粒線體生合成：新興動力發電廠的形成
過了五十歲之後，我們還能做些什麼事情來挽救細胞內這些珍貴的迷你發電廠嗎？什麼東西能幫助這些粒線體在人生的下半場依舊繼續運行無阻呢？我們該怎麼做，才能美夢成真，確保這個複雜精緻的細胞修復程序、連結合併其他粒線體、分離淘汰使用完畢的粒線體以及消滅有害物質和重新生產新的細胞與粒線體的這些運作程序，能夠永永遠遠不停地維持在良好的狀態？
針對這個問題，實際上還真的沒什麼需要懷疑的，因為我們的確能夠透過自己的影響力，來確保粒線體的循環代謝永遠維持在最佳狀態之下。就如同我們透過不健康的生活方式能影響並破壞粒線體的循環代謝一樣，同樣的方法反過來操作，我們就能讓粒線體維持它所有的功能及效能，甚至還能透過良好健康的生活習慣繼續地改善與促進這套循環代謝系統。事實上，按照粒線體以及細胞的適應能力，它們能持續地更新自己、分裂自己並進行自我修復，這就賦予了我們絕佳的機會——想要改善細胞和粒線體並修正它們，絕對是可行的。
改善的方法就是運動，其中又以耐力運動最為有效。如果你至今為止的日常生活習慣就是不熱中於運動或是活動力相當低下的話，那麼請試著在頭幾週開始多做一些活動，相信就能發揮不少正面效果。不過直接針對耐力進行訓練以及系統性地建立身體的肌肉組織，才是基本上較為有效、也是長遠看來最佳的改善方式。
比起從不運動的人，耐力運動員不只在細胞內擁有雙倍數量的粒線體，其肌肉細胞內的粒線體也明顯地體積更為碩大、更為強壯有力。比方說按照細胞型態來看，不運動的人通常最多只會有一千個粒線體，但是運動量活躍的人的肌肉裡，卻能擁有兩千到三千不等的粒線體數量。這樣明顯的數量差異，當然能幫助有運動習慣的人保持在更有效率及更高速的循環代謝狀態之中，當然身體的體能表現和精神狀態也會更好。規律的耐力訓練能增加細胞中這些迷你發電廠的數量，因為運動能夠促進細胞增產製造粒線體，抑或是萌芽新生出粒線體。這個新生的過程就稱為粒線體生合成（mitochondriale Biogenese），運動帶來的好處不只如此，它更能幫助身體內不同組織中的碳水化合物與脂肪循環代謝運作得更加順暢。
運動及身體活動能長久地促進身體器官機能，特別是循環代謝作用的機能，運動能使它們維持在一個較高的運作水準，因為我們的身體器官將強迫自己去適應運動時所承受的額外體能負荷。對於年過五十的中年人士，認識這一點相當重要，因為運動及身體活動在此時會成為唯一能改善粒線體與細胞品質的方法，只有透過運動和身體活動，才能有效地對抗身體的老化程序。
身體活動及針對性的健身訓練，會對人類所有器官組織系統發揮全面的影響，這股影響力同時會顯現在生理物質代謝程序上：為了應付身體活動，人體於是開始改變生理上的功能（例如呼吸和血液循環）來適應活動，並且改變構造（例如肌肉組織、骨骼及心理想望） 來適應活動。這些改變， 也可以稱作演化適應（Adaptation），而開始發生改變的地方，通常就是在分子裡：訓練功效會激發身體裡所謂的級聯反應，並開始帶動身體器官開始產生永久的改變與修正。
上面說的這些，對於新陳代謝而言的意義，就是因為人體增加活動的關係，它得要承受額外的壓力，我們刻意去造成新陳代謝裡的能量不平衡，好讓新陳代謝卯起勁來更新改善自己。而對於能量生產和能量運輸而言，就意味著：體能運動突然給身體帶來大量升高的壓力，身體越來越需要大量的能量，需要更強勁快速的血液循環能力，需要更大量的氧氣物質運輸，以及更多的身體效能。這些都會為身體細胞帶來無限的改變。而人體的反應——學術上使用的術語是「回覆」（response）——就是以許多不同的蛋白質或蛋白質複合物合成作用作為回應。這些合成作用接到了人體運動所產生的大量能量需求，接著透過物質代謝程序繼續往下傳達，大多數是透過磷酸化、乙醯化、甲基化或是泛素來達成訊息的傳達。這些蛋白質類的生物化學改變都會刺激所謂的基因表現（Genexpressionen），而被啟動的基因表現又會接著促進肌肉生長的改變，以及直接導致粒線體數量增生。換句話說，它們能影響身體器官如何落實這些基因資訊。
