Nature：揭示运动对我们有益的分子机制，也许会研发出替代运动的疗法

关键词：运动；健康；Nature

长期以来，人们都知道运动有益健康，但科学家们却一直没有完全解开运动的神奇之处。

最近的研究正逐渐揭开运动在细胞层面发挥作用的奥秘，这些发现或许能帮助我们研发出新的疗法造福更多人、包括不爱运动的人【1】。

研究表明，每周坚持快走 450 分钟可以使寿命延长约 4.5 年；经常锻炼能增强免疫系统，预防癌症、心血管疾病和 2 型糖尿病等慢性疾病。

然而，纽约大学细胞生物学家达芙娜·巴尔-萨吉 (Dafna Bar-Sagi) 指出，尽管我们认识到运动的好处，但运动如何影响细胞层面仍是一个谜团。

科学家们正在解开谜团

过去十年间，科学家们通过一系列严谨设计的研究、描绘了一幅运动过程中人体细胞和分子水平的惊人变化：

• 控制炎症：运动会降低炎症反应。

• 细胞修复：运动促使细胞释放保护性分子，进行自我修复与维护。

• 多器官信号传递：运动促使细胞释放信使分子，在器官和组织之间传递讯息，例如肌肉细胞会向免疫系统和心血管系统发送信号，肝脏也会向大脑传递信息。这些信号的具体作用还有待进一步研究。

• 多组学助力：蛋白质组学、代谢组学等多组学技术的蓬勃发展，让人们跳脱关注单一分子的局限，得以更全面地洞察运动如何影响复杂的分子网络。

除了细胞水平的变化，运动影响我们整个机体

• 耐力运动引发多器官反应：美国国立卫生研究院 (NIH) 投资 1.7 亿美元，开展为期六年的“人体、大鼠运动分子图谱研究”。该项目已经发布了大鼠研究结果，揭示了运动在器官、组织和基因表达层面的影响，以及这些影响存在的性别差异。

• “运动疗法”：这项研究有望帮助科学家开发运动模拟药物或疗法，造福无法运动/不爱运动的人群；也为根据患者的慢性疾病情况，制定个性化的运动处方指明了方向。

运动，刻在人类基因中

• 人类祖先中，擅长于狩猎、采集和劳作者生存概率更高；与此同时，当时生产力低下、持续运动所消耗的能量有助于避免肥胖，从而降低心血管疾病、2 型糖尿病和某些癌症的风险。

• 当代人类已经衣食无忧，运动量远低于人体所需。哪怕是短暂的运动也会触发一系列反应，逆转细胞损伤，强化机体。哈佛大学古人类学家丹尼尔·利伯曼 (Daniel Lieberman) 指出，运动已成为人类生理学的必要重要组成部分。

运动有益健康的生物学证据

科学家们对运动调节的生物学过程的认识逐渐深入：

• 1910 年：发现肌肉运动产生乳酸。

• 1961 年：发现肌肉在运动时释放调节血糖的物质。

• 1999 年：发现多种细胞因子（如白细胞介素-6, IL-6）在马拉松后激增。

• 2000 年：发现 IL-6 在肌肉收缩中产生 ，属于“运动因子”（exerkine）-- 即运动后身体产生的化合物。

复杂而微妙的运动因子

• IL-6 的双重角色：IL-6 的过量表达与肥胖和胰岛素抵抗（2 型糖尿病的标志）有关。但在运动时，它会促进抗炎因子如 IL-10 及 IL-1ra 的产生，减轻炎症和相关危害。科学家认为，每次运动都会激发一种抗炎反应。高强度、长时间、动用大肌肉群的运动（如跑步或骑自行车）会促进 IL-6 的产量。

• 氧化-抗氧化平衡：运动产生的活性氧 (ROS) 一方面会损伤蛋白质、脂质和 DNA。另一方面，它也启动了大量保护性过程，增强了细胞防御能力。

尽管多运动对于改善健康来说是理所当然的事情，但全球约 25% 的成年人没有达到世界卫生组织建议的每周运动水平：150-300 分钟或更多的中等强度运动，例如快走；或 75-150 分钟的剧烈运动，例如跑步。

期待各位读者和我们一起，做一个切实可行的规划：首先确保自己每周足够的运动量，其次协助家人完成这个目标。

让我们一起遥相点赞：运动，使我们更健康！