《PNAS》运动的益处可能存在很大差异

研究人员证明，耐力运动的益处可能因线粒体疾病中涉及的突变类型而异，虽然运动的益处往往大于风险，但在推荐运动作为治疗时，应考虑患者的线粒体遗传状态。

　　

在一项新的研究中，费城儿童医院(CHOP)的研究人员证明，耐力锻炼的好处可能因涉及线粒体疾病的突变类型而有所不同，尽管锻炼的好处大于风险，在推荐运动治疗时，应考虑患者的线粒体基因状态。今天，《美国国家科学院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences)在网上公布了这些发现。

原发性线粒体疾病是最普遍的遗传性代谢疾病，每4200人中约有1人患病。这些疾病可能是由核DNA(我们细胞内的DNA)或线粒体DNA (mtDNA)中的数百种不同突变引起的。对这些患者的普遍治疗是有限的。然而，耐力锻炼已被证明可以改善健康人群的线粒体功能，并降低罹患糖尿病或神经退行性疾病等继发性代谢疾病的风险。

然而，这些建议是基于没有原发性线粒体疾病的健康人群。因此，研究人员想要确定这些患者的有效性，以及他们是否真的从耐力锻炼中受益。

Patrick Schaefer博士是CHOP线粒体和表观基因组医学中心的博士后研究员，也是该研究的第一作者，他说:“在看过患有线粒体疾病的患者的临床医生中，对于耐力锻炼是否真的有益还没有达成共识。锻炼有助于产生更多的线粒体，但如果这些线粒体仍然存在与原发性线粒体疾病相关的突变，那么锻炼可能会让一些患者面临风险。”

由于原发性线粒体疾病在患者中的异质性，研究人员使用动物模型来研究导致该疾病的五种突变。这项研究的目的是确定线粒体突变、耐力运动反应和这些具有不同线粒体突变的模型中的潜在分子通路之间的关系。

研究发现，耐力锻炼对模型的影响取决于所涉及的突变。在复合体I的mtDNA ND6突变的模型中，运动改善了反应。CO1突变影响复合体IV的模型显示，与运动相关的积极效应显著减少，而ND5复合体1突变的模型对运动完全没有反应。在核DNA Ant1缺失的模型中，耐力锻炼实际上恶化了心肌病。

此外，研究人员能够将模型中骨骼肌和心脏的基因表达谱与运动反应联系起来，并确定氧化磷酸化、氨基酸代谢和细胞周期调节是运动反应的关键途径。这表明该模型可能适用于研究患有原发性线粒体疾病的人类的运动反应。

尽管在这项研究中使用的模型反应不一，但作者指出，在大多数情况下，锻炼的好处大于风险。然而，在推荐治疗性锻炼时，应考虑患者的身体和线粒体状态。此外，这项研究可以帮助研究人员识别生物标志物和途径，以帮助预测线粒体患者和拥有不同线粒体单倍群的健康人群对运动的反应。

“这项工作具有根本性的重要性，它表明具有不同线粒体生物能的个体对耐力运动的反应是不同的。”资深研究作者Douglas C. Wallace博士说，他是CHOP的线粒体和表观基因组医学中心主任，也是儿童线粒体医学和代谢疾病的Michael和Charles Barnett捐赠主席。“这对从运动员到线粒体疾病患者，以及介于两者之间的所有人都有广泛的相关性。”

1. Patrick M. Schaefer, Komal Rathi, Arrienne Butic, Wendy Tan, Katherine Mitchell, Douglas C. Wallace. Mitochondrial mutations alter endurance exercise response and determinants in mice. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2022; 119 (18) DOI: 10.1073/pnas.2200549119

---

 

Children's Hospital of Philadelphia. "Benefits of exercise may vary greatly in primary mitochondrial disease: While the benefits of exercise may outweigh the risks, genetic status should be considered when recommending it as therapy." ScienceDaily. ScienceDaily, 4 May 2022. <www.sciencedaily.com/releases/2022/05/220504110430.htm>.

Children's Hospital of Philadelphia. (2022, May 4). Benefits of exercise may vary greatly in primary mitochondrial disease: While the benefits of exercise may outweigh the risks, genetic status should be considered when recommending it as therapy. ScienceDaily. Retrieved May 4, 2022 from www.sciencedaily.com/releases/2022/05/220504110430.htm

Children's Hospital of Philadelphia. "Benefits of exercise may vary greatly in primary mitochondrial disease: While the benefits of exercise may outweigh the risks, genetic status should be considered when recommending it as therapy." ScienceDaily. www.sciencedaily.com/releases/2022/05/220504110430.htm (accessed May 4, 2022).