這段適應與改變的過程之中，最關鍵的角色便是單磷酸腺苷活化蛋白質激酶（AMP-aktivierte Proteinkinase），縮寫為AMPK。AMPK是細胞中調控能量平衡的關鍵酵素，還能在平衡時視需求直接誘發物質代謝中所需要的反應。AMPK同時也是促使粒線體孕育新一代粒線體的主要酵素。受刺激後的粒線體，可能會新生長出小型的粒線體，也可能會就原先的粒線體再成長為更大型的粒線體，不論如何，這些新生的粒線體都會成為獨立運作的能量發電廠，或是與其他的粒線體融合為一個新的且更為有效的發電廠。
此外，耐力訓練也能優化及更新已經老化或提升受損過度的粒線體的修復速度，這些受損與老化的粒線體會更快速地在代謝過程中直接分割移除。這個過程稱為「裂殖」（Fission）。
這些修復新生程序當然不會受年齡與老化的限制，因為即便超過五十歲，新陳代謝程序還是會順暢無礙地運作。研究更顯示，即便是較年長的耐力訓練運動者，和不運動的人相比，其身體細胞內的粒線體數量密集度仍舊遠遠多出百分之五十以上。運動在細胞層面上的功效就在於，它讓五十歲以上的我們長久下來更能控制及平衡自身的活性氧代謝，同時也能間接管理與平衡我們的脂肪與醣類物質代謝。
因此，請你放膽地開始進行耐力訓練吧——這絕對是最值得的投資：你將會看到，你的身體效率大幅改變，變得更為精力充沛，這都是因為開始耐力訓練後，體內的粒線體工作效能變得更好的緣故。如果你不光只是進行耐力訓練，還同時針對性地透過重量訓練來改善肌肉組織的話，你不只會更神采奕奕，還會變得更加苗條精實。在進行重量訓練的同時，就等同在鼓勵你的身體開始塑造出額外的肌肉細胞。這些新生的肌肉細胞理所當然地含有粒線體，而這些新生長出來的粒線體又將在你重量訓練時繁殖出更多的粒線體。除了可以獲得更多粒線體之外，邁過五十歲的中年人之所以需要肌肉訓練還有另一個原因：它能有效對抗肌少症（參見第六章第二節）。我們都該盡力避免讓自己陷入這種病態的肌肉消失症狀，這個疾病會影響我們年老時的生活品質。而這正是粒線體能發揮主要對抗作用的地方。
一旦肌少症這種因年齡增長而形成的肌肉萎縮症狀開始發生，就會立刻影響粒線體的生長效用。其中最主要的罪魁禍首， 就是所謂的轉錄因子（Transkriptionsfaktor），因為轉錄因子就是直接控制細胞內是否該新建這些小發電廠的主要角色。從基因因子過氧化物酶體增殖物（Peroxisom-Proliferator）中我們已經知道，轉錄因子會隨著年齡增長而在我們的細胞內逐漸減少。但大量的動物實驗也同時顯示，只要轉錄因子能獲得充分的養分及呵護，它能夠明顯減緩、拖延、甚至成功阻止年長老鼠身上肌肉減少的現象。
不過當肌少症出現的時候，大受打擊的不是只有粒線體的數量而已，粒線體的工作品質也會受到影響。這意味著肌少症會導致粒線體的能量生產總量，也就是三磷酸腺苷的製成量，逐漸下降。主要造成三磷酸腺苷產量減少的原因則是類胰島素生長因子，因為它的製造量以及其餘的生長因子也會在人體年紀增長時開始大幅減少。類胰島素生長因子產量下滑，就意味著細胞中的三磷酸腺苷產量下滑，接著肌肉裡的能量流失也就不難理解了。由於肌肉有能量，也就無法展現出它應有的功能，這項結果又回過頭來再度影響到粒線體的工作效能——一個無限向下循環的肌肉流失風暴就此展開。
過了五十歲之後，我們還能做些什麼事情來挽救細胞內這些珍貴的迷你發電廠嗎？什麼東西能幫助這些粒線體在人生的下半場依舊繼續運行無阻呢？我們該怎麼做，才能美夢成真，確保這個複雜精緻的細胞修復程序、連結合併其他粒線體、分離淘汰使用完畢的粒線體以及消滅有害物質和重新生產新的細胞與粒線體的這些運作程序，能夠永永遠遠不停地維持在良好的狀態？
針對這個問題，實際上還真的沒什麼需要懷疑的，因為我們的確能夠透過自己的影響力，來確保粒線體的循環代謝永遠維持在最佳狀態之下。就如同我們透過不健康的生活方式能影響並破壞粒線體的循環代謝一樣，同樣的方法反過來操作，我們就能讓粒線體維持它所有的功能及效能，甚至還能透過良好健康的生活習慣繼續地改善與促進這套循環代謝系統。事實上，按照粒線體以及細胞的適應能力，它們能持續地更新自己、分裂自己並進行自我修復，這就賦予了我們絕佳的機會——想要改善細胞和粒線體並修正它們，絕對是可行的。
改善的方法就是運動，其中又以耐力運動最為有效。如果你至今為止的日常生活習慣就是不熱中於運動或是活動力相當低下的話，那麼請試著在頭幾週開始多做一些活動，相信就能發揮不少正面效果。不過直接針對耐力進行訓練以及系統性地建立身體的肌肉組織，才是基本上較為有效、也是長遠看來最佳的改善方式。
