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为解决 2 型糖尿病(T2DM)治疗难题,研究人员开展高强度间歇训练(HIIT)和限时进食(TRF)对 T2DM 大鼠肝脏 AKT/FOXO1/PEPCK 通路影响的研究。结果显示二者联合可改善血糖调节等。该研究为糖尿病治疗提供新策略。
在当今社会,糖尿病就像一颗 “健康定时炸弹”,严重威胁着人们的健康。2 型糖尿病(T2DM)作为糖尿病的主要类型,与肥胖紧密相连。胰岛素抵抗(IR)和胰岛素分泌受损是 T2DM 的主要缺陷,这会导致葡萄糖无法顺利进入肌肉和脂肪细胞,血糖水平居高不下。目前,治疗 T2DM 的方法虽然不少,比如药物治疗和手术治疗,但大多都伴随着让人头疼的副作用。在这样的困境下,寻找更安全、有效的治疗方法迫在眉睫。
来自伊朗卡尚大学等机构的研究人员挺身而出,开展了一项极具意义的研究。他们聚焦于高强度间歇训练(HIIT)和限时进食(TRF)对 T2DM 大鼠肝脏 AKT/FOXO1/PEPCK 通路的影响。研究发现,HIIT 和 TRF 联合干预能够显著改善 T2DM 大鼠的血糖调节能力,提高胰岛素敏感性,促进肝糖原合成,抑制肝糖异生。这一研究成果发表在《Scientific Reports》上,为糖尿病的治疗开辟了新的道路,让人们看到了战胜糖尿病的新希望。
研究人员在开展这项研究时,运用了多种关键技术方法。首先,通过构建动物模型,将 42 只雄性 Wistar 大鼠分为标准饮食组和高脂肪饮食组,诱导糖尿病后再细分多个实验组。然后,采用腹腔葡萄糖耐量试验(IPGTT)检测大鼠的血糖变化情况。同时,运用 Western blot 技术测定肝脏组织中 AKT、FOXO1、PEPCK 等蛋白的表达水平。此外,还利用组织染色技术,如 PAS 染色观察肝糖原变化,苏丹黑染色研究脂质情况 。
研究结果
- 血糖、胰岛素及 HOMA-IR 变化:与健康对照组相比,糖尿病对照组(D-NT)的空腹血糖(FBG)、胰岛素水平和胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)显著升高。而经过 HIIT、TRF 以及二甲双胍干预后,运动组(D-EX、D-TRF&EX)和 TRF 组(D-TRF、D-TRF&EX)的 FBG、胰岛素和 HOMA-IR 水平明显降低,说明 HIIT 和 TRF 能有效改善血糖和胰岛素抵抗情况。
- 肝脏信号通路蛋白变化:在肝脏信号通路方面,D-NT 组的 AKT 蛋白水平显著低于健康对照组,而 FOXO1 和 PEPCK 蛋白水平显著升高。经过干预后,二甲双胍组(D-MET)的 AKT 蛋白水平上升,FOXO1 和 PEPCK 蛋白水平下降。同时,运动组和 TRF 组的 PEPCK 蛋白水平也明显降低,且运动和 TRF 联合干预时对 PEPCK 蛋白水平的降低效果更显著,表明 HIIT 和 TRF 可调节肝脏 AKT/FOXO1/PEPCK 信号通路。
- 肝脏糖原和脂质变化:从肝脏糖原和脂质的变化来看,PAS 染色显示,D-NT 组的肝糖原储存明显减少,而运动和 TRF 干预组的肝糖原储存增加,其中 D-TRF&EX 组的肝糖原储备最高。苏丹黑染色结果表明,糖尿病组(D-NT、D-TRF&EX)的肝脏脂质积累较多,而其他干预组与健康对照组类似,说明 HIIT 和 TRF 有助于改善肝脏的糖原和脂质代谢。
- 肝脏组织病理学变化:在肝脏组织病理学方面,健康对照组的肝脏细胞结构正常,而 D-NT 组出现严重的病理变化,如单核免疫细胞浸润、肝细胞气球样变、坏死以及脂肪变性等。经过干预后,各治疗组的这些病理变化均有所减轻,证明 HIIT 和 TRF 对肝脏组织具有保护作用。
研究结论与讨论
综上所述,该研究表明 HIIT 和 TRF 干预可通过调节肝脏组织中的 AKT/FOXO1/PEPCK 通路,改善 STZ 诱导的糖尿病 Wistar 大鼠的血糖稳态。二者联合干预在提高胰岛素敏感性、促进糖原合成和抑制肝糖异生方面效果显著,为糖尿病的治疗提供了一种有效的非药物策略。
然而,目前仍有许多问题有待进一步研究。虽然已知 HIIT 和 TRF 对代谢有益,但具体的作用机制尚未完全明确。未来研究可从表观遗传机制入手,探究组蛋白修饰和 DNA 甲基化与 AKT/FOXO1/PEPCK 通路的关系,深入了解长期代谢适应的机制。同时,研究 TRF 和 HIIT 对肠道微生物群组成和功能的影响也很有必要,因为肠道微生物在代谢稳态中起着关键作用,有望揭示微生物介导的代谢改善机制。此外,将该研究成果从动物模型转化到人体临床研究至关重要,通过评估 HIIT 和 TRF 在 T2DM 患者中的疗效、安全性和可行性,根据患者的年龄、性别、遗传因素和代谢状态进行个性化干预,将为糖尿病的临床治疗带来新的突破。