苑腊静

最近,哈佛医学院的一项研究发现,运动和节食可以让细胞的“垃圾处理中心”马力全开,清除废物。这项研究刊登在《美国国家科学院院刊》,再次证明,生命在于运动,少吃多动有益健康。

细胞自我清洁

为了保证生活质量,我们需要及时清理垃圾,保持卫生。身体内的细胞也是一样。

在体内蛋白质合成的复杂过程中,难免出现一些错漏,如果这些错误折叠的畸形、有毒或者无用的“垃圾”蛋白质大量聚积,无疑会对机体的正常新陈代谢产生影响。在神经退行性疾病患者的大脑里,可以发现很多错义突变的蛋白质,清除这些蛋白质,可以缓解病情、改善认知。

虽然细胞有自己的“自我清洁”系统,但是总有一些情况下,“清理赶不上排放”,所以如何使细胞更有效地进行自我清洁,就成了科学家们乐此不疲的研究课题。

 26S蛋白酶体

泛素——蛋白酶体系统中细胞内专业的“垃圾清理站”,参与细胞内80%以上的蛋白质降解。泛素在发现有缺陷的蛋白质之后,会去做上标记,然后,26S蛋白酶体去降解这些蛋白质。降解产生的氨基酸,则会被细胞回收利用。

这套系统对细胞的稳态非常重要。如果异常蛋白质在细胞内一直积累,不能被及时清除,就会引起一系列疾病。就像城市离不开垃圾处理中心一样,为了我们自身的健康,也需要26S蛋白酶体正常运作。

药物实验

在之前的研究中已经发现,通过药物刺激腺苷酸环化酶(cAMP),可以激活泛素—蛋白酶体途径,增强26S蛋白酶体的活性,帮助细胞更好地清理有缺陷的蛋白质。

研究人员先用小鼠实验,发现激素和福斯考林的处理都加速了有缺陷蛋白质的降解。运动提高肾上腺素水平,禁食提高胰高血糖素水平,那么运动或者禁食,是否可以直接促进泛素—蛋白酶体系统清理细胞内的缺陷蛋白质呢?实验证明这个设想是对的。

运动和禁食

随后,研究人员招募了4名成年男性志愿者,在剧烈自行车运动之后,对他们的大腿外侧肌肉进行肌肉活检。正如预期的那样,4名志愿者在剧烈运动之后,蛋白酶体的活性增强,被泛素标记的那些有缺陷的蛋白质水平在肌肉中急剧降低。也许,这就是运动之后神清气爽的原因。

接下来,就是检测禁食的效果了。食物的缺乏会导致体内血糖水平下降,胰高血糖素的水平就会应运而升,促进糖原分解,为身体供能。动物实验显示,禁食12小时和24小时之后,肌肉中的cAMP水平明显升高。

这项研究告诉我们,运动和禁食都可以增加cAMP水平,提高26S蛋白酶体活性,加快清理那些有缺陷的蛋白质。“尸位素餐”的蛋白质少了,减缓了细胞的工作压力,对多种疾病的改善都有所帮助。

哈佛医学院的这项研究发现了促进细胞自我清洁最简单的方法。只要10分钟左右的高强度运动,或者不超过24小时的短暂禁食,就可以激活细胞的“自我清洁”系统,更快地处理掉那些有缺陷、有毒或者多余的蛋白质。

既然科学家们在机制研究和相关性研究中都已经给出了证据,证明运动和禁食的益处多多,我们还有什么理由不“管住嘴,迈开腿”呢?

(编辑    林    妙)