2020年9月，哈佛醫(yī)學(xué)院、波士頓大學(xué)、格拉德斯通研究所等單位的相關(guān)研究人員在《Circulation》（IF: 23.6）上發(fā)表了題為“Metabolic Architecture of Acute Exercise Response in Middle-Aged Adults in the Community”的研究論文，提供了人類對(duì)急性運(yùn)動(dòng)的代謝反應(yīng)的詳細(xì)圖譜，并確定了運(yùn)動(dòng)有益的心臟代謝作用的潛在機(jī)制。

為了更好地了解急性運(yùn)動(dòng)如何影響人類代謝組，在411名接受心肺運(yùn)動(dòng)測(cè)試（CPET）的社區(qū)居民中，在運(yùn)動(dòng)約12分鐘之前和之后測(cè)量了588種循環(huán)代謝物的水平，并在單獨(dú)的樣本中重復(fù)了主要發(fā)現(xiàn)（n=783）。

超過80％的循環(huán)代謝物發(fā)生了顯著變化，包括以前與心臟代謝結(jié)果相關(guān)的許多代謝物發(fā)生了有利變化。

觀察到靜息代謝物與CPET捕獲的生理運(yùn)動(dòng)反應(yīng)之間存在明顯的關(guān)聯(lián)，而多維運(yùn)動(dòng)反應(yīng)的代謝產(chǎn)物信號(hào)在單獨(dú)的樣本中與死亡風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)（n≈2000）。

雖然運(yùn)動(dòng)對(duì)代謝、炎癥、血管、心臟和其他系統(tǒng)的多效性有益影響已經(jīng)被很好地描述，但相關(guān)的分子機(jī)制還未完全闡明。最近對(duì)小樣本的研究表明，急性運(yùn)動(dòng)期間循環(huán)分子（包括外泌體、代謝物、蛋白質(zhì)和非編碼RNAs）在潛在介導(dǎo)運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的心臟代謝益處中的作用。雖然這些研究表明，急性運(yùn)動(dòng)期間功能性生物標(biāo)志物的偏移可能是人類生理學(xué)的有力探針，但大多數(shù)研究仍然受到樣本量小、運(yùn)動(dòng)期間多維生理反應(yīng)模式的不完全表型表征以及與長期結(jié)果缺乏聯(lián)系的限制。想要了解運(yùn)動(dòng)如何改善人類健康，必要的第一步是將對(duì)運(yùn)動(dòng)的不同生理反應(yīng)與潛在的分子生理學(xué)聯(lián)系起來。

研究人員對(duì)弗雷明漢心臟研究（FHS）參與者（年齡53±8歲，女性占63％）進(jìn)行了靜息運(yùn)動(dòng)（n = 471）和高峰運(yùn)動(dòng)（n = 411）的循環(huán)代謝組分析。假設(shè)最大程度的短期增加運(yùn)動(dòng)會(huì)在循環(huán)代謝組中產(chǎn)生重大變化，代謝變化反映出運(yùn)動(dòng)介導(dǎo)的心臟代謝益處的重要途徑。結(jié)果表明，在5%的錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)率（FDR）下，觀察到588種代謝物中502種代謝物從休息到運(yùn)動(dòng)高峰（運(yùn)動(dòng)時(shí)間11.9±2.1分鐘）的循環(huán)水平變化。代謝物水平的有益變化代表了肥胖、胰島素抵抗、氧化應(yīng)激、炎癥、血管反應(yīng)性和長壽的關(guān)鍵代謝途徑，包括未廣泛描述的各種新型代謝介質(zhì)和途徑。具體包括與胰島素抵抗相關(guān)的代謝物減少，與脂解、一氧化氮生物利用度和脂肪褐變相關(guān)的代謝產(chǎn)物增加，以及與心臟代謝風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的其他途徑。研究人員隨后分析了一個(gè)單獨(dú)的FHS復(fù)制樣本中的177種代謝物（n=783，年齡54±8歲，51%的女性），觀察到164種代謝物（92.6%）在5%FDR下的一致變化。

循環(huán)代謝組對(duì)急性運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)

接著，研究人員探討了代謝物隨運(yùn)動(dòng)變化的決定因素。運(yùn)動(dòng)誘發(fā)的代謝物變化與運(yùn)動(dòng)量（峰值工作負(fù)荷）、性別和體重指數(shù)（BMI）有不同的相關(guān)性。研究人員發(fā)現(xiàn)，代謝物水平的動(dòng)態(tài)變化因BMI和性別而異，但與年齡無關(guān)。在BMI較高的個(gè)體中，某些代謝物的有利偏移量有所減弱，而在女性中，盡管進(jìn)行了較少的運(yùn)動(dòng)，但某些心臟保護(hù)代謝物的偏移量更大。

急性運(yùn)動(dòng)的代謝結(jié)構(gòu)

隨后，研究人員利用心肺運(yùn)動(dòng)測(cè)試（CPET）期間運(yùn)動(dòng)反應(yīng)的多維表型，評(píng)估了靜息代謝狀況與預(yù)測(cè)未來心血管疾?。–VD）的運(yùn)動(dòng)反應(yīng)模式相關(guān)的情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同的運(yùn)動(dòng)前代謝物水平與體能的不同生理維度（如通氣效率、運(yùn)動(dòng)血壓、整體有氧運(yùn)動(dòng)能力）相關(guān)。

運(yùn)動(dòng)過程中靜止代謝產(chǎn)物的分布與多維生理測(cè)量值存在差異

最后，研究人員評(píng)估了與長期心血管預(yù)后相關(guān)的運(yùn)動(dòng)（心臟，全身和肺血管以及外周血）“綜合”反應(yīng)的代謝物特征。在大約23年的隨訪中，將8個(gè)CPET測(cè)量值的代謝物特征與死亡率和CVD聯(lián)系起來。確定了運(yùn)動(dòng)反應(yīng)模式的四個(gè)代謝物變量，然后在一個(gè)單獨(dú)的隊(duì)列中進(jìn)行了分析（弗雷明漢后代研究；n = 2045，年齡55±10歲，女性占51％），其中兩個(gè)與平均隨訪23.1年的總死亡率相關(guān)（P≤0.003）。

代謝物與綜合運(yùn)動(dòng)反應(yīng)的相關(guān)性

總之，急性運(yùn)動(dòng)對(duì)循環(huán)代謝組有特異的，廣泛的影響，其中許多與有利的健康機(jī)制有關(guān)。運(yùn)動(dòng)的代謝反應(yīng)不一定只與所從事的工作有關(guān)，而可能會(huì)受到包括性別和肥胖癥在內(nèi)的關(guān)鍵臨床特征的調(diào)節(jié)。該研究結(jié)果不僅提供了有關(guān)人類急性運(yùn)動(dòng)的代謝結(jié)構(gòu)的詳細(xì)資源，而且還指出了與預(yù)后相關(guān)的，運(yùn)動(dòng)介導(dǎo)的代謝適應(yīng)的特定途徑，為未來的機(jī)制研究和干預(yù)提供了新途徑。

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網(wǎng)址: Circulation：代謝體系結(jié)構(gòu)揭示運(yùn)動(dòng)介導(dǎo)的健康益處的機(jī)制 http://m.u1s5d6.cn/newsview1814162.html