如今很多人已經(jīng)意識到運動的好處，日益注重運動健身，運動幫助我們?nèi)紵裏崃?，減輕體重同時降低心臟病、中風(fēng)和糖尿病風(fēng)險。除此之外，運動還有一個令人不可思議的作用——改變我們的DNA。根據(jù)專家的新研究，運動能夠讓基因活動發(fā)生有益于健康的變化，即使一次20分鐘的運動也能產(chǎn)生這種效用。

新研究證實運動導(dǎo)致DNA變化

致癌物質(zhì)和毒素能夠?qū)е律眢w出現(xiàn)異常和基因變異，相比之下，運動導(dǎo)致的DNA變化則有益健康，能夠提高肌肉的工作效率。令人感到吃驚的是，即使一次20分鐘的運動也能帶來積極變化。在發(fā)表于《細(xì)胞代謝》雜志上的論文中，專家和同事講述了肌肉細(xì)胞在人體進(jìn)行運動時出現(xiàn)的早期變化。

共有14名不經(jīng)常鍛煉身體的年輕男性和女性參加了此項新研究。研究過程中，專家要求他們騎健身腳踏車，測量他們的極限水平。在征得他們同意情況下，研究人員提取了參與者的四頭肌樣本，整個過程在局麻情況下進(jìn)行，不會給參與者造成痛苦。在參與者進(jìn)行運動前，研究人員首次提取肌肉細(xì)胞，運動20分鐘后再次提取，以進(jìn)行比較分析。

借助于這些活組織樣本，研究人員對運動前后一系列與肌肉有關(guān)的基因活動進(jìn)行了比較。進(jìn)行運動后，肌肉細(xì)胞內(nèi)的更多基因被激活，參與者的DNA甲基化程度也較低。甲基化是一個分子過程，甲基團(tuán)聚集在DNA上，限制了細(xì)胞“開啟”確定基因的能力。通過在特定時間控制確定細(xì)胞的甲基化程度便可調(diào)節(jié)DNA中的基因，允許哪些基因被激活。激活特定的基因能夠形成特定的細(xì)胞，例如眼細(xì)胞或者肝細(xì)胞。

以在人行道上進(jìn)行1英里（約合1.6公里）慢跑為例，甲基化作用能夠促使肌肉細(xì)胞釋放出正確的酶和營養(yǎng)物，讓肌肉獲得能量，燃燒卡路里。專家表示：“我們正試圖了解肌肉接收到的早期信息。這些信息似乎在說‘我這里出現(xiàn)狀況，我們需要相互配合，獲得更多的酶和營養(yǎng)物質(zhì)，這樣才能滿足運動的需要’。”

專家指出，運動強度越大，被移走的甲基團(tuán)數(shù)量越多。研究中，他們讓參與者在一周內(nèi)進(jìn)行兩種強度不同的騎車鍛煉。通過比較參與者的基因活動，他們得出這一發(fā)現(xiàn)。兩次鍛煉的強度分別達(dá)到參與者極限的40%和80%，運動后提取肌肉活組織樣本進(jìn)行比較分析。分析結(jié)果顯示，在達(dá)到極限水平80%的鍛煉后提取的肌肉細(xì)胞內(nèi)甲基團(tuán)濃度更低，RNA（基因活動的第一個副產(chǎn)品）數(shù)量更多。

攝入咖啡因與運動后效果相似

為了確定運動在肌肉基因表達(dá)中扮演的角色，科學(xué)家對鈣如何影響整個系統(tǒng)進(jìn)行了研究。人體進(jìn)行高強度運動時，肌肉細(xì)胞釋放出鈣，加速肌肉收縮。如果遏制鈣的釋放，這種效用消失，肌肉無法大幅收縮。隨后，專家往培養(yǎng)皿中加入咖啡，確切地說是咖啡因。咖啡因能夠觸發(fā)鈣的釋放，促使甲基團(tuán)移開，開啟幫助肌肉收縮的基因。正如她預(yù)料的那樣，在將咖啡因注入盛有大鼠腿部肌肉細(xì)胞的培養(yǎng)皿后，肌肉細(xì)胞的甲基團(tuán)濃度降低，同時出現(xiàn)更多RNA，與運動后產(chǎn)生的效果類似。

專家表示這并不意味著人們可以用咖啡代替運動。她說：“我們認(rèn)為咖啡因產(chǎn)生的絕大多數(shù)生理效應(yīng)作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，而不是分散到所有肌肉。為了獲得我們在肌肉中看到的效果，你需要一天喝掉50杯咖啡，而這已經(jīng)接近于致命劑量。在我看來，半小時高強度運動足以達(dá)到相同效果。”