科学2026年10月8日

运动与线粒体:证据怎么说

Black-and-white side view of a runner's legs mid-stride in dark shorts and white sneakers against a grey backdrop

线粒体已成为健康领域的热门话题,而关于它的建议却分成了两个方向。一派认为,长时间、轻松的区间2骑行是你能为线粒体做的最好的事。另一派则承诺,几分钟的高强度间歇就能在几天内修复线粒体。肌肉活检研究给出了比这两种说法都更有用的答案:两种训练都能增加线粒体,但它们增加的东西不同,而你能收获多少,取决于你能坚持做多少。

线粒体已成为健康领域的热门话题,而关于它的建议却分成了两个方向。一派认为,长时间、轻松的区间2骑行是你能为线粒体做的最好的事。另一派则承诺,几分钟的高强度间歇就能在几天内修复线粒体。肌肉活检研究给出了比这两种说法都更有用的答案:两种训练都能增加线粒体,但它们增加的东西不同,而你能收获多少,取决于你能坚持做多少。

线粒体有什么作用,运动为什么会改变它们?

线粒体是细胞内利用氧气把燃料转化为可用能量的结构。你的骨骼肌里充满了线粒体,当你让肌肉承担超出平常的负荷时,肌肉会增加线粒体蛋白,并让现有的机制运转得更高效。研究人员通常测量两件不同的事。线粒体含量指你拥有多少这种机制,通常通过一种叫柠檬酸合酶的酶来追踪。线粒体呼吸功能指这套机制在被推到极限时能利用多少氧气。

这个区分很重要,因为两者并不总是同步变化。一篇针对人体肌肉训练研究的综述得出结论:训练总量似乎是线粒体含量变化的关键因素,而相对运动强度则是呼吸功能变化的重要驱动因素。作者还指出,单次训练后观察到的分子信号并不能可靠地预测一个训练计划会带来什么结果(Granata et al., 2018)。当某种训练被称为对线粒体最好时,先问问这个说法指的是两者中的哪一个。

这把线粒体与VO₂max联系了起来。VO₂max是你的身体在剧烈运动时能利用的最大氧气量,也是最有力的可测量长寿指标之一。

强度对增加线粒体重要吗?

黑白照片:一位身穿浅色运动内衣的女性的上背部和肩胛骨,一只手臂举到脑后
在一项总做功相同的两周试验中,间歇训练的那条腿最终的柠檬酸合酶活性比持续训练的那条腿高约21%。

就呼吸功能而言,证据表明强度确实重要。最清晰的试验之一采用单腿骑行,让10名年轻、活跃的男性每人一条腿做间歇训练,另一条腿做持续训练。间歇腿以峰值功率的65%完成4次5分钟的用力,中间各恢复2.5分钟。另一条腿以峰值功率的50%骑行30分钟。每次训练的做功相同,每条腿约144 kJ。在两周内完成6次训练后,间歇腿的柠檬酸合酶活性更高(10.2对8.4单位),经由复合体I和II的最大呼吸也更高(58.2对42.2单位)。研究人员得出结论:强度,即肌肉收缩的模式,是决定肌肉如何重塑的重要因素(MacInnis et al., 2017).

第二项研究在29名健康男性中,用四周、12次骑行训练比较了三种强度。一组做冲刺间歇,每次4到10组30秒全力冲刺;一组以峰值功率的约90%做4到7组4分钟间歇;还有一组在乳酸阈以下持续骑行20到36分钟,后两组的总做功相同。最大线粒体呼吸只在冲刺间歇后提高了25%,信号蛋白PGC-1α和p53也只在这一组中提高了60%到90%。柠檬酸合酶活性和线粒体含量指标在任何一组中都没有变化(Granata et al., 2016)。在这段短时间内,最高强度的用力改变了线粒体的工作效率,但没有一个训练计划能让线粒体的数量出现可测量的增加。

年龄似乎并不会关上这扇门。在梅奥诊所针对年轻人和老年人进行的一项12周试验中,高强度间歇训练和综合训练提高了有氧能力和线粒体呼吸,而单纯的抗阻训练则没有。间歇训练逆转了肌肉蛋白、尤其是线粒体蛋白中许多与年龄相关的差异,同时线粒体蛋白合成也有所增加(Robinson et al., 2017).

