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线粒体是细胞的“动力工厂”，能够产生细胞所需的大部分能量，为身体运动以及维持生命所需的所有生化过程提供能量。与 PHYSIONIC 的 Nicolas Verhoeven 博士探讨什么是线粒体，以及与多种慢性疾病（例如 2 型糖尿病、心脏病、中风、神经退行性疾病以及亨廷顿氏病等遗传/基因疾病）的关系。还详细探讨了可以采取哪些饮食和生活方式来保持线粒体健康并发挥最佳效率。
视频开场与主题介绍 (00:00 - 00:55)
主持人 Mario Kratz (Nourished by Science 频道主) 开场，点出本期视频的主题是线粒体 (mitochondria) 以及线粒体功能障碍 (mitochondrial dysfunction)。
嘉宾介绍与开场寒暄 (01:00 - 01:30)
线粒体的基本功能与重要性 (01:30 - 03:38)
介绍线粒体的基本情况。 Nick 解释：
线粒体功能障碍的定义与评估 (03:38 - 07:15)
Mario 引入“线粒体功能障碍”这一术语，询问其含义。 Nick 从三个层面解释：
* 耗氧量 (Oxygen consumption)：产生能量需要消耗氧气。测量分离出的线粒体（或细胞层面）的耗氧率是评估其健康状况的一种方式。耗氧率高通常是功能良好的标志，但需结合其他指标。
* ATP生成 (ATP generation)：ATP（三磷酸腺苷）是细胞主要的能量货币。直接测量ATP生成量是更直接的评估方法。
* 膜电位丧失 (Loss of membrane potential)：线粒体有内外两层膜。线粒体基质（最内层）应比线粒体外部（仍在细胞内）更负电。如果这种电位差消失（内部正电性增加），线粒体将停止运作，并可能进入线粒体死亡（通常通过线粒体自噬，mitophagy）。
* 线粒体自噬缺陷 (Defective mitophagy)：即使线粒体失去膜电位，自噬机制也可能无法正常启动并清除受损线粒体。
* 蛋白质毒性 (Proteotoxicity)：功能异常的蛋白质在线粒体外膜或内部基质过度积累，影响线粒体正常功能。这些蛋白质可能是错误靶向到线粒体的，或者本身就是功能失常的。
* 物理损伤 (Physical damage)：过量的活性氧 (Reactive Oxygen Species, ROS) 等损伤性分子会破坏线粒体的化学完整性。注意：线粒体也会产生少量ROS用于细胞信号传导，只有过量ROS（氧化应激）才是有害的。
* 钙缓冲能力缺乏 (Lack of calcium buffering)：也是功能障碍的一种表现。
导致线粒体功能障碍的因素 (07:15 - 09:00)
Mario 问哪些因素会导致个体在特定组织或全身出现线粒体功能障碍，以及这些因素如何通过细胞内机制起作用。
Nick 列举了一些因素：
可控的生活方式因素与线粒体健康 (09:00 - 13:05)
哪些我们可以自己控制的饮食、生活方式或其他暴露因素，会通过上述机制影响线粒体健康，特别是导致氧化应激。
Nick 重点讨论两个主要可控因素，并结合线粒体内膜上的电子传递链（五个主要蛋白质复合物）来解释：
* 核心问题是过量消耗 (Overconsumption)：任何形式的过量消耗导致体重增加，都会引发过度的氧化应激，进而导致多种疾病。
* 运动是主要的ATP消耗方式：特别是肌肉运动。Nick引用其硕士课程中教授的说法，正常情况下人每天消耗约40公斤ATP，而剧烈运动（如马拉松）时会翻倍至80公斤。这种巨大的能量需求能“解放”线粒体，使其有效利用底物产生ATP，大大减少ROS的产生。
* Nick提醒，这只是对细胞内生化反应的简化描述，并非线粒体“有意识地”选择。
过量饮食、脂肪异位储存与线粒体功能障碍 (13:05 - 15:35)
Mario 与他之前的视频内容联系起来，详细阐述过量饮食如何导致线粒体功能障碍：
关于这个过程的因果关系：是脂肪在肌肉等组织中积累导致线粒体功能障碍，还是功能失常的线粒体导致脂肪积累？
Nick 答：
