高強度間歇訓練(HIIT) 可改善心肺適能 (VO2max)，但其對新陳代謝的影響尚不清楚。該研究假設12周HIIT會增加患有或不患有2型糖尿病[T2D 和 NDM（非糖尿病人）] 男性的胰島素敏感性。然而，盡管VO2max相同，但主要是胰島素抵抗 (IR) 人（T2D 和 IR NDM）表現出循環小細胞外囊泡 (SEV) 的明顯改變以及較低的抑制性代謝（蛋白激酶 Cε 活性）或炎癥（核因子κB）分別在T2D或IR NDM肌肉中發出信號。這與SEV蛋白質組的特定改變有關，反映了磷脂酶C途徑 (T2D) 的下調和抗氧化能力 (IR NDM) 的上調。因此，SEV貨物可能有助于調節個體對運動訓練的代謝反應。
定期運動訓練不僅可以降低心血管風險，還有助于預防和治療2型糖尿病 (T2D)。然而，在運動干預中，多達20%的T2D參與者無法對改善葡萄糖代謝的體育訓練做出反應。盡管在6個月的運動訓練后肌肉腺苷 5′-三磷酸(ATP) 合酶通量較高，即使是T2D患者的一級親屬也不一定會增加他們的胰島素敏感性。除其他因素外，運動量和強度可預測運動反應性。高強度間歇訓練 (HIIT) 代表了一種省時、高效的中等訓練方式的替代方案，并且可能會產生卓越的有益效果，例如改善老年人的胰島素敏感性和線粒體功能。然而，盡管線粒體功能增加，但9天HIIT未能提高T2D胰島素抵抗 (insulin-resistant, IR) 后代的胰島素敏感性。長期HIIT 是否能改善患有或不患有T2D的IR人群的線粒體變化和胰島素敏感性仍有待確定。
運動的代謝效應來自通過代謝物、激素、肌動因子/運動因子、微小RNA 或中等大小的細胞外囊泡 (EV) 進行的組織間通訊。最近的研究表明，一次運動也會導致健康志愿者的骨骼肌釋放外泌體或小（30 至 200 nm）EVs(SEVs)。然而，SEV在IR人類中的作用及其對監督鍛煉計劃本身的代謝反應的影響，與飲食或體重變化無關，尚不清楚。SEV可以將其功能成分運送到目標組織以激活細胞信號傳導，但目前還不清楚哪些SEV貨物是否與胰島素敏感性和潛在細胞通路的變化有關。
因此，該研究檢查了12周有監督的HIIT對久坐不動的胰島素敏感非糖尿病人 (insulin sensitive nondiabetic humans, IS NDM) 和 IR NDM 以及T2D個體葡萄糖耐受性的代謝特征和SEV釋放的影響。最初假設HIIT將統一改善胰島素敏感性，而與葡萄糖耐量無關。出乎意料的是，對HIIT的代謝反應（定義為外周胰島素敏感性（M 值）增加）在HIIT之前具有胰島素抵抗的組中更為普遍。因此，研究接下來調查了SEV的數量和蛋白質組是否有助于區分反應者（來自T2D和IR NDM組的 T2D-R和IR-R）和無反應者（來自IS NDM組的IS-NR）。通過尺寸排阻色譜 (SEC) 分離 SEV，允許進行后續的下游分析，并通過納米粒子跟蹤分析 (NTA) 和質譜 (MS) 進行表征，用于蛋白質鑒定和定量。最后，驗證了骨骼肌活檢中所選SEV候選者的表達。這項研究表明，根據男性的基線胰島素敏感性，HIIT對SEV濃度及其蛋白質組的影響不同，這表明SEV貨物調節個體對運動的代謝反應，并可能有助于解釋體育鍛煉的不同成功率。
HIIT干預會增加T2D-R和IR-R患者循環SEVs的釋放，但不會增IS-NR患者的循環SEVs的釋放
HIIT對胰島素抵抗IR（IR-R和T2D-R）和胰島素敏感IS人類SEVs的蛋白質組學特征的影響不同
ApostolopoulouM, Mastrototaro L, Hartwig S, Pesta D, Stra?burger K, de Filippo E, Jelenik T,Karusheva Y, Gancheva S, Markgraf D, Herder C, Nair KS, Reichert AS, Lehr S,Müssig K, Al-Hasani H, Szendroedi J, Roden M. Metabolic responsiveness totraining depends on insulin sensitivity and protein content of exosomes ininsulin-resistant males. Sci Adv. 2021 Oct8;7(41):eabi9551. doi: 10.1126/sciadv.abi9551. Epub 2021 Oct 8. PMID: 34623918;PMCID: PMC8500512.
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