近日，來自美國史丹福大學醫學院的研究人員對人體運動前後的血漿和外周血單個核細胞進行了縱向多組學分析，發現運動後1小時內涉及能量代謝，氧化應激，炎症，組織修復和生長因子反應以及調節途徑都發生了變化，而在胰島素抵抗的人群中，這些反應多數被抑制，某些被逆轉。相關研究成果發表在《Cell》雜誌上。
研究人員對36位參與者（其中14名為對照組）進行基線以及運動恢復2、15、30分鐘及1小時時連續採血。然後對樣品進行血漿蛋白組學、免疫組學、代謝組學、脂質組學和外周血單核細胞（PBMC）的轉錄組學分析，共獲得17662個分析物，其中包括15855個轉錄本，260種非靶向蛋白質和109種靶向蛋白質，728種代謝物和710種脂質。
對個人基線、年齡、性別、種族和BMI調整後發現，急性運動導致參與整個系統的 9815種分析物發生了廣泛變化，轉錄本反應最為迅速，運動後早期達到最高/最低水平，且在60分鐘內恢復基線，而代謝產物和脂質在所有時間點都發生了改變，在恢復60分鐘時，20%-30%仍存在顯著差異。整體而言，運動的分子反應水平比個體日間變化至少大2倍。
對基線和運動誘發的個體性差異進行分析，發現基線時，變異係數最高的是脂質，其次是代謝產物，蛋白質和轉錄本；運動之後，蛋白質變化最大，其次是代謝產物，轉錄本和脂質。
研究人員對運動後的高採樣密度，使用c-means聚類，將變化的物質分為四個簇，第1簇在運動後增加並迅速回到基線，主要富含與厭氧代謝，免疫反應，氧化應激，脂肪酸氧化和脂質代謝相關的分子，參與燃脂、修復骨骼肌損傷及促炎等；第2簇為在運動後延遲增加，直到回到基線，與碳水化合物代謝、類固醇和甲狀腺激等的分泌有關，凝血和止血因子也被發現增加；第3簇的分析物隨運動而減少，其中一些在1小時內恢復到基線，以瘦素和生長素釋放肽為中心，參與調節食慾；第4簇為運動後繼續減少，包括支鏈胺基酸（BCAAs）亮氨酸，異亮氨酸和纈氨酸等，用於修復受損的骨骼肌纖維。
研究人員還對PBMC基因表達分析，以明晰免疫系統的變化。發現基因上調和下調在2分鐘時達到最大幅度，在30-60分鐘內迅速返回基線。基因富集結果表明，免疫系統被激活，參與免疫反應的B細胞受體，T細胞受體，核因子kB等的表達均顯著增加；與細胞生長、肌肉組織的修復和重塑相關的多種途徑也被上調。
對胰島素敏感（IS）和胰島素抵抗（IR）的兩組人群對運動的反應差異進行研究，發現IR參與者中的免疫細胞的應答受到抑制，炎症、細胞生長和遷移、心血管和新陳代謝等反應較為溫和，而IS群體中這些反應更大；但IR參與者中的胰島素反應變得更為強烈。
簡而言之，該研究對人體運動後身體中發生的多種變化進行表征，明晰了運動對人體的影響，有利於指導臨床實踐中運動分析的發展，對從中發現疾病的新生標誌物也具有重要價值。
