科學家發現運動可改變人類DNA 產生有益變化

美國《時代》雜誌報導， 運動能夠帶給我們很多益處， 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。 根據瑞典卡羅林斯卡醫學院生理學教授朱麗恩·茲爾羅斯進行的新研究， 運動能夠讓基因活動發生有益於健康的變化， 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。 在發表於《細胞代謝》雜誌上的論文中， 茲爾羅斯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， 茲爾羅斯要求他們騎健身腳踏車， 測量他們的極限水準。 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分鐘後再次提取， 以進行比較分析。

借助於這些活組織樣本， 研究人員對運動前後一系列與肌肉有關的基因活動進行了比較。 進行運動後， 肌肉細胞內的更多基因被啟動，

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， 允許哪些基因被啟動。 啟動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。 茲爾羅斯表示：“我們正試圖瞭解肌肉接收到的早期資訊。 這些資訊似乎在說‘我這裡出現狀況， 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’。 ”

茲爾羅斯指出， 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%， 運動後提取肌肉活組織樣本進行比較分析。 分析結果顯示， 在達到極限水準80%的鍛煉後提取的肌肉細胞內甲基團濃度更低， RNA數量更多。

攝入咖啡因與運動後效果相似

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。 隨後， 茲爾羅斯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後， 肌肉細胞的甲基團濃度降低， 同時出現更多RNA， 與運動後產生的效果類似。

茲爾羅斯表示這並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於中樞神經系統， 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， 而這已經接近於致命劑量。 在我看來， 半小時高強度運動足以達到相同效果。 ”