现代社会生活压力大、节奏快，大部分人都长期处于亚健康状态，严重影响了大家的身心健康和生活质量，因此越来越多的人意识到身体健康的重要性。
近两年随着全民健身概念的推广，全民健身运动已呈现井喷式的发展。人鱼线、马甲线、A4腰、公狗腰等成为网络的热词，每个人都想有一副完美身材。运动不仅可以让我们拥有更好的身材、精神状态，而且可以明显改善我们的健康状况[1-3]，使我们更加年轻（ps.你能看出下面两位是50岁的“高龄”吗？）
运动的方式有多种多样，依据运动的强度分为有氧运动和无氧运动。有氧运动通俗理解为呼吸顺畅类型的运动，强度低持续性久，比如跑步、游泳等。无氧运动为高强度、高频率、持续性段的运动，不能按照一定的节奏完成正常呼吸的运动项目，比如百米冲刺、举重等。
那么我们日常运动选择哪种运动方式更利于改善我们健康呢？这些“冻龄”男神（女神）真的是因为热爱运动的原因吗？相信很多人都有过这个疑问。
来自梅奥医学中心内分泌的K. Sreekumaran Nair医生，通过对青年和老年人分别对比有氧运动、无氧运动和有无氧结合运动前后对比，发现所有的运动都可以提高机体的心肺功能、胰岛素敏感性和肌肉含量，其中有氧运动可以改变更多基因的表达和线粒体的功能，因此提示有氧运动是最有效的运动方式。这项研究于今年3月7日发表在Cell Metabolism上[4]。
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1. 志愿者运动之后心肺功能、胰岛素敏感性和肌肉含量增加
为了研究不同运动方式对机体影响的差异，作者招募了45个健康青年（18-30岁）和27个老年健康人（65-80岁）。志愿者分成3组分别进行12周的高强度有氧间歇运动、无氧力量运动和两者结合运动。作者发现有氧运动可以显著的增强机体的最大肺活量，有氧无氧结合的运动方式也可以，但是无氧运动没有这一效果（图1B）。和大家的共识一致，无氧力量运动可以增加肌肉的含量和力量，而有氧运动可以增加肌肉含量却不能增加肌肉的力量，这主要是由于有氧运动消耗脂肪降低体重导致的（图1D，1F）。三种运动方式都可以改善机体的胰岛素敏感性（图1H）。
图1. 志愿者运动前后心肺功能、胰岛素敏感性和肌肉含量改变
2. 运动增强线粒体氧化呼吸作用，抵抗伴随衰老的线粒体功能衰弱
运动对肌肉代谢的影响最主要的是促进其线粒体氧化呼吸能力，之前的研究发现线粒体的氧化呼吸能力和机体胰岛素敏感性有相关性，因此作者检测志愿者运动后的线粒体功能变化，发现有氧运动可以明显的增强肌肉中线粒体的氧化呼吸能力，有氧无氧结合运动方式也可以，但是无氧运动没有影响（图2B），进一步发现线粒体氧化呼吸能力的增强是由于线粒体数目的增加导致的，即线粒体的蛋白合成增加（图2F）。
图2. 志愿者运动前后肌肉中线粒体的蛋白合成和氧化呼吸作用变化
3. 运动促进肌肉基因的表达
前面的结果发现运动可以明显改变肌肉线粒体的蛋白合成，提示运动可以改变基因的表达情况，因此为了系统性的评估运动对肌肉的影响，作者利用RNA-seq检测了运动前后肌肉基因的表达情况。作者发现有氧运动相比其它两种运动方式可以促进更多的基因表达（图3A-3F）。另外非常有意思的作者发现运动可以明显逆转在衰老过程中表达下调的基因（图3J），可能提示了为什么运动可以使人更加年轻的原因。
图3. 运动后肌肉基因的表达变化
4. 运动引起肌肉整个蛋白组学的变化
之前的研究发现运动可以改变大量肌肉基因的表达[5]，并且在运动使用过程中基因的转录和翻译并不一致，运动诱导的mRNA并一定要翻译成蛋白质[6]。因此作者好奇选择不同运动方式，肌肉的转录组和蛋白组又是怎么样的呢？首先作者发现无氧运动可以明显促进青年组和老人组线粒体蛋白的合成（图4B，4C），而现象在有氧运动后更加明显，尤其是老年组（图4D，4E）。有意思的作者发现有氧运动和无氧运动诱导肌肉蛋白的变化有很大的不同（图4F,4G），其中无氧运动诱导的肌肉蛋白很大一部分和肌肉的肥大有关，这也就解释了为什么有氧运动和无氧运动对机体的改善效果不同。
图4. 运动诱导肌肉蛋白组的变化
作者在他们的实验也发现了肌肉mRNA和蛋白表达的不同步现象。作者发现有氧运动后参与蛋白合成和蛋白代谢的基因mRNA水平明显下调（图5A），参与线粒体包膜和合成的基因蛋白水平明显升高（图5B）。因此，参与蛋白合成的核糖体蛋白水平也是升高的，蛋白的氧化和脱酰胺化明显降低（图5C，5D）。这些结果提示在运动后肌肉蛋白的上调主要是在翻译水平进行调控的而非转录水平。
图5. 有氧运动后mRNA水平下调，参与线粒体合成的通路的蛋白水平上调
该研究比较了有氧运动和无氧运动，发现有氧运动对我们机体的改善更加明显。有氧运动不仅可以明显的促进血管的形成增强心肺功能、促进线粒体形成、改善机体胰岛素敏感性，而且可以明显逆转在衰老过程中下调的基因表达，提示运动可能确实可以使我们更加年轻。因此，有氧运动是改善我们身心健康的有效手段。
[1] Barres R, Yan J, Egan B, Treebak JT, Rasmussen M, Fritz T et al. Acute exercise remodels promoter methylation in human skeletal muscle. Cell metabolism2012 Mar 07;15(3):405-11.
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[4] Robinson MM, Dasari S, Konopka AR, Johnson ML, Manjunatha S, Esponda RR et al. Enhanced Protein Translation Underlies Improved Metabolic and Physical Adaptations to Different Exercise Training Modes in Young and Old Humans. Cell metabolism2017 Mar 07;25(3):581-92.
[5] Lanza IR, Short DK, Short KR, Raghavakaimal S, Basu R, Joyner MJ et al. Endurance exercise as a countermeasure for aging. Diabetes2008 Nov;57(11):2933-42.
[6] Miller BF, Konopka AR, Hamilton KL. The rigorous study of exercise adaptations: why mRNA might not be enough. Journal of applied physiology2016 Aug 01;121(2):594-6.
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