祖母的适度运动锻炼，可以让孙辈后代身体更健康

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今年5月10，哈佛大学健康和医疗报发表一篇对研究人员的采访，详细解说了这项研究。

原文标题：Grandma’s workouts may have made you healthier

采访摘要：一项对医用试验小白鼠的最新研究就显示，或许孕期妇女适度锻炼可以在孙辈后代身上产生生理代谢的益处，比如较低的体脂水平、较好的胰岛素控制能力、以及有较高的骨密度的更健康骨骼等。

撰稿：Alvin Powell，Harvard Staff Writer；

采访对象：Laurie Goodyear and Ana Alves-Wagner

来源：The Harvard Gazette Healthy and Medicine

如果你的奶奶姥姥在孕期坚持适度锻炼，她们付出的汗水可能让你的身体生理健康收益。听起来似乎不可思议，但美国哈佛大学约瑟琳糖尿病研究中心（ Joslin Diabetes Center ）的一项研究说明，这有可能是真的。

劳里.古德伊尔（Laurie Goodyear），哈佛大学医学院的医学教授和约瑟琳中心综合生理机能和代谢的部门主管（ a professor of medicine at Harvard Medical School and section head for integrative physiology and metabolism at Joslin），和在他研究室的博士后研究员安娜.阿尔维斯.瓦格纳（ postdoctoral fellow Ana Alves-Wagner），接受了哈佛报的采访讨论。

采访同时发表在哈佛报和分子代谢杂志上（Gazette and  journal Molecular Metabolism)。

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哈佛报：你最新的研究关于运动锻炼影响到身体的新陈代谢，甚至影响后代。你能简单说明一下你的发现吗？

古德伊尔：我们用实验鼠研究发现，祖父母的适度运动锻炼，可以影响孙辈的身体健康。在这项研究中，我们把雌性实验鼠放到有轮子的笼子里，可以让实验鼠在两周的时间内自愿地随心所欲地运动。然后让它们交配怀孕，继续让它们自愿在妊娠期锻炼。

这些雌性鼠的雄性后代，F1代，与那些母系实验鼠没有孕期锻炼的雌性实验鼠交配产生第二代，F2。这样第二代的实验鼠就只有祖母系有孕期锻炼经历。

安娜研究了这些F2实验鼠一年多。一般实验鼠的寿命是两年，所以主要指标研究针对中年时期。研究发现，与祖母系没有锻炼经历的实验鼠相比，这些祖母系有锻炼经历的F2代实验鼠，随着年龄变老，他们体内的葡萄糖耐受性（glucose tolerance 人体调节血糖的能力)更好一些。那些祖母系有锻炼经历的实验鼠体内血糖水平更健康。

哈佛报：在孙辈后代身上还有其他效应吗？

古德伊尔：有的。比如，随年龄老化有较低的体内脂肪量。虽然雌雄后二代都可以有较低的体内脂肪水平，但雄性二代实验鼠还具有更高的骨密度，说明有更健康的骨骼。更有意思的是，祖母系锻炼的实验鼠在雄性二代实验鼠体内还有相对较低的胰岛素浓度，这对于身体代谢健康非常重要。

哈佛报：胰岛素不是对控制血糖非常重要吗？

古德伊尔：是的，对于二型糖尿病来说，许多人是高胰岛素血症（Type 2 diabetes ，hyperinsulinemic）。体内血糖水平高，为了补偿达到平衡，胰腺就需要制造输出越来越多的胰岛素。二型糖尿病的标志，至少在初期阶段，就是高胰岛素浓度。

哈佛报：这说明胰腺需要不断超时工作？

古德伊尔：对，胰腺超时工作努力分泌更多的胰岛素以控制血糖水平。在祖母系有锻炼经历的二代雄性实验鼠体内，这种随年龄胰岛素水平恶化的状况被完全终止了，他们体内的胰腺不必再如此辛苦地工作。有意思的是，相比较雄性实验鼠，雌性实验鼠胰岛素浓度终其一生只有很小的变化。当然，尽管胰岛素浓度保持不变，祖母系锻炼不锻炼，对后二代血糖水平有重大影响。

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哈佛报：这种多代际效应的机制是什么？我们了解会如何发展吗？

古德伊尔：安娜现正在进行一些研究试图了解怎么发生的。我们可以假设当祖母孕期运动锻炼的时候，第一代F1正在子宫里，我们开展了一系列研究在第一代身上发生了什么。F1在祖母的胎盘里，因为母体的运动锻炼会产生一些适应性的变化，这会影响到F1代身体生理。

另外，你可以想象，F1代的配子包括精子和卵子（gametes (sperm and egg) in the first generation ）可以产生F2代，同样也或多或少地受到运动锻炼的影响。

哈佛报：安娜，你在第二代卵子上发现什么？你在寻找什么发现？

阿尔维斯.瓦格纳：我们在寻求发现在DNA 上的后生渐成变异（ epigenetic alterations in the DNA），因为在二代际之间后生渐成变异可以变化快速。我们将分析微观RNAs，一些第一代F1精子和卵子甲基段状况，看看有什么变化。想搞清楚母体运动锻炼，会对孩子的配体（精子和卵子）产生什么变化。

哈佛报：在二代如此短暂的遗传时间里，基因管理系统（genetic regulatory system）仅有的可能性改变是这些开启或者关闭基因的微小核糖核酸片段（micro RNAs that swith genes on and off），而不可能是事实上的基因突变（actual mutation of the underlying gene）来产生这些效果？

