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运动如何使细胞再生,延长寿命

健康 89xy 4周前 (10-05) 26次浏览

新的研究提供了一个窗口,在细胞水平上,运动如何改善肌肉健康,最终改善运动能力,这是“普通人群死亡率的最佳预测因素”。

运动如何使细胞再生,延长寿命

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通过增强我们的肌肉,我们可以延长寿命。

发表在《自然通讯》杂志上的一项新研究描述了锻炼如何帮助身体保持肌肉细胞健康强壮。

“肌肉是否健康真的决定了整个身体是否健康,”夏洛特维尔弗吉尼亚大学医学院的首席研究员严阵教授说。

“主要由肌肉大小和功能决定的运动能力,”他补充说,“是普通人群死亡率的最佳预测因素。”

根据这项新的研究,锻炼通过更新其细胞发电站:线粒体来改善肌肉健康。线粒体对我们身体的良好功能以及我们的整体健康和长寿至关重要。

细胞的这些微小部分将我们吃的食物转化为能量。线粒体将蛋白质、脂肪和糖转化为身体生存所需的燃料。

那么,运动是如何影响肌肉中的线粒体的呢?

运动促进小鼠的有丝分裂

新研究给出的答案是通过“有丝分裂”有丝分裂描述了通常在一段时间的压力后,受损或有缺陷的线粒体被选择和去除的过程。

就肌肉而言,有丝分裂有助于保持骨骼肌健康强壮。为了展示运动是如何诱导有丝分裂的,闫教授和他的团队对老鼠进行了基因改造,使其携带一种有助于报告体育活动影响的基因。

这种基因被称为pMitoTimer。它使线粒体荧光,允许研究人员在小鼠进行90分钟的跑步机跑步后,研究体内的有丝分裂。

跑步后3到12小时,研究人员观察到线粒体显示出压力的迹象。6小时后,他们看到了有丝分裂的迹象。

严教授通过一个类比解释了运动对线粒体的影响,这个类比包括一次车辆检查,目的是将有缺陷的汽车从街道上移走。

“有氧运动去除骨骼肌中受损的线粒体。如果你重复这样做,你会不断移除损坏的。你的肌肉更好,线粒体质量更好。我们清理旧汽车,现在这个城市,这个单元,到处都是健康、实用的汽车。”

严阵教授

有丝分裂中的化学反应

研究人员还确定了这一过程背后的分子机制。跑步机锻炼似乎激活了一种叫做AMPK的激酶。

激酶是一种通过磷酸化过程修饰其他蛋白质的酶。在这个生化过程中,磷酸基团被添加到蛋白质中。

研究人员确定,在生化链式反应中,AMPK引发了另一种叫做Ulk1的激酶。

严教授继续车辆检查的类比,他说,“当(它)打开时,Ulk1激活细胞中的其他成分来执行功能障碍线粒体的去除。”

“这类似于911报警电话,拖车会移走旧汽车。然而,他说,我们仍然不知道这些活动是如何协调的。

为了证实他们的发现——Ulk1在有丝分裂中起着关键作用——研究小组创建了一个缺乏Ulk1基因的小鼠模型。这些小鼠也进行了踏车运动,但随后的有丝分裂受到相当大的抑制。

“不能吃有丝分裂的老鼠没有锻炼的好处,”该研究的合著者约书亚·德雷克(Joshua Drake)解释说,他是严教授实验室的博士后研究员。

“即使从锻炼的角度来看,他们仍然能够像正常小鼠一样跑得一样远,但他们没有从训练中获得新陈代谢的好处,”他补充道。

“这些发现为运动诱导的有丝分裂提供了直接证据,并证明了Ampk-Ulk1信号在骨骼肌中的重要性,”作者总结道。


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