肝脏在人体能量储存和供应中扮演核心角色。在2型糖尿病和代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD，通常称为脂肪肝疾病）中，作为细胞能量工厂的线粒体无法高效切换燃料来源。德国糖尿病中心（DDZ）、杜塞尔多夫海因里希·海涅大学（HHU）以及杜塞尔多夫大学医院（UKD）的科学家首次测量了心脏、肌肉、肝脏和肾脏中的线粒体利用脂肪分解产物——酮体产生能量的效率。酮体水平可通过禁食、运动或低碳水化合物饮食提升。
发表于《eBioMedicine》的研究表明，在2型糖尿病和MASLD等胰岛素抵抗状态下，通过酮体代谢产生的能量减少，这揭示了改善糖尿病能量代谢的潜在新靶点。人体需要根据营养供应情况在不同能量来源间切换。当葡萄糖匮乏时，肝脏会将脂肪酸转化为酮体小分子，为心脏、骨骼肌、肾脏及其他器官提供替代燃料。在健康个体中，升高的酮体水平可支持能量生产，但其效益取决于线粒体利用酮体的能力。
德国糖尿病中心科学主任兼董事会发言人、杜塞尔多夫大学医院内分泌与糖尿病科主任迈克尔·罗登教授表示："酮体不仅是特定条件下的替代燃料——它们是所有生命领域产生能量的重要燃料。本研究中，我们探究了糖尿病或脂肪肝疾病患者的线粒体是否仍能有效利用酮体。"
研究人员检测了肥胖患者（含2型糖尿病或代谢功能障碍相关脂肪性肝病患者与健康对照组）的多种组织样本。通过基于高分辨率呼吸测定法的新技术，研究者首次直接测量了线粒体利用酮体产生的能量。DDZ研究助理、资深作者切萨雷·格拉纳塔博士解释："既往研究仅关注血液或器官中的酮体水平，而我们的新方法揭示了线粒体在细胞环境背景下实际驱动的能量输出，更真实地反映了代谢变化——尽管该方法仅能捕捉离体代谢情况，无法反映活体状态。"本研究数据来自DDZ和UKD的BARIA-DDZ研究、德国糖尿病研究（GDS）及METAB-HTx研究等项目。
研究结果明确显示：在所有检测的胰岛素抵抗状态下，线粒体利用酮体产生的能量均减少。与对照组相比，超重2型糖尿病患者的心脏和骨骼肌细胞，以及超重MASLD患者的肝脏细胞，利用酮体产生能量的效率显著降低。DDZ客座研究员、UKD和HHU心血管医学系研究组长埃尔里克·茨韦克博士指出："有趣的是，这种缺陷比线粒体整体功能衰退更为严重，表明酮体代谢在胰岛素抵抗状态下特别脆弱。"
这些发现对糖尿病患者具有直接启示：若线粒体无法有效利用酮体，单纯提升酮体水平可能不足以改善能量生产。未来治疗应聚焦于改善线粒体酮体利用能力并恢复代谢灵活性。研究团队后续将深入探索酮体代谢异常的机制并寻找潜在疗法。
更多信息：Elric Zweck等，《胰岛素抵抗状态下线粒体酮体氧化受损》，《eBioMedicine》（2025），DOI: 10.1016/j.ebiom.2025.106007
【全文结束】
