1 Introduction
体力活动（PA）被广泛认为是健康促进和疾病预防的基石，尤其对中年人群而言。规律运动与体成分、脂代谢和炎症状态的有利改变相关，这些都有助于降低慢性疾病风险，如心血管疾病、2型糖尿病和代谢综合征。然而，这些适应的程度和方向可能因年龄、运动强度、持续时间以及个体基线特征而有显著差异。
为期四至八周的干预能在胰岛素敏感性（IS）、心血管表现和代谢功能方面产生持续的增强，有时甚至独立于体成分的显著变化。例如，近期研究表明，年轻女性进行八周有氧训练可显著改善胰岛素敏感性和心血管能力，而四周干预则产生中等但较不显著的效果。
持续8至12周的规律体力活动会导致持久的适应，包括改善体成分、减少脂肪组织炎症、降低异位脂质沉积、增加线粒体密度以及增强骨骼肌抗氧化状态。这些累积性变化强化了代谢健康，降低了胰岛素抵抗（IR），并预防慢性疾病。
来自近期指南的证据，包括美国运动医学学院（ACSM）和美国疾病控制与预防中心（CDC），确认了不同持续时间的体力活动能持续促进代谢健康、支持体重管理并降低心血管代谢风险。指南建议成年人每周至少进行两次有氧运动和力量训练，每周总中等强度有氧活动时间至少150分钟或高强度活动75分钟。体力活动的有效性受其类型、量和结构的影响。中等强度运动提供显著的心血管和代谢益处，但过度的剧烈运动可能对某些个体带来风险。因此，周密的周期化和个性化运动计划对于优化健康结果至关重要。
先前研究已证明，运动干预通常能改善血脂谱，包括降低总胆固醇和低密度脂蛋白（LDL），以及在不同年龄组的成年人中增加高密度脂蛋白（HDL）。此外，运动已知能调节炎症通路，抗炎因子IL-10常在体力活动后增加，尤其是在剧烈或长时间运动后。
细胞因子水平可作为监测与体育运动相关的肌肉损伤和炎症反应的有价值的生物标志物。评估个体细胞因子谱能够制定个性化的训练计划，促进优化的恢复和表现。因此，细胞因子生物标志物的使用在优化运动方案和改善整体健康结果方面具有重要前景。
在先前的研究中，我们调查了八周中等强度有氧训练（MAT）对20-30岁年轻女性的影响。我们的数据显示年轻女性的胰岛素敏感性、代谢灵活性和抗炎细胞因子谱得到改善。基于这些发现，本研究将调查扩展到30-60岁的年长女性，以评估年龄对MAT生理和代谢反应的影响。具体而言，我们评估了MAT对体成分、胰岛素敏感性、身体表现、血脂谱、端粒长度、炎症标志物和氧化应激参数的影响。这种比较方法旨在阐明年龄是否调节中等强度有氧训练对这些关键健康指标的益处。理解这种关系对于利用体力活动作为健康促进和疾病预防的非药物策略至关重要。
2 Materials and methods
2.1 Study participants
四十名非肥胖、表面健康的30-60岁女性参与了本研究。纳入标准包括BMI为20-30 kg/m2 ，且无心血管疾病、2型糖尿病、肌肉退化、血栓或神经系统疾病。由于测量四舍五入或招募时间，少数临界BMI病例被纳入。所有参与者在参与前提供了书面知情同意书。研究方案经卡塔尔大学（QU-IRB 1798-EA/23）批准，并符合卡塔尔公共卫生部（MoPH）的规定。
2.2 Training session
参与者进行了为期8周的有氧训练，遵循美国运动医学学院（ACSM）和美国心脏协会（AHA）的建议。运动方案包括强度渐进的有氧运动（初始为最大心率（HRmax ）的40-60%和峰值摄氧量（VO2 peak）的50%，到第8周逐渐增至60-70%）。所有参与者每周训练三天，每次50分钟。代谢当量（MET）值根据国际体力活动问卷（IPAQ）的回答进行调整，以量化日常活动。MET用于强度和能量消耗，对不同体重的个体表达方式相似。最初有51名女性入选研究。40名参与者（78%）完成了整个8周的MAT干预和所有前后评估，而11名参与者退出。退出的原因包括搬迁（2人）、从第3周开始缺勤（3人）、社会/家庭因素（5人）以及与训练计划无关的轻微肌肉骨骼损伤（1人）。完成者的训练依从性高，平均出勤率为91%（范围85-100%）。运动强度（40-70% HRmax ，在8周内逐渐增加）的遵守情况通过教练的连续手动心率测量进行监控。
