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耐力运动引起多器官全身分子反应 精选

已有 2731 次阅读 2024-5-3 05:39 |系统分类:海外观察

耐力运动让全身多个器官产生分子反应。这种反应其实是身体为了适应运动强度,自动做出的一些调整。比如说,当你跑步或者游泳的时候,心脏会跳得更快,帮助血液更快地流动,这样你的肌肉就能得到更多的氧气和营养。这就是一种分子反应,是身体内部在努力让你的运动更顺畅。

同样,你的肺部也会加大工作力度,吸入更多的氧气,然后排出更多的二氧化碳。这也是一种分子反应,帮助你的身体维持正常的呼吸。

总的来说,耐力运动引起的全身分子反应是身体在自我调整、自我适应的过程。这些都是为了让你的身体能够更好地应对运动带来的挑战。所以,当你做耐力运动的时候,不要害怕这些反应,它们其实是你的身体在努力变得更强壮、更健康呢!当然,这些分子反应不仅仅是让你在运动时有更好的表现,它们还有很多好处。比如说,耐力运动可以帮助你提高心肺功能,增强免疫力,降低患心脏病和糖尿病的风险,还能帮助你更好地控制体重。

另外,这些分子反应也有助于改善你的心理状态。运动可以让身体释放出一些有益的化学物质,比如内啡肽和多巴胺,这些物质可以让你感到更快乐、更放松。所以,经常做耐力运动的人往往心情更好,更能够应对生活中的压力。

总的来说,耐力运动引起的全身分子反应是一种非常有益的现象。它们不仅让你的身体更健康、更强壮,还能让你的心情更好、更快乐。所以,如果你想要享受这些好处,不妨多做一些耐力运动,让身体和心灵都得到充分的锻炼和放松吧!

Endurance exercise causes a multi-organ full-body molecular reaction (yyttgd.top)

一项针对雄性和雌性大鼠的研究检查了八周的耐力跑步机训练在其许多器官中诱导的生物分子变化。这些发现为我们的免疫、代谢和压力反应途径提供了许多好处,因为我们适应了运动。

 

问题提出

有相当多的证据表明,习惯性体育锻炼在维持健康和预防心血管疾病、代谢疾病和癌症方面具有益处,对心理健康和免疫功能也有进一步的益处。然而,尽管从身体活动中获得的生理功能得到改善是无可争辩的,但潜在的分子机制却知之甚少.。

大多数关于锻炼的研究仅分析单一时间点和少数组织(如肌肉和心脏)。这些研究限于一种性别,并且只用了一种旨在识别、描述和量化构成细胞和组织形态与功能的生物分子过程的'组学'平台。因此,我们对多个器官和组织对锻炼的整体分子反应和适应的理解存在很大的空白。在机制层面,锻炼如何导致如此广泛的健康益处这一根本问题仍未得到解答。 

为了解决这一复杂问题,美国国立卫生研究院共同基金成立了“体育活动分子转导子财团”(MoTrPAC;https://www.motrpac.org)。MoTrPAC的目标是揭示身体如何适应运动训练的分子网络。研究人员开发了一种逐步耐力运动的大鼠模型,以模拟人类研究,并在八周训练期间的多个时间点收集18种固体组织、血浆和全血的样本。选定的组学平台用于测量成年雄性和雌性大鼠多种组织中转录组(RNA)、表观基因组(染色体上的标记)、蛋白质组(蛋白质)、代谢组(代谢产物)、脂质组(脂质)和免疫组(免疫系统)的时间变化。(图1)。

图片1.png

图1 | 研究设计和免疫系统反应。a,六个月大的Fischer 344雄性和雌性大鼠接受了逐步跑步机训练。在经过1、2、4和8周的训练后,最后一次运动结束后48小时收集组织。同龄的久坐不动的大鼠作为对照。b,各种大鼠器官在第8周训练调控的转录本(假阳性发现率为10%)的免疫途径富集(京都基因和基因组百科全书途径)。三角形的方向表示转录本是被上调还是被下调,颜色代表性别特异性富集(灰色,性别一致;粉红色,女性特有;蓝色,男性特有)。器官缩写:ADRNL,肾上腺;BAT,棕色脂肪组织;CORTEX,大脑皮层;SKM-GN,腓肠肌(骨骼肌);SKL-VL,股外侧肌(骨骼肌);SMLINT,小肠;WAT-SC,皮下白色脂肪组织。图片来源:MoTrPAC研究小组/自然(CC BY 4.0)。

 

对这些生物分子因素的全面收集和分析,以及它们的变化,提供了对运动期间发生的动态适应机制的洞察,可能揭示了与疾病相关的联系,并为科学界贡献了宝贵的数据集和组织库。

这项研究通过跑步机训练识别了跨越广泛组织和组学平台的数千种分子变化。我们观察到共享和特定的器官及细胞反应,以及早期和晚期的时间动态。这些变化包括线粒体变化、热休克反应、免疫调节和组织特异性程序等过程。研究结果表明,潜在的保护效应可能对抗非酒精性脂肪肝病和炎症性肠病等疾病。在一些器官中,包括肾上腺和皮下脂肪,性别特异性的反应非常明显,这强调了在锻炼研究中包含两性的必要性。尽管该研究承认其局限性,但它生成的资源为未来理解与运动相关的分子变化、将发现转化为人类以及探索运动对健康和疾病的影响提供了平台。

 

未来方向

这项研究旨在检验运动训练的适应性效果,因此组织是在一次运动后48小时收集的。其他MoTrPAC研究正在检验同一器官和组织上运动的急性效应。一些适应是许多组织共有的,例如线粒体途径的增加,但大多数分子反应是器官特异性的。我们只检验了一种运动模式——耐力运动——在一个强度(最大摄氧量的70%)下。未来的研究将检验抗阻运动对全身的影响。这项研究仅限于六个月大的大鼠,但已经收集并正在使用相同的多组学平台分析老年大鼠的组织。

当前的分析是在整体组织上进行的,因此无法解决运动训练的细胞后果。未来的研究将需要使用新兴的单细胞组织学分析来检验运动训练时发生的器官特异性细胞变化。研究还将设计以匹配分子反应与生理结果,如改善的葡萄糖稳态和血压调节。——约书亚·N·阿德金斯在美国华盛顿州里奇兰的太平洋西北国家实验室,苏·C·博丁在美国俄克拉荷马州俄克拉荷马城的俄克拉荷马医学研究基金会。



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