Mario 总结 Nick的观点是，即使拥有健康的线粒体，一旦超过个人脂肪阈值，脂肪在肌肉、肝脏等组织中异位积累，这种过量的底物本身就可能导致线粒体功能障碍。但也可能存在其他因素先导致线粒体功能障碍，进而加剧脂肪在细胞内的积累。
组织特异性与线粒体功能 (15:35 - 19:00)
不同组织的细胞对脂肪的耐受性不同。
Nick 评：
Mario 总结 Nick 的观点：对于耐力运动员而言，肌肉内脂滴的形成是一种精心策划的适应性过程，为运动提供能量储备。而对于胰岛素抵抗和糖尿病患者，这更像是一种意外的、被迫的脂肪沉积。Nick 认为这种理解是合理的。他还提到，肥胖个体脂肪细胞周围的脂肪交换非常剧烈，脂肪细胞似乎无法有效储存脂肪，不断“吐出”脂肪。免疫细胞甚至会聚集在脂肪细胞周围并吞噬脂肪，其具体机制尚不清楚，但可能与帮助氧化部分脂肪有关。血液中较高的甘油三酯水平也可能导致脂肪在肌肉和其他瘦组织中积累。
运动对ATP消耗和线粒体健康的额外益处 (19:00 - 22:05)
回到之前讨论的ATP消耗问题，Mario 指出运动（即使只是每天长时间散步）会增加肌肉细胞对ATP的需求，从而促进底物（葡萄糖、脂肪酸）的消耗，减少ROS的产生。 Nick 补充了运动的额外益处：
总结线粒体健康的关键因素与个人行动 (22:05 - 24:28)
Mario 总结前面的讨论：
* 行动：通过健康的饮食方式，避免慢性热量超标。如果已存在超出个人脂肪阈值的过量脂肪，应尽力去除。
* 行动：规律运动，包括正式锻炼（跑步、力量训练）和减少久坐时间（如每隔一段时间起来活动、散步、做几个深蹲）。
VO2 max（最大摄氧量）是否可以作为衡量线粒体健康的整体指标，即通过保持线粒体健康和增加线粒体数量来提高VO2 max。
Nick 答：
其他影响线粒体健康的因素 (24:28 - 28:55)
除了底物过剩和缺乏运动，还有其他因素与线粒体健康相关。
线粒体功能障碍的组织特异性 (28:55 - 31:08)
Mario 提问，不同疾病中观察到的线粒体功能障碍（如胰腺β细胞、胰岛素抵抗的肝细胞和肌肉细胞、神经退行性疾病的脑区）是否是同一种类型，还是存在组织特异性？ Nick 的观点（基于有根据的推测）：
如何检测线粒体功能障碍 (31:08 - 33:08)
Mario 询问普通人是否有方法检测自己是否存在线粒体功能障碍。 Nick 的回答：
测量困难对科研的阻碍 (33:08 - 36:15)
Mario 指出，测量线粒体功能的困难也阻碍了相关科研进展。例如，他自己过去的临床干预试验中，并未将肌肉或肝脏的线粒体功能作为终点指标，因为难以测量。这导致我们对因果关系（如什么因素先发生）的理解仍不完善，许多研究依赖动物实验、横断面研究或细胞培养。
Mario 总结本期对话的核心内容：
视频结尾与信息汇总 (36:15 - 结尾)
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Edit:2025.05.16<markdown>
本内容是与 Physionic”频道 的尼古拉斯?沃文（Nicholas Vhovven）博士的访谈，主题围绕线粒体，尤其是线粒体功能障碍展开。线粒体功能障碍是大多数慢性疾病共有的细胞特征：在胰岛素抵抗的肝脏细胞、肌肉细胞中，以及无法分泌足够胰岛素的胰岛 β 细胞中，都能观察到这一现象。因此，线粒体功能障碍很可能是参与 2 型糖尿病发展的关键细胞过程。
实际上，无论是心脏病、癌症还是神经退行性疾病，几乎所有慢性疾病中，线粒体功能障碍似乎都是一个共同因素，在不同程度上影响着这些疾病的发生发展。因此，在与尼克（尼古拉斯的昵称）的对话中，重点关注了我们个人可以采取哪些措施，来维持线粒体的健康与活跃。
尼克，欢迎来到“科学滋养”（ “Nourished by Science”）频道。非常高兴你能做客。
当然。首先，能来到这里我感到很荣幸。我之前在私下里跟你说过，你是我获取营养与科学知识的三大核心来源之一。所以，能参与这次访谈对我来说意义重大。
或许我们可以从基础开始聊起：什么是线粒体？它们的基本功能是什么？为什么对我们的健康至关重要？
线粒体是一种细胞器。大家可能都知道，我们的身体由数十亿个细胞构成，其中大多数细胞（并非全部）都含有细胞器。细胞器是细胞内承担特定功能的不同结构，你 可以把它们想象成细胞内的 “工厂” 或 “不同系统”，而线粒体就是这些系统中的一员，属于细胞器的一种。
