Intervalinis mokymas „perjungia“ kepenis ir sumažina atsparumą insulinui sergant 2 tipo diabetu

„Mokslinėse ataskaitose“ pristatomas ikiklinikinis tyrimas: aštuonių savaičių trukmės didelio intensyvumo intervalinės treniruotės (HIIT) su žiurkėmis, kurioms buvo sukeltas 2 tipo diabetas, sumažino atsparumą insulinui ir „pagerino“ kepenų metabolizmą. Pagrindinis veiksnys yra palyginti naujas adipokino speksinas (SPX): jo kiekis serume ir kepenyse padidėjo HIIT metu, kartu padidėjo GALR2 receptoriaus ir su lipolize bei mitochondrijų funkcija susijusių metabolizmo reguliatorių raiška kepenyse. Autoriai jį formuluoja atsargiai: tai yra sąsajos, tačiau jos gerai atitinka idėją, kad dalis treniruočių naudos sergant diabetu yra perduodama per speksino → kepenų ašį.

Tyrimo kontekstas

Insulino atsparumas kepenyse yra vienas iš pagrindinių 2 tipo diabeto „variklių“: kepenys toliau gamina gliukozę (gliukoneogenezė) ir sintetina riebalus (lipogenezė) net ir tada, kai insulino signalas sako „stop“. Ikiklinikinių tyrimų metu šiai būklei modeliuoti dažnai naudojamas žiurkių režimas su dideliu riebalų kiekiu dietoje + maža streptozotocino doze (HFD+STZ): nutukimas ir uždegimas dėl HFD keičia metabolizmą, o STZ iš dalies „užkabina“ β ląsteles, priartindamas fenotipą prie vėlyvųjų 2 tipo diabeto stadijų. Tai yra nusistovėjęs ir plačiai naudojamas modelis, nors tikslus jo panašumas į žmogaus 2 tipo diabetą priklauso nuo likusios β ląstelių masės ir indukcinio režimo.

Fizinis aktyvumas yra vienas iš nemedikamentinių būdų „atstatyti“ jautrumą insulinui. Didelio intensyvumo intervalinės treniruotės (DIIT) sulaukė daug dėmesio: daugelyje tyrimų jos pagerino glikemijos kontrolę ir kepenų / riebalų atsparumą insulinui ne tik dėl svorio kritimo, bet ir dėl molekulinių energijos kelių (AMPK, SIRT-1, PGC-1α) bei mitochondrijų biogenezės; žmonėms greiti intervalai padidina branduolio PGC-1α kiekį po ūmaus treniruočių intensyvumo. Atsižvelgiant į tai, logiška patikrinti, ar DIIT taip pat veikia kepenų gliukoneogenezės / lipidų metabolizmo mazgus.

Atskiras „naujas kintamasis“ yra speksinas (SPX) – 14 aminorūgščių peptidas/adipokinas, susijęs su energijos, apetito ir lipidų metabolizmo reguliavimu per GALR2/3 receptorius. Jo raiška aprašyta kepenyse, riebaliniame audinyje, griaučių raumenyse ir kituose organuose; žmonėms mažas SPX kiekis yra susijęs su nutukimu ir II tipo diabetu, o mankštos metu padidėja cirkuliuojančio SPX kiekis (parodyta tiek aerobiniuose/pasipriešinimo protokoluose, tiek vyresnio amžiaus žmonėms). Ląstelių ir gyvūnų modeliuose SPX slopina gliukoneogenezę ir lipogenezę, palaiko lipolizės ir mitochondrijų programas (PPARα/PGC-1α/CPT1A), todėl jis yra potencialus treniruočių naudos tarpininkas.

Naujame straipsnyje žurnale „Scientific Reports“ šios temos sujungiamos: naudodami HFD+STZ modelį, autoriai tiria, ar 8 savaičių HIIT sumažina atsparumą insulinui ir nepageidaujamus kepenų metabolizmo pokyčius (gliukoneogenezę, lipogenezę), ir ar tai lydi SPX→GALR2 ašies ir medžiagų apykaitos reguliatorių (AMPK/SIRT-1/PGC-1α/PPARα/CPT1A) aktyvacija. Šis modelis padeda suprasti, ar SPX padidėjimas treniruotės metu yra tiesiog pagerėjimo žymuo, ar tai mechanistinės „grandinės“, jungiančios HIIT su pagerėjusia kepenų metabolizmu, dalis.

Kaip buvo atliktas tyrimas

Eksperimente dalyvavo 28 Wistar žiurkių patinai, suskirstyti į 4 grupes: sveikų kontrolinių grupių, sergančių diabetu be treniruočių, sveikų HIIT ir HIIT sergančių diabetu (po HFD + mažos dozės streptozotocino modelio). HIIT protokolas truko 8 savaites: 4–10 intervalų per sesiją – 2 minutės esant 80–100 % individualaus Vmax ir 1 minutė mažu greičiu; Vmax buvo nustatomas žingsniniais bėgimais ir perskaičiuojamas kas dvi savaites. Buvo įvertinti gliukozės, insulino nevalgius, HOMA-IR/HOMA-β ir QUICKI indeksai, uždegimo/oksidacinio streso indeksai, o kepenyse buvo matuojami SPX, GALR2, AMPK, SIRT-1, PPARα, PGC-1α, CPT1A (lipolizė/mitochondrijos) ir PEPCK, G6Pazės (gliukoneogenezė), ACC, FAS, SREBP-1c (lipogenezė) lygiai.

