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Objetivo A cirurgia bariátrica é atualmente o tratamento mais eficaz para a obesidade grave. Este estudo tem como objetivo investigar as mudanças nos níveis de expressão da proteína semelhante à meteorina (METRNL), irisina (FNDC5) e proteínas desacopladoras (UCP) 1/2/3 após cirurgia bariátrica para compreender seu envolvimento na melhoria do metabolismo após a cirurgia. Método Um total de 40 participantes foram incluídos neste estudo intervencionista, 20 com obesidade IMC ≥ 35 kg/m2 e 20 com IMC ≤ 25 kg/m2. Foi realizada cirurgia bariátrica (gastrectomia vertical laparoscópica e bypass gástrico em Y-de-Roux). Os níveis de diversas moléculas de interesse foram analisados ​​antes e depois da cirurgia. Resultados A análise da expressão gênica revelou níveis significativamente mais elevados de METRNL, UCP1 e UCP3 em indivíduos obesos quando comparados com indivíduos saudáveis ​​antes da cirurgia (p < 0,05). Os níveis de expressão gênica de METRNL e UCP2 apresentaram aumento significativo após a cirurgia bariátrica (p < 0,05). O nível plasmático de METRNL foi significativamente maior em indivíduos com obesidade antes da cirurgia (média [SEM], 55.222,6 [1.421,1] pg/mL, p = 0,0319), bem como aos 6 e 12 meses (57.537,3 [1.303,9] pg/mL, p = 0,0005; 59.334,9 [1.214,3] pg/mL, p < 0,0001) após a cirurgia. Conclusão As alterações nos níveis de várias moléculas de interesse apoiam o seu possível envolvimento nas respostas inflamatórias e termogênicas após a cirurgia bariátrica.