Intervalový trénink „přeprogramovává“ játra a snižuje inzulínovou rezistenci u diabetu 2. typu

Časopis Scientific Reports představuje preklinickou studii: osm týdnů vysoce intenzivního intervalového tréninku (HIIT) u potkanů s indukovaným diabetem 2. typu snížilo inzulínovou rezistenci a „zlepšilo“ metabolismus jater. Klíčovým hráčem je relativně nový adipokin spexin (SPX): jeho hladina v séru a játrech se během HIIT zvýšila a spolu s ním se zvýšila jaterní exprese receptoru GALR2 a metabolických regulátorů spojených s lipolýzou a mitochondriální funkcí. Autoři to formulují opatrně: jedná se o asociace, ale dobře zapadají do myšlenky, že část přínosu tréninku u diabetu je zprostředkována osou spexin → játra.

Pozadí studie

Inzulínová rezistence v játrech je jedním z hlavních „hnací síly“ diabetu 2. typu: játra nadále produkují glukózu (glukoneogeneze) a syntetizují tuky (lipogeneze), i když inzulínový signál říká „stop“. Pro modelování tohoto stavu v preklinických studiích se často používá režim s vysokým obsahem tuků + nízkými dávkami streptozotocinu (HFD+STZ) u potkanů: obezita a zánět způsobený HFD mění metabolismus a STZ částečně „zaháčkuje“ β-buňky, čímž se fenotyp přibližuje pozdním stádiím diabetu 2. typu. Jedná se o zavedený a široce používaný model, ačkoli jeho přesná podobnost s lidským diabetem 2. typu závisí na zbytkové hmotnosti β-buněk a indukčním režimu.

Fyzická aktivita je jedním z nefarmakologických způsobů, jak „resetovat“ citlivost na inzulín. Vysoce intenzivní intervalový trénink (HIIT) přitahuje velkou pozornost: v řadě studií zlepšil kontrolu glykémie a inzulínovou rezistenci jater/tuků, a to nejen díky úbytku hmotnosti, ale také prostřednictvím molekulárních drah energie (AMPK, SIRT-1, PGC-1α) a mitochondriální biogeneze; u lidí rychlé intervaly zvyšují jadernou PGC-1α po akutní zátěži. Na tomto pozadí je logické ověřit, zda HIIT ovlivňuje také jaterní uzliny glukoneogeneze/metabolismu lipidů.

Samostatnou „novou proměnnou“ je spexin (SPX), peptid/adipokin o 14 aminokyselinách, který je spojen s regulací energie, chuti k jídlu a metabolismu lipidů prostřednictvím receptorů GALR2/3. Jeho exprese byla popsána v játrech, tukové tkáni, kosterním svalu a dalších orgánech; u lidí je nízká hladina SPX spojena s obezitou a diabetem 2. typu, zatímco cvičební trénink zvyšuje cirkulující SPX (prokázáno jak v aerobních/rezistenčních protokolech, tak u starších osob). V buněčných a zvířecích modelech SPX potlačuje glukoneogenezi a lipogenezi a podporuje lipolýzu a mitochondriální programy (PPARα/PGC-1α/CPT1A), což z něj činí kandidáta na mediátor přínosů pro trénink.

Nový článek v časopise Scientific Reports tyto linie spojuje: autoři pomocí modelu HFD+STZ testují, zda 8 týdnů HIIT snižuje inzulínovou rezistenci a nežádoucí jaterní toky (glukoneogenezi, lipogenezi) a zda je to doprovázeno aktivací osy SPX→GALR2 a metabolických regulátorů (AMPK/SIRT-1/PGC-1α/PPARα/CPT1A). Tento návrh pomáhá pochopit, zda je zvýšení SPX během tréninku jednoduše markerem zlepšení, nebo součástí mechanistického „řetězce“ spojujícího HIIT se zlepšeným metabolismem jater.

Jak byla studie provedena

Experiment zahrnoval 28 samců potkanů kmene Wistar, kteří byli rozděleni do 4 skupin: zdravá kontrola, diabetes bez tréninku, HIIT u zdravých a HIIT s diabetem (podle modelu HFD + nízká dávka streptozotocinu). Protokol HIIT trval 8 týdnů: 4-10 intervalů na sezení - 2 minuty při 80-100 % individuálního Vmax a 1 minuta při nízké rychlosti; Vmax byl stanoven krokovými běhy a přepočítáván každé dva týdny. Byly hodnoceny hladiny glukózy nalačno, inzulinu, indexy HOMA-IR/HOMA-β a QUICKI, indexy zánětu/oxidačního stresu a v játrech byly měřeny hladiny SPX, GALR2, AMPK, SIRT-1, PPARα, PGC-1α, CPT1A (lipolýza/mitochondrie) a PEPCK, G6Pázy (glukoneogeneze), ACC, FAS, SREBP-1c (lipogeneze).

