逆转糖尿病：破解粒线体功能异常与活性氧物质的秘密

在糖尿病（特别是高血糖）状态下，体内会产生过量的活性氧物质（ROS），远远超过了身体的抗氧化防御能力，这种失衡状态即为「氧化压力（Oxidative Stress）」。粒线体功能受损（Mitochondrial Dysfunction, MD）与活性氧物质（Reactive Oxygen Species, ROS）过度生成，是糖尿病（Diabetes Mellitus, DM）和代谢紊乱恶性循环的核心因素，并与胰岛素阻抗、β细胞功能衰退、慢性发炎和心血管疾病风险增加密切相关。生活型态调整是改善代谢症候群和逆转糖尿病前期/第二型糖尿病的核心关键策略。
本篇文章将详细解释氧化压力在糖尿病中的生理机制，并探讨针对粒线体功能异常和氧化压力的可能治疗策略。
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氧化压力在糖尿病中的生理机制

图中显示，高血糖主要通过以下五大通路共同推升氧化压力，且这些通路相互关联，形成一个恶性循环：

1. 线粒体异常，电子传递链过度活化（核心来源）

机制：过多的血糖进入细胞，经由糖解作用产生大量丙酮酸（pyruvate），进入粒线体中的TCA循环。这会导致电子传递链过度活跃，使得电子「泄漏」增加，与氧分子结合后产生大量的超氧化物等ROS。
结果：这是高血糖下ROS最主导的来源。在此，最重要的是血糖偏高导致粒线体一系列生物化学反应造成的ROS增加!!

2. 多元醇通路（Polyol Pathway）过度活化

机制：当血糖过高，超出糖解作用的处理能力时，葡萄糖会被引导至多元醇通路。在这个过程中，会大量消耗NADPH。
结果：NADPH是再生「谷胱甘肽」（GSH，一种关键抗氧化剂）的必需辅因子。 NADPH被耗尽意味着抗氧化防御系统（特别是GSH系统）被削弱，从而加剧氧化压力。再次证明，高血糖是造成恶性循环的主因!!

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

机制：高血糖导致糖解中间物「果糖-6-磷酸」（F-6-P）堆积，部分流入己糖胺通路，最终产生UDP-GlcNAc。 UDP-GlcNAc会过度激活O-GlcNAc转移酶（OGT）。
结果：OGT会对许多重要的讯号蛋白和转录因子进行异常的糖基化修饰，导致蛋白功能失调，进一步诱发氧化损伤和胰岛素阻抗。再次强调，高血糖是造成氧化损伤及胰岛素阻抗的源头因素!!

4. 晚期糖化终产物（AGEs）形成与蛋白激酶C（PKC）通路激活

机制：糖解中间物「甘油醛-3-磷酸」（GA3P）的堆积，会促进AGEs的形成。 AGEs与其受体（RAGE）结合后，会产生活性氧并激活PKC通路。
结果：PKC的激活会进一步刺激多种促氧化反应，包括激活NADPH氧化酶（NOXs），产生更多ROS。探究原因，高血糖导致AGEs并且是造成ROS的根本原因!!

5. 恶性循环的关键放大器：PARP-1的激活

机制：上述所有通路产生的过量ROS会造成DNA损伤，从而激活DNA修复酶「PARP-1」。
结果：过度激活的PARP-1会抑制GAPDH（糖解过程中的关键酶）。 GAPDH的失活导致其上游的代谢产物（G-6-P, F-6-P, GA3P）大量堆积，而这些堆积的中间物又会反过来为多元醇、己糖胺和AGEs通路提供更多原料，进一步加剧ROS的产生。
结论：这个环节将多个分散的通路联系成一个自我强化的恶性循环，使得糖尿病中的氧化压力一发不可收拾。追根究柢，高血糖是造成活性氧物质（ROS）恶性循环加剧的源头元凶!!

