیر مورد بحث قرار گرفته است. در این مرور نقلی، مطالعات اپیدمیولوژیک و مقالات مروری در بازه سال‌های 1964 تا 2023 میلادی از پایگاه داده های pubmed،google scholar  و web of science جمع‌آوری و مورد بررسی قرار گرفتند. هم‌چنین برای مقالات به زبان فارسی، پایگاه  های اطلاعاتی شامل جهاد دانشگاهی، پژوهشگاه اطلاعات و مدارک علمی ایران (ایرانداک) و بانک اطلاعات نشریات کشور (مگیران)، از سال 1380 تا 1401 مورد جستجو قرار گرفتند. نتایج مطالعات مختلف نشان داده‌اند که تنظیم افزایشی یا کاهشی bcaas پلاسما توسط دو آنزیم اول در مسیر کاتابولیک آن‌ ها -آمینوترانسفراز شاخه دار (bcat) و آلفاکتو اسید دهیدروژناز شاخه دار (bckd)- است. بنابراین اختلال در مجموعه آنزیمی محدودکننده سرعت کاتابولیکی bcaas، منجر به کاتابولیسم پایین تر bcaas و افزایش سطوح پلاسمایی آ‌ن‌ها می شود که می‌تواند سهم زیادی در ایجاد شرایط پاتولوژیک مانند دیابت داشته باشد. تمرین ورزشی می تواند تجمع واسطه های کاتابولیک bcaas را کاهش دهد، یا حتی از بین ببرد و از ایجاد ir جلوگیری به عمل آورد. به نظر می رسد که بهبود اختلال در کاتابولیسم bcaas، از طریق انجام تمرین ورزشی و کنترل رژیم غذایی می تواند منجر به بهبودی و یا پیشگیری از ابتلا به بیماری های متابولیکی مانند چاقی و دیابت شود.

exercise training, plasma levels of branched-chain amino acids, and insulin resistance in metabolic diseases: a narrative review

 branched-chain amino acids (bcaas), including valine, leucine, and isoleucine, are essential amino acids that modulate glucose homeostasis, neurotransmission, immune responses, and mitochondrial biogenesis, and thereby, contributing a role in the development of metabolic disorders such as obesity and diabetes. in this review, the relationship between the catabolism of bcaas and insulin resistance (ir), as well as the effect of exercise training on this pathway, was discussed. epidemiological studies and review articles published between 1964 and 2023 were collected from pubmed, google scholar, and web of science databases. also, to reach persian language articles, iranian scientific databases, including the scientific information database (sid), iran’s information and scientific documents research institute (irandoc), and iran’s publications database (magiran), were searched to find relevant papers published between 2001 and 2023. the results of various studies show that plasma bcaas are either upregulated or downregulated by the first two enzymes in their catabolic pathway, i.e., branched-chain aminotransferase (bcat) and branched-chain alpha-acid dehydrogenase (bckd). therefore, the disruption of the enzymatic complexes that limit the catabolic rate of bcaas lowers their catabolism and increases the plasma levels of bcaas, greatly predisposing to the development of diabetes. exercise training can reduce the accumulation of bcaas catabolic mediators and reduce or even prevent ir. improving bcaas’ catabolism through exercise training and diet control can lead to the recovery or prevention of metabolic diseases such as obesity and diabetes.