剧烈运动燃烧脂肪的男性比女性多――这是迄今为止最大的一项探索运动如何影响身体的研究中出人意料的发现。“每个人都知道运动对你有好处，但没有人知道确切的原因，”能源部太平洋西北国家实验室的科学家Joshua Adkins说，他是5月1日在线发表在《自然-代谢》(Nature Metabolism)上的一项研究的通讯作者。“我们不知道身体发生了什么，产生了如此巨大的益处。”
这些结果来自运动分子传感器联盟(MoTrPAC)，这是一项为期数年的研究，旨在调查将剧烈运动转化为大量健康益处的分子作用。这项合作涉及全国二十多个地点，涉及100多名科学家。
该研究小组于5月1日在《自然》(Nature)杂志上发表了其核心论文，发现运动的影响是广泛的，影响了超过3.5万个分子。
研究对象是大鼠，它们的基本生理机能与人类有很多相似之处。这组科学家目前正在对1500多人进行研究，以大鼠的研究结果为起点，研究人类的情况。
总的来说，MoTrPAC团队研究了18种组织类型和血液。他们发现，男性和女性的分子信号都显示出运动的广泛好处:增强肝功能，增强心肌，增强免疫力，减少肺部和肠道的炎症。在整个身体中，被称为线粒体的细胞器――细胞中的能量制造者――在运动后变得更健康。
两性之间最显著的差异是脂肪组织，这是《自然-代谢》论文的主题。
杜克大学分子生理学研究所的通讯作者兼主任克里斯托弗・纽加德说:“我们发现，即使在久坐不动的动物中，雄性和雌性的脂肪组织也非常不同。”“但后来我真的惊讶地发现，不同性别对运动的反应是如此不同。雄性燃烧脂肪获取能量，而雌性保存脂肪。这是由潜伏在雄性和雌性老鼠脂肪表面下的分子反应的许多差异造成的。这种二分法确实令人震惊。”
逃跑大鼠的研究结果
这一结果是基于对爱荷华大学研究实验室里在跑步机上跑步的老鼠的组织和血液样本的分析得出的。该团队对蛋白质、被称为转录本的分子信使和被称为代谢物的化合物进行了数千次测量。这些测量结果为科学家提供了关于身体实际情况的线索。在每一次呼吸、思想、动作或踏在跑步机上的脚步背后，都有一连串的分子活动使事情发生并影响身体。
这些样品被送到几个实验室进行分析。PNNL的科学家分析了脂肪样本中的蛋白质――这是一项具有挑战性的任务，因为脂肪中相对于脂质的蛋白质很少。研究小组观察了白色脂肪组织，这是迄今为止人体中最普遍的脂肪形式。
科学家们研究了每周跑步5天、持续1周、2周、4周或8周的老鼠，并将它们与久坐不动的老鼠进行比较。研究小组研究了健康、瘦弱的动物。科学家们指出，这项研究的发现不能自动应用于肥胖动物，也不能应用于其他类型的锻炼，比如力量训练。
少脂肪，等量脂肪，健康脂肪
即使在久坐不动的雄性和雌性老鼠之间，脂肪特征的差异也是显著的。超过2万个分子测量结果不同。总的来说，雌性大鼠在训练前后的脂肪都更健康。
久坐不动的雄性和雌性大鼠确实有一个共同点:在整个研究过程中，它们的体重都增加了。
在跑步机上跑步的大鼠身上，这种差异更值得注意。雄性燃烧脂肪并保持脂肪不掉。雌性最初燃烧脂肪，但在八周结束时，它们的脂肪储存又回到了开始时的水平。运动的雄鼠脂肪减少。运动的雌性大鼠没有减掉脂肪，但它们没有像久坐不动的同类那样增加脂肪。
运动确实使两性的脂肪储存更健康――代谢更活跃、更有活力，产生的与肥胖有关的信号更少。这在雄性大鼠身上更值得注意，它们的脂肪一开始就不太健康。
研究报告的第一作者吉娜・马尼说:“我们发现两性都通过新陈代谢来获取所需的能量。”“但它们获取能量的方式不同。女性这样做不会从她们储存的脂肪中吸取太多，可能是因为这些脂肪对生殖健康至关重要。”
近几十年来，科学家们已经了解到，脂肪不仅仅是一团不受欢迎的体重。它是我们全身的主要器官，像皮肤一样，分泌激素和其他化合物，对我们的健康起着重要作用。脂肪是健康和疾病的前兆。
从大鼠到人类的路线图
“这些发现有助于为了解疾病风险奠定基础，并为更加个性化和有针对性的健康干预奠定基础，”Many说。
研究人员表示，研究结果表明，将女性和男性纳入健康研究至关重要。他们指出，在运动方面，研究的男性比女性多得多。
“这项研究让我大开眼界，两性之间的差异比我想象的要大得多。这正在改变我进行其他研究的方式，包括一项关于男性和女性胰岛素抵抗的研究。这些发现为这些实验提供了路线图。”
MoTrPAC研究由美国国立卫生研究院共同基金资助。《自然代谢》论文中讨论的许多蛋白质分析都是在环境分子科学实验室完成的，该实验室是美国能源部科学办公室在PNNL校园内的一个用户设施。PNNL团队在MoTrPAC实验中使用的技术也用于探索对气候、能源和环境重要的分子反应。