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运动激素不是神话

2012年1月11日,《自然》杂志发表美国哈佛大学的一篇论文,研究发现体育运动时,肌肉会释放一种激素,这种激素能作用于脂肪细胞,促进脂肪代谢达到减肥的效果。研究一方面证明了运动健身的作用原理,另一方面给人们提供了使用药物来替代锻炼的新思路。


研究人员用希腊信使女神Iris的名字为这一激素命名irisin。但是很快有学者研究发现,该研究用于检测人类血液中irisin的抗体特异性不足,人类运动后这种因子增加的数据可能存在错误,给这一研究带来尴尬。最近提出运动激素观点的科学家采用更精确的研究技术,再次证明这种激素确实存在。

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2015年,8月12日美国哈佛大学Bruce Spiegelman 和Steven Gygi在cell metabolism上发表了一项最新研究进展,采用更新的研究方法,证明这种激素并不是检测方法导致的错误结果。


他们采用的方法是质谱和同位素内参照对照,这次更精确的检测方法显示人类血液中运动激素irisin主要从非规范起始密码子开始翻译,静息状态下血液中该激素的水平为3.6 ng/ml以下,有氧间隔运动后这种激素水平可以上升到4.3 ng/ml以下。这些研究说明,运动激素irisin不仅存在,而且可以进入血液循环,并受运动调节。运动激素不是神话。


Irisin是科学家研究PGC1-a过程中发现的,PGC1-a是过氧化物酶体增殖活化受体γ辅助活化因子1α,是过氧化物酶体增殖活化受体γ辅助活化因子1(PGC-1)成员之一,PGC-1α是与能量代谢关系密切的1个转录辅助活化因子,在线粒体合成,能调节适应性产热,在骨骼肌纤维类型转换等过程中发挥重要作用。


同时,还参与糖代谢和脂代谢调节,已成为治疗糖尿病和肥胖等代谢疾病的新靶点。近年来还发现,PGC-1α对治疗癌症发生及神经变性疾病有一定作用。由于PGC1-a能促进锻炼的效果,如可以对抗代谢综合症和减肥等。波士顿达纳法伯癌症研究所一研究小组分析了肌肉能分泌的受PGC1-a调节的分子,这些因子中有一种是irisin,这种分子一般情况下与其他分子结合,一直被忽视。


研究人员进一步研究发现,多个回合锻炼之后,小鼠和人体内的irisin水平都猛增。当激素注射到处在早期发育阶段的小鼠皮下白色脂肪细胞后,脂肪细胞解耦联蛋白(uncoupling protein1,UCP1)表达,使这些细胞更可能成为灰色脂肪细胞。灰色脂肪细胞像棕色脂肪细胞一样,可用促进脂肪燃烧产生热量。提示irisin能携带肌肉运动信息传递到脂肪组织。高脂饮食小鼠注射irisin能促进燃烧能量,体重更轻。


这些研究说明,Irisin是一种与运动有关的激素,对身体大有益处,但也有一些科学家对此提出质疑,Irisin在人体内是否真实存在呢?曾经有两项研究指出利用商业化抗体检测Irisin可能存在一些缺陷。


研究人员还发现人体内Irisin以罕见的ATA为起始密码子起始Irisin合成,而非常见的ATG密码子。此前这一现象已经引起一些学者怀疑人体内Irisin基因可能是一个无功能假基因,但事实上基因中确实存在一部分基因使用除ATG之外的可变密码子起始蛋白翻译过程,并且这种情况的出现往往表明可能存在更加复杂的调控关系。


研究人员证实人类Irisin与小鼠体内的非常类似,并且与之前报道相同,Irisin会在一定含量水平内随血液流动。虽然血液中Irisin水平非常低,但这一含量水平与其他一些重要的激素如胰岛素的含量仍具有可比性。并且研究人员还制定了一份实验流程,不需要依赖抗体就可以精确测定人在运动之后究竟增加了多少Irisin。


有科学家评论道:这些数据非常确凿,清晰地证明了人类血液中确实存在Irisin,更为重要的是,作者还提供了精确测定Irisin的可重复性操作的实验流程,进一步的工作应该着重研究这种激素究竟如何在人体内发挥作用,特别如何与棕色脂肪,米色脂肪的功能以及能量消耗产生关联。


2012年发现的Irisin为解释运动如何保持身体健康提供了一个可能原因,但到目前为止究竟何种运动能够有效增加Irisin的水平仍不是特别清楚,一些数据表明高强度训练可能会更加有效。而这项研究提供的Irisin检测方法将对于相关研究的进展具有重要推动作用。


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