肌肉在人体中的作用常被简单理解为机械马达,但真相远比这复杂:我们的肌肉实际上是一种内分泌器官,能够影响身体的几乎所有系统。
当肌肉收缩时,会释放数百种被称为"肌源性细胞因子"的分子,这些物质对身体正常运作至关重要。这一发现改变了现代生理学,催生了"运动即良药"的理念。然而,这一概念仍显不足。事实上,运动对健康的重要性堪比呼吸和进食,久坐不动和缺乏运动可被归类为疾病源头。
肌源性细胞因子通过血液与大脑、脂肪组织、肝脏、骨骼和免疫系统等器官沟通。2024年的一项综述表明,这些物质是运动有益于免疫系统的原因。目前研究最广泛的肌源性细胞因子是白细胞介素-6(IL-6),它在休息时会释放,但在高强度或有氧耐力运动期间释放量可增加高达100倍。
同样重要的还有鸢尾素(对维持体脂平衡至关重要)和脑源性神经营养因子(BDNF,参与神经可塑性和认知功能)。运动还会刺激其他器官释放同样重要的"运动因子"。2022年的一项综述揭示了这些分子在心血管、代谢、免疫和神经健康方面的作用。
如果缺乏运动(意味着体内循环的运动因子很少),疾病风险和全因死亡率都会增加。
肌源性细胞因子在身体不同部位以不同方式发挥作用:
免疫系统
最新研究表明,至少有九种肌源性细胞因子影响免疫系统的正常功能。这些包括鸢尾素、核心蛋白聚糖和白细胞介素IL-6、IL-7和IL-15。
运动期间这些物质的释放促进了免疫细胞的增殖和分化,增强了免疫监视功能。它们还减少慢性全身性炎症,这是预防许多代谢和心血管疾病的关键因素。例如,IL-6作为一种抗炎信号,可以调节淋巴细胞、巨噬细胞和NK细胞的活性。
神经系统与神经认知系统
肌肉通过所谓的"肌肉-大脑轴"直接影响大脑。证据表明,BDNF、鸢尾素和组织蛋白酶B等分子可以刺激新神经元的形成。
它们还与改善学习和记忆相关,并与预防神经退行性疾病相关的认知能力下降有关。例如,鸢尾素已被证明与海马体(对记忆至关重要的区域)中BDNF水平的增加有关。而组织蛋白酶B则有助于神经元再生和认知能力提升。
这套化学信号解释了为什么身体活跃的人认知能力下降风险较低,情绪健康状况更好。大脑"倾听"肌肉收缩时发出的信号,并通过适应和增强来回应。
葡萄糖和脂肪代谢
运动期间,IL-6在从脂肪组织(主要是内脏脂肪,这种脂肪积聚在腹腔内,风险更大)动员脂肪酸方面起着关键作用。这促进了脂肪燃烧并有助于维持血糖水平。
IL-6还调节胰岛素敏感性,使肌肉更有效地摄取葡萄糖。这一机制解释了运动在预防2型糖尿病方面的部分益处。总体而言,肌肉充当"代谢恒温器",调节能量消耗,并根据身体活动决定何时调动、储存或使用能量。
心血管系统
尽管心脏病患者的运动应由心脏病专家或物理治疗师等医疗专业人员开具处方,但它有助于预防心血管疾病。
身体活动触发运动因子的释放,促进血管舒张,改善血管功能,降低动脉僵硬度。这解释了为什么身体活跃的人高血压、冠心病和心力衰竭的风险较低。
骨骼与骨质疏松症
肌肉还与骨骼相互作用。多种肌源性细胞因子通过刺激成骨细胞(骨形成细胞)的活性和调节骨矿物质密度来促进骨形成和重塑。
这是对运动机械应力的必要补充,有助于预防和对抗骨质疏松症。
肿瘤抑制与降低癌症风险
发表在《柳叶刀·肿瘤学》上的一篇文章指出,久坐不动是超过10种癌症的风险因素。
这部分是因为运动期间释放的肌源性细胞因子能够抑制癌细胞扩散并减少潜在恶性细胞的DNA损伤。此外,运动还能动员能够识别和摧毁早期生长阶段肿瘤细胞的免疫细胞。即使是一次运动也能显著增加能够抑制癌细胞生长的肌源性细胞因子水平。
综合所有这些证据表明,我们的肌肉充当内分泌器官。每一次肌肉收缩都会发送信号来调节身体内部平衡——这意味着运动对我们的身体系统正常运作在生物学上是必要的。
作者信息:Beatriz Carpallo Porcar,物理治疗师,圣乔治大学物理治疗学专业教学与研究人员,iPhysio研究小组成员;Andrés Ráfales Perucha,物理治疗师,圣乔治大学教学与研究人员,UNLOC研究小组成员;Daniel Sanjuán Sánchez,物理治疗师,圣乔治大学健康科学学院教学研究人员,莱里达大学护理与物理治疗学院客座教授,iPhysio研究小组成员;José Lesmes Poveda López,圣乔治大学物理治疗教授;Paula Cordova Alegre,圣乔治大学物理治疗和护理学专业教学研究人员。
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