2.3 Study measures
体成分（使用TANITA，日本TANITA公司）在训练前后、清晨、禁食8小时后测量。TANITA提供体重（kg）、体脂百分比（%）、脂肪质量（kg）、去脂质量（kg）、肌肉质量（kg）、体重指数（BMI）和身高（cm）的测量值。肌肉质量是去脂质量的一部分，但去脂质量包括肌肉以外的许多其他组织。这种区分在解释体成分结果时很重要，因为去脂质量的增加可以反映肌肉、水分或其他组织的增长，而不仅仅是肌肉。
2.4 Clinical parameters and cytokines measurements
在完成8周干预前后收集空腹血样。使用临床化学分析仪Mindray BS240按照制造商说明测量空腹血糖、总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白（HDL）和低密度脂蛋白（LDL）。使用胰岛素ELISA试剂盒（Mercodia, UK）按照制造商说明测量血清样本中的胰岛素水平。使用稳态模型评估胰岛素抵抗（HOMA-IR）评估IR，公式为：HOMA = 空腹血糖（mmol/L） × 空腹胰岛素（mIU/mL） / 22.5。使用TANITA体成分监测仪测量体脂、去脂质量、脂肪质量和肌肉质量。使用Custom Premix Human Cyto Panel A 09 Plex（HCYTA-60K-08C, Millipore）同时分析细胞因子谱，包括IL-1RA、IL-6、IL-8/CXCL8、MCP-1/CCL2、TGF-α和TNF-α，使用Luminex™ FLEXMAP 3D，按照制造商说明进行。使用单独的标准曲线，通过Xponent软件根据制造商说明验证细胞因子的检测和定量测定。使用比色活性测定法（EIACATC和EIASODC，ThermoFisher Scientific, USA）按照制造商说明测定超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶的活性。
2.5 Measurement of telomere length
使用PureLink® Genomic DNA Kits（Invitrogen, Life Technologies, Carlsbad, CA, USA）从血清管底部的凝血块中分离基因组DNA，按照制造商说明以及先前描述的方法进行。使用Absolute Human Telomere Length Quantification qPCR Assay Kit（ScienCell, Carlsbad, CA, USA）按照制造商说明测量端粒长度。简言之，为每个基因组DNA样本准备两个qPCR反应：一个含有端粒（TL）引物储备液，另一个含有单拷贝参考（SCR）引物储备液。通过将基因组DNA模板（5 ng/µL）加入引物储备液（TL或SCR）和GoldNStart TaqGreen qPCR预混液来制备qPCR反应。使用StepOne™ Real-Time PCR System（ThermoFisher）运行qPCR，条件为：95°C初始变性10分钟，随后进行32个循环的95°C变性20秒、52°C退火20秒和72°C延伸45秒。为了量化TL，通过评估两个基因组DNA样本（目标样本和已知端粒长度的参考基因组DNA样本）之间的TL循环数差异来量化ΔCq（TL）。对于SCR，通过量化两个基因组DNA样本（目标样本和已知端粒长度的参考基因组DNA样本）之间的SCR循环数差异来评估ΔCq（SCR）。计算ΔCq为ΔCq（TL） − ΔCq（SCR）。评估倍数变化为2−ΔΔCq ，并将TL表示为T/S比率。
