運動對個體端粒長度的影響

摘要：端粒是染色體末端的“保護帽”，端粒長度隨年齡的增長逐漸縮短，一旦端粒縮短達到閾值，就會產生衰老。短的端粒會引起多種與衰老相關的慢性疾病的產生，如：糖尿病，肥胖癥和冠心病等。而運動是影響端粒長度的重要因素之一，適宜的運動能夠延緩端粒長度的縮短，從而延緩衰老。

前言：

雖然現有的文獻并沒有對運動與端粒長度之間的機制作出肯定，但是提出幾個潛在的機制可以解釋運動對端粒長度的影響：端粒酶的活性、氧化應激、炎癥和骨骼肌衛星細胞數目。由于運動與端粒長度之間的作用機制尚不能完全確定，因此在現有的一些文獻中對二者的關系存在爭議。

1、運動與端粒長度之間存在正相關關系

Puterman等研究運動對端粒縮短的緩沖作用，他們選取63例健康絕經后婦女為受試者，通過知覺壓力量表來評估他們的心理壓力，并要求受試者連續三天報告每日活動量，根據每日活動量（疾病控制中心建議每日活動量）將受試者分為兩組：久坐不動組和活動組，最后對其血液中的端粒長度進行分析，結果表明慢性心理應激會造成端粒縮短，然而運動可以通過調節氧化應激和抗氧化劑之間的平衡來緩沖慢性心理應激造成的端粒縮短。大多數研究發現最大攝氧量值較高的個體與最大攝氧量值較低的個體相比，前者端粒長度更長。運動能力較低的個體（通過代謝當量來評定）與運動能力較高的個體相比，端粒長度較短的可能性要更大。而這個端粒長度的差異相當于4年的生物年齡。同時研究表明，端粒是心血管細胞存活的必要條件，端粒縮短已被證明可以引起小鼠心血管疾病。短的端粒長度與多種心血管疾病，包括動脈粥樣硬化，心肌梗塞，高血壓，腹主動脈瘤，和心血管死亡率有關。穩定型冠心病患者的運動能力和端粒長度之間也存在著密切的關系。短的端粒長度（TL）是冠心病患者死亡率的獨立預測因子。Kim等選取了44名受試者，包括兩組，一組即習慣性體育鍛煉人群，在健身中心招募每周運動3次以上，每次運動60分鐘，已經運動1年以上的絕經后婦女，另一組即靜坐少動人群，則是招募每周運動時間不足75分鐘的絕經后婦女，對兩組的端粒長度進行測試和分析比較，結果表明習慣性體育鍛煉與端粒長度的增加有關，經常參與體育鍛煉可以降低端粒的損耗。Du等也對婦女靜坐少動，體力活動和白細胞相對端粒長度的關系進行了研究，提出中等強度的體力活動可能與相對端粒長度相關。Osthus等研究發現最大攝氧量與端粒長度有關，長期耐力訓練可以對老年人肌細胞的端粒長度起保護作用，并通過維持端粒長度來延緩衰老過程。Denham等在對超級馬拉松運動員的一項研究中表示，運動員相比靜坐少動的人，擁有更長的端粒，兩者之間的差異約等于16年的生物年齡[1]。

2、運動與端粒長度之間存在無相關關系

Woo等在2008年對中國4000名65歲及以上的男性和女性進行調查研究，提出體力活動與端粒之間沒有相關關系。Kadi等為了評估力量訓練是否會對骨骼肌的端粒長度產生影響，選取7名舉重運動員和7名健康無舉重經歷的人作為對照組，對股外側肌的肌肉活檢，測其端粒長度，研究表明長期訓練與骨骼肌端粒長度的異常縮短無關[2]Ponsot等對10名年輕男性、6名年輕女性、13名老年男性和13名老年女性的小腿脛骨前肌進行肌肉活檢，使用蛋白印跡法測試其端粒長度，測試結果表明年齡、性別與脛骨前肌的端粒長度之間無顯著性差異，同時適度的體力活動也不會影響肌肉縮短的速度。Soares-Miranda等縱向分析顯示體力活動和白細胞端粒長度之間無相關性。

3、運動與端粒長度之間存在倒“U”型關系

眾所周知適度的訓練對健康是有益的，但過度訓練則容易給機體造成損傷，一些學者認為運動與端粒的關系亦是如此。Ludlow和他的同事（2008）研究具有一系列不同體力活動史的老年男性和女性（50-70歲）的體力活動。通過調查問卷，將受試者分為靜坐少動組、中等活躍組和高度活躍組，并測試其外周血單個核細胞（PBMC）的端粒長度，測試結果顯示中等活躍組的端粒長度明顯長于靜坐少動組和高等活躍組。根據這一測試結果作者提出體力活動與端粒長度之間存在倒“U”型的相關關系，適度的體育鍛煉相比靜坐少動和過度訓練可以延緩端粒縮短，從而延緩衰老。Collins等對13例確診肌病綜合征（FAM）的運動員和13例健康對照組的股外側肌活檢，從肌肉中提取DNA測其端粒長度，測試結果顯示FAM運動員的端粒長度明顯低于健康人群的，其中有3例FAM運動員的端粒長度極其短，從而證明過度訓練會導致端粒縮短[3]。

4、小結與建議

目前運動與端粒長度之間存在三種爭議：正相關，無相關和倒“U”型關系。而大多數研究學者認為運動與端粒長度之間存在正相關關系。只有繼續深入研究二者的作用機制才能解決這一爭議，但目前國內研究運動與端粒長度作用機制的文章極其少，因此，接下來可以從端粒酶活性、氧化應激、炎癥和骨骼肌衛星細胞數目等方面對兩者進行進一步研究。

參考文獻：

[1]熊正英，劉志剛.運動與細胞衰老的端粒機制及其研究進展[J].陜西師范大學繼續教育學報，2004，03：122-124.

[2]王艷.中年女性體力活動與端粒體的相關性及“萬步行”干預效果的研究[M].北京：北京體育大學，2013.

[3]聶秀娟，賈磊.端粒、端粒酶與運動科學[J].黃山學院學報，2013，05：95-98.