Intervāla treniņš "pārveido" aknas un samazina insulīna rezistenci 2. tipa diabēta gadījumā

Žurnālā “Scientific Reports” ir sniegts preklīniskais pētījums: astoņu nedēļu ilga augstas intensitātes intervāla apmācība (HIIT) žurkām ar inducētu 2. tipa cukura diabētu samazināja insulīna rezistenci un “uzlaboja” aknu metabolismu. Galvenais faktors ir relatīvi jaunais adipokīna speksīns (SPX): tā līmenis serumā un aknās HIIT laikā palielinājās, un līdz ar to palielinājās GALR2 receptora un ar lipolīzi un mitohondriju funkciju saistīto metabolisma regulatoru ekspresija aknās. Autori to formulē uzmanīgi: tās ir saistības, taču tās labi atbilst idejai, ka daļa no treniņu ieguvumiem diabēta gadījumā ir saistīta ar speksīna → aknu asi.

Pētījuma pamatojums

Insulīna rezistence aknās ir viens no galvenajiem 2. tipa diabēta "virzītājspēkiem": aknas turpina ražot glikozi (glikoneoģenēzi) un sintezēt taukus (lipoģenēzi) pat tad, kad insulīna signāls saka "stop". Lai modelētu šo stāvokli preklīniskajos pētījumos, bieži tiek izmantota žurku shēma ar augstu tauku saturu + zemu streptozotocīna devu (HFD+STZ): aptaukošanās un iekaisums no HFD novirza metabolismu, un STZ daļēji "aizķer" β-šūnas, tuvinot fenotipu 2. tipa cukura diabēta vēlīnām stadijām. Šis ir izveidots un plaši izmantots modelis, lai gan tā precīza līdzība ar cilvēka 2. tipa cukura diabētu ir atkarīga no atlikušās β-šūnu masas un indukcijas režīma.

Fiziskās aktivitātes ir viens no nemedikamentoziem veidiem, kā “atiestatīt” insulīna jutību. Augstas intensitātes intervāla treniņš (HIIT) ir piesaistījis lielu uzmanību: vairākos pētījumos tas uzlaboja glikēmijas kontroli un aknu/tauku insulīna rezistenci ne tikai svara zuduma dēļ, bet arī caur molekulāriem enerģijas ceļiem (AMPK, SIRT-1, PGC-1α) un mitohondriju bioģenēzi; cilvēkiem ātri intervāli palielina kodola PGC-1α līmeni pēc akūtas treniņa. Ņemot vērā iepriekš minēto, ir loģiski pārbaudīt, vai HIIT ietekmē arī aknu glikoneoģenēzes/lipīdu metabolisma mezglus.

Atsevišķs “jauns mainīgais” ir speksīns (SPX), 14 aminoskābju peptīds/adipokīns, kas saistīts ar enerģijas, apetītes un lipīdu metabolisma regulēšanu, izmantojot GALR2/3 receptorus. Tā ekspresija ir aprakstīta aknās, taukaudos, skeleta muskuļos un citos orgānos; cilvēkiem zems SPX līmenis ir saistīts ar aptaukošanos un 2. tipa cukura diabētu, savukārt fiziskās aktivitātes palielina cirkulējošā SPX līmeni (pierādīts gan aerobos/pretestības protokolos, gan gados vecākiem cilvēkiem). Šūnu un dzīvnieku modeļos SPX nomāc glikoneoģenēzi un lipoģenēzi, kā arī atbalsta lipolīzes un mitohondriju programmas (PPARα/PGC-1α/CPT1A), padarot to par potenciālu treniņu ieguvumu mediatoru.

Jaunā rakstā žurnālā “Scientific Reports” šīs līnijas tiek apvienotas: izmantojot HFD+STZ modeli, autori pārbauda, vai 8 nedēļu ilgs HIIT samazina insulīna rezistenci un nelabvēlīgas aknu metabolisma izmaiņas (glikoneoģenēzi, lipoģenēzi), un vai to pavada SPX→GALR2 ass un vielmaiņas regulatoru (AMPK/SIRT-1/PGC-1α/PPARα/CPT1A) aktivācija. Šis dizains palīdz saprast, vai SPX palielināšanās treniņa laikā ir tikai uzlabojuma marķieris vai daļa no mehāniskas “ķēdes”, kas saista HIIT ar uzlabotu aknu vielmaiņu.

Kā pētījums tika veikts

Eksperimentā piedalījās 28 Wistar žurku tēviņi, sadalot tos 4 grupās: veselu kontroles žurku grupa, diabēta slimnieku grupa bez treniņa, HIIT veseliem žurkām un HIIT diabēta slimniekiem (pēc HFD + zemas devas streptozotocīna modeļa). HIIT protokols ilga 8 nedēļas: 4–10 intervāli katrā sesijā – 2 minūtes ar 80–100% no individuālā Vmax un 1 minūte ar mazu ātrumu; Vmax tika noteikts pakāpeniski un pārrēķināts ik pēc divām nedēļām. Tika novērtēts glikozes līmenis tukšā dūšā, insulīns, HOMA-IR/HOMA-β un QUICKI indeksi, iekaisuma/oksidatīvā stresa indeksi, un aknās tika mērīti SPX, GALR2, AMPK, SIRT-1, PPARα, PGC-1α, CPT1A (lipolīze/mitohondriji) un PEPCK, G6Pāzes (glikoneoģenēze), ACC, FAS, SREBP-1c (lipoģenēze) līmeņi.

