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题图 | Pixabay
撰文 | 宋文法
规律运动是改善和维持我们身体健康最重要的行为之一,运动的代谢益处并非源于单一器官,而是骨骼肌、脂肪、肝脏、大脑乃至肠道等多器官协同应答的结果,不同器官依靠循环中信号分子完成跨器官对话,实现全身调节。
然而,并非所有运动都等价,大量研究表明,尽管高强度间歇运动(SIE,仅3-5分钟)与中等强度持续运动(MIE,如90分钟)总运动时长差异巨大,却能产生类似甚至更优的心血管代谢改善效果。目前,尚不清楚不同运动强度如何重塑血液中信号分子、如何调控人体跨器官分子通讯。
2026年8月13日,美国洛克菲勒大学研究人员在"Cell Reports Medicine"期刊上发表了一篇题为" Exercise intensity modulates interorgan communication and is associated with cardiometabolic health outcomes in humans "的研究论文。
这项研究首次揭示,运动强度直接决定血浆中蛋白质、代谢物变化水平,更是调控全身器官通讯、决定心血管代谢获益的核心因素,每天仅3分钟高强度间歇运动,即可诱导大量循环因子释放,心血管代谢保护益处优于90分钟中等强度持续运动。
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图源:参考文献
在这项研究中,研究团队通过人体运动干预实验,头对头比较了高强度间歇运动(SIE)与中等强度持续运动(MIE),在运动前、运动后(即刻)及运动后3小时采集血浆,检测了近3000种蛋白,并结合多器官基因表达数据和UK Biobank大规模队列分析,全面分析了不同运动强度对血液中信号分子、器官通讯的影响。
高强度间歇运动(SIE):6组30秒“全力冲刺”骑行,组间休息4分钟,总运动时间约3分钟;
中等强度持续运动(MIE):持续90分钟中等强度骑行。
结果发现,SIE运动后(即刻)改变714种血浆蛋白,且98%以上蛋白在运动后即刻呈上调趋势,包括血管调控因子vWF、细胞外基质重塑蛋白TIMP3、神经调控因子POMC等,运动3小时后回落至基线,信号呈瞬时爆发、快速回落特征。
而对于MIE,运动后(即刻)仅改变7种蛋白,3小时后增至19种,包括肝脏因子FST和IGFBP1,信号呈延迟、温和特征。
此外,参与者在检测之前,无论是否经过8周训练,SIE和MIE对血液蛋白影响的差异均稳定存在,即使将MIE的90分钟延长至2小时,差异仍存在,这证明运动强度直接决定血浆蛋白水平变化。两种运动共同调节的蛋白数量极少,表明SIE和MIE激活了截然不同的分子信号通路。
代谢组学分析显示,SIE运动后(即刻)乳酸、丙酮酸、苹果酸和Lac-Phe急剧升高,快速介导脂肪分解、抑制食欲;而MIE则呈现延迟特征,3小时后脂肪酸和胆汁酸相关代谢物升高。
进一步利用人体多器官基因表达数据库和体外组织实验发现,骨骼肌和脂肪对运动强度尤为敏感,高强度显著激活骨骼肌、脂肪分泌信号分子,将强度信息通过血液向全身器官传递,并重塑其转录组。
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图源:参考文献
结合UK Biobank中超5万人血浆蛋白-疾病关联分析发现,筛选出143种与疾病风险降低相关的运动调节蛋白,其中32/33种仅由SIE特异性上调,这些蛋白水平升高与2型糖尿病、肥胖、代谢障碍和心血管疾病风险降低显著相关。
这破解了,SIE之所以能以极少的时间带来显著代谢获益,可能正是因为它更高效地调动了运动保护性蛋白。
综上,这项研究清晰证明运动并非越多越好,强度直接决定血浆中蛋白分泌和心血管保护效力,并绘制了不同运动强度下人体多器官通讯分子图谱,解释了高强度间歇运动短时高效代谢获益的分子机制。
参考文献:
https://doi.org/10.1016/j.xcrm.2026.102988
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