改善粒线体异常及氧化压力

为了打破上述的恶性循环，治疗策略主要集中在减少ROS的产生、增强抗氧化防御，以及改善粒线体功能。融合上图我们总结主要的治疗方向如下：

执行『FEED ATOMS进食原子原则』完美长期逆转糖尿病

为了打破糖尿病中的氧化压力恶性循环，治疗策略应聚焦于减少ROS产生、增强抗氧化防御及改善粒线体功能。以下是主要治疗方向，执行「FEED ATOMS进食原子原则」，实现长期逆转糖尿病。
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FEED ATOMS进食原子原则

粒线体是有氧代谢的主要场所，被称为「细胞的发电厂」。粒线体功能受损（MD）与糖尿病等代谢紊乱密切相关，其中高血糖是导致粒线体功能异常的核心源头。生活方式调整则是逆转糖尿病最核心的原则，透过改善饮食（Food）、规律运动（Exercise）和有效减重/减脂（Eliminate weight/fat），可以降低血糖、降低HbA1c、改善胰岛素敏感性、减少氧化压力（Oxidative Stress）、降低发炎反应、减少内脏脂肪堆积，并优化粒线体功能。

FEED：控制血糖的五大要素

第二型糖尿病控制血糖最关键的五个要素：「FEED」：食物（Food）、运动（Exercise）、减重/减脂（Eliminate weight/ fat）、药物（Drugs）以及装置（Device）。

ATOMS：饮食控制四原子

其中饮食控制的四个原子「ATOMS」分别是餐食的总量、种类、顺序及进食速度（Amount, Type, Order of Meals and eating Speed），共同组成英文缩写为：「FEED ATOMS 进食原子原则」。
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FEED ATOMS分别代表什么？

• Food 食物：降低餐后血糖为控糖重要指标。其中饮食控制四原子是关键。
• Exercise 运动：规律运动（有氧及重量训练）可改善胰岛素阻抗、降低HbA1c 及空腹血糖。
• Eliminate weight/fat 减重/减脂：减重5～10% 降低HbA1c、降血压。
• Drugs 药物：降血糖药物，于低糖饮食应考虑调整剂量以避免低血糖发生。
• Device 装置：连续血糖监测（CGM），及时饮食、运动、药物个人化反馈，助血糖达标。 GPS运动表辅助运动体适能管理。
• Amount 总量：减少糖类（碳水化合物）总量摄取以改善血糖。
• Type 种类：糖类（含水果、高糖饮料），容易餐后高血糖，应注意摄取总量。
• Order of Meals 顺序：蔬菜类→豆鱼蛋肉类→糖类，降低餐后血糖及胰岛素。
• Speed 速度：减缓进食速度有助降低餐后血糖及胰岛素。

针对粒线体功能异常及氧化压力的治疗策略

以下是应用FEED ATOMS进食原子原则来改善粒线体结构和功能受损及代谢紊乱的策略拟定：

一、饮食四原子原则（F-ATOMS）：改善粒线体功能与氧化压力（ROS）

饮食控制永远是控糖减重的最首要关键，特别是糖类（碳水化合物）的摄取直接影响血糖和胰岛素分泌，过量的营养摄取会导致粒线体底物过载（substrate overload）。直接减少糖类摄入，降低血糖，从最源头上减轻粒线体的代谢压力，是降低氧化压力的最基础且最有效的方法。

456渐进式低糖饮食

执行「FEED ATOMS 进食原子原则」，每日每餐每一口落实融合ATOMS饮食四原子原则的「456渐进式低糖饮食(HBWRPLCD)」，力行规律运动及适当减重减脂，并遵照医嘱使用降血糖药物，搭配连续血糖监测（CGM）装置，血糖控制将可达成， 以减少血管发炎及内皮功能障碍，预防及延缓动脉粥状硬化，降低心血管疾病风险，有助于神经传导物质的平衡并优化神经传导功能，改善粒线体功能异常。
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二、运动（Exercise）：增强粒线体功能与代谢

规律运动（有氧及重量训练）是改善胰岛素阻抗、降低HbA1c 及空腹血糖的关键。规律运动能改善炎症、减少内脏脂肪、改善内皮细胞功能，能增强粒线体的生物合成、改善其功能效率，对粒线体健康非常重要，并上调身体内源性的抗氧化防御系统。
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三、减重/减脂（Eliminate weight/fat）：逆转代谢紊乱

肥胖和过高的BMI、腰围是胰岛素阻抗和代谢症候群的重要指标。减重能显著改善胰岛素阻抗，降低糖毒性、氧化压力及发炎反应，有助于恢复胰脏功能。减重是控糖达标或逆转糖尿病最关键的指标。
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四、药物（Drugs）：辅助代谢控制

降血糖药物

• 二甲双胍（Metformin）：一线糖尿病用药。除了减少肝糖输出，它也能轻度抑制粒线体复合物，从而减少ATP的产生并激活AMPK。这个作用能间接降低粒线体电子传递链的负荷，减少ROS的产生。
• SGLT2抑制剂（SGLT2 inhibitors）：通过促进尿液排糖来降低血糖。体重减轻和血糖正常化能减轻粒线体的代谢负担，从而降低ROS。此外，它们还能诱导酮体产生，为心脏和肾脏提供更清洁的燃料，可能改善这些器官的粒线体功能。

