运动抗衰新突破：科学家发现”运动模拟分子”甜菜碱，无需高强度训练也能延缓衰老

描述： 2025 年《细胞》杂志发表重磅研究，揭示运动抗衰的分子机制。肾脏产生的甜菜碱可模拟运动效果，抑制炎症、延缓多器官衰老，为无法进行高强度运动的人群提供新的健康干预策略。
关键词： 运动抗衰，甜菜碱，TBK1，细胞杂志，PubMed，科学健身，健康老龄化，运动模拟物

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引言：运动为何能延缓衰老？科学终于给出了答案

“运动是最好的良药”——这句古老的格言如今得到了分子生物学层面的强力佐证。

2025 年 6 月，国际顶级学术期刊《细胞》(Cell) 发表了一项历时六年的重磅研究。来自首都医科大学宣武医院、中国科学院动物研究所及国家生物信息中心的联合团队，首次系统解析了人体对急性单次运动与长期规律运动的分子细胞动态响应谱，揭示了一个令人振奋的发现：肾脏内源代谢物甜菜碱（betaine）是运动延缓衰老的核心分子信使。

这项研究不仅为”运动即青春之泉”的古老认知提供了分子层面的科学注脚，更开创了基于”运动模拟药物”实现系统性抗衰干预的全新策略。对于无法耐受高强度运动的老年群体或慢性病患者而言，这可能意味着一种全新的健康希望。

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一、研究背景：从国家健康战略到分子机制探索

1.1 国家政策层面的重视

2025 年 9 月，国家体育总局发布《关于推动运动促进健康事业高质量发展的指导意见》，明确提出到 2030 年基本建成”政府主导、社会协同、全民共享”的运动促进健康服务体系。该政策强调”预防优先、融合发展”的原则，聚焦”一老一小”等重点人群，推广主动健康理念。

国家体育总局科教司负责人指出：”现代化最重要的指标还是人民健康。运动促进健康不仅是体育强国、健康中国建设的应有之义，在打造绿色消费、健康消费等方面，也发挥着不可替代的重要作用。”

1.2 科学研究的深层追问

尽管运动的健康益处已被广泛认可，但其深层分子机制长期以来尚未完全阐明。为什么同样的运动，对不同年龄、不同健康状况的人效果差异巨大？是否存在一种”运动模拟物”，能让无法进行高强度运动的人群也能获得类似的健康收益？

带着这些问题，研究团队于 2019 年同步启动了运动影响小鼠与人类健康的研究项目，系统刻画了年轻及年老小鼠 14 种器官组织对长期有氧运动的细胞分子响应特征。

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二、核心发现：甜菜碱——运动抗衰的”分子信使”

2.1 研究设计与方法

这项研究招募了 13 名健康男性志愿者，开展了设计严格的自身对照试验。试验分为三个阶段：

• 第一阶段：45 天的”静息”基线期，利用严格标准化流程控制运动变量及饮食/睡眠等混杂因素
• 第二阶段：一次性 40 分钟 5 公里跑步的急性运动期
• 第三阶段：25 天的长期规律运动期，从隔天一次逐渐过渡到每天一次的 5 公里跑步

研究人员通过采集志愿者在不同时间阶段的血液和粪便样本，并结合健康体检数据，运用多组学分析手段——包括血液单细胞转录组学、血浆蛋白质组学、血浆代谢组学以及肠道微生物组学和代谢组学——构建了多模态数据耦合分析框架。

2.2 急性运动 vs 长期运动：截然不同的生理效应

研究揭示了一个关键发现：急性运动与长期运动具有差异化效应。

• 急性运动：激发”生存应激型”代谢风暴与氧化损伤，激活 IL-6/皮质酮轴，触发以生存为导向的炎症应激反应
• 长期运动：驱动健康导向的代谢 – 免疫稳态重塑，建立以代谢重编程、免疫年轻化、表观遗传维稳及抗氧化能力提升为支柱的多维适应体系

在免疫调节方面，长期运动能够重塑 T 淋巴细胞年轻态，主要从三方面延缓 T 细胞衰老：
1. 增强外周免疫细胞基因组与表观遗传稳定性
2. 激活 NRF2 通路抑制炎症因子及免疫抑制受体表达
3. 促进 T 细胞存活、增殖与分化能力

机制研究表明，转录因子 ETS1 在运动促进 T 细胞年轻化中发挥核心调控作用。

2.3 甜菜碱的独特作用：肾脏是关键应答器官

进一步结合小鼠运动模型，研究人员发现运动能够诱导肾脏中甜菜碱的内源性合成，并显著提高肾脏中的甜菜碱水平。

甜菜碱的合成依赖于线粒体胆碱的两步氧化代谢，其中胆碱脱氢酶（CHDH）作为关键限速酶，在运动小鼠的肾脏中诱导表达，这可能是调控内源性甜菜碱生成的关键节点。

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三、甜菜碱如何模拟运动效果？分子机制详解

3.1 靶点识别：TBK1 激酶是关键

化学生物学研究揭示，天然免疫激酶 TBK1 是甜菜碱的直接作用靶点。甜菜碱特异性结合 TBK1 并抑制其激酶活性，进而阻断下游 IRF3/NF-κB 信号通路激活，抑制促炎因子表达。

在感染性炎症及自然衰老的模型中，口服甜菜碱显著降低多组织 TBK1 磷酸化水平，有效减少免疫细胞浸润并抑制促炎因子释放。

3.2 动物实验验证：五大功能指标显著改善

老年小鼠口服干预实验表明，甜菜碱延长健康寿命并显著改善五大功能指标：

1. 代谢能力增强：改善葡萄糖耐量和胰岛素敏感性
2. 肾功能提升：降低肾脏损伤标志物水平
3. 运动协调性改善：提高平衡能力和肌肉力量
4. 抑郁样行为减少：改善情绪和认知功能
5. 认知功能提高：增强学习和记忆能力

