综述：运动训练对2型糖尿病患者骨骼肌线粒体功能影响的系统综述和荟萃分析

《Frontiers in Physiology》：Effects of exercise training on skeletal muscle mitochondrial outcomes in type 2 diabetes: a systematic review and meta-analysis

本综述系统评估了18项研究、394名2型糖尿病（T2DM）患者数据，揭示运动训练通过增强线粒体氧化能力（效应量SMD=0.61）、促进线粒体融合（MFN2上调，SMD=0.96）及提升抗氧化能力（SOD2、GPX1等），显著改善骨骼肌线粒体功能。高强度间歇训练（HIIT）和有氧运动是核心有效方式，其作用涉及AMPK-PGC-1α轴、线粒体自噬（PINK1/PARKIN）等关键通路。

　　

运动训练对2型糖尿病患者骨骼肌线粒体功能的影响已成为代谢性疾病研究的热点。本综述通过系统分析18项临床研究，深入探讨了不同运动模式如何多维度改善T2DM患者的线粒体健康。

运动与线粒体呼吸容量

高强度间歇训练（HIIT）和有氧运动能显著提升T2DM患者的线粒体呼吸功能。12周HIIT可增加复合体I泄漏呼吸（[CI]L）和最大氧化磷酸化容量（[CI + II]P），且停训4周后部分效益仍可维持。10周有氧运动则使State3呼吸（以丙酮酸/苹果酸为底物）提升63%，呼吸控制指数（RCI）提高约50%，同时降低质子泄漏（State4呼吸）。这些改善与柠檬酸合酶（CS）活性升高及电子传递链（ETC）功能优化密切相关，尤其是复合体IV催化亚基COX-II的上调。

运动与线粒体含量

尽管运动训练总体呈增加线粒体含量趋势（SMD=0.50），但未达统计学显著性。亚组分析显示，过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）在长期有氧训练后显著上调，可能通过激活PGC-1α、核呼吸因子1（NRF-1）等促进线粒体生物合成。然而，关键调控因子PGC-1α和线粒体DNA（mtDNA）均未出现一致性变化，提示T2DM患者的线粒体生物生成应答可能存在阈值或特异性路径依赖。

运动与线粒体自噬

线粒体自噬的激活呈现运动模式特异性。12周HIIT可显著提高磷酸化PINK1和PARKIN水平，促进受损线粒体清除；而3个月中等强度耐力训练虽增加OXPHOS复合体II含量，却未改变MUL1、BNIP3等自噬调节因子。这种差异可能与运动诱导的AMPK活化、活性氧（ROS）信号及鞘脂代谢重编程有关。值得注意的是，HIIT带来的自噬增强效应在停训后仍部分持续，可能与细胞外囊泡（SEV）介导的蛋白传递有关。

运动与线粒体动力学

线粒体融合与分裂平衡对维持功能至关重要。荟萃分析证实运动显著提升线粒体融合蛋白MFN2表达（SMD=0.96），并降低分裂标志p-DRP1/DRP1比值。12周HIIT是诱发此类适应的有效方式，其机制涉及AMPK活化、抗氧化酶SOD2上调以及ASM（酸性鞘磷脂酶）介导的神经酰胺代谢调节。相反，短期（2周）或低强度训练未能显著改变MFN1、OPA1或DRP1水平。

运动与线粒体氧化能力

运动训练显著增强线粒体氧化能力（SMD=0.61），核心表现为CS活性（SMD=0.90）和COX-II表达（SMD=0.86）的提升。CS作为三羧酸循环关键酶，其增加反映基质氧化能力增强；COX-II作为细胞色素c氧化酶核心催化亚基，直接影响电子传递效率。其他OXPHOS复合体亚基（如COX-I、III、IV、V）变化不显著，提示运动对氧化系统的刺激具有选择性。有效干预包括长期中强度有氧、短期HIIT及长期抗阻/组合训练，低强度运动则无效。

运动与线粒体抗氧化能力

运动训练选择性增强线粒体特异性抗氧化防御。3个月中强度训练使超氧化物歧化酶2（SOD2）、谷胱甘肽过氧化物酶1（GPX1）和过氧化氧还蛋白5（PRDX5）分别提升65.9%、62.4%和37.5%。10周HIIT亦使SOD2升高44%。这些适应与线粒体生物合成（CS活性增加）相辅相成，共同减轻ROS对线粒体蛋白和DNA的氧化损伤。然而，胞质抗氧化酶（如SOD1、过氧化氢酶）及部分过氧化氧还蛋白（PRDX2/6）对运动应答不显著，可能与T2DM基线代偿性上调有关。

综上所述，运动训练通过多靶点、多通路协同改善T2DM患者骨骼肌线粒体功能，其中HIIT和有氧运动是提升呼吸功能、氧化能力及动力学平衡的核心策略。未来研究需聚焦药物-运动互作、ROS亚型调控及个体化运动处方优化，以深化理论并指导临床实践。