Aims of this study were to demonstrate influence of contraction type on irisin and metabolome, and reveal the unknown relationships of irisin with metabolites and metabolic pathways.

Sixteen healthy male athletes exercised on a dynamometer for 5 to 6minutes concentrically and isometrically 3-weeks apart in a sports medicine clinic. Independent variables were body composition parameters, handgrip strength, weekly exercise volume, maximal heart rate achieved during the training, and Borg ratings. Dependent variables were plasma irisin and metabolic profiles. ELISA analysed plasma irisin. Untargeted metabolomic profile was assessed by Q-TOF LC/MS instrument. Selected peaks were uploaded to MetaboAnalyst 5.0 software to identify Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes codes.

Concentric but not isometric exercise increased plasma irisin and an average of 23% change was observed in the former intervention (P=0.007). Leg muscle mass and physical activity level in the week before exercise correlated negatively with irisin fold-change (r=−0.543, P<0.05; r=−0.481, P=0.059, respectively). Untargeted metabolomics revealed metabolites correlated with irisin. Concentric exercise activated fatty acid elongation and degradation pathways whereas both types of exercise affected arachidonic acid metabolism, steroid hormone biosynthesis, and regulation of lipolysis in adipocytes pathways.

Concentric exercise and isometric exercise differ in metabolic response and irisin stimulation. Recent physical activity status may have an impact on the released irisin in response to exercise. Irisin-related metabolites and pathways that will guide future studies have been revealed by non-targeted metabolomics approach for the first time.

Les objectifs de cette étude étaient de démontrer l’influence du type de contraction musculaire sur l’irisine et le métabolome, et de révéler les relations inconnues de l’irisine avec les métabolites et les voies métaboliques.

Seize athlètes masculins en bonne santé se sont exercés sur dynamomètre pendant 5 à 6minutes de manière concentrique et isométrique à 3 semaines d’intervalle dans une clinique de médecine sportive. Les variables indépendantes étaient les paramètres de composition corporelle, la force de la poignée de main, le volume d’exercice hebdomadaire, la fréquence cardiaque maximale atteinte pendant l’entraînement et l’échelle de Borg. Les variables dépendantes étaient l’irisine plasmatique et les profils métabolomiques. ELISA ont analysé l’irisine plasmatique. Le profil métabolomique non ciblé a été évalué par le dispositif Q-TOF LC/MS. Les pics sélectionnés ont été téléchargés dans le logiciel MetaboAnalyst 5.0 pour identifier les codes de l’Encyclopédie de Kyoto des gènes et des génomes.

L’exercice concentrique (mais pas l’exercice isométrique) a augmenté l’irisine plasmatique et une variation moyenne de 23 % a été observée dans la première intervention (p=0,007). La masse musculaire des jambes et le niveau d’activité physique au cours de la semaine précédant l’exercice étaient négativement corrélés avec le facteur de variation de l’irisine (r=−46 0,543, p<0,05; r=−0,481, p=0,059, respectivement). La métabolomique non ciblée a révélé des métabolites corrélés à l’irisine. L’exercice concentrique a activé les voies d’allongement et de dégradation des acides gras, tandis que les deux types d’exercice ont affecté le métabolisme de l’acide arachidonique, la biosynthèse des hormones stéroïdes et la régulation de la lipolyse dans les voies des adipocytes.

L’exercice concentrique et l’exercice isométrique se différencient au niveau de la réponse métabolique et de la stimulation de l’irisine. L’état d’activité physique récent peut avoir un impact sur l’irisine libérée en réponse à l’exercice. Les métabolites et les voies liés à l’irisine qui orienteront les futures études ont été révélés pour la première fois par une approche métabolomique non ciblée.