Adipose tissue and brain metabolic adaptations to sprint interval training and moder-ate-intensity continuous training; studies in healthy and insulin resistant subjects. - Honkala, Sanna Maria (fi=Turun yliopisto|en=University of Turku|, 2018)
Abstract: Background: Insulin resistance (IR) is associated with metabolic disturbances in several tissues, including increased insulin-stimulated glucose uptake in brain, decreased glucose uptake in adipose tissue and accumulation of fat in and around the myocardium. Whether these disturbances can be normalized by exercise is still uninvestigated. Thus, the aims of this study were to determine the myocardial adiposity in and around myocardium, to elucidate exercise training-induced metabolic adaptations in brain and adipose tissue and to compare the training responses between, sprint interval training (SIT) vs. moderate-intensity continuous training (MICT) in subjects with IR. Methods: Middle-aged, sedentary healthy subjects (n=28) and subjects with IR (n=26) were andomized into SIT and MICT interventions for two weeks. Brain and adipose tissue metabolism in terms of glucose uptake and free fatty acid uptake and myocardial adiposity were determined non-invasively using positron emission tomography (PET), computed tomography (CT), magnetic resonance imaging (MRI) and magnetic resonance spectroscopy (MRS). Results: Two-week of exercise training, both SIT and MICT, decreased epi- and pericardial fat volumes and adipose tissue glucose and fatty acid metabolism similarly in healthy subjects and subjects with IR despite the baseline differences. In short-term, only SIT showed improvements in aerobic capacity, visceral adipose tissue glucose uptake and a decrease in insulin-stimulated brain glucose uptake in IR subjects. Conclusions: Exercise training has beneficial effects on adipose tissue volume and metabolism despite the baseline glucose tolerance. This study also showed for the first time, that exercise training can decrease insulin-stimulated brain glucose uptake. These findings further support the therapeutic potential of exercise training in subjects with IR.

Tiivistelmä: Tausta: Insuliiniresistanssin on havaittu olevan yhteydessä aineenvaihdunnan häiriöihin useissa kudoksissa. Näitä häiriöitä ovat muun muassa aivojen lisääntynyt glukoosinotto, rasvakudoksen alentunut insuliiniherkkyys sekä rasvan kertyminen sydänlihaksen sisään ja ympärille. Vielä on monilta osin tuntematta, voidaanko näitä muutoksi normalisoida liikuntaharjoittelun avulla. Täten, tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää kahden intensiteetiltään eroavan liikuntaharjoittelumenetelmän vaikutuksia aivojen ja eri rasvakudosten rasva- ja sokeriaineenvaihdunnassa terveillä ja insuliiniresistenteillä henkilöillä. Menetelmät: Tutkimukseen osallistuneet keski-ikäiset, inaktiiviset terveet miehet (n=28) sekä tyypin 2 diabetesta sairastavat naiset ja miehet (n=26) satunnaistettiin kohtalaiskuormitteiseen (MICT) tai korkeatehoiseen itervalliharjoitteluryhmään (SIT) kahden viikon ajaksi. Aivojen ja rasvakudoksen sokeri- ja rasvahappoaineenvaihduntaa sekä sydänlihaksen rasvoittumista tutkittiin positroniemissiotomografialla (PET), tietokonetomografialla (TT), magneettiresonassikuvantamisella (MRI) sekä magneettiresonanssispektroskopialla (MRS). Tulokset: Kahden viikon liikuntaharjoittelu, sekä SIT että MICT, alensi sydäntä ympäröivien epi- ja perikardiaali rasvamassojen määrää sekä paransi rasvakudoksen glukoosi- ja rasvahappoaineenvaihduntaa ilman eroja terveiden ja insuliiniresistenttien välillä huolimatta erosta lähtötasossa. Ainoastaan SIT harjoittelu paransi kestävyyskuntoa, viskeraalirasvan insuliiniherkkyyttä sekä alensi aivojen insuliini-stimuloitua glukoosinottoa insuliiniresistenteillä henkilöillä. Johtopäätökset: Liikuntaharjoittelulla on suotuisia vaikutuksia rasvakudosten määrään sekä aineenvaihduntaan insuliiniherkkyyden lähtötasosta riippumatta. Tutkimuksessa osoitetiin myös ensimmäistä kertaa, että liikuntaharjoittelu alentaa aivojen sokeriaineenvaihduntaa. Nämä löydökset vahvistavat liikuntaharjoittelun terapeuttista potentiaalia henkilöillä, joilla on insuliiniresistenssi.