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最近，來自哈佛醫學院的一項研究，再次闡明了運動的重要性。團隊發現，運動和節食可以讓細胞的「清道夫」馬力全開，清除身體裡的廢物，這項研究也登上了國際期刊《PNAS》。
在細胞的代謝中，往往會出現許多錯誤折疊，或者是不再被細胞所需要的蛋白質。這些蛋白質會被打上標籤，送到細胞中的「清道夫」26S蛋白酶體分解，而分解產生的胺基酸，則會被細胞回收利用。
這套系統對細胞的穩定性非常重要，因為如果異常蛋白質在細胞內一直積累，不能被及時清除，就可能會引起疾病。在神經退行性疾病患者的大腦裡，就可以發現很多異常蛋白質，清除這些蛋白質，可以緩解病情、改善認知。
提升cAMP讓「清道夫」效率增加
雖然細胞有自己的「自我清潔」系統，但是總有一些情況會使得「清理趕不上排放」，所以如何使細胞更有效地進行的自我清潔，就成了科學家們的研究課題。這項研究的負責人細胞生物學教授Alfred Goldberg教授希望可以找到有效的方法，提升26S蛋白酶體的分解效率。
先前，團隊就有發現，一些藥物分子可以透過提高cAMP（一類細胞內的訊號分子），能夠活化26S蛋白酶體，從而幫助分解細胞內有缺陷或是有毒性的蛋白質。
不過，其實不只藥物可以提高cAMP，像是運動和節食也可以做到這一點。如果只需要運動和節食，不用吃藥就能提高細胞內「清道夫」的效率，豈不是一件好事？
從運動與節食做起
首先，團隊測試的是運動造成的影響。研究中，他們招募了4名健康的志願者，讓他們踩自行車進行運動。在運動前後，研究人員們分別從志願者的大腿肌肉裡取樣，分析其中的變化。果不其然，這些細胞中的cAMP在運動後有明顯上升，而細胞內表示著待蛋白質分解的標誌物也明顯更多。
同樣的結果也出現在小鼠中，研究人員們在論文裡指出，在運動之後，體內的腎上腺素會提升，促進cAMP的產生，以分解肌肉中儲存的糖原，釋放能量。後續研究也證明，只要十分鐘左右的高強度運動，就可以得到這樣的效果。
運動之外，節食也展現出了類似的效果。結果顯示，禁食12小時和24小時之後，小鼠後肢肌肉中的cAMP明顯高於正常飲食的小鼠；但是餓的時間更久就有些不划算了，禁食36和48小時的小鼠肌肉中的cAMP有些降低，和正常飲食小鼠差不多了。
「我們的研究表明，身體內有一套天生的機制，能啟動清除廢物蛋白的分子機制。這對細胞適應新環境至關重要，」 Goldberg表示，「我們相信這些結果奠定了開發新療法的基礎，讓人們可以駕馭細胞的天然能力，清除有毒性的致病蛋白。」
期刊小檔案：《PNAS》(Proceedings of the National Academy of Sciences) 出版商是美國國家科學院 (National Academy of Sciences)，期刊每年會發表 3000 篇以上的研究論文，涵蓋科學各領域 – 物理學、社會科學、生物學 – 所有文章皆需「能讓大眾讀者理解」。主編 Inder Verma 為美國加州薩克生物研究學院 (Salk Institute for Biological Studies) 基因實驗室的分子生物學教授，主要研究領域為癌症學和基因治療。PNAS 還有十位副編輯和龐大的編輯部，設有自人類學到永續科學等31個不同學科。
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文／林以璿 圖／許嘉真