古德伊尔：我们不知道。我们能够想到的是，第一代的行为改变，是不是以某种方式影响第二代F2，仅仅由于母亲们在孕期的运动锻炼因素。由于我们知道母系孕期锻炼会对第一代F1产生重要影响，尽管这些影响效应需要在以后的生活中逐步显现。等到F1代可以交配产生第二代F2的的年龄，我们没有观察到这些代谢效应，他们有正常的葡萄糖水平，所以我们认为这些效应主要来自于祖母系的贡献。

哈佛报：有没有可能是第一代更为积极好动，即使没有运动轮器械，它们可以让笼子移动更多等这些可能呢？

古德伊尔：我们仔细观察这种状况，在F1代我们用跑步机检验它们，没有发现任何运动锻炼能力的效应。或者说，我们把实验鼠放到跑步机上，我们没有观察到和它们自动锻炼有什么不同之处，我们认为不是您说的这种机制。

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哈佛报：实验鼠的结果和人类之间有什么不同？

古德伊尔：是个重要问题。我们非常愿意在人类身上做这一类研究，但是观察到效应显现需要60到70年的时间，这也是为什么实验鼠模型进行这类科学实验对于观察效果的重大意义。我们目前从第一代F1和观察实验鼠母系相对与人类母亲们的适应性变化所知，母亲们的孕期锻炼所施加在F1代生理代谢健康的影响，是对F1代胰腺的改变。

有一种叫做SOD3的特殊蛋白质，这种蛋白质在F1代胰腺中会增加，在母体血液中也会增加。我们发现增加了SOD3蛋白质含量的实验鼠会对胎盘中的F1有受益性的影响，然后一直继续影响到成年。

人类也一样，积极好动的妇女体内的SOD3蛋白质水平，在血液和胰腺中都要更高一些。因此，我们认为实验鼠的相关研究与人类也是密切相关的。

也有先前一些关于荷兰女性的研究，一些极度营养不良的孕期妇女，每天仅仅摄入400卡路里，在一代和二代后辈中产生有害的影响。这说明，发生在祖母系身上的生长环境方面的压力，会传导到后辈身上。

哈佛报：你能详细说明一下饥荒的影响吗？这似乎是大自然在人类身上开展的令人恐怖的实验。

古德伊尔：在二战期间，荷兰整个国家被屏蔽了，普通居民生活在每天维持400卡路里食物的生活水平。但依然有孕期妇女，他们在胎盘里的婴儿也一样受到饥荒营养不良的影响。对荷兰大型人群的研究发现，二代孙辈的新陈代谢能力整体健康水平都受到负面影响。

阿尔维斯.瓦格纳：有更多的肥胖症患者，这会由此引发更多的糖尿病患者。这些大型人群研究也比较了兄弟姐妹的情况，比如一位母亲有一个孩子是在正常营养状态下，一个孩子孕期在饥荒状态下，一个孩子在大饥荒状态下，经过比较孕期在大饥荒状态下的孩子有名校的糟糕健康状况。

哈佛报：今天的过度肥胖和糖尿病成为流行病意味着什么？从社会层面上来说，我们普遍吃得太多、运动锻炼太少的生活方式，是导致这些流行病的原因。我们有可能开始观察到这些流行病在代际遗传中的效应吗？

古德伊尔：绝对是这样。这也是我们为什么开始在这个领域工作研究的原因。我记得10年前曾经听过一个学术讲座，说到过度肥胖和2型糖尿病可以产生负面的代际遗传效应，分析原因可能部分是由于父母通过后生渐成机制（epigenetic mechanisms）把肥胖和糖尿病传递给后代。我的想法是，这太可怕了，但有可能通过父母们改变生活方式加强运动锻炼来扭转这种负面效应。

有一些关于孕期妇女如何锻炼可以改善自己和自己幼龄孩子的健康研究，但是缺乏孕期妇女运动锻炼对她的孩子中年以后的健康影响的研究，特别是中年以后由于过度肥胖导致的代谢疾病才开始频发。因此我们尝试理解孕期妇女运动锻炼如何减少后代的这些负面效应。

我们首先发现，母系孕期锻炼提高改善F1代实验鼠的新陈代谢能力。在安娜的工作中，我们正在发现母系孕期锻炼不仅对F1代，而且对第二代F2也产生积极影响。

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哈佛报：接下来呢？

古德伊尔：我们正在一系列不同的领域开展工作，试图理解这种运作机制。有一个我们一直想搞明白的问题是，一个孕期妇女需要多少运动锻炼，才能对她们的后代产生这些明显的有益影响？

另外，这些研究在人类身上做起来会非常困难，所以我们选择用实验鼠模型的来进行研究。我们先前的研究聚焦在血糖、胰岛素和生理系统性代谢功能，但母体运动锻炼在后代的健康和器官组织功能方面的影响是什么？我们着眼于脂肪组织细胞、肝脏、骨骼肌肉和大脑（adipose tissues, liver, skeletal muscles, and brain）。未来我们想搞清除是否存在后代身上的行为影响效果。安娜有些关于母体在孕期锻炼运动时有益营养行为的有趣数据，但是不是在后代的行为和大脑健康方面也有影响呢？

哈佛报：采访到最后，有什么关键的信息？你感觉能足够自信地告诉人们一个结论：如果你怀孕，开始孕期运动锻炼是为了后代孙辈的利益吗？

古德伊尔：我可以非常自信地说，孕期妇女必须尽量让身体动起来，当然要根据孕期的身体状况适度。有非常可靠的数据支撑，说明孕期妇女运动锻炼可以提高母体健康；无数的动物实验研究说明可以改善第一代后代的身体健康；现在我们实证研究说明母体孕期运动锻炼将会对自己后二代孙辈的健康产生积极有利的影响。

我不是一个产科医师（obstetrician）, 当然有许多妇女在孕期不能运动锻炼的情况，但只要医生允许，身体动起来对母体、对直系后代和即使后二代孙辈也非常重要。