“科跑中国”科学跑步系列文章:奔向健康、跑出快乐——探秘跑步的健康效益

2024-12-16 13:17:33 投资策略 锦桢

“科跑中国”科学跑步系列文章:奔向健康、跑出快乐——探秘跑步的健康效益

1.1跑步与全因死亡率、心血管疾病和糖尿病风险的下降 在对全因死亡率的跑步剂量研究中发现,与不参与慢跑或运动的人相比,每周参与1到2.5小时慢跑的人全因死亡率显著降低。轻度和中度慢跑者的死亡率低于久坐的人,而剧烈跑步者的死亡率与久坐组的死亡率没有统计学差异。随着每周跑步时间的延长,不论是男性还是女性,其心血管的健康水平均随之上升。跑步的健康效益受到时间、距离和频率等多因素的影响。对于心衰患者而言,每周慢跑的频率增加同样会减少射血分数保留型心衰的风险。这种跑步的剂量效应也出现在了Ⅱ型糖尿病的干预当中,随着跑步时间的延长,Ⅱ型糖尿病的干预效果就越明显。 1.2跑步与非酒精性脂肪肝 非酒精性脂肪肝(NAFLD)是慢性肝病和心血管疾病的主要危险因素。在一项对NAFLD人群的不同强度运动干预实验中发现,每周中等强度的慢跑150分钟和中等强度的快走150分钟均能有效降低肝内甘油三酯的含量。 1.3 跑步与衰老 研究人员通过心血管核磁共振检查评估了138 名志愿者的血管年龄,并对他们进行了为期六个月的跑步训练。在此期间,受试者需要每周跑步3次,一周跑步里程从9.6公里逐渐增加到21公里。半年后,研究人员发现,这群人的血管年龄逆转了近4年并且血压也下降了3-4mmHg。而跑步运动和肌肉组织蛋白酶(cathepsin B)的分泌呈正相关关系,这一蛋白酶具有抵抗衰老引起的记忆、认知能力下降的功能。 1.4 跑步与癌症 跑步能在一定程度上降低癌症患者的死亡风险。运动与乳腺癌的发生呈现负相关关系(95% CI<1),久坐行为与乳腺癌的发生呈现正相关关系(95% CI>1)。数据分析发现,遗传预测的身体活动水平较高时,侵袭性乳腺癌的风险降低41%,而久坐行为与三阴性乳腺癌风险增加104%相关。在9年随访结果中显示,乳腺癌死亡率与诊断后跑步和步行运动能量消耗之间的剂量-反应关系风险比,随着运动能量消耗的增加,跑步运动能极大降低乳腺癌的死亡率。 1.5 跑步与情绪、认知功能的改善 跑步运动对大脑功能也会有调节作用。研究人员发现,进行10分钟中等强度的跑步,就可以有益于心理健康。受试者在跑步后情绪和认知功能都有所改善,与认知功能和情绪相关的双侧前额叶区域的激活也有所增加。而与骑行锻炼相比,跑步激活的额叶皮层脑区更加广泛,这可能会产生更加显著的情绪调节作用。而与药物干预、心理认知疗法相比,慢跑产生的抗抑郁作用更加明显。在老年痴呆人群的运动干预中发现,跑步运动能在一定水平降低老年痴呆风险,这种益处可能与运动后血液相关指标变化有关。 #02跑步健康效益机制 跑步带来的系统性健康效益的生物学机制非常复杂,研究者根据不同的机制衍生出了各类假说,例如整合生物学假说、细胞因子假说、免疫假说、外泌体假说、表观遗传学修饰假说、肠道菌群假说、奖赏机制假说等。这些假说从不同的角度阐述了跑步运动健康效益的科学性和复杂性。 2.1整合生物学假说与细胞因子假说 运动整合生物学认为,为应对运动挑战,多层次的整合和应答为机体建立一个新的动态平衡以提高肌肉能量和氧气供应,这种系统稳态的扰乱及其重塑不仅惠及骨骼肌本身,还给人体多个器官和系统带来了积极效应。运动对肌外器官和系统的积极效应或许都可以从肌肉活动中找到答案。肌肉被认为是一个分泌器官和系统代谢的“调节器(mediator)”。在此基础上,有研究就认为跑步时肌肉产生的一系列代谢物会通过血液运输途径作用于靶器官进而产生生理效应。 