最近哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院Bruce Spiegelman教授團(tuán)隊(duì)找到了運(yùn)動(dòng)作用于人體組織器官細(xì)胞的受體，終于打通了運(yùn)動(dòng)有益健康的信號(hào)通路。他們的這項(xiàng)重要研究成果刊登在頂級(jí)期刊《細(xì)胞》上。
與Spiegelman教授團(tuán)隊(duì)研究領(lǐng)域相同的生物學(xué)家Maria Grano則表示，“如果我們能由此開發(fā)出一種藥物，給那些不能進(jìn)行體育鍛煉的人用，那就太棒了。”
研究的邏輯是這樣的，線粒體數(shù)量和質(zhì)量決定了健康水平，例如脂肪細(xì)胞內(nèi)如果沒有線粒體，就是白色脂肪，這種脂肪只能存放脂肪，不容易利用脂肪。如果脂肪細(xì)胞內(nèi)有比較多的線粒體，這種脂肪細(xì)胞就是褐色脂肪細(xì)胞，這些細(xì)胞具有分解脂肪產(chǎn)生熱量的作用。剛出生的小孩這種脂肪細(xì)胞比較多，根本的意義是小孩身體質(zhì)量小，容易散熱導(dǎo)致體溫?zé)o法維持，這要求身體必須增加產(chǎn)熱的效率，增加褐色脂肪就是比較直接的策略。當(dāng)我們長(zhǎng)大以后，這種維持體溫的意義逐漸消失，因?yàn)樯眢w體積增大后，比表面積相對(duì)縮小，散熱速度會(huì)減慢，這對(duì)身體產(chǎn)生熱量的需要逐漸降低，一個(gè)比較直接的方式就是減少褐色脂肪細(xì)胞。
這個(gè)研究的意義是在于弄清楚了運(yùn)動(dòng)影響健康的分子基礎(chǔ)，具體說是運(yùn)動(dòng)促進(jìn)線粒體增殖的原因，找到了運(yùn)動(dòng)健身激素的受體，當(dāng)然將來(lái)的研究方向就是使用這種激素或這種激素的激動(dòng)劑來(lái)代替運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生促進(jìn)線粒體增殖，實(shí)現(xiàn)藥物模擬運(yùn)動(dòng)的目的。
從研究的背景看，原來(lái)發(fā)現(xiàn)，棕色脂肪細(xì)胞和骨骼肌細(xì)胞中找到了一個(gè)叫做過氧化物酶體增殖物活化受體了協(xié)同刺激因子1α(PGC-1α)的分子，這個(gè)分子參與了棕色脂肪產(chǎn)熱的調(diào)節(jié)。PGC-1α有多種核激素受體的結(jié)合位點(diǎn)，除能調(diào)節(jié)適應(yīng)性產(chǎn)熱外，也與糖代謝及脂肪酸的氧化有密切關(guān)系。PGC-1α能增強(qiáng)葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)，使負(fù)荷后血糖快速下降;激活肝臟糖異生的關(guān)鍵酶導(dǎo)致肝糖輸出增加，維持空腹血糖穩(wěn)定;還能增加脂肪酸氧化酶的轉(zhuǎn)錄活性使脂肪酸氧化速率增加。PGC-1α水平與肥胖、糖尿病以及脂代謝紊亂密切相關(guān)。
2012年，Spiegelman發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)產(chǎn)生的PGC-1α會(huì)刺激細(xì)胞產(chǎn)生一種叫做鳶尾素(irisin)的激素，鳶尾素作用于皮下脂肪，促進(jìn)白色脂肪轉(zhuǎn)化成褐色脂肪。我們可以理解為鳶尾素就是運(yùn)動(dòng)激素，或者能模擬運(yùn)動(dòng)的作用。鳶尾素的發(fā)現(xiàn)，讓許多懶蟲開始浮想聯(lián)翩，是不是可以用注射這個(gè)激素代替運(yùn)動(dòng)，但是非常遺憾的是這種激素血液中的的半衰期還不到1小時(shí)。注射這個(gè)激素本身沒有太大希望，不過這個(gè)策略是可以的，如果能找到不容易分解的藥物，可以模擬這個(gè)激素的作用，不就可以了。但是要找到這個(gè)藥物，需要弄清楚這個(gè)激素作用的方式，具體就是要弄清楚這個(gè)激素的受體。
最新研究選用骨細(xì)胞作為工具。使用帶標(biāo)簽鳶尾素“釣”出骨細(xì)胞中能和鳶尾素結(jié)合的蛋白，通過質(zhì)譜等分析手段，確定了鳶尾素的受體竟然是整合素αV/β5。這個(gè)蛋白其實(shí)是早就被研究過的分子，許多研究發(fā)現(xiàn)這個(gè)分子和癌癥的發(fā)生存在關(guān)系，當(dāng)然激活這個(gè)分子會(huì)不會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)鍛煉的同樣效果。理想的大門已經(jīng)打開，開始期盼吧。
但是這個(gè)藥物距離使用還有很長(zhǎng)時(shí)間，等不及的人可以考慮使用氫氣。過去有研究發(fā)現(xiàn)，氫氣具有類似運(yùn)動(dòng)的效應(yīng)，例如有研究發(fā)現(xiàn)吸入氫氣一段時(shí)間后，老年人的手握力會(huì)增加，氫氣能保護(hù)線粒體，也有研究發(fā)現(xiàn)氫氣就具有提高PGC-1α基因表達(dá)的作用，也有人發(fā)現(xiàn)氫氣具有激活FGF21促進(jìn)線粒體代謝的功能。這兩方面的效應(yīng)結(jié)合起來(lái)，幾乎氫氣就是理想的運(yùn)動(dòng)模擬分子。更更重要的是，氫氣可沒有那么多的忌諱，因?yàn)閷?duì)人體沒有副作用，可以先嘗試起來(lái)。不運(yùn)動(dòng)的人，先吸氫氣喝氫水，也許能幫你實(shí)現(xiàn)懶人健康夢(mèng)想。
Molecular hydrogen improves obesity and diabetes by inducing hepatic FGF21 and stimulating energy metabolism in db/db mice. Obesity (Silver Spring) 19, 1396–1403 (2011).
Molecular hydrogen stimulates the gene expression oftranscriptional coactivator PGC-1α to enhance fatty acid metabolismNPJ Aging Mech Dis. 2016 Apr 28;2:16008.
