近日,来自哥本哈根大学的研究者在著名期刊Science Advances上发表文章称[1]:组胺H1/H2受体是人类运动产生效果所必需的“换能器”,如果阻断H1或者H2受体,人体的骨骼肌和心血管系统都将无法从体育锻炼中获益。

  论文首页截图

  一说起组胺受体,大家可能都会想起我们常用的两种药物,用于抗过敏的H1受体拮抗剂,例如氯苯那敏、西替利嗪等,以及用于消化性溃疡的H2受体拮抗剂,例如西咪替丁、雷尼替丁等。

  至于组胺受体和运动有什么联系,大家可能从来没有听说过。但是其实早在1935年就有科学家发现,狗在肌肉收缩时静脉血中组胺浓度会升高[2]。

  之后也有一系列的研究证实运动后肌肉充血也受组胺受体调节。H1受体激动剂倍他司汀治疗慢性缺血性脑血管病的原理就是如此。

  尽管这么一大圈的研究,把组胺受体和骨骼肌还有血流联系在一起,但是却没有谁去探究一下组胺受体和运动效果的关系。这可高兴坏了哥本哈根运动科学院的学者,天降好课题啊。

  想评价运动效果,有这么几个指标可以参考:肌肉血流灌注、运动耐力,以及血糖稳定性。基于这么几个指标,研究者设计了一系列试验,这些试验相互辅证,很有意思,让我们一起来看看。

  第一个试验是针对健康人群的短期单盲对照试验,试验组随机服用H1受体拮抗剂(非索非那定片)或者H2受体拮抗剂(法莫替丁片),对照组服用安慰剂。

  服药60分钟后,志愿者们平躺休息15分钟,然后完成研究者设计的一组间断性的循环骑行运动。研究人员在此之后2小时对志愿者的心率血压血流量进行测定,每隔15分钟测量一次,结果发现:试验组相较于对照组在运动开始前和运动中没有什么区别。

  然而到了运动结束后的恢复期,差距开始出现,对照组的肌肉灌流量在运动后15分钟涨了大约3倍,在2小时后灌流量还是高于基线水平50%,而到了试验组这里,相较基线的曲线下面积增值对比对照组就下降了35%。

  此外,安慰剂组两小时后的血压相对来说更高,而且用于测定血管紧张度的指标——血管传导性——在对照组中也要高一些。

  短期试验设计

  试验到了这里得到关于肌肉血流灌注的一个初步结论,H1/H2受体对于间歇性运动后血流灌注量的提高非常重要。

  研究者在做了这样一个针对血流灌注的短期试验之后,就转向了评价运动能力的另一个指标——运动耐力。既然是耐力,那试验跨度就得拉长。拉长到多久呢?六周。还是同样的对照组和试验组的处理方式,但这一次是双盲随机对照试验。

  长期试验设计

  研究者尽可能地入组基线水平相似的志愿者,他们接受了强度和频率相同的锻炼。然而,6周之后志愿者的静息心率测试结果表明:对照组的静息心率有所下降,而试验组没有什么变化。

  我们都知道运动员的静息心率相较于普通人要更低一些,这也间接证明了H1/H2受体阻断会降低运动效果。

  此外,研究者还做了一个循环增量试验,通过逐步增加运动量来测定志愿者的有氧运动耐力,在两者的氧气输入量没有显著区别的情况下,安慰剂组的运动输出功率要显著高于试验组。

  既然H1/H2受体阻断会导致有氧呼吸效率的降低,那么这是否与线粒体功能有关呢?

  研究人员通过检测骨骼肌柠檬合酶活性和线粒体超氧化物歧化酶活性来评价线粒体功能。结果显示,与安慰剂对照组相比,试验组这两种酶的活性提升程度都不够高。

  这说明H1/H2受体调节运动获益的能力与线粒体功能和抗氧化蛋白表达有关。

  线粒体功能比较(蓝色是对照组)

  紧接着,研究人员探索了H1/H2受体阻断对运动调节血糖能力的影响。

  我们都知道,体育锻炼能够提高胰岛素敏感性,并维持血糖稳定。至于测定保持血糖稳态能力的方法,口服糖耐量测试最为常用。

  从测试结果来看,安慰剂组参与者锻炼后的血糖和胰岛素水平,相较于锻炼前显著降低,在试验组中则没有区别。此外,糖耐量在对照组中也显著提高,在试验组中则没有明显变化。

  糖耐量测试结果

  基于此,研究者开始探究H1/H2受体阻断与能量传输相关的代谢酶之间的关系。结果在6-磷酸果糖激酶-1(PFK)中观察到了显著差异。而这正是糖酵解过程中的关键激酶,这也进一步验证了H1/H2受体的阻断会影响体内血糖稳态。

  研究到了这里,已经验证了H1/H2受体阻滞对短时间歇运动后血流灌注量的影响,同时也在长期试验中证明了H1/H 2受体抑制剂会导致线粒体功能相关的有氧呼吸效率的降低,以及会减少运动带来的血糖稳态的获益。

  H1/H2受体阻断与能量传输相关的代谢酶之间的关系

  那么运动的另一大益处——提升心血管健康和H1/H 2受体阻滞有没有关联呢?

  基于单腿被动运动试验,研究人员发现:虽然试验组运动后的血流量相较于运动前差异不显著,但是在对照组中运动后的血流量显著增多。

  随后,研究人员还发现H1/H2受体阻断会影响人体内皮性NO合酶的增多,进而影响血管功能和肌肉毛细血管变化。

  两组相较于基线的相关蛋白含量变化

  结合以上所有数据,研究人员认为:组胺受体可以全身性地调节人体的运动适应性,从而让人体更好地从运动中获益。

  难怪H1/H 2受体阻断剂会消减运动带来的全身性益处。

  最后,研究人员基于运动后的各种变化,提出了如下假说:人体在运动后由于血液中组胺含量增大,组胺受体被激活,如果是短期间歇性运动,肌肉血液灌注量增大;如果是长期的间歇性运动,组胺受体被激活之后,接着会激活线粒体以及微血管系统,从而调节机体的运动适应能力以及血糖稳态和血管功能。

  组胺受体调节运动适应性的机制假说

  鉴于组胺受体拮抗剂是我们日常生活中较为常用的一种药物,它们对运动益处的影响也不容小觑。

新闻来源:央视新闻