2.6 Statistical methods
使用Shapiro–Wilk检验评估数据分布的正态性。对于服从正态分布的变量，使用配对t检验比较干预前后的值。对于非正态分布数据，应用Wilcoxon符号秩检验。双尾p值<0.05被认为具有统计学显著性。所有分析均使用GraphPad Prism（版本18；GraphPad Software, San Diego, CA, USA）进行。使用Benjamini–Hochberg错误发现率（FDR）对每组参数（细胞因子、血脂、血糖、体力活动和氧化应激标志物）进行多重检验校正，以调整假阳性错误。
3 Results
3.1 Baseline characteristics of participants
表1提供了本研究参与者的基线特征，分为训练前和训练后组。数据显示，运动干预后，参与者的BMI、LDL、总胆固醇、炎症细胞因子（IL-22和TNF-α）以及肌肉/去脂质量出现适度降低。BMI（FDR = 0.049）、LDL（FDR = 0.0087）、总胆固醇（FDR = 0.0026）和几种细胞因子显著下降，尽管体重和脂肪质量基本保持不变。抗氧化酶SOD显著增加，而过氧化氢酶的变化不显著。总体而言，结果表明血脂谱、炎症标志物和氧化应激防御得到改善，但代价是肌肉质量减少。
3.2 Effect of training on body composition parameters
图1展示了几个体成分参数的配对“运动干预前后”图。干预后，体重指数（BMI；FDR=0.049）、去脂质量（FDR = 0.0186）和肌肉质量（FDR = 0.0357）出现统计学显著降低。相比之下，体重（FDR = 0.2659）、体脂百分比（FDR = 0.5157）或脂肪质量（FDR = 0.7417）没有显著变化。BMI和瘦体重参数的显著降低表明体成分的变化是由去脂质量和肌肉质量的减少驱动的，而不是脂肪质量或总体重的减少。
3.3 Effect of training on blood sugar
干预前后血糖的配对比较显示，8周MAT后，空腹血糖（FBS）、胰岛素和HOMA-IR没有显著降低，尽管注意到HOMA-IR有降低的趋势（FDR = 0.2012）（图2）。
3.4 Effects of training on lipid profile parameters
图3显示干预后总胆固醇（FDR=0.0026）和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）（FDR = 0.0087）显著降低，高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）也显著降低（FDR = 0.0004）。甘油三酯水平没有显著变化（FDR = 0.7421）。个体轨迹表明总胆固醇和LDL-C持续下降，而HDL-C对大多数参与者也有所下降。总体而言，干预改善了总胆固醇和LDL-C，但意外地降低了HDL-C，对甘油三酯没有影响。
3.5 Changes in physical activity levels and energy expenditure
图4说明了干预后体力活动的变化。步行（FDR = 0.6335）和高强度活动（FDR = 0.6335）没有显著变化，但中等强度活动所花费的时间（FDR = 0.0466）和每周总MET值（FDR = 0.0466）显著增加。这表明，虽然总体步行和高强度活动保持不变，但参与者在干预后增加了中等体力活动和总能量消耗。
3.6 Changes in cytokine and chemokine levels before and after training
