【Lancet子刊】训练结束，健康继续：外泌体在2型糖尿病男性中的持续代谢改善作用

2024年12月2日，德国杜塞尔多夫大学Michael Roden教授团队在期刊《eBioMedicine》上发表了题为“The role of exosomes for sustained specific cardiorespiratory and metabolic improvements in males with type 2 diabetes after detraining”的研究论文。研究结果表明，HIIT可持续改善胰岛素抵抗人群的能量代谢和肝脏胰岛素敏感性，但需要长期坚持才能保持这些益处。

https://www.thelancet.com/journals/ebiom/article/PIIS2352-3964(24)00507-3/fulltext

高强度间歇训练与糖尿病

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高强度间歇训练（HIIT）是一种时间效率高的运动方式，可提高无T2D或有T2D风险人群的心肺功能和胰岛素敏感性。最近的研究表明，HIIT确实一致地提高了人体肌肉线粒体的容量，与胰岛素敏感性无关，但主要提高了胰岛素抵抗人群的全身胰岛素敏感性。这与有或无T2D的胰岛素抵抗人群肌肉中nPKC同工酶活性降低、活化B细胞核因子κ轻链增强子（NF-κB）蛋白水平降低，以及循环小细胞外囊泡（SEV）数量和蛋白载量的特定变化有关。

这些观察结果是在最后一次为期12周的HIIT运动后72小时得出的，这就提出了HIIT运动的益处能否长期持续的问题。一些研究已经表明，在健康人和葡萄糖耐受不良者中完成6周和8周HIIT后，停止训练2周和4周后，某些效果仍能保持。这项研究的目的是比较不同程度的全身胰岛素敏感者和明显T2D患者停止训练后，长期HIIT所诱导的代谢效果的可持续性。

脱离训练对各组SEV蛋白表达的影响不同

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在T2D与IR-NDM中上调的蛋白质中，团队发现参与细胞外信号调节激酶1/2（ERK1/2）级联的蛋白质有所增加。相反，与T2D相比，蛋白酶体20S亚基beta3（PSMB3）和谷胱甘肽过氧化物酶3（GPX3）在IR-NDM中上调。除GPX3外，其他具有过氧化物酶活性的蛋白、前列腺素内过氧化物合酶1（PTGS1）和PRDX2在IR-NDM的SEV中的表达，也高于其他组。

团队进一步发现，162种SEV蛋白的表达在T2D患者和非糖尿病患者（IS-NDM和IR-NDM）之间存在差异。其中，13种蛋白质在基线和HIIT后在T2D组和NDM组之间也有不同程度的调节，包括髓过氧化物酶（MPO）。

胰岛素耐受组（IR-NDM和T2D）和胰岛素敏感组在脱离训练后有116个其他SEV衍生蛋白的表达量不同，上调的蛋白与GO-MF术语 “钙依赖性磷脂结合 ”相关，其中包括Copine 1 (CPNE1)。

脱离训练对胰岛素敏感和胰岛素抵抗人群中HIIT诱导的SEV释放及其含量的影响。

总结

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1. HIIT训练的影响：4周的脱离高强度间歇训练（HIIT）会降低HIIT引起的2型糖尿病（T2D）和胰岛素抵抗非糖尿病（IR-NDM）个体全身氧化代谢的增加，以及T2D个体全身胰岛素敏感性的增加。

2. 胰岛素抵抗和肝脏改善：停止训练不会影响胰岛素抵抗者肝脏胰岛素敏感性、肝脏脂质含量和血糖的改善。

3. 线粒体变化：停止训练能维持胰岛素抵抗者的肌肉线粒体融合和有丝分裂，但会刺激胰岛素敏感者的线粒体分裂。

4. 肌肉脂肪酶表达降低：停止训练会降低T2D和糖耐量个体肌肉脂肪酶的表达。

5. 抗氧化蛋白表达：停止训练不影响HIIT触发的抗氧化蛋白的过度表达。

6. VO2 max的变化：在胰岛素敏感非糖尿病（IS-NDM）中，VO2 max在停止训练后保持不变，表明HIIT对胰岛素抵抗人群氧化代谢的刺激可能更早衰退。

7. 肝脏胰岛素抵抗和脂质含量：HIIT诱导的肝脏胰岛素抵抗和脂质含量的降低，在停止训练4周后仍持续存在。

8. SEV蛋白和代谢变化：停止训练后观察到的代谢变化，可能至少部分归因于HIIT刺激的SEV释放和SEV蛋白，支持外泌体作为运动诱导的器官间串联介质的作用。

参考资料：

1.Phielix, E. ∙ Meex, R. ∙ Moonen-Kornips, E. ∙ et al.

Exercise training increases mitochondrial content and ex vivo mitochondrial function similarly in patients with type 2 diabetes and in control individuals

Diabetologia. 2010; 53:1714-1721

2.Toledo, F.G. ∙ Menshikova, E.V. ∙ Ritov, V.B. ∙ et al.

Effects of physical activity and weight loss on skeletal muscle mitochondria and relationship with glucose control in type 2 diabetes

Diabetes. 2007; 56:2142-2147