病理组织学与单细胞转录组的整合分析，进一步证实甜菜碱具有延缓多器官衰老的功效，尤以肾脏与骨骼肌为著。

3.3 体外实验：改善人类细胞衰老表型

体外实验表明，以运动诱导剂量的甜菜碱处理，可显著改善多种人类二倍体细胞的衰老表型，包括：

• 显著减少衰老标志物 SA-β-Gal 阳性细胞比例
• 降低 p21 等衰老相关蛋白表达
• 改善细胞增殖能力

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四、实践意义：谁可以从这项发现中受益？

4.1 无法进行高强度运动的人群

研究负责人王思研究员表示：”甜菜碱被确立为首个机制明确的内源性’运动模拟物’。其低剂量有效性和良好的安全性，为无法耐受长期高强度运动的老年群体提供了一种潜在的抗衰替代策略。”

这意味着以下人群可能从甜菜碱补充中获益：

• 老年人：关节退化、肌肉流失导致运动能力下降
• 慢性病患者：心血管疾病、糖尿病等限制运动强度
• 术后康复人群：需要恢复期但无法进行常规训练
• 残障人士：身体条件限制运动能力

4.2 健康人群的优化选择

对于能够正常运动的健康人群，这项研究同样具有重要指导意义：

1. 理解运动的本质：运动不是目的，而是手段。甜菜碱的发现帮助我们理解运动为何有效，从而更科学地设计训练方案。

2. 优化训练策略：长期规律运动比偶尔的高强度训练更有益。研究建议从隔天一次逐渐过渡到每天一次的适度运动，而非”周末战士”式的突击训练。

3. 营养配合：甜菜碱存在于多种食物中，如甜菜根、菠菜、全谷物等。合理膳食可以辅助运动效果。

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五、科学健身建议：如何制定适合自己的运动方案？

5.1 国家政策支持下的社区资源

截至 2025 年 8 月底，全国共有 22 家社区运动健康中心陆续投入运营，为居民提供体质与健康测评、科学健身指导、运动康复等服务。建议读者就近咨询当地社区运动健康中心，获取个性化的运动处方。

5.2 不同人群的运动建议

青少年（12-17 岁）：

• 每日累计至少 60 分钟中等到高强度身体活动
• 每周至少 3 天进行高强度有氧运动和力量训练
• 参考《青少年科学健身普及和运动干预三年行动计划（2026―2028 年）》

成年人（18-64 岁）：

• 每周至少 150 分钟中等强度有氧运动，或 75 分钟高强度有氧运动
• 每周至少 2 天进行大肌肉群力量训练
• 减少久坐，每小时起身活动 3-5 分钟

老年人（65 岁以上）：

• 每周至少 150 分钟中等强度有氧运动，根据自身能力调整
• 每周至少 2 天进行平衡训练，预防跌倒
• 结合力量训练维持肌肉量
• 如有慢性疾病，应在医生指导下进行

5.3 运动安全提示

1. 循序渐进：从低强度开始，逐渐增加运动量和强度
2. 充分热身：运动前进行 5-10 分钟动态拉伸
3. 监测心率：中等强度运动时心率达到最大心率的 50-70%
4. 及时补水：运动前后及运动中适量补充水分
5. 倾听身体：出现胸痛、头晕、呼吸困难等不适立即停止

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六、未来展望：从基础研究到临床应用

这项研究开创了”内源性代谢物介导运动效益”的研发新范式，将复杂的生理效应转化为可量化、可操作的化学语言。

研究团队表示，后续将开展以下工作：

• 临床试验：验证甜菜碱在人体中的抗衰效果和安全性
• 剂量优化：确定最佳补充剂量和给药方案
• 联合干预：探索甜菜碱与运动、其他营养素的协同效应
• 个性化方案：基于基因检测和代谢组学制定精准干预策略

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七、常见问题解答

Q1：甜菜碱可以从食物中获取吗？

A：可以。甜菜碱天然存在于多种食物中，包括甜菜根、菠菜、藜麦、全谷物、虾、鱼类等。但食物中的含量相对较低，要达到研究中使用的剂量可能需要大量摄入。

Q2：甜菜碱补充剂安全吗？

A：目前研究表明甜菜碱具有良好的安全性。但作为潜在的干预手段，仍需在医生或营养师指导下使用，特别是对于有基础疾病或正在服用药物的人群。

Q3：有了甜菜碱，还需要运动吗？

A：需要。甜菜碱是运动的”模拟物”，而非”替代品”。运动带来的健康收益是多维度的，包括心血管健康、心理健康、社交互动等，这些是单一分子无法完全复制的。

Q4：多久能看到效果？

A：研究中志愿者经过 25 天的规律运动后检测到显著变化。对于甜菜碱补充，目前尚无人体长期数据，建议保持合理预期并持续监测。

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参考文献

1. Wang S, Liu GH, Qu J, et al. Systematic profiling reveals betaine as an exercise mimetic for healthy aging. Cell. 2025. DOI: 10.1016/j.cell.2025.06.001
2. PubMed ID: 40570836. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40570836/
3. 国家体育总局。关于推动运动促进健康事业高质量发展的指导意见。2025 年 9 月。https://www.xinhuanet.com/20250922/af789267ea764ad593c8ccf760e7a78c/c.html
4. 中国科学报。运动为何能实现健康促进与抗衰？2025 年 6 月 27 日。https://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/2025/6/202562716633936135227.shtm
5. 国家体育总局等六部门。青少年科学健身普及和运动干预三年行动计划（2026―2028 年）.2026 年。

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