运动有助于降低脂肪肝风险的新发现

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1590次浏览发布时间：2024-05-03 19:02:12

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运动对健康的好处是众所周知的，但最新研究显示，身体对运动的反应比先前想象的更为复杂和深远。一项研究中，美国的科学家团队对老鼠展开了研究，发现体力活动会导致这些动物的19个器官发生多种细胞和分子变化。

运动有助于降低多种疾病的风险，但科学家对于运动如何在分子水平上改变身体尚不完全了解。现有研究大多集中在特定器官、性别或时间点上，并且仅包含一两种数据类型。

为了深入了解运动的生物学原理，体力活动分子传感器联盟（MoTrPAC）的科学家们运用一系列技术在实验室中研究大鼠进行数周激烈运动时的分子变化。这些研究成果已在《自然》杂志上发表。

一组研究人员进行了动物器官研究，比如心脏、大脑和肺等。他们发现，每个器官都会因运动而产生变化，从而支持身体调节免疫系统、适应压力，并调控与炎症性肝病、心脏病和组织损伤相关的通路。

这些数据揭示了许多不同人类健康状况的潜在线索；比如，科研人员发现通过运动可以减少肝脏中的脂肪含量，这对于研发非酒精性脂肪肝的新疗法可能会有所帮助。

科研团队希望他们的研究成果将来能够被用来根据个人的健康状况定制运动方案，或者研发模拟身体活动效果的治疗手段，以帮助那些无法进行运动的人群。他们已着手对人体进行研究，以探索运动对分子层面的影响。

2016年推出的MoTrPAC项目，集结了来自麻省理工学院、哈佛大学博德研究所、斯坦福大学、美国国立卫生研究院等机构的科学家。该项目旨在揭示运动对健康的益处生物过程。Broad项目最初由Broad蛋白质组学平台高级总监Steve Carr提出；Clary Clish为Broad代谢组学平台高级总监；Robert Gerszten为博德研究所高级准会员，同时也是贝斯以色列女执事医疗中心心血管医学主任；杜克大学营养学教授克里斯托弗·纽加德也参与其中。

这项研究的共同第一作者是研究开始时在博德大学卡尔小组担任博士后研究员的皮埃尔·让-贝尔特兰（Pierre Jean-Beltran），以及在斯坦福大学的大卫·阿马尔（David Amar）和妮可·盖伊（Nicole Gay）。考特尼·丹尼斯和朱利安·阿维拉是克里什小组的研究人员，也是本文的合著者。

团队已将所有动物数据上传至在线公共数据库。科学家可以通过该网站下载关于雌性大鼠在跑步机上运动八周后肺部蛋白质发生丰富变化的数据，或者有关雄性和雌性大鼠各器官对运动的RNA反应数据。

全身分析

展开如此大规模且详细的研究需要精心的计划。“克里什表示，所有参与该研究的实验室都必须做好充分的协调。”

MoTrPAC团队与艾奥华大学卡夫医学院的苏·博丁合作，他们在动物进行了为期八周的训练后收集了组织样本。MoTrPAC团队的其他成员将这些样本分发给不同的实验室：卡尔团队负责蛋白质分析，克利什团队研究代谢物等。这些实验室将会对几乎相同的样本进行检查。

卡尔团队的计算科学家娜塔莉·克拉克表示：“很多大型研究只探讨其中一两种数据类型，但我们进行了多个不同实验，从同一机构中获得综合解析，让我们更全面地了解各种分子层如何促进运动反应。”

这些研究团队进行了将近 10,000 次的检测，对血液和 18 种实体组织进行了大约 1500 万次的测量。他们的研究发现，运动对成千上万个分子都会产生影响，其中以肾上腺的变化最为显著。肾上腺能够释放控制免疫、新陈代谢以及血压等多个重要过程的激素。研究人员还观察到了几个器官在性别方面存在差异，特别是与免疫反应随时间变化有关的方面。大多数女性独有的免疫信号分子在接受训练一到两周后就表现出水平的变化，而男性的免疫信号分子则需要经过四到八周的训练才会显示出差异。

一些反应在不同性别和器官之间是一致的。例如，研究发现，细胞在压力下产生热休克蛋白时，调节方式是相同的。然而，其他观察针对不同的组织。令他们惊讶的是，卡尔团队的研究发现，线粒体蛋白的乙酰化和影响能量储存的磷酸化信号都有所增加，这两种信号都会在运动过程中在肝脏中发生变化。这些变化可帮助肝脏减少脂肪含量，并通过运动预防患病，这也可能成为未来治疗非酒精性脂肪肝的研究人员的重要目标。

尽管肝脏不直接参与运动，但它依然会发生有助于改善健康的变化。没有人推测在进行运动训练后我们会看到肝脏中发生的乙酰化和磷酸化变化，”Jean-Beltran 表示。“这显示了我们部署各种不同的分子模式的重要性——运动是一个非常复杂的过程，而我们只能见到其中很小一部分。”

卡尔团队的高级组长，同时也是这项研究的合著者哈斯米克·凯希什安补充道：“在这个合作项目中，有两三代研究人员得以成长，并认识到精心设计研究和处理样本的重要性。”“我们现在看到了工作成果：通过我们自己和其他人生成的高质量数据，我们得出了具有生物学洞察力的发现。这让人非常满意。”

今天公布的其他MoTrPAC研究探讨了脂肪和线粒体在不同组织中对运动的反应。其他正在进行中的MoTrPAC研究旨在探究运动对年轻和老年大鼠的影响，以及短期进行30分钟体力活动的影响。该项目也已开始人体研究，正在招募大约1,500名不同年龄、性别、血统和活动水平的参与者进行临床试验，以研究耐力和抗阻运动对儿童和成人的影响。

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