Effekt af kortvarig træningstræning på ATP-syntese hos slægtninge til type 2-diabetes mennesker (RECO1)

Livsstilsintervention inklusive kost og motion er den anbefalede strategi til forebyggelse af type 2 diabetes mellitus (T2DM). Førstegradsslægtninge til patienter med type 2 diabetes mellitus (T2DM) har en øget risiko for insulinresistens og T2DM. Ifølge det nuværende paradigme forårsager nedarvede og miljømæssige faktorer insulinresistens ved at øge intramyocellulære lipidmetabolitter og stimulering af inflammatoriske veje, som begge interfererer med insulinsignaltransduktion, hvilket fører til en svækket stigning af glucose-6-phosphat (G6P) ved insulinstimulering, hvilket indikerer nedsat glukose transport/fosforylering. Hos stillesiddende mennesker kan disse ændringer eksistere side om side med overdreven lagring af triglycerider som intramyocellulære eller hepatocellulære lipider (IMCL, HCL). Dette indikerer reduktion af musklernes oxidative kapacitet, hvilket er blevet bekræftet ved påvisning af nedsat mitokondriefunktion og/eller antal i insulinresistente tilstande såsom aldring, øget tilgængelighed af plasma frie fedtsyrer (FFA) og åbenlys T2DM. Ligeledes viser alvorligt insulinresistente, men ikke-diabetiske slægtninge forhøjet FFA, IMCL og HCL sammen med nedsat mitokondriel ATP-syntese, som højst sandsynligt skyldes reduceret mitokondrieindhold. Det er dog uklart, om disse ændringer kun skyldes arvelige abnormiteter af mitokondriel biogenese eller sekundære til kronisk nedsat glukosetolerance, øget lipidtilgængelighed eller inflammatoriske processer, som styres af cytokiner som adiponectin, visfatin og retinolbindende protein-4 (RBP4) .

Ligeledes er det usikkert, i hvilket omfang sådanne abnormiteter er reversible ved fysisk træningsstimulering og/eller forekommer uafhængigt af virkninger på insulinvirkningen.

Langvarig udholdenhedstræning øger insulinfølsomheden hos stillesiddende unge og ældre raske, førstegradsslægtninge til type 2-diabetespatienter, glukoseintolerante og overvægtige ikke-diabetikere eller type 2-diabetikere. Træning i mindst 4 uger øger også fedtoxidation sammen med øget størrelse, antal og enzymaktiviteter af mitokondrier. Der er dog lidt kendt om tidsforløbet og indtræden af ​​træningsinducerede ændringer i glukose og energimetabolisme uafhængigt af de akutte træningseffekter, der opstår inden for de første 24 timer. 48 timer efter én omgang aerob træning kan insulinstimuleret glukoseudledning og IMCL øges eller uændret. Effekter af kortvarig træning på de underliggende energigenererende veje er endnu ikke blevet rapporteret in vivo hos mennesker. Flux af uorganisk fosfat (Pi) til ATP gennem ATP-syntase (fATPase) giver et mål for mitokondriel ATP-syntese.

Vi bruger multinuklear magnetisk resonansspektroskopi (MRS) til samtidig at måle fATP samt G6P, IMCL og HCL før og efter tre omgange med cykeltræning. Vi vil teste hypoteserne om, at kortvarig træningstræning samtidigt øger fATPase og insulinfølsomhed hos raske mennesker (kontrol) og hos pårørende. Ydermere vil vi undersøge, om baseline fATPase afspejler hele kroppens oxidative kapacitet, og om fATPase efter træning er påvirket af lipidtilgængelighed på grund af ændringer i IMCL, HCL eller cirkulerende triglycerider eller FFA.