Co zjistili: metabolická „restrukturalizace“ k lepšímu

Diabetické krysy, které cvičily HIIT, ve srovnání s diabetickými zvířaty bez tréninku vykazovaly:

• Lepší glykemické indexy: nižší HOMA-IR, vyšší HOMA-β a QUICKI; snížená hladina glukózy nalačno.
• Posun v jaterní expresi směrem k „spalování tuků“: vyšší SPX a GALR2, AMPK, SIRT-1, PPARα, PGC-1α, CPT1A; nižší enzymy glukoneogeneze PEPCK, G6Páza a enzymy lipogeneze ACC, FAS, SREBP-1c.
• Protizánětlivý a antioxidační profil: snížené zánětlivé markery a zvýšená antioxidační aktivita v játrech. Autoři popisují „obecný účinek podporující zdraví“ na jaterní tkáň.

Jinými slovy, HIIT u diabetických potkanů současně inhibuje glukoneogenezi a lipogenezi a zvyšuje lipolýzu a mitochondrie, což je v souladu se snížením inzulínové rezistence. Na molekulární úrovni je to doprovázeno zvýšením signalizace specxinu.

Proč je specxin zapojen a co s tím mají společného játra?

Spexin je peptid z tukové tkáně, který se váže na galaninové receptory ze 2/3. V klinických pozorováních je nízká hladina SPX spojena s obezitou, inzulínovou insuficiencí (IR) a diabetem 2. typu (DM2); fyzická aktivita její hladiny zvyšuje. Mechanicky může SPX snižovat glukoneogenezi a lipogenezi a udržovat lipolýzu, stejně jako zvyšovat expresi CPT1A, PPARα a PGC-1α. V nové práci se na pozadí HIIT u diabetických potkanů zvýšily hladiny SPX a GALR2 v játrech – to je v souladu se zlepšením metabolismu a citlivosti na inzulín, ačkoli vztah příčiny a následku vyžaduje přímé zásahy do signalizace SPX.

Jak to mění obraz o přínosech HIIT u diabetu

Dlouho je známo, že intervalové protokoly jsou pro kontrolu glykémie často účinnější než středně intenzivní kardio. Novým detailem je jaterní složka tohoto přínosu: HIIT nejen trénuje svaly, ale také „učí“ játra produkovat méně glukózy a tuků a aktivněji oxidovat mastné kyseliny, částečně prostřednictvím osy SPX→GALR2 a uzlů AMPK/SIRT-1/PGC-1α. To pomáhá propojit klasická zlepšení indexů HOMA/QUICKI se specifickými cíli v oblasti jater.

Kde je tady praktický smysl (a opatrnost)?

Jedná se o preklinickou práci, ale poskytuje vodítko pro budoucí translační kroky.

• Na co se zaměřit v klinice: SPX v krvi jako potenciální marker odpovědi na trénink; dráhy jater AMPK/SIRT-1/PGC-1α jako body farmakologické synergie s cvičební terapií.
• Jaký typ zátěže byl studován: krátké intervaly 2 minuty „rychle“ / 1 minuta „pomalu“ při 80–100 % individuální maximální rychlosti – to jsou „vrcholy“, které by mohly nejvíce posunout SPX. (Toto je popis protokolu u krys, nikoli hotový program pro lidi.)
• Omezení: krysy ≠ lidé; velikost vzorku n=7 na skupinu; žádná přímá blokáda SPX/GALR2, takže SPX je stále spíše komarkerem než prokázanou příčinou. Jsou nutné randomizované kontrolované studie u lidí s objektivními jaterními markery a stratifikací podle typu cvičení.

Co je třeba dále zkontrolovat

• Během HIIT proveďte SPX intervence (antagonisté/agonisté, knockout/overexprese) k objasnění kauzality.
• Provést hypotézu v malých klinických pilotních projektech: HIIT vs. mírná aerobní aktivita, dynamika SPX, inzulínová rezistence a jaterní tuk (MR spektroskopie/elastografie).
• Vyhodnotit dlouhodobý účinek a „dávkování“ HIIT (frekvence/intenzita), jakož i možné rozdíly mezi pohlavím/věkem a souběžnou terapií.

Stručně řečeno - hlavní body z článku

• HIIT u potkanů s diabetem 2. typu snížil inzulínovou rezistenci a přesunul metabolismus jater směrem k oxidaci lipidů, zatímco zvýšil specxin a jeho jaterní signalizaci.
• Zlepšení ovlivnila glukoneogenezi (↓PEPCK, G6Páza), lipogenezi (↓ACC, FAS, SREBP-1c) a energii (↑AMPK, SIRT-1, PPARα, PGC-1α, CPT1A).
• Jedná se o preklinická spojení; k jejich převedení do doporučení pro lidi je zapotřebí mechanistické a klinické potvrzení.

Zdroj: Khoramipour K. a kol. Vysokointenzivní intervalový trénink zmírňuje inzulínovou rezistenci u diabetických potkanů, doprovázený zlepšením metabolismu jater a signalizace spexinů. Scientific Reports, 21. srpna 2025. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-15432-8