逆轉糖尿病：破解粒線體功能異常與活性氧物質的秘密

在糖尿病（特別是高血糖）狀態下，體內會產生過量的活性氧物質（ROS），遠遠超過了身體的抗氧化防禦能力，這種失衡狀態即為「氧化壓力（Oxidative Stress）」。粒線體功能受損（Mitochondrial Dysfunction, MD）與活性氧物質（Reactive Oxygen Species, ROS）過度生成，是糖尿病（Diabetes Mellitus, DM）和代謝紊亂惡性循環的核心因素，並與胰島素阻抗、β細胞功能衰退、慢性發炎和心血管疾病風險增加密切相關。生活型態調整是改善代謝症候群和逆轉糖尿病前期/第二型糖尿病的核心關鍵策略。
本篇文章將詳細解釋氧化壓力在糖尿病中的生理機制，並探討針對粒線體功能異常和氧化壓力的可能治療策略。
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氧化壓力在糖尿病中的生理機制

圖中顯示，高血糖主要通過以下五大通路共同推升氧化壓力，且這些通路相互關聯，形成一個惡性循環：

1. 線粒體異常，電子傳遞鏈過度活化（核心來源）

機制：過多的血糖進入細胞，經由糖解作用產生大量丙酮酸（pyruvate），進入粒線體中的TCA循環。這會導致電子傳遞鏈過度活躍，使得電子「洩漏」增加，與氧分子結合後產生大量的超氧化物等ROS。
結果：這是高血糖下ROS最主導的來源。在此，最重要的是血糖偏高導致粒線體一系列生物化學反應造成的ROS增加!!

2. 多元醇通路（Polyol Pathway）過度活化

機制：當血糖過高，超出糖解作用的處理能力時，葡萄糖會被引導至多元醇通路。在這個過程中，會大量消耗NADPH。
結果：NADPH是再生「穀胱甘肽」（GSH，一種關鍵抗氧化劑）的必需輔因子。NADPH被耗盡意味著抗氧化防禦系統（特別是GSH系統）被削弱，從而加劇氧化壓力。再次證明，高血糖是造成惡性循環的主因!!

3. 己糖胺通路（Hexosamine Biosynthetic Pathway, HBP）過度活化

機制：高血糖導致糖解中間物「果糖-6-磷酸」（F-6-P）堆積，部分流入己糖胺通路，最終產生UDP-GlcNAc。UDP-GlcNAc會過度激活O-GlcNAc轉移酶（OGT）。
結果：OGT會對許多重要的訊號蛋白和轉錄因子進行異常的糖基化修飾，導致蛋白功能失調，進一步誘發氧化損傷和胰島素阻抗。再次強調，高血糖是造成氧化損傷及胰島素阻抗的源頭因素!!

4. 晚期糖化終產物（AGEs）形成與蛋白激酶C（PKC）通路激活

機制：糖解中間物「甘油醛-3-磷酸」（GA3P）的堆積，會促進AGEs的形成。AGEs與其受體（RAGE）結合後，會產生活性氧並激活PKC通路。
結果：PKC的激活會進一步刺激多種促氧化反應，包括激活NADPH氧化酶（NOXs），產生更多ROS。探究原因，高血糖導致AGEs並且是造成ROS的根本原因!!

5. 惡性循環的關鍵放大器：PARP-1的激活

機制：上述所有通路產生的過量ROS會造成DNA損傷，從而激活DNA修復酶「PARP-1」。
結果：過度激活的PARP-1會抑制GAPDH（糖解過程中的關鍵酶）。GAPDH的失活導致其上游的代謝產物（G-6-P, F-6-P, GA3P）大量堆積，而這些堆積的中間物又會反過來為多元醇、己糖胺和AGEs通路提供更多原料，進一步加劇ROS的產生。
結論：這個環節將多個分散的通路聯繫成一個自我強化的惡性循環，使得糖尿病中的氧化壓力一發不可收拾。追根究柢，高血糖是造成活性氧物質（ROS）惡性循環加劇的源頭元凶!!

