《Physiological Reports》：High-intensity interval training has a greater effect on metabolic profiles than the dietary composition in male rats
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运动和饮食因素在塑造骨骼肌代谢谱中发挥重要作用。本研究比较了12周高强度间歇训练（HIIT）与正常饮食（ND）或高脂饮食（HFD）对雄性大鼠食物和能量摄入以及腓肠肌代谢谱的影响。将32只Wistar大鼠分为四组（每组8只）：正常饮食对照组（NDC）、高脂饮食对
运动和饮食因素在塑造骨骼肌代谢谱中发挥重要作用。本研究比较了12周高强度间歇训练（HIIT）与正常饮食（ND）或高脂饮食（HFD）对雄性大鼠食物和能量摄入以及腓肠肌代谢谱的影响。将32只Wistar大鼠分为四组（每组8只）：正常饮食对照组（NDC）、高脂饮食对照组（HFDC）、HIIT+ND组和HIIT+HFD组。研究人员发现，HIIT降低了腓肠肌质量以及β-丙氨酸（beta-alanine）、甘氨酸（glycine）、丝氨酸（serine）、酪氨酸（tyrosine）和果糖-6-磷酸（fructose 6-phosphate）的水平，同时增加了谷氨酸（glutamic acid）水平。HIIT+ND组表现出显著低于其他组的乳酸（lactic acid）水平，以及低于NDC和HFDC组的苏氨酸（threonine）水平。HFDC和HIIT+HFD组的食物和能量摄入增加程度小于ND和HIIT+ND组。这些发现表明，HIIT在代谢调节中发挥主导作用，并且可以独立于饮食减轻代谢紊乱。然而，在ND下的HIIT显著影响某些糖酵解代谢物，包括乳酸。
**研究背景与问题**
高脂饮食（HFD）与久坐生活方式是当前重要的公共卫生问题，显著增加肥胖、糖尿病和心血管疾病风险。HFD会导致骨骼肌萎缩、肌纤维直径减小、肌肉质量下降，并伴随脂肪组织堆积。长期HFD暴露还会损害啮齿动物骨骼肌功能，特别是降低快肌纤维的收缩力，并促进蛋白质分解、外周组织炎症反应及葡萄糖转运障碍。尽管运动训练被证实能有效对抗HFD对骨骼肌的负面影响，但时间不足是许多人坚持规律锻炼的主要障碍。高强度间歇训练（HIIT）作为一种省时且高效的运动模式，已被证明可改善能量代谢和身体成分。然而，HFD与HIIT联合对骨骼肌代谢的交互作用尚不完全清楚。为此，研究人员开展本研究，旨在比较12周HIIT联合正常饮食（ND）或HFD对雄性Wistar大鼠食物和能量摄入、腓肠肌质量及代谢组学的影响，并假设HIIT联合ND会诱导更有利的骨骼肌代谢与解剖适应。
**研究内容与结论**
研究人员将32只雄性Wistar大鼠随机分为四组（每组8只）：正常饮食对照组（NDC）、高脂饮食对照组（HFDC）、HIIT+ND组和HIIT+HFD组。经过12周干预后，发现HIIT显著降低了腓肠肌质量及多种代谢物水平（β-丙氨酸、甘氨酸、丝氨酸、酪氨酸、果糖-6-磷酸），同时增加了谷氨酸水平。HIIT+ND组的乳酸水平显著低于其他组，苏氨酸水平低于NDC和HFDC组。HFDC和HIIT+HFD组的食物和能量摄入增加幅度小于ND和HIIT+ND组。这些结果表明，HIIT在代谢调节中起主导作用，可独立于饮食减轻代谢紊乱；但ND下的HIIT对乳酸等特定糖酵解代谢物有显著影响。该论文发表在《Physiological Reports》，为理解HIIT改善骨骼肌代谢的机制提供了新证据。
