【细胞·代谢】运动时肌肉会产生促进肝脏自噬和代谢获益的因子 —2023-07-10

汇泉湾泳客

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老张退休好几年了，以前他不喜欢运动，每天都躺在摇摇椅上逗鸟，可是最近不知道怎么回事，天天都往公园跑，不是跳广场舞就是甩大鞭。朋友都感觉很反常于是上前询问，结果老张说：“运动的好处实在是太多了，促进新陈代谢，还能保护心脏呢，我以前居然都不知道。”

其实不需要多说，大家也知道运动对身体有很多好处，尤其是随着生活水平的提升、人们观念的更新换代，上了年纪的人往往更加注重养生，多数人都把目光放在了省钱又健康方式——运动。

运动能促进新陈代谢，给全身的代谢带来益处，可是大家有没有想过为什么呢？其中的关键一环是什么？这里我们结合美国西北大学研究团队在《细胞·代谢》期刊上发布的研究，来共同了解一下已经习以为常的运动，它的身上其实有很多秘密。

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一、《Circulation》研究：仅需剧烈运动12分钟，就能带来显著的代谢益处

现在人们的生活节奏都很快，很少有人能每天抽出这么多时间去运动，所以短时间的剧烈运动受到一部分人的青睐。可是因为运动时间的短暂，不少人会怀疑它能不能真的对身体起到代谢的益处。实际上，《Circulation》上发表的一项研究刚好能帮助我们找到问题的答案。

这项研究来自哈佛大学附属麻省总医院，研究者以Framingham心脏研究的数据为基础，对平均年龄53岁的四百多名参与者开展了研究，分析他们在12分钟左右剧烈运动前后时间段，体内588种循环代谢物的水平。

值得注意的是，这项研究从1948年就已经开始，到2021年年底共计包括了3代参与者，正因如此研究者能把目前参与者所使用的相同特性在前几代参参与者身上应用。结果研究者发现从休息到运动高峰，其中的502种循环代谢物水平出现了改变，而且此前已经证明这些代谢物静息水平和心脏病代谢疾病相关。

具体表现在，二甲基胍基戊酸这种和肝病、糖尿病增加风险相关的代谢物下降了18%，而谷氨酸这种与糖尿病、心脏病风险和寿命减少相关的代谢产物则下降了29%。另外脂肪褐变增加了26%、和1-甲基烟酰胺这种和脂解相关的代谢物增加了33%。

对此研究者都没想到仅仅短暂的运动会对代谢物的循环水平产生这么大的影响，要知道我们身体的血管反应、寿命、氧化应激、胰岛素抵抗等关键功能是由这些代谢产物控制的。

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除此之外研究者还表示，不同的代谢物对运动会产生不同的生理反应，这就可能导致为了揭示个体是否健康在血液中会提供独特的信号，而这种现象和通过血液测试确定肝脏、肾脏功能相似：低水平的二甲基胍基戊酸可能代表着更高水平的健康。

所以即便是短时间（12分钟左右）的剧烈运动，身体也能获得非常大的代谢益处，而且目前这种方法能让高血压或是有其它多代谢风险因素人群尽早锻炼，朝着健康的道路大步走。研究者在最后强调，未来将针对运动是如何影响身体的分子基础进行更深入的研究，用已获得的知识揭示运动反应模式的代谢结构。

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二、为什么运动会给全身带来代谢益处？《细胞·代谢》研究：肝脏自噬的启动是重要一环

运动和健康之间其实有很多秘密等着人们发现，比如运动对身体有益，其中机制就很复杂，而有研究却表示：运动给全身代谢带来益处的关键一环就是肝脏自噬的启动。这究竟是怎么回事呢？

这篇文章由美国西北大学研究团队发表在《细胞·代谢》上，研究者先是构建了一组自噬基因ATG7在细胞中特异性低的表达小鼠模型，以此来抑制其肝细胞中的自噬功能。之所以这样做，是因为近年来自噬异常被认为和很多代谢紊乱存在关联，并且既往的研究已经发现，通过氧化应激、能量应激等，运动是能够诱导小鼠或是人类骨骼产生自噬反应的。

并且除肌肉组织外，多项研究也已经表明运动能引起脂肪组织、肝脏等参与代谢调节多个器官的自噬，只不过其中的机制有很多不明确的地方。该研究正是要探索运动能否解锁肝脏自噬的途径以及在全身代谢健康中的作用。

结果研究发现在常规饮食下，小鼠的代谢指标和野生型小鼠相似，只是在同时进行每天50分钟跑步运动、高脂饮食的情况下，7周后两组小鼠的体重虽然相似，但是和野生型小鼠并不相同。也就是说，高脂饮食下模型小鼠的胰岛素敏感性、葡萄糖耐量没有被运动所挽救，运动之所以能改善全身代谢健康，其实是依赖于肝细胞的自噬作用。

比如我们通过体外试验结果可以看出，处于运动状态下的野生型小鼠的血清、血浆都能激活肝细胞自噬，但是当野生型小鼠在休息状态下时，血清和血浆却不能起到同样的作用。这就意味着血液中存在一个开关，它能通过运动开启肝脏自噬途径。

