Ang pagsasanay sa pagitan ng 'rewires' ang atay at binabawasan ang insulin resistance sa type 2 diabetes

Ang Scientific Reports ay nagpapakita ng isang preclinical na pag-aaral: ang walong linggo ng high-intensity interval training (HIIT) sa mga daga na may sapilitan na type 2 diabetes ay nagpababa ng insulin resistance at "pinabuting" metabolismo sa atay. Ang pangunahing manlalaro ay ang medyo bagong adipokine spexin (SPX): tumaas ang antas nito sa serum at atay sa panahon ng HIIT, at kasama nito, tumaas ang pagpapahayag ng atay ng GALR2 receptor at metabolic regulators na nauugnay sa lipolysis at mitochondrial function. Maingat na binabalangkas ito ng mga may-akda: ito ay mga asosasyon, ngunit angkop ang mga ito sa ideya na ang bahagi ng benepisyo ng pagsasanay sa diyabetis ay pinamagitan ng spexin → axis ng atay.

Background ng pag-aaral

Ang resistensya ng insulin sa atay ay isa sa mga pangunahing "driver" ng type 2 diabetes: ang atay ay patuloy na gumagawa ng glucose (gluconeogenesis) at nag-synthesize ng taba (lipogenesis) kahit na ang signal ng insulin ay nagsasabing "stop." Upang i-modelo ang kundisyong ito sa mga preclinical na pag-aaral, ang high-fat diet + low-dose streptozotocin (HFD+STZ) rat regimen ay kadalasang ginagamit: obesity at pamamaga mula sa HFD shift metabolism, at ang STZ ay bahagyang "hook" β-cells, na pinalalapit ang phenotype sa mga huling yugto ng T2DM. Ito ay isang itinatag at malawakang ginagamit na modelo, kahit na ang eksaktong pagkakapareho nito sa T2DM ng tao ay nakasalalay sa natitirang β-cell mass at ang induction regimen.

Ang pisikal na aktibidad ay isa sa mga hindi gamot na paraan upang "i-reset" ang sensitivity ng insulin. Ang high-intensity interval training (HIIT) ay nakakuha ng maraming atensyon: sa maraming pag-aaral, pinahusay nito ang glycemic control at liver/fat insulin resistance, hindi lamang dahil sa pagbaba ng timbang, kundi pati na rin sa pamamagitan ng molecular pathways ng enerhiya (AMPK, SIRT-1, PGC-1α) at mitochondrial biogenesis; sa mga tao, ang mabilis na pagitan ay nagpapataas ng nuclear PGC-1α pagkatapos ng isang matinding session. Laban sa background na ito, makatuwirang suriin kung nakakaapekto rin ang HIIT sa mga liver node ng gluconeogenesis/lipid metabolism.

Ang isang hiwalay na "bagong variable" ay spexin (SPX), isang 14-amino acid peptide/adipokine na nauugnay sa regulasyon ng enerhiya, gana, at metabolismo ng lipid sa pamamagitan ng mga receptor ng GALR2/3. Ang ekspresyon nito ay inilarawan sa atay, adipose tissue, skeletal muscle, at iba pang mga organo; sa mga tao, ang mababang SPX ay nauugnay sa labis na katabaan at T2DM, habang ang pagsasanay sa ehersisyo ay nagpapataas ng sirkulasyon ng SPX (ipinapakita sa parehong aerobic/resistance protocol at sa mga matatanda). Sa mga modelo ng cellular at hayop, pinipigilan ng SPX ang gluconeogenesis at lipogenesis, at sinusuportahan ang mga programang lipolysis at mitochondrial (PPARα/PGC-1α/CPT1A), na ginagawa itong isang kandidatong tagapamagitan ng mga benepisyo sa pagsasanay.

