在现代社会,久坐生活方式已然成为一种普遍现象,并由此引发了一系列代谢疾病问题。久坐不仅导致能量消耗减少,还可能导致2型糖尿病和代谢综合征等疾病的高发。在这种背景下,来自美国休斯敦大学的研究学者们在 iScience 期刊上发表了一篇名为《A potent physiological method to magnify and sustain soleus oxidative metabolism improves glucose and lipid regulation》的论文。研究揭示了一种名为"抖腿"的新奇坐姿减肥法,通过单一肌肉群—小腿后侧的比目鱼肌的活动,显著提高了局部及全身的氧化代谢水平,对血糖和脂质平衡有显著改善效果。
研究背景
这项研究主要针对现代社会中普遍存在的久坐和低代谢率问题。已有研究表明,骨骼肌在静息状态下对葡萄糖的氧化代谢贡献较小。然而,本研究创新之处在于将焦点聚焦于小腿比目鱼肌,通过特定的踏踏运动(Soleus Push Up,SPU)来提升局部代谢效率,从而改善全身代谢状态。
研究发现
研究发现,通过在坐姿情况下进行SPU运动,可以有效激活小腿比目鱼肌的氧化代谢,每公斤比目鱼肌的糖原浓度显著下降。这种局部肌肉活动不仅能减少餐后血糖波动(降低约50 mg/dL),还可降低胰岛素水平(降低60%),并显著改善血脂异常,尤其是降低甘油三酯含量。
临床意义
这些发现对于预防和治疗现代社会中常见的代谢性疾病具有重要意义。通过增强并维持小腿比目鱼肌的代谢活动,即便在久坐状态下也可以有效改善全身的血糖和脂质代谢,为办公室工作者和久坐人群提供了一种新的健康干预策略。
实验策略
研究采用随机交叉设计,评估了参与者在进行SPU和未进行SPU情况下的小腿比目鱼肌氧化代谢、血糖和胰岛素水平的变化。实验包括肌肉切片、核磁共振成像(MRI)、双能X射线吸收法(DEXA)、以及口服葡萄糖耐量测试(OGTT)等多种技术手段,确保了结果的准确性和重现性。
数据解读
表1: SPU收缩活动期间局部收缩活动的代谢率和糖原使用
表1显示SPU收缩期间能量消耗和soleus肌糖原浓度变化。实验结果表明,每公斤soleus肌肉的平均糖原浓度在270分钟的SPU收缩后减少了22mmol/kg(从90mmol/kg降低到68mmol/kg),相当于合计1.07公斤的soleus肌肉可以通过全氧燃烧释放大约16千卡的能量。
表2: 3小时口服葡萄糖耐量测试(OGTT)期间的代谢率和碳水化合物氧化
表2记录了OGTT后期75克葡萄糖引起的代谢率和碳水化合物氧化的变化。每位个体在进行身体静息控制以及一种或两种局部收缩活动时进行了评估。结果展示了较为活跃状态和静息状态之间的差异。
图1: 慢性肌肉活动下soleus肌糖原对总能量消耗(活动能量消耗 AEE)贡献最小的情况
图1展示了在长时间慢性活动中soleus肌肉糖原对于活动能量消耗贡献的数据。实验结果表明,无论在130分钟还是在270分钟点上,来自soleus肌肉糖原的能量都是微乎其微,并且显著低于两个时间点上总的能量需求(通过混合效应模型和Tukey多重比较测试,p < 0.0001)。
图2: 坐姿和跑步运动中全身和局部氧化代谢
(A) 表明在坐姿SPU收缩时,全身VO2(氧气消耗量)大约比正常静息代谢率高出一倍(通过配对t测试,p = 8×10^-8,N = 10)。
(B) 展示了通过MRI和EMG确定的胫骨后肌群(soleus,medial gastrocnemius (MG) 和 lateral gastrocnemius (LG))的相对贡献。
(C) 比较了单独进行Soleus肌肉收缩时每公斤肌肉氧气消耗量与在中等强度(p = 0.00001)和高强度跑步锻炼(p = 0.001)期间全下肢肌肉组的每公斤氧气消耗量。统计学通过混合效应模型和Tukey多重比较测试得出。展示了10名未经训练/身体不适的参与者的个体结果及其平均值±标准误差。这些结果表明未经训练的成年人的soleus肌肉在长期收缩活动中能够持续高水平的局部氧气消耗,而同时减少糖原消耗。
表3: 持续局部肌肉代谢对每个时间点上的血糖浓度的影响
表3通过混合效果模型和Tukey多重比较测试,展示了SPU收缩对血糖浓度影响结果。在各个时间点上,与静息控制相比,SPU活动显著降低了血糖浓度。
图3: 通过维持慢氧肌(soleus)收缩的提高肌肉代谢可以有效改善葡萄糖耐量并减少餐后高胰岛素血症,实现了血糖和胰岛素iAUC的52%–60%降低
显示通过维持提高的soleus肌肉代谢水平,在图中的不同组别(A和B)显示的是,持续soleus肌肉活动依赖性地降低了每个个体在3小时75-克口服葡萄糖耐量测试(OGTT)中的葡萄糖和胰岛素水平。统计摘要(C和D)展示了从0到180分钟的平均iAUC反应。效应量的计算使用了Cohen’s d测试。SPU1和SPU2在葡萄糖和胰岛素iAUC上的效应量被认为是“巨大”的(>2.0)。
(E) 这个指数是每个个体的葡萄糖和胰岛素iAUC的平均值,相对于坐着不活动(SED)的状态来表达。不同条件间的差异是通过混合效应模型和Tukey多重比较测试来确定的。数据以平均值±标准误差(Mean ± SEM)展示。条件间每个时间点上实际的葡萄糖浓度差异可见于表3。
表4: 按参与者特征细分后的3小时餐后葡萄糖耐量(iAUC)
表4将15名参与者依据不同特征分组,并比较了SPU1相对于静息态时引起的葡萄糖iAUC百分比变化。该表通过配对t检验和混合效应模型,确定了SPU1对每个子组别血糖iAUC反应的显著性。
图4: 局部强力激活的小肌肉团,主导下soleus,能够一贯提高全身碳水化合物氧化
(A) 记录了OGTT后摄入葡萄糖时,两种局部收缩活动均一贯增加了碳水化合物氧化的比率。SED代表静息控制条件。
(B) 模型总结了小肌肉质量在75克OGTT期间对氧化代谢的影响。尽管在非收缩情况下对系统代谢贡献微不足道,但即便是相对较小的肌肉团也有潜力在收缩下有意义地贡献于碳水化合物代谢。这一模型与发现一致:全身静息下肌肉合计占系统性葡萄糖氧化的约15%,而SPU收缩则使整体碳水化合物氧化增加了2.1倍(SPU1)和2.9倍(SPU2)。
主要结论
该研究表明,通过在久坐时增强小腿比目鱼肌的氧化代谢,可以有效改善全身代谢状态,具体表现为降低餐后血糖和血脂水平。SPU运动作为一种极具潜力的局部肌肉代谢干预手段,对于改善代谢健康和预防与肌肉活动量下降相关的慢性疾病具有重要的临床价值。
讨论总结
研究表明,通过增强比目鱼肌的代谢活动,可以有效改善全身代谢状态。这一发现对于改善现代社会中的久坐生活方式具有重要的临床价值,此外,这种方法简单易行,是一种潜力巨大的局部肌肉代谢干预手段。
注:本公众号仅针对学术文献进行解读,无任何指导及建议