Fysisk træning er et sikkert kort, når det gælder om at forebygge insulinresistens og type 2-diabetes . Der forskes derfor ihærdigt i at forstå, hvilke typer af træning der er bedst for at forbedre insulins virkning og hvorfor den træning er så god. En del af svaret findes i menneskets muskler. To nye studier identificerer nogle af nøgleelementerne bag den gavnlige effekt og peger samtidig på en overraskende ny kandidat til at øge insulins virkning efter fysisk aktivitet.
De fleste moderne mennesker ved intuitivt, at motion og træning er en sund ting, men hvorfor det er så sundt, og hvordan det ligefrem kan forebygge sygdomme forstår ingen fuldstændigt. Type 2-diabetes er en af de sygdomme, der kan udløses af en usund livsstil, men som også kan kureres eller i det mindste forbedres markant af en sund livsstil med motion. Derfor kan viden om, hvordan træning gavner på et molekylært plan give vigtige input til, hvordan man udvikler den bedste behandling,
”Et helt centralt element for at forstå, hvordan træning påvirker insulins virkning, er at forstå hvordan musklernes følsomhed overfor insulin bliver påvirket af træning. Vores seneste studier viser dels, at insulins virkning i både de ”langsomme” type 1-fibre og de ”hurtigere” type 2-fibre forbedres efter træning. Vi er samtidig kommet på sporet af, at stofskifteproduktet succinat, som dannes i kroppen, når kulhydrat og fedt nedbrydes, kan være nøglen til den øgede virkning af insulin,” fortæller professor Jørgen Wojtaszewski fra Sektion for Molekylær Fysiologi på Institut for Idræt og Ernæring ved Københavns Universitet.
Vigtig observation for fremtidige strategier
Menneskets skeletmuskulatur er sammensat af både langsomt (type 1) og hurtigt (type 2) sammentrækkende muskelfibre. Mens type 1-fibrene er bedre til at skabe energi gennem iltkrævende processer over lang tid, så kan type 2-fibrene omvendt arbejde hurtigere og også uden ilt. Til gengæld er de langt mindre udholdende. Det, forskerne i det nye studie prøvede at forstå, var, om insulins virkning forbedredes i begge typer muskelfibre ved fysisk aktivitet.
”Det er virkelig vigtig viden, for hvis det kun er den ene type af fibre, der forbedrer insulins virkning, så er det en bestemt type af fysisk aktivitet, som man skal satse på, når man skal træne mennesker, der har eller er i fare for at udvikle type 2-diabetes. Forsøg hos gnavere har tidligere tydet på, at der er forskel mellem forskellige fibertyper, så med det nye studie ønskede vi at finde ud af, om det også gælder hos mennesker,” siger Jørgen Wojtaszewski.
For at undersøge dette blev ni raske mænd med normalt blodsukker sat til at udføre fysisk arbejde med kun det ene ben. Insulins virkning er markant forbedret i perioden efter et sådan arbejde – men kun i de muskler, der har udført arbejdet. For at undersøge muskulære tilpasninger til det fysiske arbejde blev der udtaget biopsier fra såvel det aktive som det ikke aktive bens lårmuskulatur, og fra disse blev der isoleret muskelfibre af hhv. den ene og den anden type til videre analyse.
”Vi kunne genfinde forventelige forskelle i indholdet af nøgleproteiner – metaboliske enzymer og signalproteiner, der er vigtige for insulins virkning. Men vigtigere var, at reguleringen af disse proteiner i forbindelse med insulinstimulering var ens i type 1- og i type 2-fibre. Det var tilfældet i fibre fra både de ikke-aktive og tidligere aktive muskler, hvilket vi tolker som, at den insulininducerede regulering af nøgleproteinerne for øget insulinfølsomhed faktisk er ens i de to fibertyper,” forklarer Jørgen Wojtaszewski.
Det nye studie kan vise sig særdeles vigtigt. Tidligere på året viste samme forskergruppe, at forbedringen af insulins virkning kan afhænge af formen, intensiteten og varigheden af den fysiske aktivitet.
