在分子水平上探究运动对人体的影响

科学家们想知道当你运动时，你的身体在分子水平上发生了什么。在同类规模**的运动研究项目中，来自美国阿拉巴马大学伯明翰分校的研究人员参与了美国国家卫生研究院（NIH）收集近2600名志愿者的数据并将这些数据转化为运动导致人体分子变化的综合图谱的计划。

阿拉巴马大学伯明翰分校的运动医学中心是美国全国范围内参与NIH资助的体育活动分子传感器联盟（Molecular Transducers of Physical Activity Consortium, MoTrPAC）的临床站点之一，该联盟旨在通过测量健康成年人和儿童在运动前、运动中和运动后的分子变化来增加人们对运动的理解。

阿拉巴马大学伯明翰分校医学院细胞、发育和综合生物学系教授、运动医学中心主任Marcas Bamman博士说，“从几十年的科学研究中可以看出，体育活动对健康有很大的好处；但我们并不完全理解其中的原因，特别是在分子水平上。这项大规模的研究旨在解释人与人之间的差异，并揭示基于年龄、种族和性别等人口统计数据的差异。”

如今，MoTrPAC研究人员在Cell期刊上发表了一篇标题为“Molecular Transducers of Physical Activity Consortium (MoTrPAC): Mapping the Dynamic Responses to Exercise”的论文，详细介绍了他们在这个雄心勃勃的研究项目中采取的方法。目前，他们正在回顾从一个较小规模的成年人志愿者群体和多轮临床前动物模型研究的初始阶段中获得的经验教训，以优化他们的方案，并准备扩大规模进行全面招募。

NIH主任Francis S. Collins博士说，“MoTrPAC的推出是为了填补运动研究的重要空白。它将重点从特定的器官或疾病，转移到分子水平上对运动的基本理解---这种理解可能会导致基于个人需求和特征的个性化、指定的运动方案。”

这项MoTrPAC临床研究将运动研究中成熟的方法与独特的研究方面进行结合，以推进我们对运动的基本理解。最独特的研究特点之一是它的规模。MoTrPAC在其11个临床站点中设定了雄心勃勃的目标，即在广泛的年龄范围内（10岁至60多岁）招募约2600名健康志愿者，男女平等参与。

这项研究的一部分将测试一般不活动的参与者完成为期12周的监督运动方案后，对运动的反应如何变化。久坐的成年人将被随机分配到耐力训练方案（跑步机、自行车）、阻力训练方案（举重）或不活动的对照组。低活动量的儿童将被随机分配到耐力训练方案或对照组，在对照组中他们进行正常活动。对研究的总体规模有贡献的是另一组高度活跃的成年人和年轻人，他们将帮助这些研究人员了解在分子水平上运动对这些长时间剧烈、持续运动的人的影响。

MoTrPAC的另一个独特之处在于，志愿者在运动前、运动中和运动后提供样本或生物样本，这些样本将接受一系列复杂的分子检测。成年人提供血液、脂肪和肌肉组织，而儿童只提供血液样本。由于对COVID-19的安全担忧，目前招募工作处于暂停状态，待安全后再恢复。

Bamman说，“最终，MoTrPAC的目标是对人类健康产生积极影响。这项研究和由此产生的数据整合是一项巨大的任务，并提供了一个前所未有的机会来探索运动益处的分子基础。MoTrPAC收集的关于广泛的个人和不同组织的耐力和阻力运动的信息可能会影响运动指南，使其更适合特定人群。”

Bamman说，有朝一日，医生可能会根据为个人创造**结果的方法，开出个性化的运动方案。其他研究人员可能会利用这些数据来确定模拟运动分子信号的药物，这可能帮助那些无法运动的人。