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背 景
有规律的运动与降低心血管疾病和死亡率的风险有关，而运动介导的健康益处的机制仍然不太清楚。研究使用急性运动前后的代谢物谱来描述人类运动反应模式的代谢结构。
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实 验 方 法
对Framingham心脏研究参与者（年龄53±8岁，63%为女性）进行心肺运动试验和代谢产物分析，并在休息时（n=471）和运动高峰时（n=411）抽取血液。
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技 术 路 线
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研 究 结 果
1. 588个测量代谢物中502个从休息到运动峰值（运动持续时间11.9±2.1分钟）循环水平的变化，变化包括与胰岛素抵抗有关的代谢物减少；与脂肪分解，一氧化氮生物利用率，脂肪褐变等其他途径相关代谢产物增加。
图1 循环代谢组对急性运动的反应
图2 急性运动的代谢结构
2. 在另一项Framingham心脏研究中（（n=783，年龄54±8岁，51%为女性）），检测了177种代谢物，在164种代谢物中观察到一致性变化，运动诱导的代谢物变化与所进行的运动量（峰值负荷）、性别和体重指数有不同的相关性。在体重指数较高的个体中，某些有利代谢物的偏移有所减弱，而在女性中，尽管运动量较少，但某些有利心脏保护代谢物的偏移较大。不同的运动前代谢物水平与不同的健康生理维度（如通气效率、运动血压、Vo2峰值）相关。
图3 静息代谢产物谱与运动期间的多维生理测量存在差异
3. 研究确定了运动反应模式的4个代谢物特征，然后在单独的队列中进行分析，（Framingham后代研究；n=2045，年龄55±10岁，51%为女性），其中2例与中位随访23.1年的总死亡率相关。
图4 代谢产物与综合运动反应的相关性
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总 结
该研究定量评估急性运动前后代谢谱，循环代谢组中80%以上的注释代谢物发生了显著变化，如肥胖、胰岛素抵抗、氧化应激、炎症、血管反应和寿命关键代谢途径，还包括各种未广泛描述的新型代谢途径。代谢水平的动态变化因体重指数和性别而异，与年龄无关。研究发现与糖尿病相关的几种代谢物减少，与降低心脏代谢风险相关的代谢物增加，如1-甲基烟酰胺（促进脂肪分解）。许多代谢物的变化与所完成的工作量无关，这表明短时间的运动对代谢物的循环产生有利变化，反映出更健康的代谢状态。研究检测到许多代谢物的有利变化，这些代谢物的静息水平先前被证明与心脏代谢疾病有关。
CPET（心肺运动试验）获得的详细多维运动测量与代谢物分析相结合，该研究评估离散生理运动反应的代谢物特征。观察到峰值摄氧量Vo2（反映全身代谢反应）、次峰值血压反应（反映全身血管功能）和VE/Vco2（反映肺血管功能障碍和心脏功能受损）的明显代谢物特征。综合运动反应的复合代谢物特征与校正传统CVD风险因素后的死亡率相关，这与心肺健康与心血管和非心血管死亡率之间的强相关性一致，并观察到运动反应的代谢物特征与未来死亡率的关系比与偶发CVD的关系更为密切。这些发现提供了人类对急性运动代谢反应的详细图谱，并确定了运动有益心脏代谢效应的潜在机制，以供未来研究。
