20220916为什么有些人越跑越老？

陶博士2006 陶博士2006 2022-09-24

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为什么有些人越跑越老？

在观察坚持锻炼的人后，也确实发现了有些人更显老了。他们的脸上更容易出现皱纹，看上去也比较显老，这又是怎么回事？

问题可能和人体衰老的机制有关——氧化应激。

对人体来说，吸入氧气后能够帮助人体燃烧脂肪、糖分等，转化为能量。但与此同时，也会产生一种代谢产物，叫做氧化自由基。这种物质会对人体内的细胞和组织产生伤害。

在坚持跑步锻炼的人身上，可能因为过多的消耗氧气，燃烧脂肪和糖分，而产生更多的氧化自由基。如果人体没办法制造出抗氧化剂来对抗氧化自由基，就可能加快衰老。

简单来说，当跑者进行超出自己能力范围的锻炼强度时，可能会导致人体内的氧化自由基数量不断的升高，更容易引发人体的衰老表现，表现出疲惫、乏力、肌肉酸痛等不适。

其次就是在氧化自由基产生后，如果没能补充抗氧化剂，尽快的消除氧化自由基，也可能导致人体衰老速度加快，也会更容易出现衰老、皱纹等问题。

线粒体与衰老

线粒体（mitochondrion）是一种存在于大多数细胞中的由两层膜包被的细胞器，是细胞中制造能量的结构，是细胞进行有氧呼吸的主要场所，被称为"power house"。其直径在0.5到1.0微米左右。

除了溶组织内阿米巴、篮氏贾第鞭毛虫以及几种微孢子虫外，大多数真核细胞或多或少都拥有线粒体，但它们各自拥有的线粒体在大小、数量及外观等方面上都有所不同。

线粒体拥有自身的遗传物质和遗传体系，但其基因组大小有限，是一种半自主细胞器。除了为细胞供能外，线粒体还参与诸如细胞分化、细胞信息传递和细胞凋亡等过程，并拥有调控细胞生长和细胞周期的能力。

线粒体是直接利用氧气制造能量的部位，90%以上吸入体内的氧气被线粒体消耗掉。但是，氧是个“双刃剑”，一方面生物体利用氧分子制造能量，另一方面氧分子在被利用的过程中会产生极活泼的中间体（活性氧自由基）伤害生物体造成氧毒性。生物体就是在不断地与氧毒性进行斗争中求得生存和发展的，氧毒性的存在是生物体衰老的最原初的原因。线粒体利用氧分子的同时也不断受到氧毒性的伤害，线粒体损伤超过一定限度，细胞就会衰老死亡。生物体总是不断有新的细胞取代衰老的细胞以维持生命的延续，这就是细胞的新陈代谢。

长生不老药和线粒体

科学家最近发现，随着年龄的增长，我们身体内的线粒体的数量和质量都在不断下降，线粒体的健康程度决定了生物的健康程度，因此就猜测线粒体是导致衰老的元凶，参照这个假设，如果能保障线粒体的数量和质量，那就可以使人永葆青春活力，所以长生不老药的研发主要以提高线粒体的数量和质量为手段。李嘉诚等一众富豪服用天价NMN不老药的新闻你可曾耳闻。好在科学家同时发现，规律性的有氧运动能使线粒体的数量和体积均大大增加，同时良好的睡眠和轻断食也会使线粒体出错的概率下降，数量增加。至于饮食是如何影响我们的身体，那就等有时间再来详解了。

线粒体的前世今生

15亿年前，地球上充满了一种致命的毒气——氧气，毒死了当时绝大部分的（微）生物。只有少数几种细菌找到了方法，能利用这种毒气来产生能量，从而存活下来。

后来有一种细菌被一种古菌吞进了体内，但却没有被分解掉，还在继续“化毒为火”；那古菌也因此变得既不会被毒气伤害，反而还能产生比之前多得多的能量，从而能够长出更复杂的结构，有更复杂的功能——这古菌后来就成了我们这些“真核生物”（包括植物、动物、菌类）的细胞，而那细菌就是细胞内的线粒体。

生命的发动机

线粒体是细胞内的一种细胞器，大概是一根短棒的样子；它们从周遭的细胞液中摄入氧气和“燃料”，让它们在其内部“燃烧”，用得来的化学能量为细胞内所有需要能量的活动供能——就像发动机一样。

