高强度间歇训练的代谢益处能持续多久？新研究探讨糖尿病患者运动后的持久性
高强度间歇训练的代谢益处能持续多久？新研究探讨糖尿病患者运动后的持久性
Can HIIT's metabolic benefits last? New study explores post-exercise sustainability in diabetes英国英语医学研究
2024-12-09 19:00:00阅读时长5分钟2022字
高强度间歇训练糖尿病患者停训代谢益处胰岛素敏感性线粒体功能氧化代谢小细胞外囊泡
一项新的研究表明，高强度间歇训练（HIIT）在停止训练后对糖尿病患者和非糖尿病患者的代谢益处存在差异，这有助于了解其长期影响。
高强度间歇训练对糖尿病管理的好处
中等强度的有氧运动可以改善线粒体功能和胰岛素敏感性，无论是否有2型糖尿病（T2D）。停训（即停止锻炼）4到8周会完全逆转这些改善，无论是否患有代谢综合征。
HIIT是一种高效的时间管理型运动，可以提高胰岛素敏感性和心肺适应能力，适用于有或无T2D风险的人群。这种形式的运动已被证明可以增加脂肪分解、柠檬酸合成酶活性以及线粒体容量、融合和生物发生。
此前，该研究的研究人员报告称，HIIT增加了肌肉线粒体容量，独立于胰岛素敏感性，同时主要在胰岛素抵抗个体中改善了全身胰岛素敏感性。在12周HIIT的最后一节课程结束后72小时，这些效果仍然明显，从而引发了科学界对这些效果能否更长时间持续的兴趣。
研究方法
在这项研究中，研究人员比较了长期HIIT在停训后对有和无T2D个体的代谢效果的持久性。研究参与者是有或无T2D的志愿者，他们进行了12周的HIIT计划，随后停训4周。非T2D（NDM）个体接受了口服葡萄糖耐量测试（OGTT），以仅包括空腹血糖和两小时血浆葡萄糖水平正常的个体。
HIIT包括四分钟的高强度锻炼，心率达到最大心率的90%，中间穿插三次三分钟的训练间隔，参与者在此期间以最大心率的70%进行锻炼。在停训期间，参与者被要求保持稳定的体重，并减少身体活动至HIIT前的水平。
通过高胰岛素-正常血糖钳夹试验评估基线、最后一次HIIT后72小时以及停训后的胰岛素敏感性。此外，在基线、HIIT结束和停训后，还进行了渐进性极限运动测试。
通过开放式空气呼吸测量法监测呼吸气体交换，以确定最大摄氧量（VO2 max）。所有研究参与者在基线、HIIT后和停训后均进行了OGTT。磁共振成像（MRI）测量了全身和脂肪组织体积。质子磁共振波谱（1H-MRS）用于量化肝脂含量。
在钳夹试验前，从骨骼肌组织样本中提取蛋白质进行高分辨率呼吸测定。从骨骼肌中提取蛋白质用于Western印迹分析。小细胞外囊泡（SEVs）通过尺寸排阻色谱从血清中分离。SEVs用于纳米粒子跟踪分析和质谱分析。
研究结果
研究包括20名T2D男性和22名NDM男性。NDM受试者被分为胰岛素抵抗（IR）-NDM和胰岛素敏感（IS）-NDM。
在基线时，T2D受试者的皮下和内脏脂肪、空腹胰岛素（FINS）、糖化血红蛋白（HbA1c）、血清谷丙转氨酶（SGPT）、空腹血糖（FBG）以及OGTT两小时和三小时的血浆血糖（PBG）水平均高于NDM受试者。
在T2D组中，HIIT引起的甘油三酯（TG）、非酯化脂肪酸（NEFA）、SGPT、FBG和高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）水平的改善在停训后仍然持续，而OGTT两小时后的PBG下降。停训后，NEFA、FBG和HbA1c水平下降，而NDM组的VO2 max有所改善。
在IR-NDM亚组中，HIIT引起的FBG降低在停训后仍然持续，而在IS-NDM亚组中，只有FINS下降。停训后，IR-NDM和T2D组的VO2 max下降；然而，所有组的VO2 max仍高于基线值。
停训后的骨骼肌线粒体容量与HIIT值相似。T2D组基线时的线粒体分裂（由dynamin相关蛋白1（DRP1）激活引起）显著高于IS-NDM组。然而，HIIT后激活的DRP1下降，停训后在T2D组保持不变。
相比之下，IR-NDM和T2D组在HIIT和停训后线粒体融合标志物增加。HIIT诱导IR-NDM和T2D组的SEV释放到循环中，但未在IS-NDM受试者中观察到。
SEV的平均大小随时间保持不变，除IR-NDM个体HIIT后略有减小。停训后，SEV在IR-NDM和T2D受试者中增加，而在IS-NDM受试者中保持不变。
SEV蛋白质组的富集分析显示，与细胞外外泌体相关的蛋白质过度表达。共鉴定出186种差异丰度的蛋白质，其中仅有两种蛋白质在所有三个组之间存在差异。此外，44%的这些蛋白质缺乏预测的分泌信号肽，这表明SEV可能代表一种新的独立于经典分泌途径的运动因子释放机制。
结论
研究结果表明，4周的停训期减少了胰岛素抵抗个体的全身氧化代谢的HIIT诱导增加，并减弱了T2D受试者的全身胰岛素敏感性的HIIT诱导增加。
停训并未影响胰岛素抵抗个体的血糖改善、肝脏胰岛素敏感性和肝脂含量。此外，停训刺激了胰岛素敏感个体的线粒体分裂，并帮助维持胰岛素抵抗个体的肌肉线粒体融合。
停训后，VO2 max仅在IS-NDM受试者中保持不变，尽管所有组的VO2 max仍高于基线值。停训后的代谢变化部分可归因于HIIT刺激的SEV释放和SEV蛋白质货物。
参考文献：
Mastrototaro, L., Apostolopoulou, M., Hartwig, S., et al. (2024). The role of exosomes for sustained specific cardiorespiratory and metabolic improvements in males with type 2 diabetes after detraining. eBioMedicine. doi:10.1016/j.ebiom.2024.105471
(全文结束)
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