长期运动如何重塑器官间内分泌格局

来自分子体力活动传感器联盟 (MoTrPAC) 的科学家们首次发表了此类多系统研究，揭示了规律的耐力训练如何在分子水平上改变组织间的内分泌信号网络。这项研究由 Cheehoon Ahn 及其同事领导，发表在《分子代谢》杂志上。

为什么这很重要？

长期以来，人们一直认为体育锻炼是预防心血管和代谢疾病的有力因素。然而，大多数研究仅关注骨骼肌或心脏的变化。作者进一步探究：哪些组织会“发送”信号（运动因子），以及它们如何在整个生物体层面协调运动带来的益处？

实验设计

• 模型与方案：雄性大鼠接受为期8周的耐力跑步机训练，每天5次，控制速度和时间。对照组维持久坐不动的生活方式。
• 多系统分析：干预前后，对 16 种关键组织进行了详细的转录组学 (snRNA-seq) 和蛋白质组学 (LC-MS/MS) 分析：骨骼肌和心肌、肝脏、肾脏、胰腺、不同脂肪组织库（皮下、内脏）以及肺、脾和脑。
• 推断器官间联系：QENIE 和 GD-CAT 算法可以根据分泌蛋白及其受体的水平计算组织间内分泌“字母”的强度和方向。

重要发现

1. 皮下脂肪组织是主要的“邮递员”

   • 训练后，皮下脂肪中分泌的因子数量和水平最高，这些因子被导向其他器官，其中包括凋亡素、生长因子和胶原结合蛋白。

2. 细胞外基质作为通用介质

   • 研究发现，与细胞外基质合成和重塑相关的基因和蛋白质（I/III型胶原蛋白、层蛋白、纤连蛋白）是所有组织中训练效果的“信使”。这表明结缔组织微结构在适应负荷方面的重要性。

3. Wnt信号分子

   • 已证明几种 Wnt 家族成员（Wnt5a、Wnt7b）可作为肌肉、肝脏和脂肪组织之间的分子桥梁，可能调节毛细血管生长和葡萄糖代谢。

4. 应对监管机构

   • 除了脂肪和肌肉，肝脏和心脏还会主动向肌肉和大脑发送“信件”，形成闭合的反馈回路，增强能量代谢和抵抗压力的能力。

实用观点

• 寻找新的生物标志物。分泌的信使蛋白可以作为训练效果的指标或疲劳的早期信号进行研究。
• “非负重运动”疗法：已鉴定的运动因子（例如特定的 Wnt 配体）可能成为久坐患者“运动药丸”的基础。
• 个性化训练计划。器官间连接图谱将有助于根据个体组织反应调整负荷强度和持续时间。

结论

这项研究强调，跑步和其他耐力训练不仅能促进肌肉泵血，还能有效激活几乎所有器官的内分泌。MoTrPAC 创建的运动运动图谱将为新的诊断和治疗策略铺平道路，从而最大限度地发挥运动的益处。