区间2是对线粒体最好的训练吗?

区间2骑行是一种你在保持说话的同时也能持续的稳定用力,它有坚定的拥护者,也确实有效。问题在于,上面的研究并没有显示它更胜一筹。在上述做功相同的比较中,间歇训练带来的线粒体变化与持续骑行相当,甚至更大。很少有试验像如今的教练那样定义区间2,因此最接近的检验就是上面描述的那类中等强度持续训练。

稳定骑行的价值在于训练量。在一项针对10名健康男性的研究中,每周三次、为期四周的间歇骑行没有改变任何被测量的线粒体指标。随后,这些男性每天训练两次,持续20天。线粒体呼吸和柠檬酸合酶活性提高了约40%到50%,电子传递系统的蛋白质提高了约10%到40%(Granata et al., 2016)。这项研究用的是间歇训练,但它表明线粒体含量取决于你完成的总做功,而轻松骑行是积累大量训练量的实用方式。如果你喜欢长时间、稳定的训练,它们是积累训练量的可靠方式,但并不是让线粒体更健康的唯一途径。

线粒体变化有多快,又会多快消退?

收益可能在几周内而不是几天内开始出现。一项针对久坐男性的12周试验比较了低训练量冲刺训练(在10分钟训练中做3次20秒全力冲刺)和以最大心率约70%持续骑行45分钟,两者都是每周三次。两组的峰值摄氧量都提高了19%,胰岛素敏感性都有所改善,线粒体含量的增加也相近,尽管冲刺组的运动时间只有对方的五分之一(Gillen et al., 2016)。两组人数都很少,分别为9人和10人,因此请把这种等效性看作令人鼓舞的结果,而不是定论。

黑白照片:一位身穿深色运动上衣的女性的背部和肩膀,长发垂落在一侧肩上
在每天训练两次、持续20天之后,两周减量训练让大多数线粒体指标回到了基线水平。

不那么令人欣慰的发现是,收益消退得有多快。在上述大训练量研究中,这些男性随后减少到两周5次训练。之后,除柠檬酸合酶活性外,所有线粒体指标都已与起点没有差别,而柠檬酸合酶仍比基线高约36%(Granata et al., 2016)。你的线粒体反映的是你最近做了什么。一个你能每周坚持下去的计划,比短期的拼命努力对线粒体更有帮助。

低负荷高强度间歇训练(REHIT)在10分钟骑行中安排两次短时全力冲刺,在时间投入上处于极低的一端。在35名久坐的男性和女性中,六周的REHIT将最大有氧能力从2.54 L/min提高到2.78 L/min,男女之间没有差异。同一项研究还发现,个体之间的提升幅度差异很大(Metcalfe et al., 2016)。它测量的是有氧能力,而不是直接测量线粒体。

补充剂能在运动之外进一步增强线粒体吗?

许多补充剂都以线粒体健康为卖点,但大多数几乎没有人体训练数据支持。一项知名研究提醒我们,不要以为补得越多越好。年轻男性在为期四周的运动期间,每天服用1,000 mg维生素C和400 IU维生素E。运动只在没有服用抗氧化剂的男性中改善了胰岛素敏感性,而线粒体适应的关键调节因子PGC-1α的升高,也只在不服用抗氧化剂时出现(Ristow et al., 2009)。高强度训练产生的压力,似乎正是告诉肌肉去适应的信号的一部分。如果你在服用高剂量抗氧化剂,请咨询医生你是否需要它们。

结论

运动是改善线粒体最有证据支持的方式,强度和训练量都很重要。高强度间歇似乎能提高线粒体利用氧气的能力,在做功相同时往往比稳定骑行效果更好。训练总量似乎决定了你能建立多少线粒体机制,而这正是长时间、轻松训练的用武之地。变化可能在几周内开始,减少训练后也会在几周内消退。这些证据大多来自年轻男性的小样本群体,个体反应差异也很大,所以一套你能坚持的常规训练,比找到完美的训练更重要。把短时高强度的用力和你喜欢的稳定骑行结合起来,并坚持下去。

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