说到功能，最广为人知的一点或许可以先提出来 —— 线粒体是 “细胞的能量工厂”，这个说法应该大家都不陌生。
“线粒体是细胞的能量工厂” 这句话从初中、高中一直到之后的学习中反复出现，所以人们一听到线粒体就会想到这个。这意味着线粒体的核心功能是为细胞产生能量。但需要说明的是，它们的作用远不止这一项 —— 尽管能量产生是其最广为人知的功能，而且在我们的生理生命周期中，这一点可能始终是它最著名的标签。
除此之外，线粒体还有其他功能，比如细胞信号传导。线粒体能够与细胞内的其他细胞器、酶以及各种功能性蛋白质沟通，确保细胞正常运作。所以，它们不仅产生细胞能量，还会生成其他化合物，吸收各种化合物、分子和离子，维持细胞内的平衡。
线粒体在生物合成中也扮演着关键角色：它们能生成新的分子，这些分子可用于激素合成，比如皮质醇、睾酮、雌激素的产生都依赖线粒体。此外，线粒体还能帮助我们抵御癌症：当细胞功能异常、开始向癌细胞转化并可能引发癌症时，细胞自身有一套独立的 “自毁机制” 来清除异常细胞，避免癌症发展；而线粒体也拥有一套强大的系统，通过不同的触发信号，最终引导异常细胞凋亡，防止其发展为癌细胞。
以上只是线粒体重要性的一部分，远非全部。我经常听到有人问：“既然线粒体只是产生能量，那是不是线粒体功能不好，我就会觉得没精神、虚弱？” 他们认为这是因为线粒体无法为肌肉运动提供足够能量，这或许有一定道理，但更重要的是 —— 线粒体产生的化学能形式，还为所有其他细胞过程提供能量。
要知道，细胞内的所有运输机制、酶促反应、DNA 向蛋白质的转化等过程，都需要能量。因此，线粒体功能异常会导致所有这些过程的能量供应不足，而不仅仅是人们通常认为的 “身体活动所需的肌肉收缩能量”。
人们经常会遇到一个术语：“线粒体功能障碍”，指的是线粒体因某种原因无法正常工作。你能解释一下，当研究人员观察肝细胞或肌肉细胞后说 “发现了线粒体功能障碍的迹象” 时，具体指的是什么吗？
这可以从几个层面来理解，我会分三层说明。
第一层是最基础的定义：线粒体的功能超出了正常范围，这就是线粒体功能障碍的简单表述。
第二层与研究人员的评估方法有关：他们会观察线粒体功能的特定标志物。我们之前提到过线粒体的重要性，其中一些功能指标很容易量化。比如，线粒体的耗氧率 —— 虽然不用深入生物化学细节，但需要知道：线粒体产生能量时需要消耗氧气。我们人体吸入氧气，本质上就是为了将其输送到线粒体，通过生化过程转化为细胞能量。因此，研究人员会分离线粒体（有时也会在细胞层面观察），测量其耗氧率，这是判断线粒体健康状况的一个指标。通常耗氧率高是功能良好的信号，但还需要结合其他指标综合判断，这一点我们之后可以展开。
另一个研究人员关注的指标是 ATP（三磷酸腺苷）的生成，这是更直接的能量指标。相比耗氧率，ATP 生成量能更直接反映能量产生情况 —— 如果之前没提过的话，ATP 是细胞的主要 “能量货币”（细胞也会使用其他能量分子，但 ATP 是最主要的）。
第三层则是除能量之外的其他功能异常：无法产生能量是线粒体功能障碍的一种，但它还可能因多种其他原因出现问题。比如线粒体膜电位的丧失 —— 线粒体有两层膜，像 “双层绝缘结构”，分为外膜和内膜；线粒体最内部的 “基质” 区域，其电位远低于线粒体外部（这里仍处于细胞内，但细胞内环境的电位比线粒体基质高）。需要记住：线粒体基质的正常状态应是相对于线粒体外更 “负”。
如果这种电位平衡被打破 —— 比如线粒体内部电位变高，线粒体就会基本停止工作，进而可能进入 “线粒体死亡” 过程，通常会通过 “自噬” 被清除（线粒体的自噬称为 “线粒体自噬”，即 mitophagy）。研究人员在命名上还挺有创意的，这点很有意思。
所以，膜电位异常（膜电位指线粒体内外的电位差）是线粒体功能障碍的一个迹象；此外，“线粒体自噬缺陷” 也是一个迹象 —— 比如线粒体膜电位已经丧失，但自噬机制没有被激活。简单来说，自噬机制本应识别出膜电位异常的线粒体，将其包裹并清除，但如果这个过程出现问题，就会导致功能异常的线粒体堆积。