改善粒線體異常及氧化壓力

為了打破上述的惡性循環，治療策略主要集中在減少ROS的產生、增強抗氧化防禦，以及改善粒線體功能。融合上圖我們總結主要的治療方向如下：

執行『FEED ATOMS進食原子原則』完美長期逆轉糖尿病

為了打破糖尿病中的氧化壓力惡性循環，治療策略應聚焦於減少ROS產生、增強抗氧化防禦及改善粒線體功能。以下是主要治療方向，執行「FEED ATOMS進食原子原則」，實現長期逆轉糖尿病。
〈延伸閱讀：糖尿病控糖要訣『FEED_ATOMS（進食-原子）原則』：控制高血糖及降低心血管風險〉

FEED ATOMS進食原子原則

粒線體是有氧代謝的主要場所，被稱為「細胞的發電廠」。粒線體功能受損（MD）與糖尿病等代謝紊亂密切相關，其中高血糖是導致粒線體功能異常的核心源頭。生活方式調整則是逆轉糖尿病最核心的原則，透過改善飲食（Food）、規律運動（Exercise）和有效減重/減脂（Eliminate weight/fat），可以降低血糖、降低HbA1c、改善胰島素敏感性、減少氧化壓力（Oxidative Stress）、降低發炎反應、減少內臟脂肪堆積，並優化粒線體功能。

FEED：控制血糖的五大要素

第二型糖尿病控制血糖最關鍵的五個要素：「FEED」：食物（Food）、運動（Exercise）、減重/減脂（Eliminate weight/ fat）、藥物（Drugs）以及裝置（Device）。

ATOMS：飲食控制四原子

其中飲食控制的四個原子「ATOMS」分別是餐食的總量、種類、順序及進食速度（Amount, Type, Order of Meals and eating Speed），共同組成英文縮寫為：「FEED ATOMS 進食原子原則」。

FEED ATOMS分別代表什麼？

• Food 食物：降低餐後血糖為控糖重要指標。其中飲食控制四原子是關鍵。
• Exercise 運動：規律運動（有氧及重量訓練）可改善胰島素阻抗、降低 HbA1c 及空腹血糖。
• Eliminate weight/fat 減重/減脂：減重 5～10% 降低HbA1c、降血壓。
• Drugs 藥物：降血糖藥物，於低醣飲食應考慮調整劑量以避免低血糖發生。
• Device 裝置：連續血糖監測（CGM），及時飲食、運動、藥物個人化反饋，助血糖達標。GPS運動錶輔助運動體適能管理。
• Amount 總量：減少醣類（碳水化合物）總量攝取以改善血 糖。
• Type 種類：醣類（含水果、高醣飲料），容易餐後高血糖，應注意攝取總量。
• Order of Meals 順序：蔬菜類→豆魚蛋肉類→醣類，降低餐後血糖及胰島素。
• Speed 速度：減緩進食速度有助降低餐後血糖及胰島素。

針對粒線體功能異常及氧化壓力的治療策略

以下是應用FEED ATOMS進食原子原則來改善粒線體結構和功能受損及代謝紊亂的策略擬定：

一、飲食四原子原則（F-ATOMS）：改善粒線體功能與氧化壓力（ROS）

飲食控制永遠是控糖減重的最首要關鍵，特別是醣類（碳水化合物）的攝取直接影響血糖和胰島素分泌，過量的營養攝取會導致粒線體底物過載（substrate overload）。直接減少醣類攝入，降低血糖，從最源頭上減輕粒線體的代謝壓力，是降低氧化壓力的最基礎且最有效的方法。

456漸進式低醣飲食

執行「FEED ATOMS 進食原子原則」，每日每餐每一口落實融合ATOMS飲食四原子原則的「456漸進式低醣飲食(HBWRPLCD)」，力行規律運動及適當減重減脂，並遵照醫囑使用降血糖藥物，搭配連續血糖監測（CGM）裝置，血糖控制將可達成， 以減少血管發炎及內皮功能障礙，預防及延緩動脈粥狀硬化，降低心血管疾病風險，有助於神經傳導物質的平衡並優化神經傳導功能，改善粒線體功能異常。
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二、運動（Exercise）：增強粒線體功能與代謝

規律運動（有氧及重量訓練）是改善胰島素阻抗、降低 HbA1c 及空腹血糖的關鍵。規律運動能改善炎症、減少內臟脂肪、改善內皮細胞功能，能增強粒線體的生物合成、改善其功能效率，對粒線體健康非常重要，並上調身體內源性的抗氧化防禦系統。
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三、減重/減脂（Eliminate weight/fat）：逆轉代謝紊亂

肥胖和過高的BMI、腰圍是胰島素阻抗和代謝症候群的重要指標。減重能顯著改善胰島素阻抗，降低糖毒性、氧化壓力及發炎反應，有助於恢復胰臟功能。減重是控糖達標或逆轉糖尿病最關鍵的指標。
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四、藥物 （Drugs）：輔助代謝控制

