無論是跑步、騎自行車還是游泳，眾所周知，想要保持身體健康最好的一個方法就是做有氧運動。你從中獲得的益處不僅僅是減肥，還能夠改善睡眠，緩解壓力，提升心情，對抗高血壓，強化骨骼和肌肉……

“肌肉是否健康確實決定了整個身體的健康狀況，”弗吉尼亞大學(xué)（UVA）醫(yī)學(xué)院的Zhen Yan說。“運動能力，主要由肌肉尺寸和功能決定，是總?cè)丝谒劳雎实淖罴杨A(yù)測指標。”

但是，運動為什么能讓我們更健康呢？Yan或許能提供一些答案。他和UVA的同事們將目光投向細胞內(nèi)，試圖從分子水平上理解，為何鍛煉對身體如此重要。他們發(fā)現(xiàn)，其中一個關(guān)鍵的益處與細胞發(fā)電廠——線粒體有關(guān)。這一研究發(fā)表在近日的Nature Communications期刊上。

運動誘導(dǎo)線粒體氧化應(yīng)激

Yan和同事們在小鼠身上完成了這項研究，他們發(fā)現(xiàn)，中度至劇烈的運動能夠?qū)е戮€粒體氧化應(yīng)激。而有氧運動誘發(fā)的線粒體應(yīng)激又促進了線粒體自噬（mitophagy）的過程，即肌肉會處理受損或功能失調(diào)的線粒體，維持肌肉健康。

自噬，顧名思義就是“自己吃自己”。細胞自噬是真核生物中進化保守的對細胞內(nèi)物質(zhì)進行周轉(zhuǎn)的重要過程。在自噬中，一些損壞的蛋白或細胞器被自噬囊泡包裹后，送入溶酶體中進行降解并得以循環(huán)利用，藉此實現(xiàn)細胞本身的代謝需要和某些細胞器的更新。“有氧運動可以去除骨骼肌中受損的線粒體，”Yan說，“如果你經(jīng)常運動，你就會持續(xù)清除損傷線粒體。擁有線粒體質(zhì)量更好的健康肌肉。”

圖片來源：Nature Communications

運動如何去除損傷線粒體？

在這項研究中，Yan同事們評估了小鼠模型的骨骼肌，在這些骨骼肌中他們表達一個名為“pMitoTimer”的線粒體報告基因。“線粒體在健康時會發(fā)出變綠色熒光，而在損傷或被細胞的廢物處理系統(tǒng)——溶酶體降解時，會變成紅色。”

這些小鼠在一個小型跑步機上跑了90分鐘，研究小組在小鼠運動后6小時觀察到線粒體應(yīng)激和一些線粒體自噬。Yan解釋說，在這些小鼠的運動刺激了體內(nèi)一種名為AMPK的激酶，而AMPK又激活了另一種激酶——Ulk1。這些化學(xué)反應(yīng)似乎對調(diào)控功能失調(diào)的線粒體清除十分重要。

“當Ulk1開啟時，它會激活細胞中的其他成分來清除功能失調(diào)的線粒體，”Yan說，“然而，我們?nèi)匀徊恢肋@些活動是如何協(xié)調(diào)的。”

Ulk1在運動誘導(dǎo)的線粒體自噬中具有重要作用

接下來，研究人員刪除了小鼠骨骼肌中的Ulk1基因，發(fā)現(xiàn)如果沒有該基因，損傷或功能失調(diào)的線粒體的清除會被顯著抑制，這表明在運動和線粒體自噬中，Ulk1基因扮演著重要角色。

該研究的共同作者、Yan實驗室的博士后研究員Joshua Drake解釋說:“那些不能進行線粒體自噬的小鼠無法從運動中獲得好處。”雖然它們能夠和正常老鼠一樣運動，但它們在訓(xùn)練中無法獲得代謝的益處。”

Drake指出，有些2型糖尿病患者對鍛煉沒有反應(yīng)，這是一個日益嚴重的臨床問題。他希望Yan的實驗室的后續(xù)研究將會帶來新的發(fā)現(xiàn)來幫助這些人。

參考資料：

Ampk phosphorylation of Ulk1 is required for targeting of mitochondria to lysosomes in exercise-induced mitophagy

原標題：Nature子刊：運動為何能讓人健康長壽？答案在——線粒體自噬