还有一种情况是蛋白质在线粒体表面及内部的堆积。比如，我读博士期间所在的实验室曾发表过一篇综述，探讨 “蛋白质毒性”—— 即线粒体膜（尤其是外膜）上异常堆积过多蛋白质，这些蛋白质还可能进入线粒体基质。如果大量功能异常的蛋白质（可能是错误定位的蛋白质，本应去细胞其他部位执行功能，却误进入线粒体并附着在上面）堆积，会导致线粒体上的正常功能蛋白质无法正常相互作用，或因异常蛋白质过多而影响整体功能。这种蛋白质堆积引发的 “蛋白质毒性”，也会导致严重的线粒体功能障碍。
此外，线粒体自身的物理损伤也会引发功能障碍，比如过量活性氧（ROS）的产生。活性氧是一类具有潜在破坏性的分子，会破坏线粒体的不同结构，损害其化学完整性。但这里需要特别注意 “过量” 二字 —— 因为线粒体也会产生适量活性氧用于细胞信号传导，并非出现少量活性氧就意味着线粒体异常，只有当活性氧过量（即 “氧化应激”）时才会造成损伤。
另外，钙缓冲功能异常等也会导致线粒体功能障碍。这类原因还有很多，我就不一一细说了，如果你想了解更多，我们可以再补充。
不，我觉得这些已经很有意义了 —— 能了解线粒体和细胞内可能出现的分子层面问题，以及这些问题如何导致线粒体功能障碍，非常有趣。不过，或许我们可以退一步，从更宏观的角度问一个问题：一个人为什么会在某些组织的细胞中，甚至全身细胞中出现线粒体功能障碍？目前已知哪些因素可能触发线粒体功能障碍？我们能否结合之前提到的细胞内机制，解释这些因素是如何通过这些机制引发问题的？
触发因素有很多，刚才提到的过量活性氧就是其中之一。另外，遗传因素也很重要：有些人天生就存在线粒体功能障碍，程度各不相同 —— 严重的可能会影响身体正常发育，轻微的则可能在特定情况下才表现出来。
我曾与一些确诊线粒体疾病（如 MELAS 综合征、MERRF 综合征等）的人交流过，这类疾病虽不常见，但确实由遗传因素导致 —— 通常是某个基因缺失或突变，最终导致线粒体无法正常工作。
（打断）我们能先停在这里吗？你能描述一下这类遗传性线粒体疾病的典型表现吗？
具体表现因疾病类型而异，但通常会出现一些共性症状。比如脂肪酸堆积 —— 观众可以理解为：我们从食物中摄入的脂肪分子，或脂肪细胞释放的脂肪分子，会在细胞内堆积，最终导致细胞出现各种问题。我知道你做过很多关于胰岛素抵抗的内容，而脂肪酸堆积就是胰岛素抵抗的一个重要诱因。
此外，这类疾病还可能导致细胞凋亡（程序性细胞死亡）。如果凋亡发生在肝脏、大脑、眼睛等器官组织中，就会影响相应器官的功能 —— 因为任何含有线粒体的组织，都会在不同程度上受到这类疾病的影响，只是某些组织对线粒体的依赖程度更高（不同组织的代谢灵活性不同，这点我们就不展开了）。
在遗传性疾病中，亨廷顿舞蹈症、阿尔茨海默病等也与线粒体功能障碍有关 —— 这些疾病会导致功能异常的蛋白质在线粒体上堆积。比如亨廷顿舞蹈症，已知有一种与疾病相关的 “亨廷顿蛋白” 会在线粒体上堆积，阻碍线粒体正常功能；阿尔茨海默病也是如此。
但需要明确的是：我并不是说所有疾病都与线粒体有关，也不是说阿尔茨海默病的病因完全是线粒体问题。这里插一句：我发现研究人员在谈论自己的研究领域时，很容易把各种问题都归因于自己研究的方向，我不想这样 —— 阿尔茨海默病有已证实的明确致病机制，但线粒体功能障碍确实会通过一些共同机制，参与这些疾病的发生发展。以上就是一些例子。
好的，谢谢。那我们回到刚才的话题：除了遗传因素，有没有哪些我们自己可以控制的行为（做或不做），会影响线粒体健康或导致线粒体功能障碍？目前已知哪些饮食、生活方式或其他暴露因素，会通过上述机制影响线粒体功能？
比如刚才提到的过量活性氧导致的氧化应激 —— 哪些我们可以自主调控的暴露因素或生活方式，会引发氧化应激并进而导致线粒体功能障碍？
当然有。我会先讲两个主要因素，再补充一些次要因素，这些因素都会影响活性氧的产生（尤其是过量产生）。
为了让观众更清楚，我先简单描述一下线粒体关键部位的结构，然后结合两种可干预的行为来解释问题。
线粒体有两层膜，我们重点看内膜：内膜上镶嵌着 5 种主要蛋白质（有时研究人员会重点关注其中 4 种）。不用深入生化细节，核心是：有一种蛋白质负责 “底物传递”—— 这里的 “底物” 指的是我们从营养中获取的物质（如脂肪细胞释放的脂肪、血液中的葡萄糖等）。这些底物会传递到第一种蛋白质上，然后引发一系列连锁反应（这组蛋白质被称为 “电子传递链”），最终产生能量。
