運動有益身心健康,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)胞水平上實現(xiàn)這一過程呢?
近日,一項發(fā)表于CellMetabolism期刊上的研究揭示了運動益處背后的機(jī)制。運動——特別是有氧運動中的高強(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。
這項研究的資深作者是梅奧診所的糖尿病研究員SreekumaranNair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。
通過比較運動組的蛋白質(zhì)組學(xué)和RNA測序數(shù)據(jù),團(tuán)隊發(fā)現(xiàn),運動能夠促進(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。但是,這種類型的鍛煉在改善肌肉力量方面效率較低。
雖然這項研究沒有著重提出關(guān)于持續(xù)運動時間或運動類型的建議,但Nair博士說:“如果人們必須選擇一項運動,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,任何運動總比不運動好。
該研究清楚地說明了運動如何增加特定細(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)隊計劃進(jìn)一步研究運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。”
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