多运动就一定好吗?Cell子刊:过度运动会导致健康人的线粒体功能受损并降低葡萄糖耐量
2021-04-06   阅读:330   来源:生物探索

一直以来,运动都是追求健康的代名词,但是高强度的运动训练会对身体产生负面影响。例如运动训练对心脏健康的益处遵循一种曲线关系,过量的运动会引起心脏的明显不适,但至今还没有确定最佳运动量和过量运动量之间的明确阈值。

之前的研究表明:运动训练是激活线粒体功能的有效刺激,并可通过刺激葡萄糖摄取作为许多代谢障碍的预防性治疗。然而,人的运动训练负荷与线粒体功能、葡萄糖代谢和运动训练的生理适应性之间的关系有待阐明。

近日,瑞典体育与健康科学学院的研究人员在国际学术期刊《细胞—代谢》上发表了一篇题为“Excessive exercise training causes mitochondrial functional impairment and decreases glucose tolerance in healthy volunteers”的文章,揭示了过度的运动训练会导致健康志愿者的线粒体功能受损并降低葡萄糖耐量。

DOI: 10.1016/j.cmet.2021.02.017

首先研究人员假设在训练负荷逐渐增加的训练计划中,人类受试者的运动训练负荷与线粒体功能、葡萄糖代谢和运动训练的生理适应性之间存在钟形关系。为了验证其假设,团队招募了6名女性和5名男性健康受试者参加了为期4周的训练干预,包括高强度间歇训练(HIIT)。在最初的3周,研究团队逐渐延长锻炼时间,从而研究不同负荷锻炼的生理反应。在第四周,运动负荷逐渐减少。在整个干预过程中,进行了组织活检和口服葡萄糖耐量试验,以评估不同阶段的代谢反应。

研究结果表明,轻度和中度的HIIT训练能有效提高成绩和生理功能,而在过度训练阶段,尽管训练负荷增加,但身体功能指标无明显改善。在恢复阶段(RE)之后,当训练负荷急剧减少时,人体性能达到峰值。与身体表现的动态反应相反,在整个研究过程中,无论训练阶段如何,最大耗氧量都持续增加。

此外,研究还观察到过度训练后线粒体呼吸减少,线粒体密度标记物补偿性增加。这与运动训练带来的经典细胞反应(线粒体数量和呼吸能力的增加)不同。

研究设计示意图

过度训练会降低葡萄糖耐量,同时在葡萄糖负荷期间保持代谢活性。尽管骨骼肌糖原储备增加,但过度训练会减弱对剧烈运动的糖调节反应。另外,最高强度的训练可导致受试者的葡萄糖耐受量及胰岛素分泌水平的显著降低,同时实验也显示线粒体功能受损及葡萄糖耐受量降低伴随着Nrf2的表达降低,Nrf2是参与抗氧化防御的重要因子。最后,研究团队还评估了世界级耐力运动员的连续血糖水平,发现与匹配的对照组相比,他们的血糖控制受损。

过度训练对糖调节的影响

总之, 本篇研究表明,在不破坏代谢稳态的情况下,可以进行的强化锻炼量是有上限的。超过这个限度,线粒体部分关闭引起的对代谢健康和身体表现适应的负面影响就会开始显现,并且在高水平的耐力运动员身上观察到血糖控制受损现象。

参考资料:

https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(21)00102-9

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