线粒体供能的方式是将ADP（二磷酸腺苷）变成ATP（三磷酸腺苷）——ATP被细胞使用后，少了一个磷酸根，又变成ADP，然后再进入线粒体获得能量（磷酸根）变回ATP……因为细胞内的ATP储量只能维持几秒钟的能量需求，所以上述循环制造过程一刻都不能停（否则我们几秒内就会死掉）。

一个线粒体在状态良好、运转正常的时候，每秒钟可以循环制造600个ATP——在一个时间点上，整个人体内全部的ATP分子大约总重50克——但一天内可能需要循环制造超过150公斤的ATP！——这就是线粒体每天的（主要）工作。

自由基——有毒废气

在线粒体中，能量以电子的形式穿过其中的“电子传递链”，把质子（H+）泵到线粒体膜间隙中以积累电化学势差，最后用这种势差来（产生质子流从而）制造ATP。

而电子在穿过电子传递链的过程中，有可能会泄露出去，从而与外面的氧气分子结合，将其（部分）还原为“过氧负离子”（O2•-）——虽然过氧负离子本身的氧化能力不强，但它是其他自由基的前体——这些由氧气分子衍生出来的自由基又被称为“活性氧簇”（ROS）。

过氧负离子发生歧化（或者自然发生，或者通过过氧化物歧化酶）产生过氧化氢（H2O2），后者可以被还原为羟基自由基（OH•-）——这可以算得上是有机生命体中最强的氧化剂。过氧负离子还可以与其他自由基，比如一氧化氮（NO•）反应产生过氧亚硝基（ONOO-）——也是非常强力的氧化剂（现在倾向于将后者称为“活性氮簇”（RNS））。

电子在传递链上总会有一些泄露，于是线粒体总会产生一些活性氧簇——不过“适量”的活性氧簇还算是“健康”的：线粒体内有一定的机制可以消除它们（细胞还会利用这些信号来判断是否需要添置更多的线粒体）；但如果活性氧簇太多，会引起不可控制的氧化反应链，从而损伤细胞中的各种结构。

电子传递链上有4种“复合体”（或者叫复合蛋白），其中最大、最复杂的“复合体1”（又称NADH脱氢酶）是过氧负离子的主要产地（复合体1有两种机制产生过氧负离子：一是通过还原其中的“黄素单核苷酸”（FMN），二是通过“反向电子传递”），其次是复合体3（但在一般情况下，它相比于复合体1的产量几乎可以忽略不计）；复合体2和复合体4则几乎不产生过氧负离子。

但是，知道这些于我们有什么用呢？

显然，我们不能改变自己体内线粒体的蛋白质构成（至少目前还不能），但我们可以（在一定程度上）减少对复合体1的使用率——即让电子少走复合体1这条险路，从而更少“失足”。这个怎么做到呢？烧油还是烧糖？

葡萄糖的燃烧过程

我们（粗略）看一下葡萄糖在细胞内的能量代谢过程（左边是葡萄糖到丙酮酸的过程，右边是丙酮酸到乙酰辅酶A，后者再进入三羧酸循环的过程）。

注意：在这个过程中，总共产生了10个NADH+H+，2个FADH2，它们都会进入电子传递链——不过前者进入的是活性氧簇的主要产地——复合体1，后者进入的则是几乎不产生活性氧簇的复合体2。

原来真的有能完全绕过复合体1的存在……如果能量代谢中产生的都是这些无害的FADH2该多好……

可惜是不可能的（至少目前是），但我们可以让身体在产生能量的过程中，多点FADH2，少点NADH+H+——怎么做到呢？

脂肪酸的燃烧过程

这就需要看下脂肪酸（示例为棕榈酸）的燃烧过程了：

注意：在这个过程中，总共产生了31个NADH+H+，15个FADH2——FADH2与NADH+H+的比例接近1:2（具体比例取决于脂肪酸长度）（而在葡萄糖代谢中，这个比例为1:5）。

