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運動與能量代謝調(diào)控研究進展

來源：泰然健康網(wǎng) 時間：2024年12月14日 05:59

能量代謝不平衡已經(jīng)成為世界性科技難題與熱點。規(guī)律性運動可以改善機體的能量代謝，但運動如何通過組織與器官實現(xiàn)改善脂肪代謝和能量代謝尚不明確。本文評述了運動與能量代謝研究領(lǐng)域的最新進展，主要包括不同運動方式對能量代謝的影響、運動與靜息能量代謝、運動與骨骼肌代謝調(diào)節(jié)、運動與脂肪代謝調(diào)節(jié)等，提出了有關(guān)運動與能量代謝調(diào)控的研究思路。

一、導(dǎo)言

身體活動不足是現(xiàn)代生活方式中國民體質(zhì)與健康狀況下降的重要原因。2010年國民體質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，1985~2010年青少年耐力素質(zhì)持續(xù)下降，成年人肌肉力量、耐力、柔韌等運動能力不同程度降低。體育活動不足，缺乏身體活動已直接成為影響我國兒童及青少年生長發(fā)育、國民體質(zhì)與健康的重大問題。體育活動是增加能量消耗的主要途徑。因此，增加體育活動是提高健康水平的最積極/有效的生活方式。

雖然有關(guān)增加體育活動控制體重的研究已有大量報道，但有關(guān)體育活動對能量代謝的調(diào)節(jié)機制、體育活動對基礎(chǔ)代謝率(Basal Metabolic Rate，BMR)的影響、不同體育活動方式對促進脂肪轉(zhuǎn)化的效果與機制尚不清楚。因此，探討運動改善能量代謝的相關(guān)內(nèi)在機制顯得尤為重要。

二、不同運動方式對能量代謝的影響

有氧運動與力量運動(或抗阻力練習(xí))是改善能量代謝常用和相對有效的運動方式。關(guān)于力量運動與減體重的量-效關(guān)系資料積累不多。盡管在運動時間相同情況下，力量運動或抗阻力練習(xí)在能量消耗與脂肪利用方面遠遜于有氧運動，但是一次急性抗阻力練習(xí)后，可以使體內(nèi)激素穩(wěn)態(tài)環(huán)境改變，刺激增加新陳代謝和脂肪氧化；長期力量或抗阻力練習(xí)可以增加肌肉質(zhì)量，引起一天內(nèi)總能量消耗增加。

三、運動與靜息能量代謝

靜息能量代謝是機體整體能量消耗的關(guān)鍵，具有相對廣泛的健康積極效應(yīng)。影響能量代謝的主要因素包括肌肉活動、精神活動、食物的特殊動力效應(yīng)、環(huán)境溫度。其中，肌肉活動對能量代謝的影響最為顯著。目前，對于運動是否能改變靜息能量代謝沒有完全一致的結(jié)論。導(dǎo)致研究結(jié)果差異較大的原因可能與研究對象的初始體質(zhì)水平、干預(yù)方式、干預(yù)時間長短等因素有關(guān)。AE和RE是否可以有效提高靜息代謝的水平進而改善缺乏身體活動導(dǎo)致的體質(zhì)和健康問題尚不清楚。

四、運動與骨骼肌代謝調(diào)節(jié)

研究表明，運動提高基礎(chǔ)代謝率的途徑可能與骨骼肌肥大和生成有關(guān)，而雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)是其中一條極為重要的代謝通路。有氧和抗阻力訓(xùn)練對mTOR信號通路影響研究處于萌芽階段，存在著許多尚需研究與探索的問題。

五、運動與脂肪代謝調(diào)節(jié)

PGC-1 是一類輔激活因子，可通過調(diào)控運動訓(xùn)練引起的線粒體生物合成增加、氧化磷酸化能力增強、毛細(xì)血管密度增加、氧化型肌纖維比例增多、白色脂肪棕色化等多個方面來調(diào)控能量代謝。