图5显示了干预前后测量的多种细胞因子和趋化因子浓度（pg/ml）的配对比较。观察到IL-22（FDR = 0.0481）和TNF-α（FDR = 0.0018）的统计学显著降低。未检测到IL-1β（FDR = 0.3380）、IL-6（FDR = 0.0893）、IL-8（FDR=0.8525）、TGF-α（FDR = 0.4128）、IL-1RA（FDR = 0.0622）、IL-10（FDR = 0.0622）和MCP-1（FDR = 0.0622）的显著变化。这表明干预选择性地降低了特定的炎症介质。
3.7 Changes in catalase and SOD levels before and after training
干预并未导致过氧化氢酶活性的显著变化，因为干预前后水平相似（FDR=0.2110）。相比之下，干预后SOD活性显著增加（FDR = 0.0008），表明运动特别增强了对超氧化物自由基的防御能力，但不一定针对过氧化氢，突出了成年人选择性抗氧化适应（图6）。
3.8 Changes in telomere length before and after training
在个体受试者中干预前后测量的T/S比率显示无统计学显著差异（p=0.7478，图7）。
4 Discussion
越来越多的证据表明，进行中等体力训练能为中年人带来显著的健康益处，包括改善体成分、血脂谱、抗氧化防御和炎症状态。在这项研究中，我们调查了8周有氧训练对30-60岁偏瘦至超重女性的影响。主要目的是确定诱导生理适应所需的最佳运动训练持续时间，特别关注葡萄糖代谢标志物、血脂谱、抗氧化防御、炎症标志物和端粒长度（TL），以探索与每个训练持续时间相关的代谢通路。
我们新出现的数据显示，与30-60岁女性进行8周MAT相关，细胞因子水平显著降低，包括IL-22和TNF-α。尽管IL-1RA、IL-10和MCP-1基于未校正的p值显示出名义上的显著性，但这些效应在经过FDR校正后未能维持。这表明这些发现可能是探索性的，而非结论性的。因此，我们将这些细胞因子的变化解释为可能需要更大规模、有足够效力的研究来确认的趋势。
循环IL-22水平的降低与新兴证据一致，即中等运动可以调节免疫介导的细胞因子，并且与中年女性慢性低度炎症特别相关。IL-22在组织修复、屏障完整性和炎症调节中发挥作用，其减少可能代表了一种改善代谢失调中组织稳态的适应性反应。反应因训练类型、强度和参与者健康状况而异；例如，16周中等强度持续训练使IL-22降低17%，而高强度间歇训练（HIIT）则无变化，有氧与抗阻结合训练产生类似的下降并伴有代谢益处。较低的IL-22可能作为改善代谢健康的生物标志物，而不是直接原因，如在2型糖尿病（T2DM）和多囊卵巢综合征（PCOS）中，中等运动可减少炎症并改善胰岛素敏感性。实验研究表明，IL-22对代谢稳态具有调节作用，影响葡萄糖代谢和脂肪组织健康。
此外，我们的结果与TNF-α的降低相关，这与中等体力训练可急性和慢性降低这一关键炎症细胞因子的证据一致。即使是单次中等强度运动也能短暂降低TNF-α，而持续训练，如4周或12周的有氧或组合方案，会产生持续的降低，通常独立于体成分的变化。这种抗炎作用部分由运动诱导的细胞因子释放调节所介导，包括单核细胞上的β2-肾上腺素能受体激活，并有助于降低与系统性炎症相关的慢性疾病风险。
在运动期间，收缩的骨骼肌释放肌因子如IL-6，后者抑制TNF-α，促进抗炎环境并支持长期免疫调节。总的来说，这些适应表明中等体力训练通过多方面的机制降低了TNF-α和IL-22的水平。这强调了中等运动作为一种强大的非药物策略的潜力，以对抗慢性炎症并促进30至60岁女性的全身健康。