如果细胞对能量的需求不高，但底物供应过多，就会出现 “电子泄漏”，进而导致活性氧产生量远超正常水平。想一下这种场景：我们能通过哪两种行为来解决这个问题？一是减少底物供应，二是创造 “代谢消耗” 以快速消耗 ATP，让线粒体有 “理由” 产生更多 ATP（而非产生过多活性氧）。
第一种行为是饮食控制。具体饮食细节可以后续展开，但最关键的是避免 “过量进食”—— 如果长期过量进食并导致体重增加，就会引发大量氧化应激，最终导致多种疾病；第二种行为是增加 ATP 消耗，其中最有效的方式与肌肉相关 —— 运动是强大的 “代谢消耗源”，能消耗大量 ATP。
我记得在硕士阶段的生物能学课程中，教授说过：普通人每天大约消耗 40 千克 ATP，而在进行高强度运动（如马拉松）时，ATP 消耗量会翻倍，达到 80 千克。想象一下，这种能量需求会 “促使” 线粒体消耗大量底物来产生 ATP，而非将底物转化为活性氧。
需要提醒观众的是：细胞内的这些过程并非 “有意识的选择”，而是一系列生化反应的结果 —— 我刚才说 “线粒体决定如何分配底物”，只是为了便于理解，实际并非如此。
以上是两个主要因素，其他因素我们可以再详细说明。
*为了让观众更清楚，也结合我之前做过的视频内容，我再补充一下：当我们长期过量摄入热量时，身体会先将多余热量储存在全身的皮下脂肪组织中 —— 皮下脂肪组织是长期储存脂肪的 “安全场所”。但如果持续增重，皮下脂肪组织最终会 “满负荷”，无法再扩张储存更多脂肪。此时，身体就会被迫将多余热量储存在其他组织中：我们摄入的脂肪，或由碳水化合物转化的脂肪，会进入本不适合长期储脂的部位，比如腹腔内的内脏脂肪，以及 “异位脂肪储存”—— 即脂肪储存在完全不具备储脂功能的器官中，典型例子包括肌肉组织，以及胰腺、肝脏等器官。
你刚才描述的是不是这种情况：当我们超过 “个人脂肪阈值”（即皮下脂肪无法再有效储存脂肪）后，脂肪分子会在肝脏、肌肉细胞等组织中堆积，成为你所说的 “过量底物”，进而影响线粒体正常功能，导致活性氧产生增加，也就是我们常说的 “氧化应激”？*
对，你的描述非常准确。
正因为如此，我的下一个问题与此直接相关：有没有证据支持这种机制 —— 即肌肉组织中之所以会堆积脂肪，是因为身体无处可存（皮下脂肪已满），但仍持续进食，导致脂肪进入肌肉细胞并堆积，进而引发线粒体功能障碍和活性氧过量产生？还是说，也有证据表明 “线粒体功能障碍可能先出现，进而导致肌肉细胞脂肪堆积”？你怎么看？
这可能取决于具体疾病状态或情况：有时是营养过量影响线粒体，有时则是线粒体功能异常先出现，进而导致营养物质堆积。
我可以举一项多年前读过的研究：研究人员使用功能完全正常的健康线粒体，为其添加不同类型的脂肪 —— 脂肪总量相同，但种类不同。结果发现，添加不饱和脂肪酸时，线粒体表现出 “良好状态”（线粒体的形态会发生显著变化，从线性有序变为高度碎片化，而不饱和脂肪酸会使其维持更健康的形态）；但当添加某种饱和脂肪酸（需要说明的是，饱和脂肪酸有很多种，其中最常见的是棕榈酸，因此研究选择了棕榈酸）时，即使浓度相同，线粒体也会突然产生大量氧化应激，多种应激酶被激活，最终细胞因损伤而死亡。
这项研究至少证明：某些营养分子（如棕榈酸）会直接影响线粒体，导致其损伤。但我不想说 “一定是营养因素导致的，不可能有其他原因”—— 也存在反向因果的可能，这一点需要保持开放态度。
我很认同你刚才的观点：即使一个人的肌肉或肝脏线粒体原本功能正常，一旦超过个人脂肪阈值，皮下脂肪无法安全储脂，脂肪就会进入其他组织（如肌肉细胞、肝细胞），过量底物（过量脂肪酸，可能还有过量葡萄糖）本身就会导致线粒体功能障碍；但同时，其他因素也可能先引发线粒体功能障碍，进而加剧细胞内脂肪堆积。我的总结对吗？
完全正确。
在这个背景下，我想再深入聊一个话题 ——“组织特异性”。比如脂肪细胞，显然它具备处理大量脂肪的能力：但凡在显微镜下观察过这些细胞的人都知道，打个比方，你看另一种细胞类型，比如巨噬细胞 —— 它只是免疫系统中的一种细胞类型，体积非常小。而相比之下，脂肪细胞的体积就大得多了， 所以，和大多数其他细胞类型相比，脂肪细胞的个头堪称 “巨大”。而且，脂肪细胞内部几乎被一个巨大的脂肪滴填满，看起来都快撑破了。这个脂肪滴的形态是甘油三酯，和黄油中的脂肪形态类似。
很明显，脂肪细胞中大量堆积脂肪不会导致线粒体功能障碍，但在肌肉细胞或肝细胞中，少量脂肪堆积就可能造成严重破坏，包括损伤线粒体。你能对此发表一下看法吗？
