我们都知道我们应该运动。但很少有人意识到，对我们大多数人来说，保持身体活跃是改善或维持健康的最重要的事情。有规律的运动不仅可以降低患心脏病、中风和糖尿病的风险或死于这些疾病的风险，还可以预防某些癌症，改善情绪，强健骨骼，增强肌肉，扩大肺活量，降低跌倒和骨折的风险，并有助于控制体重。而这些只是一些比较熟悉的效果。
过去几年研究的爆发进一步扩展了这些观察。 除此之外，运动似乎还能增强脑力——特别是执行需要注意力、组织和计划的任务的能力，减轻某些人的抑郁和焦虑症状，并增强免疫系统检测和抵御某些类型癌症的能力。此外，研究人员正超越描述规律性体育运动对健康的宏观益处，转而详细描述在细胞和分子水平上发生的积极变化，这些变化针对特定疾病，如动脉粥样硬化和糖尿病。
旨在追踪人体内各种系统（心血管、消化、内分泌和神经系统，仅举几例）受运动影响的多种方式（无论大小）的研究表明，这些益处最有可能来自于生理学许多方面的轻微到中等程度的改善，而不是特定细胞和组织中少量过程的巨大有利影响。
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研究人员也逐渐意识到，人们不必成为铁人三项运动员也能获得运动的好处。二十年前，预防保健专家几乎完全专注于从剧烈运动中获得的益处。今天，他们也强调持续进行适度运动的价值。我们中的一位（Manson）帮助证明了在大型“护士健康研究”和“妇女健康倡议”中，适度和剧烈运动对几种健康结果具有相当的益处。根据这些项目和其他项目的数据，最新的美国运动指南（于 2008 年发布）建议每周至少五天或更多天进行相当于至少 30 分钟的适度运动（例如快走）（或每周 75 分钟的剧烈运动，例如慢跑），以及每周至少两天进行 30 分钟的肌肉强化运动。
仔细观察一些最令人兴奋的发现，可以让我们了解运动保护我们身体并使其良好运行的不太明显的方式。
即时效果
为了充分理解最新的发现，了解身体通常如何应对增加的身体需求会有所帮助。运动对不同的人来说意味着不同的事情。从雪地健走到游泳再到在海滩上快走，运动可以采取多种形式，并且强度水平也各不相同。有氧运动是指显着增加肌肉所需氧气量的运动类型，需要肺部更加努力地工作。它的健康益处也是最容易理解的。但是，更静态的运动形式（例如举重或练习平衡）也有其作用。
科学家们已经开发出相当严格的方法来测量研究实验室中有氧运动的强度。一种有效且成本低得多的方法来衡量你在实验室外锻炼身体的程度是谈话测试。当你的心脏开始跳动加快并且你的呼吸变得更沉重时，适度活动就开始了。如果你在运动时可以说话或背诵诗歌，那么你仍然处于适度水平。如果你一次只能发出一个或两个字，那么你就是在进行剧烈运动。在量表的另一端，如果你可以在运动时唱歌，那么你正在以轻度强度进行锻炼。
每当一个人加快步伐时，神经系统就会使身体的所有器官为行动做好准备。最初，个体可能会注意到意识的增强、心率加快、呼吸加快和轻微出汗。在内部，流向那些对运动不重要的器官（例如胃肠道和肾脏）的血液减少。与此同时，活动肌肉中的血管张开，确保足够的富氧血液流向那些最卖力工作的肌肉。
中等到剧烈的体育活动完全
从内到外改变我们的身体。这里看一看
一些鲜为人知的效果，从
大脑中的神经连接开始，一直延伸到
四肢的主要肌肉和骨骼。
四肢。致谢：Brown Bird Design 插图
一旦进入肌肉细胞，氧气就会扩散到称为线粒体的细胞结构中，线粒体利用氧气为细胞产生能量。这个过程的基本燃料是糖分子葡萄糖，它是身体通过分解较大的食物颗粒并在消化过程中吸收而产生的。在线粒体中将氧气添加到葡萄糖中会触发一种高效的燃烧。当氧气可用时，线粒体每葡萄糖分子产生的能量几乎是无氧条件下的 20 倍。
身体首先燃烧以化合物糖原形式储存的葡萄糖分子，糖原主要存在于肝脏和肌肉中。但随着运动的继续，可用的糖原储备耗尽，甘油三酯分子（一种脂肪）成为主要的燃料来源。所有这些内部燃烧都会产生某些副产品，例如乳酸和二氧化碳，它们从肌肉渗入血液，在那里被身体的其他部位感知。这些废物浓度的增加会促使大脑、肺部和心脏发生进一步的生化反应，最终使这些化合物的去除更有效、更轻松。
一旦体育活动成为日常习惯，运动的好处就会真正开始积累。身体会适应对其提出的日益增长的需求，从而随着个人变得更健康而导致耐力增加。例如，随着每次呼吸变得更深，肺部会处理更多的氧气，并且心脏每次跳动都会泵出更多的血液。这些适应通常在达到或超过联邦体育活动指南后的几周内开始显现，也会导致生物学上的变化，从而改善长期健康。
