运动是如何影响基因的？
运动影响肌肉基因的表观遗传表达。基因就像硬件。除非有突变，否则他们从出生到死亡都不会有太大变化。但是，在生命的各个阶段，基因的表达都会有很多剧烈的变化，基因表达的调控机制就像软件一样，会根据不同的条件促进或抑制基因的活性。表观遗传学是一种基因调控机制，主要依靠DNA甲基化、乙酰化、去乙酰化和组蛋白甲基化来影响DNA与基因序列的紧密性和暴露性，进而决定上述基因能否成功表达。2014年，Lindholm等人让23名年轻的健康男女进行为期三个月的单腿自行车训练，每周四次，每次45分钟(而未训练的腿作为对照组)，并在开始前后采集双腿的肌肉样本，分析基因组上48万个位点的甲基化状态和2万多个基因的表达。这项重要实验的结果表明，DNA甲基化会改变近5000个基因的活性，其中与骨骼肌适应、血管生成和碳水化合物代谢相关的基因都有所增强[注4]。此外，本研究还发现甲基化变化主要发生的DNA区域并不位于传统的启动子中，而是位于远处的增强子中。这一系列结果表明，肌肉细胞的表观遗传表达确实会随着肌肉力量训练而发生变化，进而影响整体的生理表现和肌肉/运动效率。
运动影响RNA的选择性剪接。另一种基因表达调控机制是选择性剪接。这种机制发生在DNA转录后将RNA(前体mRNA)转化为成熟mRNA的过程中。通过这一步，相同的前体RNA可以以不同的方式剪接，形成各种mRNA亚型，从而产生相似但独特的蛋白质。在以往的研究成果中，发现运动训练可以改变某些基因的选择性剪接，影响其产物；例如PGC1α基因[注5]、VEGFA基因[注6]和IGF1基因[注7]，这些基因与线粒体(产生细胞所需能量的细胞器)的产生有关，据报道它们会受到运动的影响。然而，上述研究仅着眼于少数基因，为了从宏观基因组学角度进行分析，林德霍尔姆等人进一步对参与上述研究的23名受试者的腿部肌肉细胞的RNA进行了测序，并将结果与肌肉力量表现和肌肉活性酶等因素进行了比较。
研究人员发现，运动导致3404个基因产生不同的异构体，其中大部分与ATP(细胞中的能量单位，可视为能量包)的产生有关；此外，还发现了34种新的mRNA注8]。这说明运动训练确实可以改变基因的原有表达，这可能与保持身体健康密切相关。不过，研究人员也发现，“一天打鱼，三天晒网”的运动模式毫无意义，因为经过九个月的休息，受试者的基因表达已经大部分恢复到训练前的状态，经过训练的腿部肌肉和未经训练的腿部肌肉没有显著差异。此时，为了探究“肌肉记忆”现象，即之前训练过的肌肉在接下来的训练中能否更快地恢复到原来的状态，课题组选取了12人再次进行同样的运动过程；不幸的是，后来没有找到支持肌肉记忆假说的确切证据[注8]。
运动是健康的动力。根据以上研究结果，运动与机体细胞的基因表达密切相关。但是会有效到什么程度呢？如果你脑子里还有老的“锻炼333”，即每周三次，每次30分钟，心率达到每分钟130次以上，请先忘掉它；目前国际上采用的方式是建议成年人每周需要150分钟的中等强度有氧活动(如快走)或75分钟的高强度有氧活动(如跑步)，外加至少两次大肌肉群的肌肉力量训练，根据美国卫生与人类服务部2008年提出的2008年美国身体活动指南【注9】。俗话说“家徒四壁非蝼蚁，流水不腐”，研究表明，运动的成果是不能长久的，所以与其等到衰退生病后再去治疗，不如现在就定期运动，才是打造辉煌人生的正道，不是吗？当然，尝试在运动后诱导复制各种基因表达的相关研究也在进行中，未来可能会替代运动的健康益处，但永远替代不了身体的节奏和出汗的舒服感！
参考文献:1。沃伯顿德等国际营养杂志2010；7:39.2.r？nn T等PLoS Ge 2013；9:e1003572。3.凯勒P等J应用生理学(1985)2011；110:46-59.4.Lindholm ME等人，Epigeics 2014；9:1557-69.5.Ydfors M等人生理学报告2013；1:e00140。6.美国生理学杂志，2004年；287:R397-402。7.Hameed M等人，生理学杂志，2003年；547:247-54.8.中国科学院公共科学图书馆；12:e1006294。9.体育活动指南咨询委员会。体育活动指南咨询委员会报告，2008年。DC，华盛顿:美国卫生与公众服务部，2008年。
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