人類DNA可以通過運動來改變
時間:2024-10-12 來源: 作者: 我要糾錯
如今很多人已經意識到運動的好處,日益注重運動健身,運動幫助我們燃燒熱量,減輕體重同時降低心臟病、中風和糖尿病風險。除此之外,運動還有一個令人不可思議的作用——改變我們的DNA。根據專家的新研究,運動能夠讓基因活動發生有益于健康的變化,即使一次20分鐘的運動也能產生這種效用。
新研究證實運動導致DNA變化
致癌物質和毒素能夠導致身體出現異常和基因變異,相比之下,運動導致的DNA變化則有益健康,能夠提高肌肉的工作效率。令人感到吃驚的是,即使一次20分鐘的運動也能帶來積極變化。在發表于《細胞代謝》雜志上的論文中,專家和同事講述了肌肉細胞在人體進行運動時出現的早期變化。
共有14名不經常鍛煉身體的年輕男性和女性參加了此項新研究。研究過程中,專家要求他們騎健身腳踏車,測量他們的極限水平。在征得他們同意情況下,研究人員提取了參與者的四頭肌樣本,整個過程在局麻情況下進行,不會給參與者造成痛苦。在參與者進行運動前,研究人員首次提取肌肉細胞,運動20分鐘后再次提取,以進行比較分析。
借助于這些活組織樣本,研究人員對運動前后一系列與肌肉有關的基因活動進行了比較。進行運動后,肌肉細胞內的更多基因被激活,參與者的DNA甲基化程度也較低。甲基化是一個分子過程,甲基團聚集在DNA上,限制了細胞“開啟”確定基因的能力。通過在特定時間控制確定細胞的甲基化程度便可調節DNA中的基因,允許哪些基因被激活。激活特定的基因能夠形成特定的細胞,例如眼細胞或者肝細胞。
以在人行道上進行1英里(約合1.6公里)慢跑為例,甲基化作用能夠促使肌肉細胞釋放出正確的酶和營養物,讓肌肉獲得能量,燃燒卡路里。專家表示:“我們正試圖了解肌肉接收到的早期信息。這些信息似乎在說‘我這里出現狀況,我們需要相互配合,獲得更多的酶和營養物質,這樣才能滿足運動的需要’。”
專家指出,運動強度越大,被移走的甲基團數量越多。研究中,他們讓參與者在一周內進行兩種強度不同的騎車鍛煉。通過比較參與者的基因活動,他們得出這一發現。兩次鍛煉的強度分別達到參與者極限的40%和80%,運動后提取肌肉活組織樣本進行比較分析。分析結果顯示,在達到極限水平80%的鍛煉后提取的肌肉細胞內甲基團濃度更低,RNA(基因活動的第一個副產品)數量更多。
攝入咖啡因與運動后效果相似
為了確定運動在肌肉基因表達中扮演的角色,科學家對鈣如何影響整個系統進行了研究。人體進行高強度運動時,肌肉細胞釋放出鈣,加速肌肉收縮。如果遏制鈣的釋放,這種效用消失,肌肉無法大幅收縮。隨后,專家往培養皿中加入咖啡,確切地說是咖啡因。咖啡因能夠觸發鈣的釋放,促使甲基團移開,開啟幫助肌肉收縮的基因。正如她預料的那樣,在將咖啡因注入盛有大鼠腿部肌肉細胞的培養皿后,肌肉細胞的甲基團濃度降低,同時出現更多RNA,與運動后產生的效果類似。
專家表示這并不意味著人們可以用咖啡代替運動。她說:“我們認為咖啡因產生的絕大多數生理效應作用于中樞神經系統,而不是分散到所有肌肉。為了獲得我們在肌肉中看到的效果,你需要一天喝掉50杯咖啡,而這已經接近于致命劑量。在我看來,半小時高強度運動足以達到相同效果。”
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