分子变化
整个图书馆都可以堆满数据，这些数据证明了运动对从主要器官系统到各种基因如何开启或关闭的一切事物的影响。本文随附的信息图表中概述了一些高级别的结论[见上方框]。但我们将在此重点关注一些新发现的机制，这些机制有助于解释为什么运动可以扩展我们的认知能力，提高我们控制血糖水平的能力并增强我们的心血管系统。与几乎任何其他运动益处相比，这些变化对日常生活质量的影响更大。
运动员早就知道运动可以提升他们的情绪和心理健康。然而，直到 2008 年，科学家们才能够直接测量所谓的跑步者的快感——一种在长时间运动后产生的欣快感。他们不仅表明，大脑在长跑过程中释放了更多的内啡肽（引起愉悦感的类阿片激素），而且还确定这些化合物在大脑中负责强烈情绪的区域活跃。（之前的研究仅在血液中检测到内啡肽激增，这与大脑的变化无关。）
最近，研究人员将重点放在运动通过大脑中的化学变化来增强我们集中注意力、思考和做出决定的能力。在 2011 年，一项针对 120 名 60 多岁和 70 多岁人群的科学严谨的实验（称为随机对照试验）表明，运动会增加大脑中称为海马体的一部分的大小。该研究的作者指出，受运动影响的海马体的特定部分是允许人们记住熟悉环境的部分；它也是大脑中少数几个产生新神经细胞的区域之一——至少在老鼠身上是这样。新生神经元被认为有助于区分相似但不同的事件和事物。动物研究进一步表明，运动会增加负责触发这些新神经元生长的化学物质的水平——一种称为脑源性神经营养因子或 BDNF 的分子。最近，动物研究已经确定了海马体中产生的一种蛋白质，该蛋白质负责增加 BDNF 的表达并开启与认知相关的基因。研究人员希望开发一种可注射形式的这种蛋白质，称为鸢尾素，最终可用于增强大脑保护途径。
现在的研究正在挑战我们之前认为的关于运动如何预防心脏病的知识。科学家最初认为，常规活动主要通过降低血压和降低血液中 LDL 胆固醇（也称为坏胆固醇）的量，同时提高 HDL 胆固醇（好胆固醇）的量来降低心血管风险。这个结论只是部分正确。运动确实可以显着降低某些人的血压，但对于大多数人来说，运动的这种益处相对较小。此外，运动——尤其是阻力运动，例如举重训练——可以提高 HDL 胆固醇，这种变化通常需要几个月才能显现，尽管效果相当温和——大约几个百分点。
进一步的调查表明，更重要的 LDL 相关影响与运动如何改变分子的特性有关，而不是减少血液中的含量。从技术上讲，LDL 并不等同于胆固醇；相反，它像送货卡车运送杂货一样，将胆固醇输送到血液中。（由于胆固醇是由脂肪制成的，因此无法溶解在血液的水性环境中，因此必须将其包装在可以溶解的东西中。）LDL 颗粒的大小也各不相同，就像杂货可以用小型货车或大型卡车运送一样。
在过去的几年里，越来越多的科学家发现较小的 LDL 分子特别危险。例如，它们有失去电子的趋势，然后电子会在血管周围反弹，破坏其他分子和细胞（想想一个疯狂的司机驾驶着一辆破旧的面包车）。另一方面，大的 LDL 分子更稳定，可以在血液中漂浮而不会撞到任何东西（更像是有专业司机的大型、维护良好的卡车）。
现在的研究表明，运动会增加较大、更安全的 LDL 分子的数量，同时减少较小、危险的 LDL 分子的数量，并且它通过增强脂肪和肌肉组织中一种称为脂蛋白脂肪酶的酶的活性来改变这种比例。两个血液中胆固醇含量相同但身体活动水平不同的人因此可能具有非常不同的心脏病风险概况。沙发土豆可能有很多小的 LDL，而几乎没有或根本没有大的 LDL，而大的 LDL 分子将在活跃的人的血液中占主导地位。然而，尽管胆固醇水平相同，但第一个人患心脏病的风险是第二个人的几倍。
规律的体育活动对血液的另一个关键成分——糖葡萄糖产生积极影响。肝脏、胰腺和骨骼肌通常无缝协作，以确保身体的每个部位都能获得所需的糖分，无论您是休息还是活动。顾名思义，运动对骨骼肌提出了更高的要求，骨骼肌需要越来越多的葡萄糖来为其活动提供燃料。从长远来看，运动还会促使肌肉内的纤维更有效地利用葡萄糖，从而使肌肉更强壮。