Ką jie rado: medžiagų apykaitos „pertvarkymas“ į gerąją pusę

Diabetinės žiurkės, atlikusios HIIT, palyginti su nesitreniruojančiais diabetiniais gyvūnais, parodė:

• Geresni glikemijos indeksai: mažesnis HOMA-IR, didesnis HOMA-β ir QUICKI; sumažėjęs gliukozės kiekis nevalgius.
• Kepenų raiškos poslinkis „riebalų deginimo“ link: didesnis SPX ir GALR2, AMPK, SIRT-1, PPARα, PGC-1α, CPT1A kiekis; mažesnis gliukoneogenezės fermentų PEPCK, G6Pase ir lipogenezės fermentų ACC, FAS, SREBP-1c kiekis.
• Priešuždegiminis ir antioksidacinis profilis: sumažėję uždegimo žymenys ir padidėjęs antioksidacinis aktyvumas kepenyse. Autoriai apibūdina „bendrą sveikatą stiprinantį poveikį“ kepenų audiniui.

Kitaip tariant, HIIT diabetu sergančioms žiurkėms vienu metu slopina gliukoneogenezę ir lipogenezę bei padidina lipolizę ir mitochondrijų kiekį, o tai atitinka atsparumo insulinui sumažėjimą. Molekuliniu lygmeniu tai lydi spektino signalizacijos padidėjimas.

Kodėl dalyvauja spektinas ir ką su tuo turi kepenys?

Speksinas yra riebalinio audinio peptidas, kuris jungiasi prie galanino receptorių 2/3. Klinikinių stebėjimų duomenimis, mažas SPX kiekis yra susijęs su nutukimu, insulino trūkumu ir 2 tipo diabetu; fizinis aktyvumas padidina jo kiekį. Mechaniškai SPX gali sumažinti gliukoneogenezę ir lipogenezę bei palaikyti lipolizę, taip pat padidinti CPT1A, PPARα, PGC-1α ekspresiją. Naujame darbe SPX ir GALR2 kiekis kepenyse padidėjo HIIT fone diabetu sergančioms žiurkėms – tai atitinka metabolizmo ir jautrumo insulinui pagerėjimą, nors priežasties ir pasekmės ryšiui nustatyti reikia tiesioginės intervencijos į SPX signalizaciją.

Kaip tai keičia HIIT naudos diabetui vaizdą

Jau seniai žinoma, kad intervaliniai protokolai dažnai yra veiksmingesni glikemijos kontrolei nei vidutinio intensyvumo kardio. Nauja šio teigiamo poveikio kepenų komponentui detalė: HIIT ne tik treniruoja raumenis, bet ir „išmoko“ kepenis gaminti mažiau gliukozės ir riebalų bei aktyviau oksiduoti riebalų rūgštis, iš dalies per SPX→GALR2 ašį ir AMPK/SIRT-1/PGC-1α mazgus. Tai padeda susieti klasikinius HOMA/QUICKI indeksų pagerėjimus su konkrečiais kepenų taikiniais.

Kur čia praktinis protas (ir atsargumas)?

Tai ikiklinikinis darbas, tačiau jis suteikia gaires būsimiems vertimo etapams.

• Į ką atkreipti dėmesį klinikoje: SPX kraujyje kaip potencialus atsako į treniruotę žymuo; kepenų AMPK/SIRT-1/PGC-1α keliai kaip farmakologinės sinergijos su mankštos terapija taškai.
• Kokio tipo apkrova buvo tirta: trumpi 2 min. „greitas“ / 1 min. „lėtas“ intervalai, esant 80–100 % individualaus maksimalaus greičio – tai yra „pikai“, kurie gali labiausiai pakeisti SPX. (Tai protokolo aprašymas su žiurkėmis, o ne paruošta programa žmonėms.)
• Apribojimai: žiurkės ≠ žmonės; imties dydis n = 7 vienoje grupėje; nėra tiesioginės SPX/GALR2 blokados, todėl SPX vis dar yra kožymuo, o ne įrodyta priežastis. Reikalingi atsitiktinių imčių kontroliuojami tyrimai su žmonėmis, kuriuose būtų nustatyti objektyvūs kepenų žymenys ir suskirstyta pagal fizinio krūvio tipą.

Ką toliau patikrinti

• HIIT metu atlikti SPX intervencijas (antagonistus/agonistus, nokautą/perteklinę raišką), siekiant išsiaiškinti priežastinį ryšį.
• Įgyvendinti hipotezę nedideliuose klinikiniuose bandomuosiuose tyrimuose: HIIT ir vidutinio intensyvumo aerobinis krūvis, SPX dinamika, atsparumas insulinui ir kepenų riebalai (MR spektroskopija / elastografija).
• Įvertinti ilgalaikį HIIT poveikį ir „dozavimą“ (dažnį/intensyvumą), taip pat galimus skirtumus pagal lytį/amžių ir kartu taikomą gydymą.

Trumpai – pagrindiniai straipsnio teiginiai

• HIIT terapija 2 tipo diabetu sergančioms žiurkėms sumažino atsparumą insulinui ir pakeitė kepenų metabolizmą link lipidų oksidacijos, tuo pačiu padidindama spektiną ir jo kepenų signalizaciją.
• Pagerėjimas paveikė gliukoneogenezę (↓PEPCK, G6Pazė), lipogenezę (↓ACC, FAS, SREBP-1c) ir energiją (↑AMPK, SIRT-1, PPARα, PGC-1α, CPT1A).
• Tai yra ikiklinikiniai ryšiai; norint juos paversti rekomendacijomis žmonėms, reikia mechanistinio ir klinikinio patvirtinimo.

Šaltinis: Khoramipour K. ir kt. Didelio intensyvumo intervalinės treniruotės sumažina diabetu sergančių žiurkių atsparumą insulinui, kartu pagerindamos kepenų metabolizmą ir speksino signalizaciją. Mokslinės ataskaitos, 2025 m. rugpjūčio 21 d. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-15432-8