当然，我有一个很好的例子，能说明线粒体与肌肉中脂肪的关系，这也和你之前提到的 “异位脂肪” 有关。
肌肉细胞中也会出现 “脂滴”（即包裹脂肪的囊状结构）。对于经常运动的高强度训练者来说，肌肉组织中会逐渐形成一些脂滴，但这些脂滴与线粒体的位置关系非常有趣：这些脂滴位于细胞深处（具体是 “肌原纤维间”，不用纠结术语细节），而线粒体就紧邻这些脂滴。研究认为，这种布局是为了让脂滴中的脂肪酸能更高效地传递给邻近的线粒体（供其利用产生能量）。
另一方面，对于重度糖尿病患者或肥胖人群，他们的肌肉细胞中也会出现脂滴堆积（这与异位脂肪相关），但这些脂滴通常位于细胞表面，且往往与更严重的胰岛素抵抗相关。
同样是肌肉组织中的脂滴堆积，仅因脂肪的位置以及与线粒体的关系不同，就导致了两种完全不同的健康结果 —— 我第一次看到这项研究时，觉得非常有趣：细胞内脂肪的位置和线粒体的关系，会直接影响健康状态。
再回到你提到的脂肪细胞：脂肪细胞内有一个巨大的脂滴，为什么线粒体在脂肪细胞中不会因脂肪堆积而出现问题？这里就涉及脂肪细胞的亚型，比如白色脂肪和棕色脂肪 —— 棕色脂肪与线粒体的关系非常密切（能通过线粒体产热），而白色脂肪则不然。这部分机制十分复杂，但核心是：线粒体如何根据所在细胞的环境、周围脂肪的状态做出不同反应，这一领域仍有很多待探索的空间。
那么，是否可以这样理解：以耐力跑运动员为例，其肌肉细胞中脂肪的堆积是一个 “精心调控” 的过程 —— 细胞察觉到身体反复需要大量能量，于是 “主动” 在 线粒体 附近形成少量有计划的脂肪滴；而对于那些逐渐出现胰岛素抵抗、糖尿病且长期过量进食的人来说，脂肪在肌肉细胞中的堆积更像是 “意外沉积”，细胞是被迫应对这些多余脂肪的，而非主动调节？这样的理解是否合理？
我就是这么认为的。当然，具体机制还需要咨询专门研究这类现象的科研人员，但我的判断是：你的理解完全正确。
马拉松运动员或耐力运动员通常体脂率不高，其脂肪细胞释放的脂肪需要经过较长路径才能到达肌肉组织，因此肌肉细胞会在 线粒体 附近形成脂滴，以便快速供能；而对于肥胖人群，脂肪组织中的脂肪 “交换异常”—— 脂肪细胞仿佛无法留住脂肪，不断将其释放到血液中，导致血液中甘油三酯水平升高，进而堆积到肌肉等瘦组织中（这种情况可能也会发生在其他瘦组织中，不局限于肌肉，这是我目前了解到的情况）。
此外，还有一些关于免疫细胞的有趣研究：肥胖人群的脂肪细胞周围会聚集大量免疫细胞，这些免疫细胞会摄取脂肪。目前尚不清楚这些免疫细胞如何处理摄取的脂肪，但我的假设（虽然我不会去验证）是：免疫细胞可能在帮助氧化这些脂肪 —— 如果这一假设成立，那将是一种非常有趣的共生关系。
好的。那我们再来聊聊你之前提到的 “ATP 消耗” 这一环节。假设肌肉中已有部分脂肪堆积，此时即使只是每天长时间散步，肌肉细胞也需要产生更多 ATP。根据你的描述，运动的一个积极作用是：能消耗细胞中堆积的底物（如葡萄糖、脂肪酸），且这种消耗方式产生过量活性氧的可能性更低。我的总结是否准确？
准确。而且，运动带来的益处中，有一些是单纯通过饮食调整无法（或难以）实现的。
简单补充一点生物化学知识：ATP（三磷酸腺苷）会转化为 ADP（二磷酸腺苷）——“三磷酸” 指含有 3 个磷酸基团，“二磷酸” 指含有 2 个磷酸基团，ADP 还可以进一步转化为 AMP（一磷酸腺苷）。从 ATP 到 ADP，再到 AMP 的过程，会产生强烈的细胞信号，这种信号会影响一种如今被广泛熟知的蛋白质 ——AMPK（腺苷酸活化蛋白激酶），它与自噬（细胞清除受损成分的过程）密切相关。
AMPK 之所以叫这个名字，是因为运动时 ATP 大量消耗，产生的 ADP 一部分会转化为 AMP（当然，ADP 也可以再转化回 ATP，这是另一个过程）。随着 AMP 和 ADP 水平升高，AMPK 会被激活；而被激活的 AMPK 会对另一种蛋白质 ——PGC-1α（过氧化物酶体增殖物激活受体 γ 辅激活因子 1α）产生重要影响。
我保证不会再罗列更多蛋白质名称了，核心是：PGC-1α 是最强效的 “线粒体生物发生因子”—— 这种蛋白质在运动的刺激下大量激活，进而促使细胞产生更多线粒体。
