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
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