研究揭示運(yùn)動使人健康的分子機(jī)制！并開發(fā)新型檢測方法！
坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家們進(jìn)行的一項新研究表明，一個簡單的血液測試可能就能確定你的身體狀況。
這項測試可以作為跑步機(jī)測試的補(bǔ)充，跑步機(jī)測試是一種更傳統(tǒng)的健康臨床評估方法，它可以為個人提供關(guān)于他們身體對運(yùn)動的分子反應(yīng)的更細(xì)微的信息。
血液測試是一項復(fù)雜研究的一個分支，該研究由一組研究人員進(jìn)行，他們從一組個體在鍛煉前后進(jìn)行了數(shù)十萬次分子測量。
"每個人都知道運(yùn)動對你有好處，但我們真的不知道是什么在分子水平上驅(qū)動它，"遺傳學(xué)教授和主席Michael Snyder博士說。"我們一開始的目標(biāo)是對運(yùn)動后的身體狀況進(jìn)行高度全面的分析。"
圖片來源;Cell
研究小組追蹤了一系列生物過程的分子標(biāo)記，如新陳代謝、免疫、氧化應(yīng)激和心血管功能。來自36名研究參與者的數(shù)十萬次測量提供了一扇窗口，讓我們得以一窺劇烈運(yùn)動期間身體經(jīng)歷的化學(xué)波動。據(jù)科學(xué)家們所知，這種運(yùn)動后分子波動的綜合測量從未進(jìn)行過。此外，研究小組還發(fā)現(xiàn)，身體最健康的參與者在運(yùn)動前采集的靜息血液樣本中具有相似的分子特征。
"這給了我們一個想法，我們可以開發(fā)一個測試來預(yù)測一個人的健康水平，"Kevin Contrepois博士說，他是遺傳學(xué)系代謝組學(xué)和脂質(zhì)組學(xué)的主任。"有氧健身是衡量壽命的最好方法之一，所以一個簡單的血液測試就可以提供這方面的信息，這對個人健康監(jiān)測是非常有價值的。"
有了這些初步的數(shù)據(jù)，該團(tuán)隊創(chuàng)建了一個原理驗證測試，并為此提交了專利申請。該測試目前還不向公眾開放。一篇描述這項研究的論文于5月28日發(fā)表在Cell雜志上。
一連串的變化
Snyder的團(tuán)隊開始著手更好地理解身體素質(zhì)變化背后的分子變化。醫(yī)學(xué)健康評估的黃金標(biāo)準(zhǔn)是一個峰值VO2測試，它測量一個人在高強(qiáng)度運(yùn)動時的峰值耗氧量，并把這個分?jǐn)?shù)作為有氧健身的指標(biāo)。但是Snyder和他的團(tuán)隊想要更多的細(xì)節(jié)，特別是運(yùn)動在分子水平上引發(fā)變化的方式。
他們在跑步機(jī)上對包括Snyder在內(nèi)的36個人進(jìn)行了VO2測試。參與者，無論男女，平均體重指數(shù)為29公斤/平方米，年齡范圍為40至75歲。在跑步機(jī)測試之前，研究人員繪制了一個基線血液樣本。然后，參與者戴上氧氣測量面罩，以一個稍微傾斜的角度跑步，直到耗氧量達(dá)到峰值，然后停止跑步，離開跑步機(jī)。研究人員分別在參與者達(dá)到高峰后的2分鐘、15分鐘、30分鐘和60分鐘采集了他們的血液樣本。
"所有這些測量都讓我們能夠描述運(yùn)動后發(fā)生的分子事件的變化，"Snyder說。"我們知道，鍛煉會導(dǎo)致一系列的生理反應(yīng)，如炎癥、新陳代謝和激素波動，但這些測量數(shù)據(jù)讓我們能夠以前所未有的細(xì)節(jié)來描述這些變化。"
結(jié)果表明，在運(yùn)動后的前兩分鐘，身體會經(jīng)歷一系列激烈的分子活動。在大多數(shù)參與者中，炎癥、組織愈合和氧化應(yīng)激(新陳代謝的一種自然副產(chǎn)品)的分子標(biāo)記，在他們跳下跑步機(jī)后不久急劇上升，隨后身體開始恢復(fù)。代謝的分子標(biāo)志物各不相同，Snyder說。2分鐘后，血液樣本顯示，人體在代謝某些氨基酸以獲取能量，但在大約15分鐘后，它轉(zhuǎn)而代謝葡萄糖--一種糖。"身體分解糖原是其運(yùn)動恢復(fù)反應(yīng)的一部分，所以這就是為什么我們看到那個高峰稍晚一些，" Snyder說。糖原是儲存葡萄糖的一種形式。
作為研究的一部分，Snyder還比較了胰島素抵抗個體的分子反應(yīng)，這意味著他們不能正常處理葡萄糖。"我們看到的主要區(qū)別是，胰島素抵抗的個體在運(yùn)動后的免疫反應(yīng)很弱，"他說。
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血液健康測試
雖然這并不是該團(tuán)隊的初衷，但他們注意到，在峰值VO2測試中表現(xiàn)更好的參與者的基線測量中存在一些一致性。在這些個體中，研究人員發(fā)現(xiàn)一組分子與個體的有氧適能水平有很強(qiáng)的相關(guān)性。他們發(fā)現(xiàn)了數(shù)千個分子的集合，包括免疫、新陳代謝和肌肉活動的標(biāo)記，這些分子與一個人的有氧適能相關(guān)。"在這一點上，我們還沒有完全理解這些標(biāo)記之間的聯(lián)系，以及它們是如何與更好的健康狀況聯(lián)系在一起的，" Snyder說。研究人員希望在未來的調(diào)查中解開這些聯(lián)系。
Snyder說，由于這項研究中所做的分子圖譜分析是如此徹底，因此醫(yī)生在診所中使用它是不現(xiàn)實的；這將是昂貴的，并提供了更多不必要的信息。但他的團(tuán)隊正在努力將生物標(biāo)志物削減到最能代表一個人健康水平的水平，以使該測試在更廣泛的應(yīng)用中具有實用性。Contrepois說，研究小組已經(jīng)在開發(fā)一種算法，從這些分子中選出與VO2峰值結(jié)果高度相關(guān)的一個子集。隨著研究人員不斷優(yōu)化健康測試，他們希望有一天它能成為一種更快、更便宜、更方便的方法，讓人們能夠客觀地測量有氧健身
