Endocrine Reviews：运动如何逆转肥胖引发的代谢紊乱？ 基于脂肪、肝脏及骨骼肌的多维解析

导读

• 本文系统梳理了肥胖对代谢器官（白色和棕色脂肪组织、肝脏及骨骼肌）功能的多维影响，深入探讨了运动如何逆转这些病理性改变。
• 揭示运动不仅改善脂肪组织和肝脏的代谢功能，还通过调节分子信号（如KYNA、TGF-β2、FGF21等因子）促进代谢健康。
• 综合评述了运动与减肥药物（特别是GLP-1受体激动剂）及减重手术联用的潜力，强调多靶点组合疗法在肥胖治愈中的前景和挑战。

全球范围内肥胖率持续快速上升，预计至2030年美国约半数人口将走向肥胖。肥胖不仅引发多种代谢病如2型糖尿病（T2D）、代谢相关脂肪肝炎（MASH）和心血管疾病（CVD），还关联癌症及神经退行性疾病等多重健康风险。肥胖产生的机制复杂涉及脂肪组织（WAT、BAT）、肝脏和骨骼肌等多器官的代谢功能紊乱。运动作为减重和改善代谢功能的基石，被公认为高效且安全的干预手段，但其分子机制及与其他疗法的联合效果尚未被充分阐释。

近日，发表在Endocrine Reviews发表了一篇题为“Obesity and Exercise: New Insights and Perspectives”的综述论文，聚焦于肥胖与运动之间的相互作用，及其对代谢健康的影响。文章全面分析了肥胖诱导的代谢异常机制，解读了运动介导的代谢调节路径，并探讨了运动与现有减重疗法如GLP-1受体激动剂及减重手术的整合应用，力图为临床肥胖治疗提出新思路。

研究结果

1.肥胖对代谢组织的影响及运动的益处

（1）白色脂肪组织（WAT）

肥胖导致WAT显著炎症反应，M1型巨噬细胞浸润及促炎因子（TNF-α，IL-6）升高，引起胰岛素抵抗。肥大脂肪细胞伴随线粒体功能下降（PGC1α、NRF1、TFAM表达减少），活性氧（ROS）生成增加，扰乱能量代谢。运动可逆转炎症状态、促进脂肪酸氧化和线粒体生物合成，显著减轻胰岛素抵抗和代谢紊乱。此外，运动诱导的代谢中介物KYNA通过GPR35/AMPK/SIRT6途径，促进脂肪组织热量代谢转化及抗炎作用，改善糖脂代谢。

人群研究显示，3至12周的有氧或阻力训练降低BMI、体脂百分比与循环促炎细胞因子，提升肌肉及脂肪组织线粒体功能与代谢基因表达，尽管运动对WAT中UCP1和PRDM16的“褐化”效应在人类中不明显，动物模型中则表现突出，这与动物实验条件（如常温冷应激）及物种差异相关。

（2）棕色脂肪组织（BAT）

肥胖引起BAT线粒体功能障碍，ROS生成及炎症增加，影响热生成能力。运动在动物中提升BAT质量及促热基因表达（PGC1α、UCP1），促进脂肪酸摄取与氧化，释放数种功能性“棕脂细胞因子”，如12,13-diHOME促进肌肉脂肪酸摄取，FGF21介导脂质代谢调节。人类运动对BAT葡萄糖摄取影响有限，甚至可能降低，但运动增加batokine释放能力，提示BAT的内分泌作用是其代谢益处的重要机制。

（3）肝脏

肥胖导致肝脏脂代谢失衡，游离脂肪酸过载，促进脂肪肝、炎症及纤维化，形成MAFLD/MASH。运动能显著减少肝脏甘油三酯积累，改善胰岛素信号传导（激活AMPK、SIRT1、PPARα途径），降低脂质合成基因表达（SREBP1、FAS、CD36），促进脂质氧化，减轻肝脏炎症和氧化应激。临床研究表明，短期有氧或阻力训练降低肝脏脂肪含量及炎症因子，维持外周及肝脏胰岛素敏感性，且降低FGF21水平与脂肪肝严重度关联。

（4）骨骼肌

肥胖状态下，肌肉葡萄糖摄取受阻，胰岛素信号下调（IRS1、Akt磷酸化减少），脂代谢紊乱导致肌肉脂肪沉积，线粒体生物合成障碍。运动介入通过促进GLUT4转位，激活AMPK和TBC1D4，恢复胰岛素敏感性与线粒体功能，改善脂肪酸氧化，促进代谢健康。运动还调节肌肉分泌的多种myokines（如IL-6、metrl、irisin），参与抗炎和能量调节，缓解代谢性疾病。

图：运动对代谢组织脂肪和肝肌功能的影响示意图

2.联合疗法新进展

（1）运动+GLP-1受体激动剂

GLP-1RA能显著促进体重下降和改善糖脂代谢，同时影响胃排空和食欲调控。研究证实，运动与GLP-1RA（liraglutide、semaglutide、tirzepatide）联合使用，可放大减重效果，降低脂肪比例，改善胰岛素敏感性及心血管风险。长期随访发现运动可延缓GLP-1RA停药后的体重反弹，维持部分疗效。尽管部分研究提示GLP-1RA单独使用可能增加骨质疏松风险，联合运动则有助于骨密度维持。不同人群、剂量和运动类型对疗效的影响还有待进一步深入探讨。

图：a) 肥胖状态下WAT的分子改变，以及运动对动物和人类中异常机制的影响；b) 肥胖状态下BAT的分子改变，以及运动对动物和人类中异常机制的影响

（2）运动+减重手术

减重手术（如Roux-en-Y胃旁路术和袖状胃切除）可实现10年以上的持续减重。术后常伴肌肉量丢失及体能衰退。研究显示术前及术后结合有氧及阻力训练，能增强肌力、耐力及功能，延长术后益处，减少体重反弹。此外，运动改善的代谢指标往往与体重变化无关，突出运动本身的治疗价值。术前运动能提升术中和术后恢复水平，建议形成手术整体管理多学科新模式。

3.遗传因素与运动的交互作用

肥胖的发生既有复杂的环境影响，也受多基因遗传调控。单基因（Leptin受体、FTO等）及多基因变异均可提高肥胖风险。部分遗传变异影响能通过运动“逆转”或缓解。运动可修饰表观遗传机制（DNA甲基化、miRNA表达）影响基因表达，改善脂肪分布和代谢健康。研究提示，运动不可能完全克服遗传缺陷，但可部分缓冲遗传易感性，发挥重要防治作用。

综上，本综述从分子、细胞到人体临床多个层次，系统解读了肥胖环境下运动对关键代谢器官的保护作用，尤其突出运动调控的线粒体功能、炎症状态及内分泌因子重塑。该文提升了我们对运动治疗肥胖及其复杂代谢异常的认识，强调了脂肪组织的异质性与动物-人类间代谢调控的差异，更提出运动与临床药物及手术联合应用的新理念。面对肥胖多元致病机制与日益严峻的公共卫生挑战，研究结果促使我们重新审视单一疗法的局限性，鼓励发展基于个体化代谢状态的综合干预策略。未来深入挖掘运动介导的信号分子网络及代谢器官间通讯，将有助于精准设计有效的肥胖管理方案，推动减少肥胖相关疾病负担，改善人群健康。

原始出处：

James NM, Stanford KI. Obesity and Exercise: New Insights and Perspectives. Endocrine Reviews, 2025, Vol. 00, No. 0, pp.1–27. Published by Oxford University Press on behalf of the Endocrine Society. https://doi.org/10.1210/endrev/bnaf017