体育锻炼对细胞标志物的影响

体育锻炼促进营养传感

生长激素是由垂体前叶分泌的激素，由生长激素释放激素调节，主要作用于肝细胞，诱导胰岛素样生长因子1分泌。胰岛素样生长因子1也在不同的组织中产生，如骨细胞、软骨细胞和肌肉，以自分泌或旁分泌模式发挥作用。

胰岛素和胰岛素样生长因子-1具有相同的细胞内信号通路，这是一种重要的衰老控制途径，在进化过程中高度保守。从这个意义上说，寿命的延长与生长激素、胰岛素样生长因子1和胰岛素受体及其细胞内效应物（如Akt和mTOR复合物）功能的降低有关。在这个范围内，一些作者将饮食限制与寿命或健康期的延长联系起来，这可能是由胰岛素和胰岛素样生长因子1信号通路的减弱介导的。

关于细胞内效应器下游，在动物模型中，转录因子FOXO代表了与寿命相关的最相关的改变。抑癌基因PTEN也与该信号通路的抗衰老作用相关，促进能量消耗和改善线粒体氧化代谢。营养缺乏FOXO，5'-腺苷一磷酸活化蛋白激酶（AMPK）和PTEN强调的具有抗衰老特性的分子与有利于衰老过程的分子（生长激素，胰岛素样生长因子1，Akt和mTOR）之间的这种平衡，显示了作为衰老标志的放松调节的营养传感的相关性。

衰老在生理上也与躯体化有关，表现为生长激素分泌率从生命的第三个十年开始逐渐下降，反映在胰岛素样生长因子-1水平下降。在早衰小鼠模型中，生长激素-胰岛素样生长因子-1轴的下降也被注意到，这突出了正常和加速老化过程中的共同点。这种自相矛盾的观察结果可以整合为一种防御反应，下调生长激素-胰岛素样生长因子1轴，促进较低的细胞生长和代谢，减少细胞损伤，旨在延长寿命。

除了与生长激素-胰岛素样生长因子1轴活性相关的葡萄糖传感外，对其他营养传感系统的兴趣在于增加mTOR、氨基酸浓度和合成代谢；AMPK和单磷酸腺苷水平；以及SIRTs和NAD+水平。最后两个营养传感器，AMPK和SIRTs（sirt1-7），作为与mTOR相反的低能状态的替代标记出现。

运动不仅在葡萄糖感觉体营养轴中起重要作用，而且在上述三个营养感觉系统中也起重要作用，促进有益的合成代谢细胞状态。运动通过增加葡萄糖转运蛋白4的产生对葡萄糖代谢的影响是另一个众所周知的与体力活动相关的改善胰岛素敏感性的机制。此外，运动诱导的生长激素和胰岛素样生长因子1水平受运动强度、持续时间和类型的影响（在高强度间歇方案和阻力运动中较高）。因此，与抗阻运动相关的肌肉蛋白质合成增加被认为是预防年龄相关性肌减少症的成功策略。

体育锻炼促进蛋白质保持稳定性

衰老和一些与衰老相关的疾病与受损的蛋白质稳态有关，也称为蛋白质稳态。一系列的质量控制是通过涉及位置、浓度、构象和单个蛋白质的转换的不同机制来保证的，例如自噬、蛋白酶体降解或伴侣介导的折叠。这些功能防止损伤成分的聚集，并确保细胞内蛋白质的持续更新，降解改变的蛋白质。这些过程的功能丧失或不协调会导致累积的受损蛋白质，从而导致衰老相关的有害影响（93）和神经系统衰老相关疾病，如阿尔茨海默氏症或帕金森氏症。

衰老会损害自噬-溶酶体和泛素-蛋白酶体系统，它们在细胞蛋白质抑制机制中起着核心作用。相反，体力活动会诱导大脑、肌肉和心脏自噬。一项中等强度腿部阻力训练和步行的联合方案证明了老年妇女自噬肌肉标志物的上调，尽管这些数据仍然局限于老年受试者，并且在人类中仍然缺乏可用的证据。

在小鼠模型中，这种效应似乎是通过激活BCL-2–beclin 1复合物介导的。急性抗阻运动通过激活3类磷脂酰肌醇3OH激酶Vps34 mVps34诱导肌肉蛋白质合成并减少蛋白质降解，后者与beclin-1形成自噬调节复合物。此外，在转基因小鼠中，beclin-1的破坏减少了自噬，导致神经退行性变。

有氧运动诱导自噬，从而通过调节胰岛素样生长因子1、蛋白激酶B（Akt）/雷帕霉素哺乳动物靶点（mTOR）和Akt/叉头盒O3A信号通路防止力量和肌肉质量的损失，降低心血管疾病风险（97）和消除引发神经退行性变的破坏性蛋白质。

同样，衰老的人脑表现出beclin-1的下调。较高的自噬基础水平与健康人的超常长寿有关，健康百岁老人的血清beclin-1水平高于年轻对照组。

Atrogin-1（maffx）是一种肌肉特异性泛素连接酶，通过FoxO信号传导参与肌肉萎缩。atrogin-1上调与心肌和骨骼肌萎缩有关，atrogin-1基因敲除小鼠模型证实了其与自噬功能障碍、心肌病和早死的关系。将老年atrogin-1基因敲除小鼠与年龄匹配的对照组进行比较，前者显示出对跑步机运动的耐受性降低，寿命缩短。

细胞溶质和细胞器特异性伴侣的合成在衰老中受损。因此，伴侣相关的功能，例如折叠和蛋白质稳定性，在人的一生中都是有条件的。在动物模型中，热休克蛋白（HSPs）共伴侣的上调与延长寿命表型相关，热休克反应调节因子HSF-1的激活与寿命和耐热性相关。尽管比较研究有限，但有证据表明，急性耐力型和抵抗型运动方案不仅在运动期间，而且在运动后立即或运动后几个小时，与热休克蛋白转录增加有关，这指出了体育运动对蛋白质稳态可能产生的有利影响。