Pinagsasama-sama ng isang bagong papel sa Scientific Reports ang mga linyang ito: gamit ang HFD+STZ model, sinusuri ng mga may-akda kung ang 8 linggo ng HIIT ay nakakabawas ng insulin resistance at adverse liver fluxes (gluconeogenesis, lipogenesis), at kung ito ay sinasamahan ng activation ng SPX→GALR2 axis at metabolic regulators (AMPK/SIRT-1/1 PGCα/PGA-1/PGA-1). Nakakatulong ang disenyong ito na maunawaan kung ang pagtaas ng SPX sa panahon ng pagsasanay ay isang marker lamang ng pagpapabuti o bahagi ng isang mekanikal na "chain" na nag-uugnay sa HIIT sa pinahusay na metabolismo sa atay.

Paano isinagawa ang pag-aaral

Kasama sa eksperimento ang 28 lalaking Wistar na daga, na hinati sila sa 4 na grupo: malusog na kontrol, diabetes na walang pagsasanay, HIIT sa malusog at HIIT sa diabetes (pagkatapos ng HFD + low-dose streptozotocin model). Ang HIIT protocol ay tumagal ng 8 linggo: 4-10 agwat bawat session - 2 minuto sa 80-100% ng indibidwal na Vmax at 1 minuto sa mababang bilis; Natukoy ang Vmax sa pamamagitan ng mga hakbang na pagtakbo at muling kinakalkula bawat dalawang linggo. Ang glucose sa pag-aayuno, insulin, HOMA-IR/HOMA-β at mga indeks ng QUICKI, mga indeks ng pamamaga/oxidative stress ay nasuri, at sa atay, ang mga antas ng SPX, GALR2, AMPK, SIRT-1, PPARα, PGC-1α, CPT1A (lipolysis/mitochondria) at PEPCK, G6Pase (FACC-glucone,ogenesis) sinusukat.

Ang nakita nila: metabolic "restructuring" para sa mas mahusay

Ang mga daga na may diabetes na nagsagawa ng HIIT, kumpara sa mga hindi nagsasanay na mga hayop na may diabetes, ay nagpakita ng:

• Mas mahusay na glycemic index: mas mababang HOMA-IR, mas mataas na HOMA-β at QUICKI; nabawasan ang glucose sa pag-aayuno.
• Paglipat sa ekspresyon ng atay patungo sa "pagsunog ng taba": mas mataas na SPX at GALR2, AMPK, SIRT-1, PPARα, PGC-1α, CPT1A; mas mababang gluconeogenesis enzymes PEPCK, G6Pase at lipogenesis enzymes ACC, FAS, SREBP-1c.
• Anti-inflammatory at antioxidant profile: nabawasan ang mga nagpapaalab na marker at nadagdagan ang aktibidad ng antioxidant sa atay. Ang mga may-akda ay naglalarawan ng isang "pangkalahatang epekto sa pagpapalaganap ng kalusugan" sa tissue ng atay.

Sa madaling salita, ang HIIT sa mga daga na may diabetes ay sabay na pinipigilan ang gluconeogenesis at lipogenesis at pinapataas ang lipolysis at mitochondria, na naaayon sa pagbawas sa insulin resistance. Sa antas ng molekular, ito ay sinamahan ng pagtaas ng specxin signaling.

Bakit kasama ang specxin at ano ang kinalaman ng atay dito?

Ang Spexin ay isang peptide mula sa adipose tissue na nagbubuklod sa mga receptor ng galanin 2/3. Sa mga klinikal na obserbasyon, ang mababang SPX ay nauugnay sa labis na katabaan, IR, at T2DM; ang pisikal na aktibidad ay nagpapataas ng mga antas nito. Sa mekanikal na paraan, maaaring bawasan ng SPX ang gluconeogenesis at lipogenesis at mapanatili ang lipolysis, pati na rin dagdagan ang pagpapahayag ng CPT1A, PPARα, PGC-1α. Sa bagong gawain, laban sa background ng HIIT sa mga daga na may diabetes na ang SPX at GALR2 ay tumaas sa atay - ito ay pare-pareho sa mga pagpapabuti sa metabolismo at sensitivity ng insulin, bagaman ang sanhi-at-epekto na relasyon ay nangangailangan ng mga direktang interbensyon sa SPX signaling.