Ko viņi atklāja: vielmaiņas “pārstrukturēšana” uz labo pusi

Diabētiskām žurkām, kuras veica HIIT, salīdzinot ar diabēta dzīvniekiem, kuri netrenējās, bija:

• Labāki glikēmiskie indeksi: zemāks HOMA-IR, augstāks HOMA-β un QUICKI; samazināts glikozes līmenis tukšā dūšā.
• Aknu ekspresijas nobīde virzienā uz “tauku dedzināšanu”: augstāks SPX un GALR2, AMPK, SIRT-1, PPARα, PGC-1α, CPT1A līmenis; zemāks glikoneoģenēzes enzīmu PEPCK, G6Pāzes un lipoģenēzes enzīmu ACC, FAS, SREBP-1c līmenis.
• Pretiekaisuma un antioksidantu profils: samazināti iekaisuma marķieri un palielināta antioksidantu aktivitāte aknās. Autori apraksta “vispārēju veselību veicinošu ietekmi” uz aknu audiem.

Citiem vārdiem sakot, HIIT diabēta žurkām vienlaikus kavē glikoneoģenēzi un lipoģenēzi, kā arī palielina lipolīzi un mitohondriju darbību, kas atbilst insulīna rezistences samazinājumam. Molekulārā līmenī to pavada spektīna signalizācijas palielināšanās.

Kāpēc ir iesaistīts spektksīns un kāda tam ir saistība ar aknām?

Speksīns ir peptīds no taukaudiem, kas saistās ar galanīna receptoriem 2/3. Klīniskajos novērojumos zems SPX līmenis ir saistīts ar aptaukošanos, insulīna rezistenci un 2. tipa cukura diabētu; fiziskās aktivitātes palielina tā līmeni. Mehāniski SPX var samazināt glikoneoģenēzi un lipoģenēzi un uzturēt lipolīzi, kā arī palielināt CPT1A, PPARα, PGC-1α ekspresiju. Jaunajā darbā diabēta žurkām SPX un GALR2 līmenis aknās palielinājās tieši uz HIIT fona — tas atbilst vielmaiņas un insulīna jutības uzlabojumiem, lai gan cēloņsakarība prasa tiešu iejaukšanos SPX signalizācijā.

Kā tas maina priekšstatu par HIIT ieguvumiem diabēta gadījumā

Jau sen ir zināms, ka intervālu protokoli glikēmijas kontrolei bieži vien ir efektīvāki nekā mērens kardiotreniņš. Jaunā detaļa ir šī ieguvuma aknu komponente: HIIT ne tikai trenē muskuļus, bet arī "iemāca" aknām ražot mazāk glikozes un tauku un aktīvāk oksidēt taukskābes, daļēji caur SPX→GALR2 asi un AMPK/SIRT-1/PGC-1α mezgliem. Tas palīdz sasaistīt klasiskos HOMA/QUICKI indeksu uzlabojumus ar konkrētiem aknu mērķiem.

Kur šeit ir praktiskā jēga (un piesardzība)?

Šis ir preklīnisks darbs, bet tas sniedz norādījumus turpmākiem translācijas soļiem.

• Kas jāmeklē klīnikā: SPX asinīs kā potenciāls treniņu reakcijas marķieris; aknu AMPK/SIRT-1/PGC-1α signālceļi kā farmakoloģiskās sinerģijas punkti ar vingrojumu terapiju.
• Kāda veida slodze tika pētīta: īsi intervāli 2 minūtes "ātri" / 1 minūte "lēni" ar 80–100 % no individuālā maksimālā ātruma — šie ir "pīķi", kas varētu visvairāk nobīdīt SPX. (Šis ir protokola apraksts žurkām, nevis gatava programma cilvēkiem.)
• Ierobežojumi: žurkas ≠ cilvēki; izlases lielums n=7 katrā grupā; nav tiešas SPX/GALR2 blokādes, tāpēc SPX joprojām ir drīzāk līdzmarķieris, nevis pierādīts cēlonis. Nepieciešami randomizēti kontrolēti pētījumi (RCT) cilvēkiem ar objektīviem aknu marķieriem un stratifikāciju pēc slodzes veida.

Kas jāpārbauda tālāk

• HIIT laikā veikt SPX intervences (antagonisti/agonisti, izslēgšana/pārmērīga ekspresija), lai noskaidrotu cēloņsakarību.
• Lai izvirzītu hipotēzi nelielos klīniskajos izmēģinājumos: HIIT vs. mērena aerobika, SPX dinamika, insulīna rezistence un aknu tauki (MR spektroskopija/elastogrāfija).
• Novērtēt HIIT ilgtermiņa efektu un “devu” (biežumu/intensitāti), kā arī iespējamās atšķirības atkarībā no dzimuma/vecuma un vienlaicīgas terapijas.

Īsumā - galvenie punkti no raksta

• HIIT 2. tipa diabēta gadījumā žurkām samazināja insulīna rezistenci un novirzīja aknu metabolismu uz lipīdu oksidāciju, vienlaikus palielinot spektīnu un tā aknu signalizāciju.
• Uzlabojumi ietekmēja glikoneoģenēzi (↓PEPCK, G6Pase), lipoģenēzi (↓ACC, FAS, SREBP-1c) un enerģiju (↑AMPK, SIRT-1, PPARα, PGC-1α, CPT1A).
• Šīs ir preklīniskas asociācijas; lai tās pārvērstu ieteikumos cilvēkiem, ir nepieciešams mehānisks un klīnisks apstiprinājums.

Avots: Khoramipour K. et al. Augstas intensitātes intervāla treniņš mazina insulīna rezistenci diabēta žurkām, vienlaikus uzlabojot aknu metabolismu un speksīna signalizāciju. Scientific Reports, 2025. gada 21. augusts. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-15432-8