八周的体力训练导致氧化应激标志物SOD显著增加，而过氧化氢酶水平未见变化。SOD是一种主要的抗氧化酶，其活性在运动后增加通常反映了身体抗氧化防御系统的适应性增强。
最近的一项荟萃分析显示，运动并不统一改善抗氧化酶，SOD、谷胱甘肽过氧化物酶或过氧化氢酶总体上没有变化。SOD的增加主要见于BMI <25的个体、从事抗阻或多成分训练的个体以及1-12周的计划中。效果因运动类型、强度、年龄和性别而异，老年人表现出SOD反应降低，有氧运动的效果不如抗阻运动，这突出表明需要个性化运动计划来优化抗氧化防御。
其他研究表明，高强度间歇训练显著增加SOD但不过氧化氢酶，而低至中等强度运动产生不一致的效果。身体健康通常与氧化应激减少相关，主要通过上调SOD而非过氧化氢酶实现，后者在大多数方案中保持不变。在老年女性中，中等有氧训练能增强SOD而不影响过氧化氢酶，支持运动作为增强随年龄增长抗氧化能力的一种策略。
与大量研究一致，八周的结构化运动显著降低了BMI，支持了系统评价的证据，即规律的有氧或组合训练能持续改善成年各年龄段的体成分和代谢健康。
相反，我们的结果与肌肉质量和去脂质量的减少相关，这是非典型的，因为大多数来自抗阻和混合训练干预的证据报告肌肉质量得以维持或增加，特别是在充足营养和适当训练强度的情况下。造成这种差异的可能原因包括训练方案的某些方面、营养不足、与年龄相关的肌肉建设能力下降或测量方法的差异。缺乏关于饮食、药物和绝经状态的数据进一步限制了我们结果的解释。此外，体成分通过生物电阻抗法（BIA）（例如TANITA）评估，该方法对水合状态、近期食物摄入和测试前体力活动敏感；相对于双能X线吸收测定法（DXA）或磁共振成像（MRI），BIA可能高估或低估去脂质量/肌肉质量。已报道存在显著的个体水平误差，单次读数有时与参考方法相差数公斤。对于脂肪质量，BIA通常比肌肉质量更准确，但两端都存在相当大的误差，并且相对于DXA或MRI，BIA对肌肉质量的估计可能显示出显著的偏差。
肌肉在维持中年女性的健康、功能和代谢稳定性方面起着关键作用。在此阶段观察到的肌肉质量损失具有重要的临床意义，特别是在肌肉减少症（与年龄相关的骨骼肌质量和力量丧失）的背景下。
此外，我们的研究表明MAT与总胆固醇、LDL和HDL水平的显著降低相关。观察到总胆固醇和LDL的有利降低，这与运动既定的心脏保护益处一致。大量最近的荟萃分析和系统评价证实，有氧训练尤其能有效降低总胆固醇和LDL，从而改善心血管风险谱。这些改善与动脉粥样硬化和冠心病发病率的降低直接相关。
有氧运动改善了整体血脂谱，但其对HDL的影响因运动类型、强度、持续时间以及个体特征（包括年龄、种族、体重、基线HDL水平、饮食和药物使用）而异。我们结果的解释进一步受到缺乏饮食、药物使用和绝经状态数据的限制。不受控制的饮食、膳食成分和近期脂肪摄入可能导致HDL水平快速显著变化，独立于运动。没有饮食监测，这些变化可能会混淆结果。降脂药物，包括他汀类药物，即使在运动情况下也可能降低或抑制HDL的增加，掩盖了预期效果。虽然规律的体力活动通常维持或适度增加HDL，但一些研究报道了微不足道的变化或HDL的轻微下降，特别是在中年女性的短期或中等强度干预期间。最常见的情况是，HDL胆固醇保持稳定或改善，如荟萃分析和系统评价所证明。然而，在快速体重减轻或饮食限制期间，可能会出现短期HDL降低，这是由于脂质动员和清除加速所致，并且可能持续到体重稳定为止。此外，短期干预（<8周）或单纯的中等强度训练很少增加HDL，特别是在基线水平正常偏高的人群中。值得注意的是，有氧运动显著改善了中老年人的HDL水平，而抗阻和拉伸运动似乎没有显著效果。激素状态、基线代谢风险和膳食摄入也影响HDL反应，尤其是在女性中。例如，绝经前和绝经后状态或热量限制可能减弱或逆转预期的HDL上升，正如针对中年女性的研究所显示。重要的是，即使HDL略有下降，中等运动仍然产生显著的心血管代谢益处，特别是在LDL、总胆固醇和炎症降低的情况下。这种适度的下降不应掩盖整体的心血管改善。