Paano nito binago ang larawan ng mga benepisyo ng HIIT sa diabetes

Matagal nang alam na ang mga protocol ng interval ay kadalasang mas epektibo kaysa sa katamtamang cardio para sa glycemic control. Ang bagong detalye ay ang bahagi ng atay ng benepisyong ito: Hindi lamang sinasanay ng HIIT ang kalamnan, ngunit "tinuturuan din" ang atay na gumawa ng mas kaunting glucose at taba at mas aktibong i-oxidize ang mga fatty acid, sa bahagi sa pamamagitan ng SPX→GALR2 axis at AMPK/SIRT-1/PGC-1α node. Nakakatulong ito na maiugnay ang mga klasikong pagpapabuti sa mga indeks ng HOMA/QUICKI sa mga partikular na target sa atay.

Nasaan ang praktikal na kahulugan (at pag-iingat) dito?

Ito ay gawaing preclinical, ngunit nagbibigay ito ng gabay para sa mga hakbang sa pagsasalin sa hinaharap.

• Ano ang hahanapin sa klinika: SPX sa dugo bilang isang potensyal na marker ng tugon sa pagsasanay; liver AMPK/SIRT-1/PGC-1α pathways bilang mga punto ng pharmacological synergy na may exercise therapy.
• Anong uri ng pagkarga ang pinag-aralan: mga maikling agwat ng 2 min "mabilis" / 1 min "mabagal" sa 80-100% ng indibidwal na maximum na bilis - ito ang mga "mga taluktok" na maaaring maglipat ng SPX. (Ito ay isang paglalarawan ng protocol sa mga daga, hindi isang handa na programa para sa mga tao.)
• Limitasyon: daga ≠ tao; laki ng sample n=7 bawat pangkat; walang direktang blockade ng SPX/GALR2, kaya ang SPX ay isa pa ring co-marker sa halip na isang napatunayang dahilan. Ang mga RCT sa mga tao na may layunin na mga marker sa atay at stratification ayon sa uri ng ehersisyo ay kinakailangan.

Ano ang susunod na susuriin

• Magsagawa ng mga interbensyon ng SPX (mga antagonist/agonist, knockout/overexpression) sa panahon ng HIIT upang linawin ang sanhi.
• Upang magsagawa ng hypothesis sa maliliit na klinikal na piloto: HIIT vs moderate aerobics, dynamics ng SPX, insulin resistance at liver fat (MR spectroscopy/elastography).
• Upang suriin ang pangmatagalang epekto at "dosage" ng HIIT (dalas/intensity), pati na rin ang mga posibleng pagkakaiba ayon sa kasarian/edad at kasabay na therapy.

Sa madaling sabi - ang mga pangunahing punto mula sa artikulo

• Ang HIIT sa type 2 diabetes sa mga daga ay nagpababa ng insulin resistance at muling inilipat ang metabolismo ng atay patungo sa lipid oxidation, habang pinapataas ang specxin at ang liver signaling nito.
• Naapektuhan ng mga pagpapabuti ang gluconeogenesis (↓PEPCK, G6Pase), lipogenesis (↓ACC, FAS, SREBP-1c) at enerhiya (↑AMPK, SIRT-1, PPARα, PGC-1α, CPT1A).
• Ito ay mga preclinical association; kinakailangan ang mekanikal at klinikal na kumpirmasyon upang maisalin ang mga ito sa mga rekomendasyon para sa mga tao.

Pinagmulan: Khoramipour K. et al. Ang mataas na intensity interval training ay nagpapahina sa insulin resistance sa mga daga na may diabetes na sinamahan ng mga pagpapabuti sa metabolismo sa atay at pagsenyas ng spexin. Mga Ulat sa Siyentipiko, Agosto 21, 2025. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-15432-8