PGC-1調(diào)控白色脂肪組織的棕色化和熱生成。脂肪組織分為白色脂肪組織(white adipose tissue，WAT)，棕色脂肪組織(brown adipose tissue，BAT)和淺棕色(米色)脂肪細(xì)胞。AE和RE均可能引起PGC-1，Irisin代謝通路的變化，但AE與RE的組合練習(xí)是否影響此代謝通路尚不可知；最大脂肪氧化強度(Fatmax)運動是否是動員PGC-1、Irisin代謝通路的有效方式也有待于深入研究。

六、運動與能量代謝調(diào)控研究思路

在基礎(chǔ)研究的角度來看，應(yīng)該圍繞“運動、能量代謝穩(wěn)態(tài)與調(diào)控”研究領(lǐng)域，在以下幾個方面開展研究工作：

（1）不同運動方式對靜息能量代謝率的影響。靜息能量代謝占普通人能耗的70%~80%，在以往有關(guān)運動與能耗的研究中，多集中在運動過程中能量消耗的特點，而對于運動對靜息能量代謝率的研究不多。不同運動方式、特別是力量練習(xí)對普通人群的靜息能量代謝率影響效果及其機制并不清楚，有氧運動和力量練習(xí)相結(jié)合的運動方案是否能夠在增加運動過程中能量消耗的基礎(chǔ)上，通過增加靜息能量代謝率提高總能量消耗，值得進一步探討。

（2）運動對能量代謝穩(wěn)態(tài)的影響。能量代謝平衡取決與能量攝入與效率兩個方面，運動中的能量消耗能否與運動后的攝入達到新的穩(wěn)態(tài)直接影響體育活動效果。鑒于運動對隨后能量攝入和食欲的潛在影響，相關(guān)研究試圖探討其對能量代謝穩(wěn)態(tài)的生理調(diào)節(jié)機制，及其在防控肥胖方面可能起到的作用。然而，相關(guān)研究結(jié)果并不一致。長期有氧訓(xùn)練和/或抗阻力訓(xùn)練對能量消耗和食欲的長期影響效果及其機制，需深入研究。

（3）最大脂肪氧化(Fatmax)運動強度的研究。體重降低、身體脂肪量減少同時也伴隨著機體脂肪氧化水平降低，后者可能與減體重后“反彈(regain)”現(xiàn)象相關(guān)。運動減體重效果可能受脂肪氧化能力的影響，最大脂肪氧化速率在一定程度上反映機體最大氧化脂肪水平。確定最大脂肪氧化(Fatmax)運動強度對減少身體脂肪含量、建立慢病運動處方等具有重要意義，因此，急性或長期Fatmax運動強度對能量代謝(攝入與消耗)、減控體重的實證研究應(yīng)當(dāng)是今后一個時期的重點研究領(lǐng)域。

（4）運動與脂肪代謝、骨骼肌代謝調(diào)節(jié)信號通路研究。運動與能量代謝調(diào)控研究主要集中在脂肪代謝和骨骼肌代謝調(diào)節(jié)相關(guān)的mTOR和PGC-1等信號通路。短期和長期有氧和/或抗阻力運動是否對人體脂肪和骨骼肌調(diào)節(jié)信號通路有影響？其內(nèi)在機制是否與上述兩條信號通路有聯(lián)系？盡管基因敲除實驗證實PGC-1在運動改善胰島素抵抗(insulin resistance，IR)中發(fā)揮重要作用，但Irisin和PR(PRD1-BF1-RIZI homologous)域包含蛋白16(PRDM16)基因敲除實驗和相關(guān)的原代脂肪細(xì)胞培養(yǎng)并未進行，難以說明能量代謝通路的唯一性。運動與脂肪代謝/骨骼肌代謝調(diào)節(jié)信號通路研究對探討體育活動防控慢病機制具有重要作用。

七、小結(jié)

綜上所述，本文通過不同運動方式對能量代謝的影響、運動與靜息能量代謝、運動與骨骼肌代謝調(diào)節(jié)、運動與脂肪代謝調(diào)節(jié)等方面，提出了有關(guān)運動與能量代謝調(diào)控的研究思路，但運動如何通過組織與器官實現(xiàn)改善脂肪代謝和能量代謝尚不明確。

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