Cell Metab?|?一種兼顧肌肉能力與線粒體健康的2型糖尿病訓練策略

撰文 |Sure

2型糖尿病T2D（type 2 diabetes） 的核心病理特征之一是骨骼肌胰島素抵抗，而T2D人群常同時存在骨骼肌量與力量下降、線粒體密度與氧化功能下降、運動能力降低等問題【 1-5】 。傳統上， 臨床實踐 指南推薦有氧運動 加 抗阻訓練來改善代謝與心血管風險，但聯合訓練往往時間成本高、抗阻訓練比例偏低，導致增肌效果受限，也影響長期依從性。另一方面，經典抗阻訓練CREST（conventional resistance training） 通常使用約 1-RM（one-repetition maximum，一次最大重復負荷）的70%負荷，很多T2D患者因基礎力量不足、關節病變或合并癥而難以安全執行【 6】 。于是出現一種替代方案：低負荷抗阻訓練配合輕度血流限制BFRT（blood-flow restriction training），通過加壓袖帶造成局部低氧 和 代謝壓力，在健康人中被報道可促進肌肥大、可能觸發線粒體生物發生與血管生成。但關鍵空白是T2D人群中，BFRT是否既能像CREST一樣增肌增力，又能更顯著改善骨骼肌（甚至脂肪組織）的線粒體氧化能力、脂肪分布與心代謝風險？

近日， 來自 德國 海因里希-海涅大學 的 Michael Roden 課題組 在 Cell Metabolism 上 發表了論文 Blood-flow restriction resistance training improves skeletal muscle mitochondrial capacity and cardiovascular risk factors in type 2 diabetes 。 該研究采用隨機平行組試驗，比較12周監督訓練的BFRT與CREST，并用多種體內 和 體外手段評估骨骼肌與脂肪組織的線粒體功能、胰島素敏感性與脂肪分布等。

對T2D 患者 來說， 訓練 能不能堅持很關鍵。若BFRT在低負荷下仍能實現與CREST相當的增肌增力，它就可能成為更易實施、適用范圍更廣的訓練處方。 作者 比較12周BFRT與CREST對股四頭肌體積 、 橫截面積 和 下肢伸屈力量 的影響。12周后， 兩組都顯著增加肌肉體積與橫截面積 ，并且腿部力量也顯著得到提升。 BFRT在增肌增力方面總體不劣于CREST ，這表明 在T2D人群中，BFRT作為低負荷方案，能夠達到與傳統抗阻訓練相近的肌肉適應效果。

T2D的關鍵缺陷之一是骨骼肌線粒體密度與氧化功能下降。聯合訓練能改善線粒體，但時間成本高；傳統抗阻訓練對線粒體代謝的效果不明確。 作者接下來要研究 BFRT能否在抗阻訓練框架下，額外帶來線粒體氧化能力的顯著提升 。作者 用體外高分辨率呼吸測定等方法評估骨骼肌線粒體氧化磷酸化能力 ，同時檢測 潛在分子機制 。研究發現 只有BFRT顯著提升骨骼肌線粒體OXPHOS能力 ，此外 線粒體含量 和 酶容量 也顯著 增加。BFRT還提高最大ADP刺激呼吸速率 （ Vmax ） ，并出現腺苷二磷酸的表觀Km上升趨勢 ， 提示線粒體呼吸調控性質可能 發生 改變。 分子層面， BFRT更明顯上調PGC-1α、AMPKα、TFAM等與線粒體生物發生 和 能量代謝相關蛋白；RNA-seq顯示BFRT的轉錄反應更強，且更富集血管生成 和 ECM重塑相關通路，且個體間一致性更好。 這些結果表明，在T2D中BFRT不僅增肌增力，還特異性增強骨骼肌線粒體氧化能力，其分子特征指向更強的線粒體生物發生與血管、ECM相關適應。

T2D臨床治療更關注胰島素敏感性、內臟脂肪以及心血管風險因子是否得到改善，尤其內臟脂肪與心臟代謝風險高度相關，如果BFRT能更有效減少內臟脂肪或改善脂肪組織線粒體功能，可能具有額外臨床價值。為了驗證這個猜測，作者評估訓練對 胰島素敏感性 、肝脂、脂肪分布、脂肪組織線粒體功能和心血管風險的影響。結果表明，兩種訓練都未顯著改善胰島素敏感性， 提示在該人群與時間窗下，訓練誘導的線粒體改變 不 足以推動胰島素敏感性上升。 BFRT 特異性顯著降低 內臟脂肪含量， 提高脂肪組織最大呼吸能力 和線粒體功能。至于心血管風險，兩組均降低血壓與靜息心率，但是CREST能明顯提升最大攝氧量并改善血脂。這些結果表明， BFRT的系統性優勢不體現在胰島素敏感性，而更體現在 內臟脂肪 減少與脂肪組織線粒體呼吸能力增強 。

總的來說， 該隨機對照研究表明， 在 T2D患者中BFRT在與CREST同等提升肌力與肌肉量的同時，能夠顯著增強骨骼肌與脂肪組織的線粒體氧化能力，并特異性減少內臟脂肪。BFRT以更低強度實現更優的代謝重塑，為體力受限或難以完成高強度訓練的T2D人群提供了一種更可行、同時兼顧肌肉功能與線粒體健康的運動干預新策略。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cmet.2025.12.016

制版人： 十一

參考文獻

1. Roden, M., and Shulman, G.I. (2019). The integrative biology of type 2 diabetes.Nature576, 51–60.

2. Park, S.W., Goodpaster, B.H., Strotmeyer, E.S., de Rekeneire, N., Harris, T.B., Schwartz, A.V., Tylavsky, F.A., and Newman, A.B. (2006). Decreased muscle strength and quality in older adults with type 2 diabetes: the health, aging, and body composition study.Diabetes55, 1813–1818.

3. Sayer, A.A., Dennison, E.M., Syddall, H.E., Gilbody, H.J., Phillips, D.I.W., and Cooper, C. (2005). Type 2 diabetes, muscle strength, and impaired physical function: the tip of the iceberg?Diabetes Care28, 2541–2542.

4. Saatmann, N., Zaharia, O.P., Strassburger, K., Pesta, D.H., Burkart, V., Szendroedi, J., Gerdes, N., Kelm, M., and Roden, M. (2022). Physical fitness and cardiovascular risk factors in novel diabetes subgroups.J. Clin. Endocrinol. Metab.107, 1127–1139.

5. Kelley, D.E., He, J., Menshikova, E.V., and Ritov, V.B. (2002). Dysfunction of mitochondria in human skeletal muscle in type 2 diabetes.Diabetes51, 2944–2950.

6. Stephens, N.A., and Sparks, L.M. (2015). Resistance to the beneficial effects of exercise in type 2 diabetes: are some individuals programmed to fail?J. Clin. Endocrinol. Metab.100, 43–52.

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