莫納什大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種酶NOX4，它可能是運(yùn)動(dòng)促進(jìn)健康的關(guān)鍵，尤其是隨著年齡的增長(zhǎng)。隨著年齡的增長(zhǎng)，2型糖尿病患病率增加的主要原因之一是胰島素抵抗的發(fā)展，這通常是由于隨著年齡的增長(zhǎng)體力活動(dòng)減少造成的。這項(xiàng)針對(duì)小鼠的新研究揭示了體力活動(dòng)如何誘導(dǎo)骨骼肌中NOX4的產(chǎn)生，NOX4參與增強(qiáng)胰島素反應(yīng)性并進(jìn)而促進(jìn)代謝健康的機(jī)制。
重要的是，這種酶可以成為藥物的靶點(diǎn)，以防止肌肉萎縮和糖尿病等衰老后果。莫納什大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究所(BDI)的研究負(fù)責(zé)人TonyTiganis博士表示：“用藥物觸發(fā)NOX4協(xié)調(diào)的適應(yīng)性機(jī)制的激活，可能會(huì)改善衰老的關(guān)鍵方面，包括胰島素抵抗和2型糖尿病的發(fā)展。”。
Tigianis及其同事在ScienceAdvances上發(fā)表了一篇題為“骨骼肌NOX4是預(yù)防胰島素抵抗的適應(yīng)性反應(yīng)所必需的”的論文，報(bào)告了他們的發(fā)現(xiàn)，其中他們總結(jié)道：“在這項(xiàng)研究中，我們證明骨骼肌生成ROS肌肉NOX4的表達(dá)會(huì)隨著運(yùn)動(dòng)而增加，相反會(huì)隨著年齡或肥胖而減少，它會(huì)誘導(dǎo)適應(yīng)性反應(yīng)，防止氧化損傷，維持肌肉功能和運(yùn)動(dòng)能力，并減輕與年齡和肥胖相關(guān)的胰島素抵抗的發(fā)展。”
莫納什大學(xué)團(tuán)隊(duì)預(yù)測(cè)，未來(lái)三十年，全球60歲以上人口比例將翻一番，到2031年，澳大利亞將有超過(guò)600萬(wàn)人年齡在65歲以上。2型糖尿病的發(fā)病率隨著年齡的增長(zhǎng)而增加，因此人口老齡化也將導(dǎo)致全球該疾病的發(fā)病率增加。
作者解釋說(shuō)，在進(jìn)化過(guò)程中，以收集食物、建造庇護(hù)所或躲避捕食者等形式進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)對(duì)于人類的生存至關(guān)重要，這需要開(kāi)發(fā)適應(yīng)機(jī)制來(lái)支持肌肉功能和整體健康。然而，在現(xiàn)代，技術(shù)使我們不再需要為了生存而進(jìn)行體力活動(dòng)。正如作者指出的那樣，“缺乏身體活動(dòng)會(huì)導(dǎo)致多種人類疾病的發(fā)生，包括胰島素抵抗和2型糖尿病，這些疾病已在全世界范圍內(nèi)流行。”
然而，盡管體力活動(dòng)或鍛煉的好處是無(wú)可辯駁的，但研究小組繼續(xù)說(shuō)道，“……體力活動(dòng)促進(jìn)代謝健康的確切機(jī)制尚不完全清楚。”運(yùn)動(dòng)使骨骼肌承受急性壓力，然后刺激補(bǔ)償性和適應(yīng)性生理反應(yīng)。這些適應(yīng)可以提高耐受性并防止未來(lái)的壓力。“這些對(duì)壓力源的有利適應(yīng)被稱為“毒物興奮效應(yīng)”，否則在較高劑量下會(huì)有害。
Tiganis及其同事的最新研究表明，衰老過(guò)程中活性氧(ROS)產(chǎn)生的減少有助于胰島素抵抗的發(fā)展。根據(jù)Tiganis的說(shuō)法，骨骼肌不斷產(chǎn)生ROS，并且在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中這種情況會(huì)增加。“運(yùn)動(dòng)引起的ROS會(huì)驅(qū)動(dòng)適應(yīng)性反應(yīng)，這對(duì)于運(yùn)動(dòng)促進(jìn)健康的作用是不可或缺的，”他說(shuō)。正如作者在論文中指出的那樣，“響應(yīng)急性運(yùn)動(dòng)或長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練而產(chǎn)生的ROS被認(rèn)為對(duì)于滿足運(yùn)動(dòng)能量需求所需的適應(yīng)性反應(yīng)至關(guān)重要。”
對(duì)小鼠的研究表明，NADPH氧化酶4(NOX4)對(duì)于運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的ROS和驅(qū)動(dòng)代謝健康的適應(yīng)性反應(yīng)至關(guān)重要。小鼠實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)后骨骼肌中的NOX4增加，這會(huì)導(dǎo)致ROS增加，從而引發(fā)適應(yīng)性反應(yīng)，保護(hù)小鼠免受胰島素抵抗，否則會(huì)因衰老或飲食引起的肥胖而發(fā)生胰島素抵抗。
重要的是，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)骨骼肌中NOX4的水平與年齡相關(guān)的胰島素敏感性下降直接相關(guān)。Tiganis說(shuō)：“在這項(xiàng)研究中，我們?cè)趧?dòng)物模型中證明，骨骼肌NOX4豐度隨著衰老而減少，這會(huì)導(dǎo)致胰島素敏感性降低。”他們的實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，刪除肌肉中的NOX4會(huì)惡化肥胖者胰島素抵抗的發(fā)展，并且還會(huì)降低運(yùn)動(dòng)對(duì)胰島素敏感性的有益影響。他們寫道：“……肌肉中NOX4的缺失不僅會(huì)隨著衰老和肥胖加劇胰島素抵抗的發(fā)展，還會(huì)削弱劇烈運(yùn)動(dòng)對(duì)胰島素作用的有益影響。”他們共同表示，
研究小組進(jìn)一步得出結(jié)論：“這項(xiàng)研究的結(jié)果表明，骨骼肌NOX4有助于協(xié)調(diào)興奮劑反應(yīng)，從而減輕與年齡相關(guān)的胰島素抵抗、高胰島素血癥和高血糖(2型糖尿病的標(biāo)志)的發(fā)展。”“我們的研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了氧化還原平衡在代謝健康中的重要性，并為我們老齡化和久坐人群中導(dǎo)致糖尿病流行的病理生理機(jī)制提供了重要的見(jiàn)解。”
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