行業(yè)動(dòng)態(tài)
合理運動(dòng)的好處不勝枚舉,它既能燃燒多余的熱量,令人們的身材更加健美,也可降低心臟病、中風(fēng)和糖尿病等諸多疾病的風(fēng)險,但這一系列過(guò)程是如何發(fā)生的,依舊是一個(gè)未解之謎。
從結果看,運動(dòng)令人更加健康是機體代謝改善的外在表現,究其內因,與控制這些代謝過(guò)程的蛋白干系頗深,因此有科學(xué)家進(jìn)一步向前追溯:運動(dòng)會(huì )直接影響到表達上述蛋白的基因。

運動(dòng),或許改變了我們的基因表達。
改變即刻發(fā)生
經(jīng)由這一線(xiàn)索出發(fā),越來(lái)越多的證據正在浮出水面。
2012 年,《Cell Metabolism 》雜志刊登了一項瑞典卡羅林斯卡大學(xué)醫院的學(xué)者茲爾羅斯及其同事開(kāi)展的一項研究。他們發(fā)現,運動(dòng)在極早期就可影響到肌肉細胞的DNA 。
在該研究中,茲爾羅斯招募了14 名平日并不經(jīng)常鍛煉身體的健康青年男女。要求他們騎行健身腳踏車(chē),達到一定的運動(dòng)量后方可停下。在騎行前后,研究人員采集了受試者四頭肌處的少量樣本用于分析。當然,樣本采集全程在局麻條件下進(jìn)行,并不會(huì )給受試者帶來(lái)痛苦。
借助這些運動(dòng)前后活組織樣本的對比,茲爾羅斯對一系列相關(guān)基因的表達狀況進(jìn)行了研究。結果發(fā)現,運動(dòng)后,相當多的基因被打開(kāi)并激活。在這些基因的作用下,肌肉細胞釋放了大量的酶類(lèi),從而讓肌肉細胞燃燒熱量,并獲得運動(dòng)所需的能量。
茲爾羅斯發(fā)現,這些基因之所以能被激活,是因為DNA 甲基化的程度減弱了。甲基化是一個(gè)表觀(guān)遺傳學(xué)名詞,初聽(tīng)蠻拗口,其實(shí)可以簡(jiǎn)單理解為基因的開(kāi)關(guān),亦即如果DNA 的特定區段附著(zhù)有這個(gè)結構,那么相應的基因表達就會(huì )減弱甚至關(guān)閉。
在某種機制作用下,運動(dòng)使得DNA 上的甲基得以移除,而且茲爾羅斯發(fā)現,運動(dòng)強度越大,甲基移除的效果越好。受試者曾在一周內進(jìn)行過(guò)兩次強度不同的騎行鍛煉,一次強度達到其運動(dòng)極限的40% ,另一次則為 80% ,而后分別提取肌肉活組織樣本進(jìn)行分析,結果不出所料,運動(dòng)更大,甲基化的程度就更弱。
亦有長(cháng)期影響
人的基因組無(wú)比的復雜與動(dòng)態(tài),外界條件發(fā)生改變時(shí),在特定生物化學(xué)信號的作用下,會(huì )發(fā)生相應變化加以因應,F在我們知道,短期運動(dòng)對DNA 甲基化即有影響,那么,長(cháng)期堅持運動(dòng)的話(huà),甲基化水平會(huì )發(fā)生怎樣的變化呢?茲爾羅斯的同事林德霍姆繼續進(jìn)行了探索。這項研究刊載在2014 年 12 月號的《Epigenetics 》上。
研究伊始,林德霍姆同樣招募了23 名健康的青年男女,仍打算利用茲爾羅斯的研究方案。不過(guò),根據此前的一些發(fā)現,當人們暴露于污染物之中或食用了某些食物時(shí),人體一些基因的甲基化水平同樣會(huì )發(fā)生改變。由于此次觀(guān)察的目標是長(cháng)期運動(dòng)對DNA 甲基化的影響,因此必須排除其他混雜因素的影響,以厘清到底哪些改變是由運動(dòng)所致。
林德霍姆想到了一個(gè)巧妙的方法來(lái)克服這一困難:要求受試者單腿騎行,也就是說(shuō)要指定一條腿鍛煉,另一條腿休息。這樣一來(lái),一條腿可被視為實(shí)驗組,另一條則是對照組。鍛煉頻率為每周4 次,每次 45 分鐘,共需持續3 個(gè)月,而后分別進(jìn)行活檢。
毫不意外,受到鍛煉的腿變得更加強壯,但DNA 層面發(fā)生的改變卻更加有趣。林德霍姆檢測了受試者肌肉細胞基因組上逾5000 個(gè)位點(diǎn),除了發(fā)現有些基因的甲基化程度減弱外,還找到有些基因出現了增強。這其中,有很多基因在人體的能量代謝,胰島素反應以及炎癥中發(fā)揮了重要作用。
如果鍛煉終止,那么DNA 甲基化是否會(huì )重回原狀呢,對于這個(gè)問(wèn)題,林德霍姆打算在下一步的研究中加以解決。她提到,盡管運動(dòng)如何改善人體的健康,目前仍沒(méi)有明晰的答案,但這并不妨礙我們先跑起來(lái)再說(shuō)。