San-Millan 的研究通过关注久坐不动的个体和活跃的个体之间的代谢和细胞差异来解决这一知识空白。
本文通过研究细胞生物能学（即细胞将燃料转化为能量的详细过程），超越了传统的代谢功能障碍标志，如高血糖和胰岛素抵抗。
它重点关注代谢过程中出现低效的关键环节，例如久坐不动的人：
- 丙酮酸代谢受损、
- 脂肪酸氧化减少
- 电子传递系统 (ETS) 容量降低。
这项研究的强大之处在于它能够清晰地描绘出：
- 一个高效的代谢引擎
- 一个受损的代谢引擎。
正是这种详细程度使得这篇论文如此重要。
研究强调了线粒体作为代谢健康调节器的核心作用，说明了定期的体育锻炼如何调节代谢引擎，使其能够有效地燃烧葡萄糖和脂肪酸来获取能量。
相比之下，久坐不动的人的代谢引擎则表现不佳，受到乳酸生成增加、氧化应激加剧以及无法有效利用各种燃料来源等低效问题的困扰，这损害了他们维持能量生产和管理代谢压力的能力。
在这个范例中，San-Millan 提供了令人信服的数据，表明胰岛素抵抗 (IR) 和 2 型糖尿病 (T2D) 的根源可能始于线粒体水平，比它们表现为明显的代谢疾病早几年甚至几十年。
这项研究的重点是骨骼肌，它是人体中最大、代谢最活跃的器官，是研究细胞代谢和生物能学的理想场所。研究小组推测 2 型糖尿病 (T2D) 可能起源于骨骼肌，因为在休息和进餐后，这种组织会处理大约 80-85% 的葡萄糖。
在正常情况下：骨骼肌线粒体就像高效的发动机一样，通过氧化磷酸化 (OXPHOS) 过程将葡萄糖转化为能量。
- OXPHOS 可以想象成汽车平稳、高性能的发动机。
- 在此过程中，葡萄糖等营养物质中的电子会经过一系列步骤，类似于燃料在发动机不同部件中的移动方式。
- 这种电子转移会产生压力，就像发动机中产生扭矩一样，然后为 ATP 合酶（细胞版的汽车曲轴）提供动力。
- 结果是产生 ATP，即为身体所有活动提供动力的燃料。
然而，当线粒体无法正常运作时，OXPHOS 的效率就会下降：
- 你的汽车发动机开始失火或失去动力——它仍然可以运行，但效率会降低。
- 在这种情况下，葡萄糖仍然进入肌肉细胞，但无法通过 OXPHOS 完全转化为能量。
- 相反，身体会转向效率较低的“备用发电机”模式，称为细胞质发酵。
- 这就像从强大的发动机切换到小型、噗噗作响的备用发动机。
- 身体现在无法从葡萄糖中获取最大能量，而是产生更少的能量并产生更多的废物——乳酸，这是细胞中相当于废气的物质，会积聚并导致肌肉疲劳。
这种从强大、高效的发动机（OXPHOS）到挣扎的备用发动机（无氧糖酵解）的转变通常见于久坐不动的人，线粒体功能障碍会阻碍葡萄糖的充分利用。
- 这种“发动机故障”的后果会蔓延到整个代谢系统，增加患上 2 型糖尿病和心脏病等慢性疾病的风险。
这就是我们所说的生物能量学。
- 生物能量学涉及燃料转化的整个过程，从细胞如何吸收营养物质，到它们如何在线粒体中加工营养物质，最后，它们如何产生和使用 ATP。我们可以从这些营养燃料源中输出多少能量？
总之：
- 活跃的人可以在燃料来源（葡萄糖、脂肪或乳酸）之间无缝切换，而久坐不动的人则难以实现这种代谢灵活性。
- 活跃个体的代谢引擎以更高的容量运作，比久坐个体的代谢引擎更有效地利用电子传输链的每个元素。
- 线粒体功能障碍可能先于细胞层面的葡萄糖转运问题（如涉及 GLUT4 转运蛋白的问题）发生。
这些发现强调了定期体力活动对于增强代谢灵活性、提高乳酸清除率和优化运动期间能量利用的重要性，所有这些都有助于改善长期代谢健康并降低代谢疾病的风险。
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