降血糖藥物

• 二甲雙胍（Metformin）：一線糖尿病用藥。除了減少肝醣輸出，它也能輕度抑制粒線體複合物，從而減少ATP的產生並激活AMPK。這個作用能間接降低粒線體電子傳遞鏈的負荷，減少ROS的產生。
• SGLT2抑制劑（SGLT2 inhibitors）：通過促進尿液排糖來降低血糖。體重減輕和血糖正常化能減輕粒線體的代謝負擔，從而降低ROS。此外，它們還能誘導酮體產生，為心臟和腎臟提供更清潔的燃料，可能改善這些器官的粒線體功能。

靶向粒線體的抗氧化劑（Mitochondria-targeted antioxidants）

這類藥物能直接進入粒線體，在ROS的源頭進行清除。
代表藥物：

• MitoQ：與CoQ10結構相似，能蓄積在粒線體中，有效中和自由基。
• SS-31：也稱為Elamipretide，能穩定粒線體內膜，改善能量生產並減少電子洩漏。
• Mito-TEMPO：一種針對粒線體的超氧化物歧化酶模擬物。
• CoQ10 和 SkQ1：同為作用於粒線體電子傳遞鏈的抗氧化劑。

對於需要藥物介入的患者，需在專業醫師指導下進行周全性用藥。

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五、裝置 （Device - 連續血糖監測, CGM、GPS錶）：科學化管理粒線體健康

連續血糖監測（CGM）可提供即時動態血糖曲線，幫助患者和醫師瞭解飲食、運動、藥物等因素造成的血糖波動變化，協助學習FEED ATOMS各要素因子。持續穩定的血糖控制並延緩胰島細胞衰退並逆轉粒線體功能異常。GSP錶可針對運動、壓力、睡眠做管理，有效降低血糖並提高心肺耐力，釋放壓力賀爾蒙、穩定自律神經、調節神經內分泌失衡並改善粒線體功能。

六、新興基因治療

圖中提到了「新興基因編輯（gene editing）」技術。雖然尚在研究階段，但未來可能通過精準編輯與粒線體功能或抗氧化酶相關的基因，糾正糖尿病中的代謝缺陷和氧化壓力，為糖尿病和心血管疾病中粒線體功能障礙的治療提供新的方向。現階段，糖尿病相關的粒線體DNA突變治療主要集中在緩解症狀，通過恢復和預防機制改善患者狀況，但並未根本解決問題：飲食及生活習慣（缺乏運動）造成的高血糖源頭控管。因此，新興粒線體基因療法旨在糾正這些DNA突變並重新恢復粒線體功能，或許是個可期待的輔助治療方法。然而，要完全實現其臨床價值，仍需解決諸多挑戰以外，從根本的飲食、運動、減重等生活方式調整，才是長期擺脫藥物（傳統降血糖藥物及抗氧化劑），根治並逆轉糖尿病的最佳策略!!

從源頭降血糖打破惡性循環

在糖尿病中，高血糖造成多個相互關聯的代謝通路觸發了一個以粒線體為核心的氧化壓力惡性循環。這個循環是導致糖尿病各種併發症（如心血管病變、神經病變、腎病變）的關鍵病理基礎。
治療策略主要聚焦於「降低血糖」這個導致粒線體功能異常惡性循環的源頭，進而保護粒線體功能並對抗氧化壓力。而降低血糖最首要任務就是控制飲食。

總結

總體而言，改善粒線體功能受損和代謝紊亂的策略應以生活型態調整為關鍵。「FEED ATOMS 進食原子原則」，特別是落實飲食四原子（ATOMS）和規律運動，我們可以達到減少醣類總攝取量、降低血糖及HbA1c、改善胰島素阻抗、最終減重減脂，藥物部分可透過現有降血糖藥物（如二甲雙胍和SGLT2抑制劑）、靶向抗氧化劑以及未來可能的基因治療輔助，從而減少高血糖對細胞造成的糖毒性、氧化壓力與發炎反應，促進粒線體健康，並最終達成血糖穩定和逆轉糖尿病的目標。我們有望從多個層面打破這個惡性循環，為預防和治療糖尿病及其併發症開闢新的道路。想了解更多糖尿病以及FEED ATOMS進食原子原則歡迎與我們聯繫。