Інтервальне тренування «перепрограмовує» печінку та знижує інсулінорезистентність при діабеті 2 типу

У дослідженні «Scientific Reports» представлено доклінічні результати дослідження: вісім тижнів високоінтенсивних інтервальних тренувань (HIIT) у щурів з індукованим діабетом 2 типу знизили інсулінорезистентність та «покращили» метаболізм печінки. Ключовим гравцем є відносно новий адипокін спексин (SPX): його рівень у сироватці крові та печінці зростав під час HIIT, а разом з ним збільшувалася експресія в печінці рецептора GALR2 та метаболічних регуляторів, пов'язаних з ліполізом та мітохондріальною функцією. Автори формулюють це обережно: це асоціації, але вони добре узгоджуються з ідеєю про те, що частина користі від тренувань при діабеті опосередковується віссю спексин → печінка.

Передумови дослідження

Інсулінорезистентність у печінці є одним із центральних «рушійних сил» діабету 2 типу: печінка продовжує виробляти глюкозу (глюконеогенез) та синтезувати жир (ліпогенез) навіть тоді, коли сигнал інсуліну каже «стоп». Для моделювання цього стану в доклінічних дослідженнях часто використовується режим щурів з високим вмістом жирів + низька доза стрептозотоцину (HFD+STZ): ожиріння та запалення від HFD зміщують метаболізм, а STZ частково «підчіплює» β-клітини, наближаючи фенотип до пізніх стадій ЦД2. Це усталена та широко використовувана модель, хоча її точна подібність до людського ЦД2 залежить від залишкової маси β-клітин та режиму індукції.

Фізична активність є одним із немедикаментозних способів «скидання» чутливості до інсуліну. Високоінтенсивне інтервальне тренування (HIIT) привернуло значну увагу: у низці досліджень воно покращило глікемічний контроль та інсулінорезистентність печінки/жирів не лише завдяки втраті ваги, але й через молекулярні шляхи енергії (AMPK, SIRT-1, PGC-1α) та мітохондріальний біогенез; у людей швидкі інтервали збільшують ядерний PGC-1α після гострого сеансу. На цьому тлі логічно перевірити, чи впливає HIIT також на вузли глюконеогенезу/ліпідного обміну печінки.

Окремою «новою змінною» є спексин (SPX), пептид/адипокін із 14 амінокислот, пов'язаний з регуляцією енергії, апетиту та ліпідного метаболізму через рецептори GALR2/3. Його експресія була описана в печінці, жировій тканині, скелетних м'язах та інших органах; у людей низький рівень SPX пов'язаний з ожирінням та цукровим діабетом 2 типу, тоді як тренування збільшують циркулюючий SPX (показано як в аеробних/резистентних протоколах, так і у людей похилого віку). У клітинних та тваринних моделях SPX пригнічує глюконеогенез та ліпогенез, а також підтримує ліполіз та мітохондріальні програми (PPARα/PGC-1α/CPT1A), що робить його кандидатом на медіатор користі від тренувань.

Нова стаття в журналі Scientific Reports об'єднує ці напрямки: використовуючи модель HFD+STZ, автори перевіряють, чи зменшують 8 тижнів високоінтенсивного інтервального тренування (HIIT) інсулінорезистентність та несприятливі зміни в печінці (глюконеогенез, ліпогенез), і чи супроводжується це активацією осі SPX→GALR2 та метаболічних регуляторів (AMPK/SIRT-1/PGC-1α/PPARα/CPT1A). Така схема допомагає зрозуміти, чи є збільшення SPX під час тренування просто маркером покращення, чи частиною механістичного «ланцюга», що пов'язує HIIT з покращеним метаболізмом печінки.

Як було проведено дослідження

В експерименті взяли участь 28 самців щурів лінії Вістар, яких розділили на 4 групи: здоровий контроль, діабет без тренувань, високоінтенсивне інтервальне тренування (HIIT) у здорових та HIIT при діабеті (за моделлю HFD + низька доза стрептозотоцину). Протокол HIIT тривав 8 тижнів: 4-10 інтервалів на сеанс - 2 хвилини при 80-100% індивідуального Vmax та 1 хвилина на низькій швидкості; Vmax визначали покроковими пробіжками та перераховували кожні два тижні. Були оцінені рівень глюкози натщесерце, інсуліну, індекси HOMA-IR/HOMA-β та QUICKI, індекси запалення/оксидативного стресу, а в печінці вимірювали рівні SPX, GALR2, AMPK, SIRT-1, PPARα, PGC-1α, CPT1A (ліполіз/мітохондрії) та PEPCK, G6Pase (глюконеогенез), ACC, FAS, SREBP-1c (ліпогенез).

