長期運動訓練不但能改善個體健康和肌肉功能,還能減少第二型糖尿病、肥胖或心血管疾病引起相關疾病的罹患風險並減少某疾病的死亡率。然而,如何運動訓練並誘導這些有益個體健康的基因表達仍是未知的,因此,首先了解由運動訓練誘導的骨骼肌的基因表達的變化,而促進人類健康的過程是有必要的。在本篇文獻中,作者利用RNA測序量化基因表達水平,藉此確定經運動訓練次季後,基因由選擇性剪接 (Alternative splicing)而形成相同基因的亞型 (Isoform)或識別新型轉錄的基因的變化情形。

        人類基因中,約95%的基因都會透過特性的選擇性剪接產生不同的亞型,也就是說基因是一段長長的序列,他會被剪刀剪成一段段長度不一的序列之後 (可能有A, B, C, D, E, F段…,接著排列組合,就像A+B+C或A+C+B或+A+D+E或+D+F+E..等,稱為剪接體,經轉錄就會形成不同的基因亞型,接著轉譯,就會形成蛋白質去執行各別的功能。

             

        這篇文獻證實運動訓練的適應過程,會改變選擇性剪接,例如: 過氧化物酶體增殖物激活受體γ共激活因子1α (Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1α, PGC1α)經運動訓練誘導後,會參與粒線體的生物合成 (Mitochondrial biogenesis);血管內皮生長因子A  (Vascular endothelial growth factor A, VEGFA)的不同剪接變體,經抵抗運動 (Resistance exercise)和耐力運動 (Endurance exercise)誘發時,會在骨骼肌有不同程度的增加;胰島素生長因子-1 (Insulin Growth Factor 1, IGF1)的亞型會受到阻力運動的調節。

       然而,尚未研究人類在耐力訓練後,骨骼肌對基因表達水平是否會存在,任何運動所誘發基因水平改變之記憶。因此,作者的目的是研究耐力訓練對基因轉錄組 (Transcriptome)的影響。

 

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圖A. 實驗-運動訓練設計圖

此實驗中有23位受測者,實驗期間分成兩個時期:

  • 第一階段 (Period 1):首先測試VO2峰、單腿性能測試和活組織檢查,接著,訓練一腿45分鐘,每周4次,持續12周,另外一腿保持未訓練的狀態,結束後進行單腿性能測試和活組織檢查。
  • 中間休息9個月~~
  • 第二階段(Period 2):其中12位受測者接受與之前相同之運動訓練兩腿,一腿45分鐘,每周四次,持續12個月,結束後進行單腿性能測試和活組織檢查。

        實驗結果發現在第一訓練期,3,404基因亞型,各別屬於2,624個不同的基因,這些基因中超過80%只會產生1個剪接體,13%有2個剪接體;4%有3個剪接體;2%的基因有4-8種不同的剪接體,總體而言,53%的基因亞型通過運動訓練後,而被下調 (Downregulation),有47%被上調 (Upregulation)。

        經運動後,發現主要在細胞呼吸鏈 (Cellular respiration)、ATP合成的電子傳遞鏈 (ATP synthesis coupled electron transport)、氧化磷酸化 (Oxidative phosphorylation)及TCA循環 (TCA cycle)的相關基因會高度表達不同基因亞型。接下來,作者將有發生變化的基因的相關訊息傳遞做分類,並比較運動訓動第一階段與第二階段基因的表達變化,如下圖。

 

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圖B. 第一階段-相關基因變化圖

 

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圖C. 第二階段-相關基因變化圖

 

        實驗結論可得知長期的運動會改變體內基因組的表達,但這些基因與特定疾病之間的調控仍需要做進一步的研究才可以確定他們之間的因果關係。

        不過,運動的確是能夠促進身體健康~~為什麼ㄋ?不只是因為現在統計發現運動的確能夠降低疾病的風險~~其實還有許多哲學家、詩人、醫學家、藝術家等,甚至是黃帝內經~~都有說過運動能夠促進身體檢康唷~~

  • 生命在於運動。—伏爾泰
  • 運動是一切生命的源泉。—達·芬奇 
  • 生命就是運動,人的生命就是運動。—列夫·托爾斯泰
  • 運動的作用可以代替藥物,但所有的藥物都不能替代運動。法國醫學家蒂素
  • 身體的健康因靜止不動而破壞,因運動練習而長期保持。蘇格拉底
  • 黃帝內經:

「不妄作勞」即不要違背常規去勞作,使「形勞而不倦」,也就是說勞作要保持一定的限度,既不過勞,也不過逸,做到勞而不倦,即有勞有逸,勞逸結合,勞逸適度之意。過度勞倦,便會引起疾病,因此《內經》將「勞倦內傷」作為一個重要的病因,但是不僅過勞可以傷人致病,過逸也同樣會對人體健康產生不利影響。過於安逸,身體就不活動,會導致經絡氣血瘀滯不暢,久而久之生命力隨之逐漸減弱,如《素問·宣明五氣》所說:「久視傷血,久臥傷氣,久坐傷肉,久立傷骨,久行傷筋。」久坐久臥,懶於活動,筋骨肌肉自然會萎弱不振,所以「不妄作勞」並非什麼都不做。

 

所以~~平日可以減少一直盯著電腦的時間((雖然有點難~~,培養適度運動的習慣,可以活比較久~~哈哈!!

 

 

參考資料:

  1. 你所不知道的中醫養生智慧 作者:王坤山
  2. https://read01.com/JyKQDd.html
  3. http://www.wiki101.com.tw/archives/430#.WEi-LPl9600
  4. http://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1006294 (期刊資料

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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