该研究发现，男性进行剧烈运动时燃烧的脂肪比女性更多，这一发现出乎意料。目前为止关于运动对身体影响的最大研究揭示了这一惊人的结果。太平洋西北国家实验室能源部的科学家乔舒亚·阿德金斯（Joshua Adkins）及该研究的通讯作者之一表示：“每个人都知道运动对身体有益，但没有人确切知道原因。我们不知道身体内部发生了什么导致这些差异。”根据分子物理活动转导合资公司（MoTrPAC）进行的一项研究结果，运动的益处是显著的。这项合作研究涉及来自全国超过二十个地点的100多名科学家，重点了解体育活动带来的健康益处背后的分子机制。
这项发表在《自然》杂志上的研究发现，运动对身体的广泛影响，影响了超过35,000种分子。研究中没有研究的组织没有受到运动的影响。该研究是在大鼠身上进行的，大鼠的基本生理与人类相似。一个研究小组目前正在对超过1,500名个体进行研究，利用大鼠实验的结果作为探讨运动对人类影响的起点。MoTrPAC团队分析了18种不同类型的组织以及血液，发现男性和女性中均有分子信号显示出身体活动的显著益处。这些益处包括改善肝功能、增强心肌、提升免疫系统和减轻肺部及肠道的炎症。此外，运动还被发现可以促进更健康的线粒体的生成，线粒体负责细胞中的能量生产。《自然代谢》论文重点关注了男性和女性脂肪组织的差异，即使在久坐不动的动物中也是如此。通讯作者，杜克分子生理研究所的主任克里斯托弗·纽卡德（Christopher Newgard）对运动在性别上的不同反应产生的显著差异感到惊讶。男性以燃烧脂肪获取能量，而女性则保持其脂肪质量。这是由于男性与女性大鼠在脂肪上的许多分子反应存在差异，纽卡德发现这些差异确实引人注目。
除了阿德金斯和纽卡德，《自然代谢》论文的主要作者还有来自俄克拉荷马医科研究基金会的苏·博丁（Sue Bodine）和加州大学圣迭戈分校的西蒙·申克（Simon Schenk）。论文中有三位来自PNNL的“第一作者”：吉娜·梅尼（Gina Many）、詹姆斯·桑福德（James Sanford）和泰勒·萨根多夫（Tyler Sagendorf）。
来自活跃大鼠的结果
这些发现基于对在爱荷华大学研究实验室跑步机上跑步的大鼠的组织和血液样本的检查。研究小组进行了大量的蛋白质、分子信使（称为转录物）和化学化合物（称为代谢物）的测量。
研究人员利用代谢物的测量来深入了解身体的内部运作。每一次呼吸、思考、运动或跑步机锻炼都会引发一系列分子过程，影响身体的功能。这些样本被送往多个实验室进行检查。在PNNL，科学家专注于分析脂肪样本中的蛋白质，由于脂肪中的蛋白质含量低于脂质，这是一项具有挑战性的任务。研究集中在白色脂肪组织上，这是身体中最常见的脂肪类型。研究人员观察了每周锻炼五天，持续时间不等的跑步对大鼠的影响，并将其与久坐不动的大鼠进行比较。研究人员专注于健康、瘦弱的大鼠，强调该研究的结果可能不直接适用于肥胖动物或其他形式的运动，例如力量训练。
减少脂肪，相同的脂肪水平，更健康的脂肪
即使在久坐不动的雄性和雌性大鼠中，脂肪成分的差异也显著，超过20,000种分子差异。总体而言，研究发现雌性大鼠在运动计划前后其脂肪更加健康。
所有大鼠在研究期间都增加了体重，而那些在跑步机上跑步的大鼠显示出更显著的差异。雄性大鼠燃烧脂肪并保持其体重，而雌性大鼠最初燃烧脂肪但最终又恢复了原来的脂肪储备。锻炼使雄性和雌性大鼠的脂肪储备变得更健康，伴随肥胖相关信号的减少。这个效果在雄性大鼠更为明显，因为它们的脂肪起初就不太健康。
“我们观察到两性都激活他们的代谢以获取所需的能量，”首席作者吉娜·梅尼（Gina Many）表示。“然而，他们获取能量的方法有所不同。雌性能够在不消耗太多脂肪储备的情况下获取能量，这很可能是因为它们的脂肪对生殖健康至关重要。”
近年来，研究人员发现脂肪不仅仅是一种不受欢迎的物质。它是存在于我们身体中的重要器官，类似于皮肤，释放荷尔蒙和其他对我们整体健康起重要作用的物质。脂肪既是健康的源泉，也是疾病的根源。
从大鼠到人类的比较
“这些发现为理解疾病风险提供了有价值的见解，并为更个性化的健康干预奠定了基础，”梅尼表示。
研究人员强调在健康研究中包含女性和男性的重要性，指出在关于运动的研究中，男性的研究数量远远超过女性，存在显著的不平衡。
纽卡德对这项研究揭示的性别之间的显著差异表示惊讶。他承认这促使他在其他研究中的方法发生了转变，包括对男性和女性的胰岛素抵抗的研究。这些发现将指导未来在这一领域的实验。MoTrPAC研究获得了国家卫生研究院公共基金的财务支持。《自然代谢》论文中讨论的许多蛋白质分析是在环境分子科学实验室进行的，这是位于PNNL校园内的能源部科学办公室的用户设施。PNNL团队在MoTrPAC实验中使用的技术也用于研究气候、能源和环境中重要的分子反应。