Що вони виявили: метаболічна «перебудова» на краще

Діабетичні щури, які виконували високоінтенсивну інтервальну тренування (HIIT), порівняно з тваринами з діабетом, які не тренувалися, показали:

• Кращі глікемічні індекси: нижчий HOMA-IR, вищі HOMA-β та QUICKI; зниження рівня глюкози натщесерце.
• Зсув експресії печінки в бік «спалювання жиру»: вищі показники SPX та GALR2, AMPK, SIRT-1, PPARα, PGC-1α, CPT1A; нижчі показники ферментів глюконеогенезу PEPCK, G6Pase та ферментів ліпогенезу ACC, FAS, SREBP-1c.
• Протизапальний та антиоксидантний профіль: зниження маркерів запалення та підвищення антиоксидантної активності в печінці. Автори описують «загальний оздоровчий вплив» на тканину печінки.

Іншими словами, високоінтенсивна інтервальна тренування (HIIT) у щурів з діабетом одночасно пригнічує глюконеогенез і ліпогенез і підвищує регуляцію ліполізу та мітохондрій, що узгоджується зі зниженням інсулінорезистентності. На молекулярному рівні це супроводжується збільшенням сигналізації специну.

Чому тут задіяний специн і яке відношення до цього має печінка?

Спексин – це пептид із жирової тканини, який зв'язується з рецепторами галаніну на 2/3. У клінічних спостереженнях низький рівень SPX пов'язаний з ожирінням, іритацією та цукровим діабетом 2 типу; фізична активність підвищує його рівень. Механічно, SPX може знижувати глюконеогенез та ліпогенез і підтримувати ліполіз, а також збільшувати експресію CPT1A, PPARα, PGC-1α. У новій роботі саме на тлі високоінтенсивної інтервенції (HIIT) у діабетичних щурів спостерігалося збільшення рівня SPX та GALR2 у печінці – це узгоджується з покращенням метаболізму та чутливості до інсуліну, хоча причинно-наслідковий зв'язок вимагає прямого втручання в сигналізацію SPX.

Як це змінює уявлення про переваги високоінтенсивної інтервальної тренування (HIIT) при діабеті

Давно відомо, що інтервальні протоколи часто ефективніші, ніж помірне кардіо, для контролю глікемії. Новою деталлю є печінковий компонент цієї переваги: HIIT не тільки тренує м'язи, але й «навчає» печінку виробляти менше глюкози та жиру, а також активніше окислювати жирні кислоти, частково через вісь SPX→GALR2 та вузли AMPK/SIRT-1/PGC-1α. Це допомагає пов'язати класичні покращення індексів HOMA/QUICKI зі специфічними цілями для печінки.

Де ж тут практичний глузд (і обережність)?

Це доклінічна робота, але вона надає рекомендації для майбутніх трансляційних кроків.

• На що звертати увагу в клініці: SPX у крові як потенційний маркер відповіді на тренування; шляхи AMPK/SIRT-1/PGC-1α у печінці як точки фармакологічної синергії з лікувальною фізкультурою.
• Який тип навантаження досліджувався: короткі інтервали 2 хв «швидко» / 1 хв «повільно» на 80-100% від максимальної індивідуальної швидкості – це «піки», які могли найбільше змістити SPX. (Це опис протоколу на щурах, а не готова програма для людей.)
• Обмеження: щури ≠ люди; розмір вибірки n=7 на групу; немає прямої блокади SPX/GALR2, тому SPX все ще є комаркером, а не доведеною причиною. Необхідні рандомізовані контрольовані дослідження (РКД) у людей з об'єктивними маркерами печінки та стратифікацією за типом фізичного навантаження.

Що перевірити далі

• Проведіть SPX-втручання (антагоністи/агоністи, нокаут/надмірна експресія) під час високоінтенсивної інтервальної тренування (HIIT) для з'ясування причинно-наслідкового зв'язку.
• Реалізувати гіпотезу в невеликих клінічних пілотних дослідженнях: високоінтенсивні інтервальні тренування (HIIT) проти помірної аеробіки, динаміка спеціальних тренувань з підвищеним рівнем інтенсивності (SPX), інсулінорезистентність та жирова дистрофія печінки (МР-спектроскопія/еластографія).
• Оцінити довгостроковий ефект та «дозування» високоінтенсивних інтервальних тренувань (HIIT) (частота/інтенсивність), а також можливі відмінності за статтю/віком та супутньою терапією.

Коротко – основні тези зі статті

• Високоінтенсивні інтервальні тренування (HIIT) при діабеті 2 типу у щурів знизили інсулінорезистентність та перенаправили метаболізм печінки в бік окислення ліпідів, одночасно збільшуючи специн та його печінкову сигналізацію.
• Покращення вплинули на глюконеогенез (↓PEPCK, G6Pase), ліпогенез (↓ACC, FAS, SREBP-1c) та енергію (↑AMPK, SIRT-1, PPARα, PGC-1α, CPT1A).
• Це доклінічні асоціації; для того, щоб перевести їх у рекомендації для людей, необхідні механістичне та клінічне підтвердження.

Джерело: Хораміпур К. та ін. Високоінтенсивні інтервальні тренування зменшують інсулінорезистентність у діабетичних щурів, що супроводжується покращенням метаболізму печінки та сигналізації спексіну. Наукові звіти, 21 серпня 2025 р. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-15432-8