為了保證生活質(zhì)量，我們需要及時(shí)清理垃圾，保持衛生。

細胞同理。

在蛋白質(zhì)合成的復雜過(guò)程中，難免出現一些錯漏，如果這些錯誤折疊的畸形、有毒、或者無(wú)用的“垃圾”蛋白質(zhì)大量聚積，無(wú)疑會(huì )對機體的正常新陳代謝產(chǎn)生影響。在神經(jīng)退行性疾病患者的大腦里，可以發(fā)現很多錯義突變的蛋白質(zhì)，清除這些蛋白質(zhì)，可以緩解病情、改善認知[1,2]。

雖然細胞有自己的“自我清潔”系統，但是總有一些情況下，“清理趕不上排放”，所以如何使細胞更有效地進(jìn)行的自我清潔，就成了科學(xué)家們樂(lè )此不疲的研究課題。

近期發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上的一篇文章，可以說(shuō)是找到了促進(jìn)細胞自我清潔最簡(jiǎn)單的方法。

只要十分鐘左右的高強度運動(dòng)，或者不超過(guò)24小時(shí)的短暫禁食，就可以激活細胞的“自我清潔”系統，更快地處理掉那些有缺陷、有毒或者多余的蛋白質(zhì)[3]。

感謝來(lái)自哈佛大學(xué)醫學(xué)院Blavatnik研究所JordanVerPlank博士和他的團隊！

泛素——蛋白酶體系統作為細胞內專(zhuān)業(yè)的“垃圾清理站”，參與了細胞內80%以上的蛋白質(zhì)降解。泛素在發(fā)現有缺陷的蛋白質(zhì)之后，會(huì )和蛋白質(zhì)偶聯(lián)，使蛋白質(zhì)泛素化。之后由26S蛋白酶體出動(dòng)，靶向降解這些被泛素標記的蛋白質(zhì)。泛素化標記還因此有了一個(gè)名字，叫做“死亡之吻”（kissofthedeat）[4]。

誒怎么感覺(jué)有點(diǎn)冷？

在之前的研究中，JordanVerPlank博士就已經(jīng)發(fā)現，通過(guò)藥物刺激腺苷酸環(huán)化酶（cAMP），可以激活泛素—蛋白酶體途徑，增強26S蛋白酶體的活性，幫助細胞更好地清理有缺陷的蛋白質(zhì)。

cAMP是細胞內的第二信使，參與了多種激素的信號轉導。比如，在血糖調節的過(guò)程中，先由腎上腺激素或者胰高血糖素等“第一信使”激活cAMP，再由cAMP來(lái)激活或抑制某些關(guān)鍵酶的活性，調控血糖平衡。

這就讓JordanVerPlank博士聯(lián)想到，經(jīng)由腎上腺素或者胰高血糖素激活的cAMP，是否也能夠促進(jìn)細胞的“自我清潔”系統呢？

提高細胞自我清潔的工作效率，工具酶的活性很重要。研究人員用腎上腺素、胰高血糖素和福斯考林（一種激活cAMP的藥物）分別處理小鼠的肝細胞1小時(shí)，測定26S蛋白酶體的活性。

結果顯示，腎上腺素、胰高血糖素和福斯考林的加入都會(huì )使蛋白酶體的活性增加。工具酶的活性增加了，工作效率當然也就增加了，用放射性元素標記肝細胞蛋白，可以發(fā)現激素和福斯考林的處理都加速了有缺陷的蛋白質(zhì)的降解。

既然腎上腺素和胰高血糖素可以取得和藥物相似的效果，JordanVerPlank博士立馬就想到，運動(dòng)提高腎上腺素水平，禁食提高胰高血糖素水平，那么運動(dòng)或者禁食，是否可以直接促進(jìn)泛素—蛋白酶體系統清理細胞內的缺陷蛋白質(zhì)呢？

研究人員刺激了小鼠的坐骨神經(jīng)，使小鼠的后肢肌肉發(fā)生高強度的收縮，模擬運動(dòng)狀態(tài)。分析小鼠后肢的肌肉裂解液，可以觀(guān)察到蛋白酶體的活性明顯增強，泛素化蛋白質(zhì)水平迅速下降，這就證明，被泛素標記的那些有缺陷的蛋白質(zhì)正在快速地被清理掉。

隨后，研究人員招募了4名成年男性志愿者，在劇烈自行車(chē)運動(dòng)之后，對他們的大腿外側肌肉進(jìn)行肌肉活檢。正如預期的那樣，4名志愿者在劇烈運動(dòng)之后，蛋白酶體的活性增強，被泛素標記的那些有缺陷的蛋白質(zhì)水平在肌肉中急劇降低。

難道，這就是運動(dòng)之后神清氣爽的原因？

接下來(lái)，就是檢測禁食的效果了。

食物的缺乏會(huì )導致體內血糖水平下降，胰高血糖素的水平就會(huì )應運而升，促進(jìn)糖原分解，為身體供能。于是，又有一幫為科研事業(yè)獻身的小鼠被餓肚子了。

參加實(shí)驗的雄性小鼠們分別禁食12、24、36或48小時(shí)，獲取小鼠的后肢肌肉裂解液，測定cAMP水平。

結果顯示，禁食12小時(shí)和24小時(shí)之后，小鼠后肢肌肉中的cAMP水平明顯高于正常飲食的小鼠，但是餓的時(shí)間更久就有些不劃算了，禁食36和48小時(shí)的小鼠肌肉中的cAMP水平有些降低，和正常飲食小鼠差不多了。

禁食引起的cAMP水平升高也同樣提高了小鼠肌肉中蛋白酶體的活性，大約是正常飲食小鼠的2-3倍。禁食24小時(shí)的蛋白酶體活性最高，幾乎是正常飲食小鼠的3倍還多。

關(guān)注奇點(diǎn)糕的讀者們肯定都知道，生活方式相關(guān)的研究中，運動(dòng)和禁食都是經(jīng)常帶來(lái)好消息的研究對象，像什么游泳改善認知啦，廣場(chǎng)舞降低死亡風(fēng)險啦，禁食改善人體代謝啦，幾乎隔上幾天，奇點(diǎn)糕就要發(fā)文章夸一夸運動(dòng)和禁食。

這項研究告訴我們，運動(dòng)和禁食都可以增加cAMP水平，提高26S蛋白酶體活性，加快清理那些有缺陷的蛋白質(zhì)。“尸位素餐”的蛋白質(zhì)少了，減緩了細胞的工作壓力，對多種疾病的改善都有所幫助。

既然科學(xué)家們在機制研究和相關(guān)性研究中都已經(jīng)給出了證據，證明運動(dòng)和禁食的益處多多，我們還有什么理由不“管住嘴，邁開(kāi)腿”呢？