当需要更多燃料时，肝脏会立即做出反应，将糖分子搅入血液，胰腺会释放一种称为胰岛素的激素，向细胞发出信号，从血液中吸收越来越多的葡萄糖。你可能会想象，整个过程可能会导致葡萄糖水平的剧烈波动，但身体会努力将其血糖水平保持在 70 到 140 毫克/分升之间的相当有限的范围内（并且在空腹状态下远低于 126 毫克/分升）——至少对于没有糖尿病的人来说是这样。血糖需要保持在 70 毫克/分升以上的原因之一是，大脑严重依赖葡萄糖作为其主要燃料来源，因此对血液中葡萄糖含量的任何变化都非常敏感。虽然极低的葡萄糖水平会在几分钟内导致昏迷和死亡，但同样重要的是不要长时间处于量表的上限。广义上讲，血液中过多的糖分往往会阻碍工作，导致细胞过早衰老。
随着运动成为一种更日常的习惯，肌肉对胰岛素的作用变得更加敏感。这意味着胰腺不必那么努力地帮助控制血糖水平；较低水平的胰岛素将达到与以前较高水平相同的效果。对于 2 型糖尿病患者来说，用较少的胰岛素做更多的事情尤其有帮助，他们的身体很难将血糖保持在正常范围内，这在很大程度上是因为他们已经对这种激素的作用产生了抵抗力。但胰岛素还会促进新细胞的增殖或快速产生——因此，胰岛素水平升高与患乳腺癌和结肠癌的风险增加有关。
最近，体育活动也被证明可以通过另一种不需要胰岛素存在的途径促进葡萄糖的摄取。拥有第二条将葡萄糖从血液中取出并进入肌肉细胞的途径可能会为糖尿病的治疗开辟新的方向。
有趣的是，对于糖尿病患者来说，最大的好处似乎来自于混合不同类型的运动。两项大型随机临床试验报告称，有氧运动和阻力运动的结合比单独进行任何一种运动更能控制血糖水平。然而，第一项研究的进行方式使得尚不清楚益处是来自运动类型的组合，还是来自接受有氧运动和阻力训练的参与者最终比那些遵循单一运动计划的参与者运动时间更长。我们中的一位（Church）决定通过领导第二项试验来解决这个问题，在该试验中，262 名以前久坐不动的糖尿病男女被分为四组：有氧运动组（在跑步机上行走）、阻力组（坐姿划船、腿部推举等）、混合组和对照组，对照组每周参加伸展和放松课程。
在九个月的过程中，每组参加体育活动的人都花费了相同的时间和精力（每周约 140 分钟）。他们也都减掉了腰围，并且进行有氧运动的两个组都变得更健康了。但只有同时进行阻力和有氧运动的小组，他们血液中一种名为 HbA1c 的蛋白质含量显着下降，HbA1c 可作为过去几个月平均血糖水平的指标。累加的益处表明，有氧运动和阻力训练通过不同的生理机制发挥作用——研究人员正在积极追求这一想法。
持续运动增强肌肉的另一种方式是促进产生能量的线粒体的形成。为了响应规律的运动，肌肉细胞开始制造一种名为 PGC-1α 的蛋白质，该蛋白质指导细胞产生新的线粒体。更多的线粒体意味着每个细胞可以将更多的葡萄糖转化为能量。
久坐的危害
鉴于适度运动的多重健康益处，您可能会期望每个人都在系好步行鞋并出门。但是，许多美国人甚至未能达到建议的每周五天或更多天进行半小时适度活动的目标。只有 52% 的美国成年人足够活跃，可以达到有氧运动指南，29% 的人按照建议每周两次、每次 30 分钟进行肌肉锻炼。五分之一的美国人符合有氧运动和阻力运动的建议。
改变人们久坐习惯的困难促使科学家们调查较轻或较短的运动是否对健康有益。他们希望，积极的结果可能会激励即使是沙发土豆也开始比他们习惯做的更多运动。到目前为止，数据表明，即使是最少的日常运动也能在一定程度上延长人们的寿命。2012 年对来自六项研究的数据进行的分析，总共追踪了美国 655,000 名成年人约 10 年，发现每天花费 11 分钟进行休闲活动（园艺、洗车、傍晚散步）的人，与不活跃的同龄人相比，40 岁后的预期寿命延长了 1.8 年。诚然，达到适度活动建议指南的参与者情况更好；他们的预期寿命延长了 3.4 年。每天活跃 60 到 90 分钟的人获得了更大的收益（预期寿命延长了 4.2 年）。
尽管最小努力有优势，但迄今为止对运动研究的全面观察表明，大多数人将从加强他们的活动中受益——例如，如果他们是轻度锻炼者，则增加适度活动，或者如果他们是适度锻炼者，则增加短时剧烈活动。对于当今久坐办公室的知识工作者来说，最坏的消息也许是，即使您也进行了一些高强度锻炼，每天休闲时间坐六个多小时也可能有害。仍然未知：是坐姿本身有问题，还是通常与之相关的缺乏运动有问题。
鉴于持续不断且越来越多的证据表明体育活动对健康有益，信息很明确。需要将规律的、长时间的运动（无论在哪个可以安全管理的强度水平）融入每个人的日常习惯和物理环境中。它应该变得像现在跳上汽车一样容易。
我们强烈建议医生和其他医疗保健提供者在日常就诊时定期开出运动处方。此外，我们提倡加强对行为计划、公共卫生运动和城市设计变革的研究，这些研究将促进我们这个久坐不动的社会中持续的有益体育活动水平。