合理運(yùn)動(dòng)的好處不勝枚舉，它既能燃燒多余的熱量，令人們的身材更加健美，也可降低心臟病、中風(fēng)和糖尿病等諸多疾病的風(fēng)險(xiǎn)，但這一系列過(guò)程是如何發(fā)生的，依舊是一個(gè)未解之謎。
從結(jié)果看，運(yùn)動(dòng)令人更加健康是機(jī)體代謝改善的外在表現(xiàn)，究其內(nèi)因，與控制這些代謝過(guò)程的蛋白干系頗深，因此有科學(xué)家進(jìn)一步向前追溯：運(yùn)動(dòng)會(huì)直接影響到表達(dá)上述蛋白的基因。
改變即刻發(fā)生
經(jīng)由這一線索出發(fā)，越來(lái)越多的證據(jù)正在浮出水面。
2012年，《Cell Metabolism》雜志刊登了一項(xiàng)瑞典卡羅林斯卡大學(xué)醫(yī)院的學(xué)者茲爾羅斯及其同事開(kāi)展的一項(xiàng)研究。他們發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)在極早期就可影響到肌肉細(xì)胞的DNA。
在該研究中，茲爾羅斯招募了14名平日并不經(jīng)常鍛煉身體的健康青年男女。要求他們騎行健身腳踏車，達(dá)到一定的運(yùn)動(dòng)量后方可停下。在騎行前后，研究人員采集了受試者四頭肌處的少量樣本用于分析。當(dāng)然，樣本采集全程在局麻條件下進(jìn)行，并不會(huì)給受試者帶來(lái)痛苦。
借助這些運(yùn)動(dòng)前后活組織樣本的對(duì)比，茲爾羅斯對(duì)一系列相關(guān)基因的表達(dá)狀況進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)后，相當(dāng)多的基因被打開(kāi)并激活。在這些基因的作用下，肌肉細(xì)胞釋放了大量的酶類，從而讓肌肉細(xì)胞燃燒熱量，并獲得運(yùn)動(dòng)所需的能量。
茲爾羅斯發(fā)現(xiàn)，這些基因之所以能被激活，是因?yàn)镈NA甲基化的程度減弱了。甲基化是一個(gè)表觀遺傳學(xué)名詞，初聽(tīng)蠻拗口，其實(shí)可以簡(jiǎn)單理解為基因的開(kāi)關(guān)，亦即如果DNA的特定區(qū)段附著有這個(gè)結(jié)構(gòu)，那么相應(yīng)的基因表達(dá)就會(huì)減弱甚至關(guān)閉。
在某種機(jī)制作用下，運(yùn)動(dòng)使得DNA上的甲基得以移除，而且茲爾羅斯發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度越大，甲基移除的效果越好。受試者曾在一周內(nèi)進(jìn)行過(guò)兩次強(qiáng)度不同的騎行鍛煉，一次強(qiáng)度達(dá)到其運(yùn)動(dòng)極限的40%，另一次則為80%，而后分別提取肌肉活組織樣本進(jìn)行分析，結(jié)果不出所料，運(yùn)動(dòng)更大，甲基化的程度就更弱。
亦有長(zhǎng)期影響
人的基因組無(wú)比的復(fù)雜與動(dòng)態(tài)，外界條件發(fā)生改變時(shí)，在特定生物化學(xué)信號(hào)的作用下，會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化加以因應(yīng)。現(xiàn)在我們知道，短期運(yùn)動(dòng)對(duì)DNA甲基化即有影響，那么，長(zhǎng)期堅(jiān)持運(yùn)動(dòng)的話，甲基化水平會(huì)發(fā)生怎樣的變化呢？茲爾羅斯的同事林德霍姆繼續(xù)進(jìn)行了探索。這項(xiàng)研究刊載在2014年12月號(hào)的《Epigenetics》上。
研究伊始，林德霍姆同樣招募了23名健康的青年男女，仍打算利用茲爾羅斯的研究方案。不過(guò)，根據(jù)此前的一些發(fā)現(xiàn)，當(dāng)人們暴露于污染物之中或食用了某些食物時(shí)，人體一些基因的甲基化水平同樣會(huì)發(fā)生改變。由于此次觀察的目標(biāo)是長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)對(duì)DNA甲基化的影響，因此必須排除其他混雜因素的影響，以厘清到底哪些改變是由運(yùn)動(dòng)所致。
林德霍姆想到了一個(gè)巧妙的方法來(lái)克服這一困難：要求受試者單腿騎行，也就是說(shuō)要指定一條腿鍛煉，另一條腿休息。這樣一來(lái)，一條腿可被視為實(shí)驗(yàn)組，另一條則是對(duì)照組。鍛煉頻率為每周4次，每次45分鐘，共需持續(xù)3個(gè)月，而后分別進(jìn)行活檢。
毫不意外，受到鍛煉的腿變得更加強(qiáng)壯，但DNA層面發(fā)生的改變卻更加有趣。林德霍姆檢測(cè)了受試者肌肉細(xì)胞基因組上逾5000個(gè)位點(diǎn)，除了發(fā)現(xiàn)有些基因的甲基化程度減弱外，還找到有些基因出現(xiàn)了增強(qiáng)。這其中，有很多基因在人體的能量代謝，胰島素反應(yīng)以及炎癥中發(fā)揮了重要作用。
如果鍛煉終止，那么DNA甲基化是否會(huì)重回原狀呢，對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，林德霍姆打算在下一步的研究中加以解決。她提到，盡管運(yùn)動(dòng)如何改善人體的健康，目前仍沒(méi)有明晰的答案，但這并不妨礙我們先跑起來(lái)再說(shuō)。