跑步短短10分鐘 全身變化這麼多!
2020年06月01日09:39

  你肯定知道運動對身體有很多好處,長期堅持鍛鍊,可以增強免疫和認知、改善心血管功能,至於促進代謝、幫助減肥就更不用說了。但除了長期見效的變化外,運動對代謝和免疫等生理過程的改變還有著很多立竿見影的效果

  斯坦福大學醫學院的科學家們最近開展了一項研究,在一群誌願者運動不久後,對他們身體內發生的事情進行了詳細的綜合分析。研究結果從分子層面揭示出了成千上萬的變化,涉及能量代謝、炎症、氧化應激、組織修復和心血管反應等。研究作者指出,這是迄今為止關於個體化運動測試最全面的分子研究

▲這項研究登上了頂尖學術期刊《細胞》最新一期的封面,圖中每種顏色代表一種分子系統(Image credit: Kexin Cha)
▲這項研究登上了頂尖學術期刊《細胞》最新一期的封面,圖中每種顏色代表一種分子系統(Image credit: Kexin Cha)

  這項研究招募了36名誌願者,年齡在40~75歲,讓他們在跑步機上進行有氧運動。經典的心肺運動測試會通過誌願者戴著的氧氣面罩來測量峰值耗氧量(VO2),也就是一個人在劇烈運動時的最大耗氧量。這是有氧運動能力的一個重要指標,也是醫學上評估健康的金標準。

圖片來源:Pixabay
圖片來源:Pixabay

  不過,Michael Snyder教授帶領的研究團隊想要瞭解信息遠不止最大耗氧量。他們先在誌願者跑步前抽取了血樣,作為與運動後進行對比的參照標準。然後,在誌願者跑了8~12分鐘、達到了峰值耗氧量後,研究人員讓他們從跑步機下來,分別在達到峰值後的2分鐘、15分鐘、30分鐘和60分鐘採集了誌願者的血液樣本

  緊接著,研究人員對這些樣本中的血漿和外周血單個核細胞進行了多組學分析,包括了代謝組、脂質組、免疫組、蛋白質組和轉錄組。“我們可以通過所有這些測量項目來描述鍛鍊之後按時間順序發生的分子事件。”Snyder教授解釋道,“我們知道運動會引起一系列生理反應,比如炎症、代謝和激素波動,但通過(縱向多組學)測量,我們能夠以前所未有的細節描述這些變化。”

▲實驗和分析流程示意圖(圖片來源:參考資料[1])
▲實驗和分析流程示意圖(圖片來源:參考資料[1])

  研究人員測量了數十萬個分子,觀察到運動前後有數千個分子的水平在不同時間發生了變化。他們將這些分子按照運動後的變化趨勢劃分為4類。

  有些分子在停止運動2分鐘後,也就是達到最大耗氧量後不久,就出現了劇烈上升。例如,與炎症反應、氧化應激以及複雜脂質代謝相關的分子。脂肪酸氧化的結果也直觀地告訴我們,短短幾分鍾的劇烈運動結束後,身體正在快速“燃脂”。

  不同的能量代謝分子標記物有不同的變化。鍛鍊結束2分鐘時,血樣顯示,身體通過代謝某些氨基酸來獲取能量。但運動結束15分鐘時,身體轉為代謝葡萄糖獲取能量。身體以糖原作為葡萄糖的儲存形式,“身體分解糖原是運動後修復反應的一部分,因此(糖代謝分子標記物)峰值出現得稍晚。”研究作者解釋。

  有數百種分子的水平會因為鍛鍊而下降,並在鍛鍊結束1小時內會慢慢恢復。而位於這組分子網絡中心的,是瘦素和胃饑餓素這兩種代謝激素。研究人員在論文中指出,“這表明了運動在調節食慾方面的作用”,也可以解釋為什麼剛結束高強度運動後,通常饑餓感會受到抑製。

▲短暫的劇烈有氧運動後,涉及不同生物學過程的數千種分子發生了變化,根據它們的變化可分為四組(圖片來源:參考資料[1])
▲短暫的劇烈有氧運動後,涉及不同生物學過程的數千種分子發生了變化,根據它們的變化可分為四組(圖片來源:參考資料[1])

  在這些誌願者中,有些人有胰島素抵抗,意味著他們的身體無法正常處理葡萄糖。研究人員還比較他們的分子反應與健康誌願者的差異,為理解胰島素抵抗的病理生理學提供新的洞見。“我們看到的一個主要差別是,胰島素抵抗的個體,運動後的免疫應答要弱很多。”Snyder教授說。

  有意思的是,研究人員還意外發現,峰值耗氧量高的參與者,其運動前血樣中的一組分子與有氧能力強顯示出很高的相關性。“這讓我們想到,可以開發一種檢驗方法來預測一個人的健康水平。”這項研究的共同第一作者Kévin Contrepois博士說。

  研究人員介紹,他們已經在開發一種算法,從數千種分子中選出與峰值耗氧量結果高度相關的子集,希望未來可以優化出一種簡便快速又經濟的健康測試方法,客觀地測量一個人的有氧能力,服務於個體化精準醫療。

  “有氧運動能力是衡量壽命的最佳方法之一,因此通過簡單的驗血就可以提供這方面的信息,對個人健康的監測會非常有價值。” Contrepois博士補充道。

  來源:學術經緯

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