**主要技术方法**
研究采用的关键技术包括：动物模型（32只雄性Wistar大鼠，来源于伊朗Karaj巴斯德研究所）；HIIT方案（跑台训练，12周，每周5天，每次60分钟，包含10×4分钟高强度间歇（85%–90%最大速度）与2分钟恢复（50%最大速度））；非靶向气相色谱-质谱联用（GC–MS）分析腓肠肌代谢物谱；以及手握力测试（自制装置评估绝对与相对握力）。统计方法包括双因素方差分析、Kruskal-Wallis检验、Mann-Whitney U检验、重复测量方差分析和Pearson相关性分析。
**研究结果**
3.1 体重变化
通过重复测量方差分析，所有组体重均显著增加，但HIIT+HFD组终末体重显著低于其他三组，HIIT+ND组也显著低于HFDC和NDC组，而HFDC组显著高于NDC组。
3.2 腓肠肌质量
双因素方差分析显示，HIIT主效应显著降低腓肠肌质量，而饮食主效应及HIIT×饮食交互作用不显著。
3.3 腓肠肌代谢物（基于GC–MS分析）
3.3.1 糖酵解代谢物
HIIT显著降低乳酸水平（HIIT+ND组极低）和果糖-6-磷酸水平。HIIT、饮食及交互作用对乳酸均有显著影响，但HIIT对果糖-6-磷酸的主效应显著，饮食及交互作用不显著。
3.3.2 氨基酸谱
HIIT显著降低β-丙氨酸、甘氨酸、丝氨酸、酪氨酸水平，显著增加谷氨酸水平，饮食及交互作用对这些氨基酸无显著影响。Kruskal-Wallis检验显示组间苏氨酸有显著差异，且HIIT+ND组苏氨酸水平显著低于NDC和HFDC组。
3.3.3 未变化的代谢物
其他氨基酸（支链氨基酸异亮氨酸、缬氨酸，以及丙氨酸、天冬氨酸、4-羟脯氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸）、糖酵解中间体（葡萄糖、3-磷酸甘油酸）、脂肪酸（棕榈酸、硬脂酸）及核苷酸（次黄嘌呤、烟酰胺）在各组间无显著差异。
3.4 食物与能量摄入
重复测量方差分析显示，所有组12周后食物和能量摄入均显著增加，但HFDC和HIIT+HFD组的增加幅度小于NDC和HIIT+ND组。终末时，HIIT+HFD组食物摄入显著低于其他组，HFDC显著低于NDC；能量摄入在HFDC组最高。
3.5 绝对与相对握力
双因素方差分析显示，HIIT、饮食及交互作用对绝对和相对握力均无显著影响。
3.6 变量间相关性
Pearson相关分析显示，肌肉质量与体重、食物摄入、绝对握力、甘氨酸、果糖-6-磷酸正相关，与谷氨酸负相关；β-丙氨酸与能量摄入、丝氨酸、酪氨酸、苏氨酸、甘氨酸正相关；酪氨酸与体重、食物摄入、能量摄入、甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸正相关；甘氨酸与体重、丝氨酸、苏氨酸、乳酸、果糖-6-磷酸正相关；丝氨酸与乳酸正相关；绝对握力与相对握力正相关。
**讨论与结论**
讨论部分指出，HIIT引起的代谢物变化反映了骨骼肌对运动刺激的代谢可塑性。HIIT组中甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸等氨基酸水平降低，可能是由于这些氨基酸在能量代谢、一碳单位代谢和核苷酸合成中的利用率增加，支持肌肉蛋白质周转和组织重塑。β-丙氨酸的降低提示其被用于肌肽合成以缓冲高强度运动时的细胞内pH。酪氨酸降低可能与儿茶酚胺代谢调节有关。谷氨酸升高可能是为了促进氨的清除，对抗高强度运动引起的氨积累。乳酸在HIIT+ND组的降低反映了骨骼肌脂质氧化代谢的适应性增强，提高了能量效率。果糖-6-磷酸的降低表明糖酵解通量受到调节。食物和能量摄入在HFD组和HIIT+HFD组中增加较少，可能与HIIT引起的食欲抑制或饱腹感信号增强有关。握力无显著变化可能与测量工具精度不足有关。研究结论（翻译自原文）：总之，本研究表明，HIIT影响雄性大鼠腓肠肌的代谢谱，独立于膳食脂肪摄入，导致几种关键骨骼肌代谢物的减少。这些发现表明，HIIT对骨骼肌施加了强大的代谢刺激，独立于膳食脂肪摄入调节氨基酸相关途径和糖酵解通量。然而，需要进一步研究来阐明这些代谢适应的精确性质和程度，以及它们对运动训练诱导的生理适应的潜在影响。
