發(fā)布日期：2017-03-14
運(yùn)動有益身心健康，這已經(jīng)是一個老生常談的話題了。無數(shù)的研究表明，定期運(yùn)動可以延緩衰老，增強(qiáng)免疫系統(tǒng)，提高認(rèn)知能力，改善睡眠，延長壽命……但是，身體活動如何在細(xì)胞水平上實(shí)現(xiàn)這一過程呢？
近日，一項(xiàng)發(fā)表于Cell metabolism期刊上的研究揭示了運(yùn)動益處背后的機(jī)制。運(yùn)動——特別是有氧運(yùn)動中的高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練（HIIT），如騎自行車和步行，能夠促進(jìn)細(xì)胞為線粒體和核糖體生產(chǎn)更多的蛋白質(zhì)，從而有效地在細(xì)胞水平上延緩衰老。
這項(xiàng)研究的資深作者是梅奧診所的糖尿病研究員Sreekumaran Nair博士。他表示，“在延緩衰老方面中，鍛煉的好處是無法替代的，我們觀察到的這些益處不能由任何藥物完成。”
研究調(diào)查了36名男性和36名女性，并將他們分為兩個年齡組：“年輕”（年齡在18至30歲之間）和“老年”（年齡在65至80歲之間）。
研究人員讓這些參與者分別進(jìn)行三個鍛煉計(jì)劃：
高強(qiáng)度間歇單車訓(xùn)練
通過舉重進(jìn)行力量訓(xùn)練
間歇訓(xùn)練和力量訓(xùn)練組合
研究人員從志愿者的大腿肌肉進(jìn)行活組織檢查，并比較他們與久坐對照組的分子組成。此外，研究人員還評估了瘦肌質(zhì)量和胰島素敏感性。
研究小組發(fā)現(xiàn)，雖然力量訓(xùn)練對于建立肌肉質(zhì)量是有幫助的，不過，高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練在細(xì)胞水平，特別是對線粒體帶來了最大的好處。年輕志愿者進(jìn)行間歇訓(xùn)練顯示線粒體能力增加49％，而老年組的增加了69％。高強(qiáng)度自行車訓(xùn)練有效地扭轉(zhuǎn)年齡相關(guān)的線粒體功能下降。
運(yùn)動，線粒體和衰老
細(xì)胞內(nèi)的發(fā)電廠——線粒體的主要功能是產(chǎn)生能量物質(zhì)ATP。隨著年齡增長，線粒體產(chǎn)生能量的能力逐漸減弱。
通過比較運(yùn)動組的蛋白質(zhì)組學(xué)和RNA測序數(shù)據(jù)，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動能夠促進(jìn)細(xì)胞中那些編碼線粒體蛋白和肌肉生長相關(guān)蛋白的基因產(chǎn)生更多RNA拷貝。
高強(qiáng)度騎自行車方案也促進(jìn)了蛋白質(zhì)合成機(jī)器——核糖體再生。它增強(qiáng)了構(gòu)建線粒體蛋白質(zhì)的能力，這解釋了線粒體功能增強(qiáng)和肌肉增加的效應(yīng)。
增加蛋白質(zhì)減緩衰老
通過體育活動加強(qiáng)蛋白質(zhì)生產(chǎn)十分重要。肌肉細(xì)胞，像腦和心臟細(xì)胞一樣，不會經(jīng)常分裂。這意味著，隨著年齡的增長，它們的功能逐漸下降。正如Nair博士所說：“與肝臟不同，肌肉不容易再生，細(xì)胞會積累很多的損傷。如果運(yùn)動可以恢復(fù)或最小化肌肉細(xì)胞中核糖體和線粒體的惡化，那么在其他組織中也應(yīng)當(dāng)存在相似的機(jī)制。”
除了增加線粒體功能，間隔訓(xùn)練也提高了參試者的胰島素敏感性，降低患糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)。但是，這種類型的鍛煉在改善肌肉力量方面效率較低。
雖然這項(xiàng)研究沒有著重提出關(guān)于持續(xù)運(yùn)動時間或運(yùn)動類型的建議，但Nair博士說：“如果人們必須選擇一項(xiàng)運(yùn)動，我建議高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練，但我認(rèn)為如果他們能做3-4天的間隔訓(xùn)練，然后再進(jìn)行幾天的力量訓(xùn)練，應(yīng)該會更有益。不過，當(dāng)然，任何運(yùn)動總比不運(yùn)動好。
該研究清楚地說明了運(yùn)動如何增加特定細(xì)胞器的產(chǎn)量。這種關(guān)系可能在減緩細(xì)胞衰老中起關(guān)鍵作用。
Nair博士和他的團(tuán)隊(duì)計(jì)劃進(jìn)一步研究運(yùn)動在其他組織類型中細(xì)胞水平的益處。在未來，這些發(fā)現(xiàn)可能有助于減少老齡化的影響。不過就目前來說，劇烈運(yùn)動仍然是促進(jìn)健康最有效的方式。正如Nair博士所說：“有大量的基礎(chǔ)科學(xué)數(shù)據(jù)支持鍛煉對預(yù)防或延緩衰老至關(guān)重要，這是無法取代的。”
參考資料：
Enhanced Protein Translation Underlies Improved metabolic and Physical Adaptations to Different Exercise Training Modes in Young and Old Humans
Exercise prevents cellular aging by boosting mitochondria
來源：生物探索