简单来说：运动（即使是 30 分钟、1 小时或几小时，相对于 24 小时一天而言是 “短期” 的）会造成一种 “能量应激”——ATP 骤降、AMP 和 ADP 显著升高，这种应激会触发细胞启动 “线粒体生成程序”，产生更多线粒体。这样一来，细胞后续产生 ATP 的能力会增强，应对下一次运动的能力也会逐步提升，形成一种 “累积效应”。这是运动特有的优势，饮食调整很难达到同样效果。
*谢谢解答。那我们总结一下这部分内容：目前有一点非常明确 —— 如果人们长期过量摄入热量，一旦超过 “个人脂肪阈值”，葡萄糖和脂肪酸就会在肌肉细胞、胰岛 β 细胞、肝细胞等组织（大脑可能也是一个重要靶点）中堆积。
这种堆积会直接导致两个后果：一是 线粒体 无法及时代谢所有脂肪，这已被证实与这些组织的胰岛素抵抗相关；二是细胞内底物供应过剩，会通过增加过量活性氧的产生，间接导致线粒体功能障碍。
因此，从中能得出的结论很明确：首先，要通过合理饮食避免长期过量摄入热量 —— 这可能是所有人维护健康最重要的方式之一，确保摄入热量不超过总能量消耗；如果体内脂肪已超过 “个人脂肪阈值”，则应采取措施减少多余脂肪。
其次，要坚持运动 —— 运动能增加 线粒体 对 ATP 的需求，让 线粒体 更 “高效运转”（因为 ATP 需求大，底物会更多用于产生 ATP，而非转化为过量活性氧），既能维护现有 线粒体 的健康，又能通过 ATP 消耗的信号刺激产生新的 线粒体。
换句话说，如果规律运动，肌肉细胞中的线粒体数量会增加，对吗？*
完全正确，而且增加幅度会非常显著。
*我们可以把这个逻辑闭环再梳理一下：你之前提到，在细胞培养实验中，研究人员可以通过测量线粒体的耗氧率来检测其功能是否正常、是否存在功能障碍。而在人体层面，我们也有类似的 “检测方法”—— 比如去实验室测量最大摄氧量（VO? max）。
是否可以这样理解：如果我们保持健康的生活方式（维护线粒体健康），并通过运动增加线粒体数量，那么这正是我们提升最大摄氧量的核心机制？*
没错。我会把最大摄氧量看作 “人体线粒体功能的一个间接指标”，但需要明确：它并非只反映线粒体功能 —— 一个人最大摄氧量低，可能不是因为线粒体功能异常，而是因为肺部问题、心血管问题等其他因素。所以不能简单划等号。
但如果排除其他健康问题，最大摄氧量与线粒体功能确实存在明确关联：我们吸入氧气，氧气进入红细胞后被输送到全身组织，最终进入 线粒体 用于能量生成。因此，二者的关联是毋庸置疑的。
*好的，感谢澄清。这样理解确实很有趣：最大摄氧量高，意味着整个身体系统运转良好 —— 呼吸系统能有效吸入氧气、排出二氧化碳，心血管系统能高效运输氧气，肌肉组织则能有效利用氧气（通过 线粒体 产生运动所需能量）。
那我们接下来聊聊其他与线粒体健康相关的因素。之前我们讨论过：细胞内底物过量堆积，或因久坐导致能量需求过低，都会引发线粒体功能障碍。但还有其他一些因素也被认为与线粒体健康相关，我想听听你的看法。
比如，在我前两个视频中，我提到了 “光”—— 近红外光可能直接作用于 线粒体；还提到了黑巧克力（可可）作为多酚来源，其抗氧化特性可能有助于改善线粒体功能。类似的例子还有很多：某些 “有益暴露” 可能帮助维持线粒体正常功能，而某些 “有害暴露” 则可能直接导致其功能障碍。你之前也提到过，像棕榈酸这样的脂肪酸，如果在细胞内堆积，就可能导致线粒体功能障碍。
首先，你如何看待这类因素在 “维护线粒体健康” 整体框架中的作用？其次，你还有其他类似的例子可以分享吗？*
好的，我原本没打算提红光或近红外光，但我确实也关注过这一领域。不过，我对这类研究始终保持一定谨慎 —— 因为这类研究很难设置完美的对照实验。
但抛开对照问题不谈，确实有不少研究表明：红光或近红外光会对线粒体产生影响，似乎能提高线粒体的效率。目前具体机制仍在研究中，已知它会作用于我之前提到的 “内膜上的 5 种蛋白质”（可能直接影响其中几种）；此外，它还可能影响 “线粒体逆行信号传导”—— 就像运动导致 ATP 水平变化会被整个细胞感知一样，红光对线粒体的影响也会通过信号传导作用于细胞的多个层面。
至于多酚（以及水果、蔬菜等富含抗氧化剂的食物），它们通常对线粒体有益。更具体地说，如果其他因素导致细胞出现氧化应激，这些抗氧化剂就能起到 “缓解应激” 的作用，好比 “给燃烧的火焰降温”。
还需要补充的是：运动的另一个好处是，它能通过活性氧的适度产生，刺激线粒体激活自身的 “内源性抗氧化系统”—— 这也是运动特有的优势之一。