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为了进一步探究，研究者又对小鼠的血进行蛋白组学分析，结果发现了一种由多种类型细胞表达的细胞外基质蛋白——纤维连接蛋白，它的水平在运动后的野生小鼠血液中显著增加，而且血液中纤维连接蛋白的水平受到细胞能量传感器AMPK的调控，运动或许能激活肌肉中的AMPK。

随后研究者又特异性耗竭小鼠肌肉中的纤维连接蛋白。通过跑轮运动，该特异性小鼠血液循环中的纤维连接蛋白水平没有再提升，且这些小鼠相比于野生型小鼠，并没收到运动给全身胰岛素敏感性带来的改善。也就是说在运功的过程中，肌肉释放的纤维连接蛋白对肝脏自噬启动起着很重要的作用。

总而言之具体的机制是，运动时肌肉会分泌纤维连接蛋白，引起血液循环中纤维连接蛋白水平的上升。在即上纤维连接蛋白和肝脏上的α5β1整合素互作和结合，激活了细胞内相关的信号通路，导致启动肝脏自噬，对减少脂肪堆积、肝脏的自噬起到了促进作用。由此可见，肝脏自噬对于运动诱导的代谢效应是有关键作用的。

汇泉湾泳客

三、《Cell Metabolism》研究发现：运动的益处依赖昼夜规律

为了身体的健康，其实生活中很多人都愿意做运动，只不过在开始前很容易产生阻碍，比如自己适合什么运动，到底是晚上运动还是早上运动好？下面我们就针对运动时间来进一步了解相关的知识。

美国加州大学尔湾分校曾在《Cell Metabolism》上发表了一项研究，他们在小鼠研究中发现机体在运动后是怎么以特定的方式在一天的不同时间段产生的不同促进健康信号分子，这样做未来能够在最大限度内让面临2型糖尿病、肥胖症等疾病风险人群，通过运动获得健康好处。

其实既往的研究已经表明，运动时间可能和组织密切配合，以此来促进代谢过程的有效性和连贯性，只是其中引发所需要的全身性协调和代谢适应还缺少全面的了解。而该研究却提供了和能量稳态、睡眠、记忆等相关的各种信号代谢昼夜分布和产生的生理背景。

具体表现研究者以傍晚或者清晨做急性运动的小鼠为对象，开展了一系列实验，同时还收集了肌肉、肝脏、大脑和心脏等血液样本和组织，随后研究者经过质谱分析在每个组织中检测到数百种“激素”信号分子和代谢物。并且还对它们怎么在一天中不同时间运动而发生的改变进行了检测。

汇泉湾泳客

很快研究者就制作了包括多个血清、组织的全局代谢分析，还有后肢肌肉的动静脉取样、整个肝脏取样在内运动代谢图谱，这样不仅能验证运动和时间依赖性信号生物化质的释放和净摄取，还能更深入了解运动是怎么帮助“重新调整”特定组织中错误的昼夜规律，以及组织间是如何相互交流的。由此可见，运动给身体带来的益处依赖于昼夜规律。

要知道这是一项首个总结多个组织时间和运动依赖性代谢的综合研究，其在完善和生成代谢器串扰的系统模型方面是有重要意义的。结果研究者发现，2-羟基丁酸是系统性时间依赖性运动因子，只是还需要更进一步探究这种信号独立或和其它因子共同影响健康的原因。

但不可否认的是，这项研究也有很多局限性：实验的研究对象是小鼠，它虽然和人类有很多共同的生理、行为以及遗传特征，可两者毕竟还是存在着差异。其中就包括小鼠是夜行动物，实验中涉及的运动类型只在跑步机上完成，相比于高强度运动可能会产生不同的结果。

泽雅

    生命在于运动是颠簸不破的真理。

威海杆哥

汇泉湾泳客 发表于 2023-7-15 04:42
很快研究者就制作了包括多个血清、组织的全局代谢分析，还有后肢肌肉的动静脉取样、整个肝脏取样在内运动代 ...

生命在于运动一点不假

868584

好文!分享了!

岸上人

         生命在于运动

汇泉湾泳客

泽雅 发表于 2023-7-15 06:05
生命在于运动是颠簸不破的真理。

谢谢老朋友泽雅长老第一时间关注，点评

汇泉湾泳客

威海杆哥 发表于 2023-7-15 09:13
生命在于运动一点不假

谢谢老朋友杆哥关注，点评

汇泉湾泳客

868584 发表于 2023-7-15 09:49
好文!分享了!

谢谢老朋友868584关注，点评

汇泉湾泳客

岸上人 发表于 2023-7-15 16:36
生命在于运动

谢谢老朋友岸上人关注，点评

威海杆哥

汇泉湾泳客 发表于 2023-7-15 16:49
谢谢老朋友杆哥关注，点评

不客气

刘建华

运动时肌肉会产生促进肝脏自噬和代谢获益的因子——赞！细胞代谢
学无止境

汇泉湾泳客

刘建华 发表于 2023-7-15 18:19
运动时肌肉会产生促进肝脏自噬和代谢获益的因子——赞！细胞代谢
学无止境

谢谢老朋友刘建华版主关注，点评

汇泉湾泳客

威海杆哥 发表于 2023-7-15 16:55
不客气

威海杆哥

威海杆哥 发表于 2023-7-15 09:13
生命在于运动一点不假

多谢邹哥加分给力