限时进食对糖尿病高风险人群线粒体功能影响几何？这项研究给出答案

《Scientific Reports》：Time-restricted eating in people at high diabetes risk does not affect mitochondrial bioenergetics in peripheral blood mononuclear cells and platelets

为探究限时进食（TRE）对超重、前驱糖尿病或肥胖个体线粒体生物能量学的影响，研究人员开展相关研究，发现 3 个月 10 小时 TRE 无显著影响，有助于理解 TRE 作用机制。

　　

限时进食对糖尿病高风险人群线粒体功能的影响研究解读

在当今快节奏的生活中，人们的饮食和作息习惯常常紊乱，这带来了一系列健康问题。超重和肥胖的人群日益增多，而它们与胰岛素抵抗密切相关，进而导致葡萄糖耐量受损，大大增加了患 2 型糖尿病（T2D）的风险。正常情况下，人体的代谢过程会受到内在生物钟的调控，使其更高效地运转。然而，现代生活中，食物随时可得，睡眠模式也不规律，这严重干扰了人体的能量平衡系统，成为超重、胰岛素抵抗以及发展为 T2D 的重要诱因。

限时进食（TRE）作为一种新兴的饮食模式，因其在减轻体重、改善胰岛素敏感性和降低血压方面的潜在作用而备受关注。但也有研究表明，TRE 并非对所有人都能产生明显的减肥效果，其作用效果可能取决于个体的临床表型和具体的 TRE 设计。同时，TRE 的禁食期以及食物摄入与代谢功能的昼夜节律对齐，可能会引发能量代谢的变化，进而改善代谢健康，但这些影响背后的机制尚不清楚。

线粒体作为细胞代谢的核心场所，在 T2D 和肥胖患者的多种组织中，其功能出现了异常改变，包括线粒体含量变化、代谢灵活性降低以及氧化能力减弱等。外周血单个核细胞（PBMCs）和血小板在循环系统中会接触到各种营养物质和应激信号，它们的线粒体生物能量学在多种疾病（如糖尿病）中也会发生改变。由于这些细胞易于获取，常被用于营养和肥胖研究，以反映内部组织代谢的变化。因此，探究 TRE 对 PBMCs 和血小板线粒体生物能量学的影响，对于理解间歇性禁食如何影响细胞呼吸具有重要意义。

来自丹麦 Steno 糖尿病中心哥本哈根临床和转化研究部等机构的研究人员，开展了一项研究，以探究 3 个月的 TRE 对 T2D 高风险个体 PBMCs 和血小板线粒体生物能量学的影响。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先，进行了一项 3 个月的随机对照试验，从 100 名超重（BMI≥25 kg/m²）且伴有前驱糖尿病（HbA1c 39 - 47 mmol/mol）或肥胖（BMI≥30 kg/m²）的参与者中选取了 52 人，将其随机分为 TRE 组和对照组（习惯性生活方式组）。其次，利用密度梯度离心法从参与者的新鲜外周血中分离出 PBMCs 和血小板。最后，使用海马细胞外流量技术（Seahorse extracellular flux technology）测量细胞的氧消耗率（OCR），以此评估线粒体呼吸功能。

研究结果

1. 研究参与者和 PBMC / 血小板组成：52 名参与者中，48 人完成了试验。TRE 组参与者需在每天早上 6 点到晚上 8 点之间的 10 小时内进食所有食物和饮料，且对食物质量和数量无限制；对照组则继续其习惯性生活方式。对分离出的 PBMCs 和血小板进行细胞组成分析，发现淋巴细胞和单核细胞在 PBMCs 组分中富集，中性粒细胞减少，且血小板在细胞组分中的相对数量高于淋巴细胞和单核细胞之和。
2. TRE 不影响 PBMC / 血小板线粒体生物能量学：通过海马细胞外流量技术对基线（visit 1）和研究结束（visit 3）时分离的 PBMCs / 血小板进行分析。在 OCR 记录过程中，注射寡霉素（oligomycin）、羰基氰化物 - 对 - （三氟甲氧基）苯腙（FCCP）以及鱼藤酮（rotenone）和抗霉素 A（antimycin A），以此测量 ATP 相关呼吸、最大底物氧化能力和非线粒体呼吸。结果显示，TRE 组和对照组之间的 OCR 没有统计学显著差异。用依他莫昔（etomoxir）预处理细胞以评估脂肪酸 β - 氧化对线粒体能量代谢的贡献，发现依他莫昔处理使两组的大多数线粒体呼吸参数降低约 40%，但依他莫昔 - TRE 组和依他莫昔 - 对照组之间在任何分析的线粒体呼吸参数上均无差异。此外，对部分细胞进行关键线粒体基因表达分析，发现 TRE 组肉碱棕榈酰转移酶 1A（CPT1A）表达相对降低，泛醇 - 细胞色素 C 还原酶铰链蛋白样（UQCRHL）表达相对增加。
3. 临床特征与 PBMC / 血小板线粒体生物能量学之间无关联：研究人员探究了线粒体 ATP 相关呼吸或线粒体呼吸备用容量与参与者的年龄、性别、BMI、体脂质量、血糖、血脂等临床特征之间的关系，结果显示无统计学显著关联。

研究结论与讨论

该研究表明，3 个月每天 10 小时的 TRE 对 T2D 高风险个体的 PBMCs 和血小板线粒体生物能量学没有显著影响。尽管其他研究显示 TRE 能导致适度体重减轻，但在本研究中，TRE 组与对照组相比，体重并未出现统计学显著下降，不过 TRE 组内有小幅度但显著的体重减轻。这可能是因为本研究的 TRE 干预在饮食上限制较少，如果采用更严格的 TRE 干预，可能会对体重减轻和代谢指标产生更大影响。

在动物模型中，与活跃的黑暗期同步的限时进食与脂肪酸 β - 氧化增加有关，能减少肝脏游离脂肪酸，减轻炎症。但在本研究中，TRE 组和对照组的空腹血浆脂质浓度无显著差异，这可能是导致 TRE 对脂肪酸 β - 氧化利用无明显影响的原因。虽然在基因水平上，TRE 组的 CPT1A 和 UQCRHL 表达有变化，但这些变化不足以引起线粒体活性的改变。

此外，本研究未发现参与者的临床特征与 PBMC / 血小板线粒体生物能量学测量参数之间存在关联，这可能与研究人群的年龄相对较小，尚未出现线粒体功能障碍的迹象有关。同时，研究中 OCR 测量结果在重复测量时存在较大变异，可能是由于实验过程中的自然波动，如细胞收获和接种时间间隔较长等因素导致。

总的来说，这项研究为深入了解 TRE 对 T2D 高风险个体线粒体功能的影响提供了重要依据。虽然 TRE 在改善线粒体生物能量学方面未显示出明显效果，但它为后续研究指明了方向。未来在设计纵向研究时，应更加谨慎地考虑研究设计和实验程序，以更准确地探究干预措施对新鲜分离细胞的细胞生物能量学改变的影响，为预防和治疗代谢性疾病提供更有效的策略。