2.2 免疫假说 急性运动诱导物理(血流增加、温度升高、交感神经激活)和内分泌(儿茶酚胺和运动激素的释放、肌肉因子分泌)调节,导致肿瘤灌注增加、氧输送、瘤内代谢应激、细胞损伤和ROS产生。这些急性变化能防止肿瘤转移。长期运动适应包括提高免疫功能的全身改变,减少全身炎症,改善代谢健康,及增强血液灌注、免疫原性特征和免疫细胞浸润的瘤内改变。在此基础上,有研究提出运动免疫学假说:跑步运动诱导的免疫功能改善可能在对抗免疫衰老和慢性疾病的发展中发挥关键作用,而新兴的组学技术将更清楚地揭示潜在的机制。 2.3 外泌体假说 外泌体是由大多数细胞类型分泌的小(30-100 nm)内源性膜囊泡。细胞所产生的外泌体由大多数细胞脱落,携带着来自细胞源的生物活性物质,如蛋白质、脂质和microRNA,并在对体内外刺激作出反应的协调事件下产生。据报道,在人类进行一次运动后,循环外泌体立即增加,并且这些外泌体可能参与运动介导的适应过程。跑步运动诱导了系统性的生理应激,能够严重破坏细胞内稳态和刺激细胞外泌体进入循环后释放。空军军医大学高峰团队在Circulation Research上发表的成果表明,长期有氧运动可刺激机体多种组织细胞分泌外泌体,后者携带具有细胞保护作用的信息(如 miR-342-5p,一种非编码RNA),通过血液循环被心肌细胞摄取,可提高心肌抗缺血损伤的能力。 2.4 表观遗传学修饰假说 细胞在生命活动过程中,基因的表达受生物学、社会心理及周围环境的影响,并可按编程方式进行无DNA序列变化的遗传称为表观遗传,主要包括组蛋白修饰、DNA甲基化、非编码RNA调控等。跑步运动对于细胞的表观遗传学影响机制较为复杂,分为组蛋白的修饰和非组蛋白的修饰,以及最近发现的“乳酸化修饰”均表明了运动在细胞层面的生理影响,进而对细胞功能产生调控作用。 2.5 肠道菌群假说 近年来的许多研究发现,运动可以丰富肠道菌群多样性的同时也增加了肠道内有益菌群的生长。研究显示规律运动的人群肠道内的益生菌,诸如罗氏菌属和阿卡曼氏菌属丰度会有所增高。罗氏菌属是重要的丁酸生产者,被认为是重要的益生菌,其丰度增高与降低肥胖和Ⅱ型糖尿病的风险存在关联,同时它也是我们心肺健康的好帮手。而在中枢神经系统,运动可改善外周或中枢脑肠肽的异常表达,进而影响单胺类神经递质水平、HPA轴活性、神经营养因子表达和神经可塑性、细胞凋亡、神经毒害物质代谢、表观遗传等,发挥抗抑郁效应。小鼠进行跑步运动可以显著改变其肠道菌群的丰度和多样性,这些改变和抑郁行为的改善关系密切。 2.6 奖赏机制假说 在跑步运动中,奖赏效应的出现常被认为是“跑步者高潮”,期间会产生一系列的积极影响,比如疼痛感消失、身心轻松、愉悦感。这一现象的出现和跑步时激活大脑阿片类物质结合有关。同时跑步运动的奖赏效应也具有替代性。近期发表在《科学进展》上的研究揭示了一个由红核(Red Nucleus, RN)到腹侧被盖区(Ventral Tegmental Area, VTA)的谷氨酸神经投射所介导的跑步运动奖赏和以跑步对抗可卡因成瘾的新机制。因此,跑步调动了机体自我修复机能并带来积极的心理效果,因此被运用于抗抑郁、抗成瘾的临床治疗。 #03小结 跑步运动益处颇多,更是一项所需技能要求、场地要求较低的运动。科学认识并积极参与跑步运动,对于促进个体健康和实现“健康中国”战略具有十分重要的意义。因此,希望未来有更多的人加入到跑步的行列,为健康中国贡献自己的一份力量! 主要参考文献: 1.WHO,Global Health Estimates, 2019 2.Bramble DM, Lieberman DE. 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