在分子水平上探究運(yùn)動(dòng)對(duì)人體的影響

科學(xué)家們想知道當(dāng)你運(yùn)動(dòng)時(shí)，你的身體在分子水平上發(fā)生了什么。在同類規(guī)模**的運(yùn)動(dòng)研究項(xiàng)目中，來(lái)自美國(guó)阿拉巴馬大學(xué)伯明翰分校的研究人員參與了美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院（NIH）收集近2600名志愿者的數(shù)據(jù)并將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致人體分子變化的綜合圖譜的計(jì)劃。

阿拉巴馬大學(xué)伯明翰分校的運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)中心是美國(guó)全國(guó)范圍內(nèi)參與NIH資助的體育活動(dòng)分子傳感器聯(lián)盟（Molecular Transducers of Physical Activity Consortium, MoTrPAC）的臨床站點(diǎn)之一，該聯(lián)盟旨在通過(guò)測(cè)量健康成年人和兒童在運(yùn)動(dòng)前、運(yùn)動(dòng)中和運(yùn)動(dòng)后的分子變化來(lái)增加人們對(duì)運(yùn)動(dòng)的理解。

阿拉巴馬大學(xué)伯明翰分校醫(yī)學(xué)院細(xì)胞、發(fā)育和綜合生物學(xué)系教授、運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)中心主任Marcas Bamman博士說(shuō)，“從幾十年的科學(xué)研究中可以看出，體育活動(dòng)對(duì)健康有很大的好處；但我們并不完全理解其中的原因，特別是在分子水平上。這項(xiàng)大規(guī)模的研究旨在解釋人與人之間的差異，并揭示基于年齡、種族和性別等人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的差異。”

如今，MoTrPAC研究人員在Cell期刊上發(fā)表了一篇標(biāo)題為“Molecular Transducers of Physical Activity Consortium (MoTrPAC): Mapping the Dynamic Responses to Exercise”的論文，詳細(xì)介紹了他們?cè)谶@個(gè)雄心勃勃的研究項(xiàng)目中采取的方法。目前，他們正在回顧從一個(gè)較小規(guī)模的成年人志愿者群體和多輪臨床前動(dòng)物模型研究的初始階段中獲得的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，以優(yōu)化他們的方案，并準(zhǔn)備擴(kuò)大規(guī)模進(jìn)行全面招募。

NIH主任Francis S. Collins博士說(shuō)，“MoTrPAC的推出是為了填補(bǔ)運(yùn)動(dòng)研究的重要空白。它將重點(diǎn)從特定的器官或疾病，轉(zhuǎn)移到分子水平上對(duì)運(yùn)動(dòng)的基本理解---這種理解可能會(huì)導(dǎo)致基于個(gè)人需求和特征的個(gè)性化、指定的運(yùn)動(dòng)方案。”

這項(xiàng)MoTrPAC臨床研究將運(yùn)動(dòng)研究中成熟的方法與獨(dú)特的研究方面進(jìn)行結(jié)合，以推進(jìn)我們對(duì)運(yùn)動(dòng)的基本理解。最獨(dú)特的研究特點(diǎn)之一是它的規(guī)模。MoTrPAC在其11個(gè)臨床站點(diǎn)中設(shè)定了雄心勃勃的目標(biāo)，即在廣泛的年齡范圍內(nèi)（10歲至60多歲）招募約2600名健康志愿者，男女平等參與。

這項(xiàng)研究的一部分將測(cè)試一般不活動(dòng)的參與者完成為期12周的監(jiān)督運(yùn)動(dòng)方案后，對(duì)運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)如何變化。久坐的成年人將被隨機(jī)分配到耐力訓(xùn)練方案（跑步機(jī)、自行車(chē)）、阻力訓(xùn)練方案（舉重）或不活動(dòng)的對(duì)照組。低活動(dòng)量的兒童將被隨機(jī)分配到耐力訓(xùn)練方案或?qū)φ战M，在對(duì)照組中他們進(jìn)行正常活動(dòng)。對(duì)研究的總體規(guī)模有貢獻(xiàn)的是另一組高度活躍的成年人和年輕人，他們將幫助這些研究人員了解在分子水平上運(yùn)動(dòng)對(duì)這些長(zhǎng)時(shí)間劇烈、持續(xù)運(yùn)動(dòng)的人的影響。

MoTrPAC的另一個(gè)獨(dú)特之處在于，志愿者在運(yùn)動(dòng)前、運(yùn)動(dòng)中和運(yùn)動(dòng)后提供樣本或生物樣本，這些樣本將接受一系列復(fù)雜的分子檢測(cè)。成年人提供血液、脂肪和肌肉組織，而兒童只提供血液樣本。由于對(duì)COVID-19的安全擔(dān)憂，目前招募工作處于暫停狀態(tài)，待安全后再恢復(fù)。

Bamman說(shuō)，“最終，MoTrPAC的目標(biāo)是對(duì)人類健康產(chǎn)生積極影響。這項(xiàng)研究和由此產(chǎn)生的數(shù)據(jù)整合是一項(xiàng)巨大的任務(wù)，并提供了一個(gè)前所未有的機(jī)會(huì)來(lái)探索運(yùn)動(dòng)益處的分子基礎(chǔ)。MoTrPAC收集的關(guān)于廣泛的個(gè)人和不同組織的耐力和阻力運(yùn)動(dòng)的信息可能會(huì)影響運(yùn)動(dòng)指南，使其更適合特定人群。”

Bamman說(shuō)，有朝一日，醫(yī)生可能會(huì)根據(jù)為個(gè)人創(chuàng)造**結(jié)果的方法，開(kāi)出個(gè)性化的運(yùn)動(dòng)方案。其他研究人員可能會(huì)利用這些數(shù)據(jù)來(lái)確定模擬運(yùn)動(dòng)分子信號(hào)的藥物，這可能幫助那些無(wú)法運(yùn)動(dòng)的人。