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举重吗?你的肌肉和脂肪正在这样进行对话

Gretchen Reynolds在纽约时报发表文章,称专家最近进行的一项实验表明,在我们进行重量训练时,锻炼肌肉的同时还能迅速燃烧脂肪细胞,这并不仅仅是因为我们通过运动提高了代谢率,同时也是因为我们在锻炼的时候,体内的细胞进行了即时对话,通过一个遗传物质片段,向脂肪发出了“燃烧吧”的指令。

Photo by Sam Sabourin on Unsplash 

我们都知道,举重可以增强我们的肌肉。但是,根据一项关于抗阻运动分子层面的研究结果显示,通过改变细胞的内部运作方式,重量训练也可以缩小脂肪。这项研究通过对小白鼠和人类的实验,发现在进行重量训练后,肌肉会产生并释放出遗传物质的小气泡,这些物质可以流向脂肪细胞,从而启动与脂肪燃烧有关的过程。

这些结果为抗阻运动对减脂具有独特好处这一论点,提供了更多的科学证据,这个研究结果还强调了运动的内部影响是多么广泛且相互关联。

我们中的许多人把抗阻训练归类为肌肉锻炼,这是有道理的。举重,或是我们做俯卧撑、深蹲或借助椅子进行下蹲练习时对抗我们的体重,会明显增大我们肌肉的尺寸和强度。

然而,越来越多的研究表明,举重训练也会重塑我们的新陈代谢和腰围。在最近的实验中,通过对年轻女性、超重男性和运动员的实验,负重训练在之后的至少24小时内促进了能量消耗和脂肪燃烧。同样,在本月报道的一项研究中,偶尔进行举重训练的人,比从不举重的人变胖的可能性小得多。

但是,重量训练改变身体脂肪的原理并不清楚,产生这种效果的部分原因是由于肌肉使新陈代谢活跃,从而燃烧卡路里,所以通过举重增加肌肉质量可以增加能量消耗和静止代谢率。

例如,经过六个月的举重训练,因为肌肉变大了,当然会燃烧更多的卡路里,但这并不能完全解释这种效果,因为增加肌肉质量需要时间,而重量训练对脂肪储存的一些代谢效果似乎在运动后立即就发生了。

那么,在抗阻训练后,在脂肪细胞分子水平上一定发生了什么,列克星敦的肯塔基大学、内布拉斯加大学林肯分校和其他机构的科学家最近决定对这一假设进行调查。

这些研究人员多年来一直在研究肌肉健康,但对其他组织,特别是脂肪越来越感兴趣,他们推测,也许肌肉和脂肪在锻炼后会进行友好的“交谈”。

在过去十年里,细胞和组织会在我们身体的各个部位进行交流的想法已被广泛接受,尽管这种互动的复杂性仍然令人困惑。例如,复杂的实验表明,肌肉在运动后释放出一连串的激素和其他蛋白质,它们进入血液,流向各个器官,并在那里触发生化反应,这个过程被称为细胞串联。

在串联过程中,我们的组织也可能泵出被称为囊泡的微小气泡,囊泡曾被认为是微小的垃圾袋,里面塞满了细胞碎片,现在,囊泡被认为含有活性的、健康的遗传物质和其他物质。它们被释放到血液中,将这些生物物质从一个组织传递到另一个组织,就装在瓶子里的微小信息一样。

有意思的是,一些实验表明,有氧运动促使肌肉释放这种囊泡,传递各种信息,但很少有研究关注抗阻运动是否也会导致囊泡的形成和组织间的交谈。

因此,美国实验生物学联合学会于今年5月发表在FASEB杂志上(一本与实验生物科学相关的科学期刊)的这项新研究中,检查了健身小白鼠的细胞。

在实验过程中 ,他们首先使健康成年小鼠的几块腿部肌肉失去能力,只留下一块肌肉来承担所有的运动需求,这提供了一个加速版的抗阻训练,使唯一的这块肌肉迅速肥大膨胀。

Photo by Gursimrat Ganda on Unsplash 

在这个过程之前和之后,研究人员抽血对组织进行活检,对液体进行分离,并在显微镜下寻找组织中的囊泡和其他分子变化。

他们得到了很多新发现。在即兴的重量训练之前,啮齿动物的腿部肌肉已经充满了一种特殊的遗传物质片段,被称为miR-1,这种片段可以调节肌肉生长。在正常的、未经训练的肌肉中,miR-1是被称为microRNA的一组微小遗传物质的一种,它限制着肌肉的增长。

然而,在啮齿动物进行运动(包括走动)之后,这些动物腿部肌肉中的miR-1枯竭了。与此同时,它们血液中的囊泡中充斥着这种东西,附近的脂肪组织也是如此。

科学家们总结说,似乎动物的肌肉细胞以某种方式将那些阻碍肌肉增长的microRNA碎片装入囊泡,并将它们送到邻近的脂肪细胞中,从而使肌肉迅速生长。

但科学家们想知道,当miR-1到达脂肪时,它会对脂肪做什么呢?

为了找出答案,他们用一种荧光染料标记了来自体重训练小鼠的囊泡,将它们注射到未受训练的动物体内,并跟踪发光气泡的路径。科学家们看到,这些囊泡以脂肪为中心,溶解脂肪并将miR-1物质放在那里。

不久之后,脂肪细胞中的一些基因进入了亢奋状态。这些基因帮助指导脂肪分解成脂肪酸,然后被其他细胞作为燃料使用,从而减少了脂肪储存。

也就是说,重量训练是通过在肌肉中创造囊泡来缩小白鼠的脂肪,这些囊泡通过基因信号告诉脂肪,是时候自我分解了。

肯塔基大学生理学教授约翰·麦卡锡说:“这个过程非常了不起。”他和他的研究生伊万·维切蒂及其他同事都是这项研究的作者。

不过,小白鼠不是人。因此,作为研究的最后一个方面,科学家们收集了进行过一次高强度的下半身举重运动的健康男性和女性的血液和组织,并证实,与小鼠一样,志愿者在举重后肌肉中的miR-1水平下降,而他们血液中含有miR-1的囊泡数量激增。

当然,这项研究主要针对的是小白鼠,并不是为了告诉我们应该进行时间更长、强度更大的举重运动来提高囊泡输出和脂肪燃烧。

但是,麦卡锡博士说,研究结果还是有力地提醒我们,“肌肉质量对代谢健康至关重要”,我们每次举起重物时,都在强化肌肉质量,并让我们的组织开始对话。