”Nu kan vi så se, at det tilsyneladende ikke skyldes, at man træner forskellige fibre, så det hjælper os til et mere klart billede af, hvordan man skal træne for at øge insulins virkning. Det kan også være en vigtig observation for fremtidige farmakologiske strategier, der retter sig mod insulins virkning i muskulaturens hos mennesker – hvor observationer fra dyr peger på fiberspecifikke mekanismer, så er det tilsyneladende ikke sådan hos mennesket," siger Jørgen Wojtaszewski.
Har længe ledt efter faktorer
I et dugfrisk studie er det samtidig lykkedes forskere at afsløre en af de molekylære mekanismer, der er centrale for motions gavnlige virkning på insulins virkning. I det nye studie undersøgte de danske forskere sammen med forskere på Harvard Medical School i USA et molekyle, der fører til, at motion gavner stofskifte og muskler.
”Vi har længe søgt efter specifikke stofskifteprodukter, der kan forklare den gavnlige effekt og med det nye studie er vi kommet på sporet af et, der ser vigtigt ud, nemlig stofskifteproduktet succinat, som dannes i kroppen, når kulhydrat og fedt nedbrydes til energi i musklernes mitokondrier,” fortæller medforfatter, professor og sektionsleder Erik A. Richter fra Sektion for Molekylær Fysiologi på Institut for Idræt og Ernæring ved Københavns Universitet.
Forskerne ønskede også at undersøge succinats effekt hos mennesker. Til dette formål fik 10 forsøgspersoner indsat katetre for at tappe det blod, der løber til og fra benenes muskler under træning. Efter 2 timers hvile udførtes en såkaldt clamp-test af forsøgspersonernes insulinfølsomhed.
”Det, vi reelt måler, er insulins evne til at påvirke musklernes optagelse af glukose, og det overraskede os meget, at der var en så klar sammenhæng mellem udskillelsen af succinat under træning og øget virkning af insulin efter træning. Vi har længe ledt efter faktorer, der kan forklare den øgede virkning af insulin efter fysisk arbejde. Succinat kan være en del af forklaringen," siger Erik A. Richter.
Påvirker ikke selve muskelcellerne
Forsøgene havde to formål. Dels ville forskerne gerne se, hvordan succinat påvirkede insulins virkning. Derudover ville de vise, om stoffet påvirker musklers opbygning. De undersøgte derfor, hvordan styrketræning påvirkede normale mus og mus, der manglede en receptor for succinat. I studiet fik de musene til at løbe på et særligt løbehjul med modstand, som i almindelige mus fører til muskelvækst og større styrke, hvorefter der blev taget blod- og muskelprøver fra dem.
”Når man træner, udskiller muskler succinat, men hos musene uden succinatreceptoren, blev stoffet godt nok udskilt, men musenes muskler voksede ikke, selvom de trænede, fordi succinat blev forhindret i at virke, da receptorerne manglede,” forklarer professor Bente Kiens fra Sektion for Molekylær Fysiologi på Institut for Idræt og Ernæring ved Københavns Universitet.
Muskler består af muskelceller omgivet af forskellige typer af væv. For at musklerne kan vokse, er det nødvendigt, at musklernes forskellige vævstyper - bindevæv, sener, blodkar og nerver - følger med og udvikles og styrkes.
”Det interessante er, at succinat ikke påvirker selve muskelcellerne, men i stedet påvirker de andre væv i en muskel, f.eks. sener og nervevæv, som har vist sig at være vigtige for, at musklen kan blive stærkere af at træne,” siger Bente Kiens.
Det nye overraskende fund tyder på, at succinat ikke kun er nødvendigt for at regulere musklernes følsomhed overfor insulin, men også for øgning af muskelstyrke. Udover at eksistere naturligt i menneskets krop er succinat et hyppigt benyttet stof i bl.a. fødevarer og kosttilskud som surhedsregulator og smagsforstærker, da det kan skabe en del af umami-smagen.
”Det er dog urealistisk at forestille sig, at man vil kunne skabe nogen form for fysiologisk effekt af at bruge succinat som egentlig kosttilskud eller som behandling af type 2-diabetes. Dertil skal der simpelthen indtages for store mængder. Men man får effekten gennem at være fysisk aktiv. Derudover gør den ny viden os klogere på, hvorfor motion er så sundt, selvom vi ikke har det fuldstændige billede endnu,” siger Bente Kiens.