其他能想到的因素，除了 “避免过量进食” 和 “坚持运动”，还包括：
这是一个非常具体的场景，但核心启示是：降低动脉粥样硬化风险、维护心血管健康，也是维护线粒体健康的重要方式。而且巧合的是，维护心血管健康的措施（如健康饮食、规律运动），往往也能直接改善线粒体功能。
*我还有一个疑问：在不同疾病中，线粒体功能障碍的表现是否相同？比如，文献中会提到：胰岛 β 细胞（无法分泌足够胰岛素）、胰岛素抵抗的肝细胞和肌肉细胞中，存在线粒体功能障碍；在神经退行性疾病的某些脑区，也能观察到线粒体功能障碍。
那么，这些线粒体功能障碍是否 “本质相同”，只是受影响的组织不同（进而导致该组织病变）？还是说，不同组织存在 “特异性的线粒体功能障碍”？我们目前对这一点有清晰的认识吗？*
需要说明的是，以下是我的 “基于现有知识的推测”—— 我并未深入研究过 “不同疾病 / 组织中的线粒体功能障碍是否存在差异”，因为相关研究通常将其作为一个 “整体概念” 提及（如 “线粒体功能障碍与阿尔茨海默病、糖尿病、癌症相关”），而非细分差异。
但根据我的判断，不同疾病、不同组织中的线粒体功能障碍，很可能存在显著差异。最有力的证据来自遗传学研究：以亨廷顿舞蹈症为例，其相关的线粒体功能障碍主要源于 “异常蛋白质堆积”；而肥胖相关的线粒体功能障碍，大多与遗传无关，更多是 “底物过量” 或 “久坐” 导致的（比如活性氧增多、线粒体数量减少、线粒体自噬功能下降等）。
因此，即使不深入查阅具体研究，我也认为：不同组织、不同疾病中的线粒体功能障碍，其机制和表现是不同的。
如果观众现在对自己的线粒体健康产生好奇，想知道自己是否存在线粒体功能障碍 —— 有没有相关检测可以做？如果没有，有没有一些 “信号” 能帮助人们大致判断自己的线粒体状态？
确实有一些检测方法，但优劣不一。有些公司会检测线粒体相关蛋白质（比如我之前提到的内膜上的 5 种蛋白质）的总量，但我认为这种检测无法有效反映线粒体的 “功能状态”—— 它只能告诉你 “有多少这类蛋白质”，却无法说明这些蛋白质是否能正常工作。
不过，梅奥诊所（Mayo Clinic）有更专业的检测 —— 但这类检测并非 “随时可做”，需要医生开具处方或转诊：他们会进行大规模基因检测，针对性分析与线粒体疾病高度相关的基因，查看是否存在突变，进而判断是否存在遗传性线粒体功能障碍。
但还需要注意一点：正如你之前提到的 “组织特异性”，检测样本（如皮肤细胞、成纤维细胞甚至肌肉细胞）的结果，无法完全代表全身细胞的线粒体状态 —— 这是这类检测的固有局限性。
总的来说，目前并没有 “易于获取” 的线粒体功能检测方法。我们之前提到的 “最大摄氧量” 可以作为一个间接参考，但它与线粒体功能并非 “一一对应”。
除此之外，如果有人愿意参与科研项目，或许可以通过志愿者身份获得检测机会，但对于普通人来说，目前确实缺乏便捷、准确的检测手段。
我其实认为，这一点也在一定程度上 “阻碍了相关研究的推进”。比如，在干预性研究中（我之前做过不同饮食暴露的临床干预试验），我们很少将 “肌肉或肝脏线粒体功能” 作为终点指标 —— 因为检测难度太大。
这也是为什么，目前关于线粒体功能障碍的 “因果关系”（如 “先有鸡还是先有蛋”）的证据仍不够充分、存在争议 —— 我们缺乏长期纵向干预研究，无法明确 “线粒体初始状态如何”，以及 “摄入巧克力、西兰花或鸡蛋后，线粒体状态发生了怎样的变化”。
当然，这一领域还有很多未知，但我希望通过这次对话，大家能明确一点：线粒体对细胞正常功能（进而对全身健康）至关重要，这一点是毋庸置疑的。
而且，目前已知的 “维护线粒体健康的因素”，与我们熟知的 “维护整体健康、预防慢性病的因素” 高度一致：
这里的 “活动” 不仅指正式的运动（如跑步、力量训练），还包括 “减少久坐时间”—— 已有明确证据表明，连续久坐 4 小时对健康不利。因此，即使是工作间隙起身散步、做几个深蹲，也很可能对线粒体健康有益，进而长期改善代谢健康和整体健康。
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Edit:2025.08.19
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