靶向粒线体的抗氧化剂（Mitochondria-targeted antioxidants）

这类药物能直接进入粒线体，在ROS的源头进行清除。
代表药物：

• MitoQ：与CoQ10结构相似，能蓄积在粒线体中，有效中和自由基。
• SS-31：也称为Elamipretide，能稳定粒线体内膜，改善能量生产并减少电子泄漏。
• Mito-TEMPO：一种针对粒线体的超氧化物歧化酶模拟物。
• CoQ10 和SkQ1：同为作用于粒线体电子传递链的抗氧化剂。

对于需要药物介入的患者，需在专业医师指导下进行周全性用药。

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五、装置（Device - 连续血糖监测, CGM、GPS表）：科学化管理粒线体健康

连续血糖监测（CGM）可提供即时动态血糖曲线，帮助患者和医师了解饮食、运动、药物等因素造成的血糖波动变化，协助学习FEED ATOMS各要素因子。持续稳定的血糖控制并延缓胰岛细胞衰退并逆转粒线体功能异常。 GSP表可针对运动、压力、睡眠做管理，有效降低血糖并提高心肺耐力，释放压力贺尔蒙、稳定自律神经、调节神经内分泌失衡并改善粒线体功能。

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六、新兴基因治疗

图中提到了「新兴基因编辑（gene editing）」技术。虽然尚在研究阶段，但未来可能通过精准编辑与粒线体功能或抗氧化酶相关的基因，纠正糖尿病中的代谢缺陷和氧化压力，为糖尿病和心血管疾病中粒线体功能障碍的治疗提供新的方向。现阶段，糖尿病相关的粒线体DNA突变治疗主要集中在缓解症状，通过恢复和预防机制改善患者状况，但并未根本解决问题：饮食及生活习惯（缺乏运动）造成的高血糖源头控管。因此，新兴粒线体基因疗法旨在纠正这些DNA突变并重新恢复粒线体功能，或许是个可期待的辅助治疗方法。然而，要完全实现其临床价值，仍需解决诸多挑战以外，从根本的饮食、运动、减重等生活方式调整，才是长期摆脱药物（传统降血糖药物及抗氧化剂），根治并逆转糖尿病的最佳策略!!

从源头降血糖打破恶性循环

在糖尿病中，高血糖造成多个相互关联的代谢通路触发了一个以粒线体为核心的氧化压力恶性循环。这个循环是导致糖尿病各种并发症（如心血管病变、神经病变、肾病变）的关键病理基础。
治疗策略主要聚焦于「降低血糖」这个导致粒线体功能异常恶性循环的源头，进而保护粒线体功能并对抗氧化压力。而降低血糖最首要任务就是控制饮食。

总结

总体而言，改善粒线体功能受损和代谢紊乱的策略应以生活型态调整为关键。 「FEED ATOMS 进食原子原则」，特别是落实饮食四原子（ATOMS）和规律运动，我们可以达到减少糖类总摄取量、降低血糖及HbA1c、改善胰岛素阻抗、最终减重减脂，药物部分可透过现有降血糖药物（如二甲双胍和SGLT2抑制剂）、靶向抗氧化剂以及未来可能的基因治疗辅助，从而减少高血糖对细胞造成的糖毒性、氧化压力与发炎反应，促进粒线体健康，并最终达成血糖稳定和逆转糖尿病的目标。我们有望从多个层面打破这个恶性循环，为预防和治疗糖尿病及其并发症开辟新的道路。想了解更多糖尿病以及FEED ATOMS进食原子原则欢迎与我们联系。

参考文献

1. Mitochondrial dysfunction, reactive oxygen species, and diabetes mellitus A triangular relationship: A review. Biomolecules and Biomedicine, 2025.
2.《逆转糖尿病！控制血糖五要素：食物、运动、减重(脂)、药物、监测装置＋饮食控制四原子：总量、种类、顺序、速度》作者：陈承勤。出版：幸福绿光股份有限公司(2025)。
3. 陈承勤、林廷灿、陈晶莹：糖尿病控糖要诀『FEED_ATOMS（进食_原子）原则』： 控制高血糖及降低心血管风险, 内科学志2025：36：255-263

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