八周的MAT与MET值和每周中等体力活动分钟数的显著增加相关，表明运动量和强度更大。一项2025年的研究发现，完成八周中等有氧训练的年轻女性的MET和体力活动能力有所增加。一项为期12周的基于运动的心脏康复（CR）计划导致正常和超重BMI类别女性的峰值MET显著增加。较高的MET与更好的心血管和代谢健康密切相关。另一项研究表明，久坐中年女性的中等至高强度运动显著增加MET，从而带来健康改善。
在我们的研究中，端粒长度在八周MAT后没有变化，这与证据一致，即短期、中等强度的运动通常不足以产生可测量的端粒效应。由于干预时间短，对端粒长度的影响是探索性的。端粒变化是逐渐发生的，因为运动引起的炎症和氧化应激减少会随时间累积。因此，尽管端粒长度未变，八周的中等运动仍然带来了心血管代谢和抗炎益处，这些益处可能从长期来看支持端粒维持。
5 Conclusion
总之，比较MAT对20-30岁年轻女性（如我们先前研究所述）和30岁以上年长女性（来自我们当前研究）的影响，揭示了生理适应方面重要的年龄相关差异。在年轻女性中，MAT主要增强了代谢指标，如改善HOMA-IR、降低空腹胰岛素和甘油三酯水平以及升高MET，反映了更高的胰岛素敏感性和心肺健康。相比之下，年长女性在血脂谱（总胆固醇和LDL-C）方面表现出更明显的益处，但同时结果显示HDL-C降低。此外，结果显示炎症细胞因子（IL-22和TNF-α）降低和氧化应激标志物（SOD）升高。MAT对年长女性的影响显示BMI、肌肉质量和去脂质量降低，而脂肪质量或体脂百分比无显著变化。这些发现表明，虽然MAT在整个生命周期内都带来健康益处，但具体的生理改善可能因年龄而异，年轻个体在代谢灵活性方面获得更大收益，而年长成人则表现出增强的心血管代谢和抗炎反应。
细胞因子对运动的反应高度复杂，受多种因素影响，包括基线免疫状态、细胞因子评估的方法学差异以及衰老人群固有的生理异质性。鉴于这种复杂性，显然需要更大规模的对照试验来阐明细胞因子动力学的细微差别，并确认运动适应的年龄相关差异。最后，端粒长度没有变化表明训练持续时间在影响端粒动力学方面起着关键作用。
未来的研究应评估中等有氧训练带来的年龄特异性益处的长期持续性，并调查潜在机制，包括激素影响。个性化的、针对年龄定制的运动，可能结合营养和先进的生物标志物分析，可以优化女性在整个生命周期中的健康结果。研究还应考虑基线健康水平，纳入免疫变异性的测量。
6 Study limitations
我们承认我们的研究存在几个局限性，值得考虑和未来研究。这些主要包括小样本量和缺乏对照组。此外，我们的研究结果缺乏普遍性，因为队列仅包括非肥胖女性，这意味着结果可能无法推广到男性、肥胖者或患有慢性疾病的人。缺乏关于饮食、药物和绝经状态的数据进一步限制了我们结果的解释。短暂的研究持续时间进一步限制了解释。特别是端粒测量，考虑到有限的时间框架，应被视为探索性的。该研究可能效力不足，无法检测代谢和细胞因子终点的变化。肌肉质量的内部不一致可能反映了方法学或测量局限性。缺乏重复、重复或平均测量增加了异常读数可能扭曲结果的风险。同样重要的是要注意，对于几个结果，包括BMI、空腹血糖、胰岛素、HOMA-IR、过氧化氢酶、IL-1、IL-6、IL-8、TGF-β、肌肉质量、去脂质量、体重、体脂百分比、脂肪质量以及步行或高强度体力活动时间，估计效应的置信区间跨越零。因此，这些结果应解释为提示性的，而非确定性的。相比之下，更大且更可靠估计的效应，例如对SOD、IL-1RA、IL-10、IL-22、MCP-1、TNF-α、HDL、LDL和总胆固醇的效应，其置信区间不跨越零，为真实的干预效应提供了更强的证据。
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