体育《细胞》：运动10分钟左右就能让身体近10000个分子大变样！科学家首次全面分析运动在分子水平对人体的影响，破解运动有益健康之谜
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生命在于运动 。
我们都知道运动有益健康 ， 例如能提高免疫力、增强心肺功能、改善认知能力以及调节身体代谢水平等[1] 。 除了上述好处之外 ， 急性运动测试之后 ， 检测身体的各项指标 ， 还可以发现一些隐匿在我们身上的疾病[2 ， 3] 。
不过 ， 对于运动究竟是如何给人体带来这么些好处的这个问题 ， 目前还没有人能从分子层面上把问题说清楚 。
今天 ， 由斯坦福大学医学院Michael P. Snyder和Francois Haddad领衔的研究团队 ， 在顶级期刊《细胞》杂志发表重磅研究成果[4] 。
他们从蛋白组学、代谢组学、脂质组学和转录组学层面 ， 分析了志愿者在跑步机上运动（约8-12分钟）之前和之后近18000个分子的变化 。
他们发现 ， 在运动之后的1小时之内 ， 近10000个涉及能量代谢、氧化应激、炎症、组织修复、生长因子反应 ， 以及各种调节途径的分子 ， 发生了剧烈的变化 。 对于已经出现胰岛素抵抗的人而言 ， 他们在运动后免疫反应会受到抑制 。 此外 ， 他们还发现了参与心肺运动反应的生物通路 。
据了解 ， 这也是科学家首次如此全面地分析运动在分子水平上对人体的影响 。
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该图片由TheOtherKev在Pixabay上发布
为了完成这项研究 ， 研究人员招募了36名志愿者 。 这些志愿者年龄在40到75岁之间 ， BMI为28.4 ， 其中58%是男性 ， 有部分志愿者出现了胰岛素抵抗 。
这些志愿者在经过一晚的禁食之后 ， 在跑步机上完成运动心肺功能测试（CPX）[5]（实际完成时间是6-18分钟） 。 Snyder团队会在志愿者运动之前 ， 以及运动后的2分钟、15分钟、30分钟和60分钟的时间节点上 ， 分别采集血样并保存 。 其中有14名志愿者在研究之后的第二天 ， 又各自提供了一份血液 ， 以作为空白对照 。
采集完血样之后 ， 研究人员就开始了紧锣密鼓地检测分析 。 他们对每个样本进行了深入的多组学分析 ， 包括血浆的蛋白组学、代谢组学、脂质组学和外周血单个核细胞（PMBCs）的转录组学 。
最终一共涉及17662个分子 ， 其中包括15855个转录子 ， 260个来自于非靶标分析的蛋白质 ， 109个靶标蛋白质 ， 728个代谢物和710个脂质 。
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实验设计流程
初步分析显示 ， 运动让9815个分子的水平在运动前后发生了变化 ， 而且这种变化与运动后的时间密切相关 。
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不同时间、不同组别分子的变化情况
紧接着 ， Snyder和他的同事又分析了运动在分子水平上对人体影响的个体性差异 。 他们发现 ， 以靶标蛋白为参考 ， 在基线时 ， 差异最大的分别是脂质、代谢物、蛋白质和转录组 ， 分别是62.0%、46.2%、38.9%和26.9% 。 运动之后 ， 差异大小的顺序变成蛋白质、代谢物、转录组和脂质 ， 分别是36.8%、32.1%、27.7%和17.0% 。
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运动影响个体间的差异
随后 ， Snyder团队先分析了运动对脂质、代谢物和蛋白质分子的影响情况 。 他们使用c-means聚类分析 ， 将脂质、代谢物和蛋白质分子分成4个组群：第一个组群的分子在运动后增加 ， 但是迅速恢复到基线水平；第二个组群的分子在运动停止一段时间后增加 ， 然后恢复到基线水平；第三个组群的分子运动后下降 ， 在1小时之内恢复到基线水平；第四个组群的分子在运动后持续减少 。
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