一个棕榈酸最终会产生129个ATP，而一个葡萄糖会产生30~32个（根据细胞的不同而不同）；所以在最多的情况下，4个葡萄糖能产生相当于一个棕榈酸的ATP：128个。为了产生这么多ATP，用葡萄糖的话，需要出现40个NADH+H+，用棕榈酸的话，则需要出现31个——少了接近1/4的NADH+H+——这意味着电子传递链上的复合体1被少使用了9/40次，从而（在一般情况下）少产生了接近同样比例（取决于其他各种因素对其他复合体的影响）的活性氧簇。即：产生等量的能量（其实还略多一些，尤其是考虑到葡萄糖往往只能产生30个ATP），同时却少了接近1/4的自由基。或者换一种说法：用葡萄糖来供能时，线粒体会多产生接近1/3的自由基……如果把线粒体比作细胞的发动机，那么相比于“烧油”，这个发动机在“烧糖”时会产生更多的烟尘（自由基），从而更容易出故障，工作寿命也更短……所以，只要让线粒体主要代谢脂肪酸，就可以尽量减少对复合体1的使用率，从而在源头上最小化活性氧簇的产生。所以，如果让身体完全进入以脂肪（而非葡萄糖）为主的代谢模式，让全身的绝大多数发动机都偏爱烧油（而非烧糖），那么（至少在理论上）可以延缓衰老。如果你觉得1/4（还有1/3）听上去不算很多，那么可以考虑下：人体内有接近40万亿个细胞，每个细胞平均有1000~2000（极度耗能的组织（比如心、脑）中的每个细胞甚至有10000）个线粒体，平均每个细胞每分钟内要（循环）产生30亿个ATP分子……而我们的一生又有多少分钟……1/4的自由基减少量，积累到上述尺度中去，会是怎样的不同？！

为什么一定要慢？

有研究表明，运动员以85％-90％最大摄氧量连续训练或比赛2个小时以后，机体内7-9％的线粒体会产生有害的变异反应，完全恢复需要40-60天。

一个身体素质还过得去的初跑者，在训练的初期(头一两年内)，往往成绩突飞猛进，但是后来会停滞，然后就是倒退。这就是因为，我们奉行的那种没有痛苦就没有收获的跑法，每天跑得气喘吁吁，生不如死，身体燃烧糖产生大量自由基，同时加速线粒体的变异，让低效率的线粒体增加，加速了我们的衰老，身体机能下降。另外，肌肉骨骼肌腱的长期疲劳得不到恢复，甚至产生了不可逆的伤痛。说白了，你的野蛮训练，外伤筋骨皮，内伤线粒体，得不偿失！这就是为什么很多跑者越跑越显老的原因。

因此，在日常的训练中，慢跑一定要占到训练量的90％左右，而且要足够慢，即不要超过最大心率的79％。

训练不是自虐，轻松惬意的慢跑是建立有氧系统的关键。当然这不等于说我们只需要进行慢跑就够了，我们还是要进行少量的抗乳酸跑，间歇跑等这些高强度训练，但是，请注意，强度要足够高，才能有效果。

训练是生活的延续，或者，生活是训练的延续，都讲的通。好的训练不仅仅让你得到好的比赛成绩，也会让你收获一个强健的身体，快乐的心情。拥有好的耐力，让你比赛、工作、家庭、爱情节节高升、处处逢源！

跑步，为什么会延长寿命呢？

这是因为随着年龄的增长，细胞线粒体的数量会减少，细胞会变得越来越不活跃，所以身体渐渐老化。而跑步神奇的地方就在于能够修复线粒体，这样就能让细胞更有活力，也就意味着身体更年轻。

美国科罗拉多大学的一位研究人员说到：“跑步会让你的肌肉变得更年轻。如果你通过跑步增加了线粒体，那么年轻的身体会影响到各个方面，比如减少心脏疾病，减少骨质流失，降低患糖尿病几率等。”

也许这些研究结果会有误差，但可以肯定的是，跑步是最好的延长寿命、减缓衰老的方式。

但也要注意，跑步虽好，但不要跑步过量。我们在之前一篇文章《长期跑步会延缓衰老，还是加速变老？》中，石春健老师曾经讲过：

你跑时间越长，需要越多时间去恢复。如果没有有效恢复，体内产生的自由基、皮质醇这些代谢产物，会造成人体细胞合成的一些障碍，让人显得衰老。

如果想用跑步保持健康，每周跑多少公里合适？

就如文章开始所提到的：每周积累150分钟至300分钟中等强度有氧运动，或者积累75分钟至150分钟大强度有氧运动，就够了。如果再接一些力量训练会更好。

（以上内容来源于网络。）