比起從不運動的人，耐力運動員不只在細胞內擁有雙倍數量的粒線體，其肌肉細胞內的粒線體也明顯地體積更為碩大、更為強壯有力。比方說按照細胞型態來看，不運動的人通常最多只會有一千個粒線體，但是運動量活躍的人的肌肉裡，卻能擁有兩千到三千不等的粒線體數量。這樣明顯的數量差異，當然能幫助有運動習慣的人保持在更有效率及更高速的循環代謝狀態之中，當然身體的體能表現和精神狀態也會更好。規律的耐力訓練能增加細胞中這些迷你發電廠的數量，因為運動能夠促進細胞增產製造粒線體，抑或是萌芽新生出粒線體。這個新生的過程就稱為粒線體生合成（mitochondriale Biogenese），運動帶來的好處不只如此，它更能幫助身體內不同組織中的碳水化合物與脂肪循環代謝運作得更加順暢。
運動及身體活動能長久地促進身體器官機能，特別是循環代謝作用的機能，運動能使它們維持在一個較高的運作水準，因為我們的身體器官將強迫自己去適應運動時所承受的額外體能負荷。對於年過五十的中年人士，認識這一點相當重要，因為運動及身體活動在此時會成為唯一能改善粒線體與細胞品質的方法，只有透過運動和身體活動，才能有效地對抗身體的老化程序。
身體活動及針對性的健身訓練，會對人類所有器官組織系統發揮全面的影響，這股影響力同時會顯現在生理物質代謝程序上：為了應付身體活動，人體於是開始改變生理上的功能（例如呼吸和血液循環）來適應活動，並且改變構造（例如肌肉組織、骨骼及心理想望） 來適應活動。這些改變， 也可以稱作演化適應（Adaptation），而開始發生改變的地方，通常就是在分子裡：訓練功效會激發身體裡所謂的級聯反應，並開始帶動身體器官開始產生永久的改變與修正。
上面說的這些，對於新陳代謝而言的意義，就是因為人體增加活動的關係，它得要承受額外的壓力，我們刻意去造成新陳代謝裡的能量不平衡，好讓新陳代謝卯起勁來更新改善自己。而對於能量生產和能量運輸而言，就意味著：體能運動突然給身體帶來大量升高的壓力，身體越來越需要大量的能量，需要更強勁快速的血液循環能力，需要更大量的氧氣物質運輸，以及更多的身體效能。這些都會為身體細胞帶來無限的改變。而人體的反應——學術上使用的術語是「回覆」（response）——就是以許多不同的蛋白質或蛋白質複合物合成作用作為回應。這些合成作用接到了人體運動所產生的大量能量需求，接著透過物質代謝程序繼續往下傳達，大多數是透過磷酸化、乙醯化、甲基化或是泛素來達成訊息的傳達。這些蛋白質類的生物化學改變都會刺激所謂的基因表現（Genexpressionen），而被啟動的基因表現又會接著促進肌肉生長的改變，以及直接導致粒線體數量增生。換句話說，它們能影響身體器官如何落實這些基因資訊。
這段適應與改變的過程之中，最關鍵的角色便是單磷酸腺苷活化蛋白質激酶（AMP-aktivierte Proteinkinase），縮寫為AMPK。AMPK是細胞中調控能量平衡的關鍵酵素，還能在平衡時視需求直接誘發物質代謝中所需要的反應。AMPK同時也是促使粒線體孕育新一代粒線體的主要酵素。受刺激後的粒線體，可能會新生長出小型的粒線體，也可能會就原先的粒線體再成長為更大型的粒線體，不論如何，這些新生的粒線體都會成為獨立運作的能量發電廠，或是與其他的粒線體融合為一個新的且更為有效的發電廠。
此外，耐力訓練也能優化及更新已經老化或提升受損過度的粒線體的修復速度，這些受損與老化的粒線體會更快速地在代謝過程中直接分割移除。這個過程稱為「裂殖」（Fission）。
這些修復新生程序當然不會受年齡與老化的限制，因為即便超過五十歲，新陳代謝程序還是會順暢無礙地運作。研究更顯示，即便是較年長的耐力訓練運動者，和不運動的人相比，其身體細胞內的粒線體數量密集度仍舊遠遠多出百分之五十以上。運動在細胞層面上的功效就在於，它讓五十歲以上的我們長久下來更能控制及平衡自身的活性氧代謝，同時也能間接管理與平衡我們的脂肪與醣類物質代謝。
因此，請你放膽地開始進行耐力訓練吧——這絕對是最值得的投資：你將會看到，你的身體效率大幅改變，變得更為精力充沛，這都是因為開始耐力訓練後，體內的粒線體工作效能變得更好的緣故。如果你不光只是進行耐力訓練，還同時針對性地透過重量訓練來改善肌肉組織的話，你不只會更神采奕奕，還會變得更加苗條精實。在進行重量訓練的同時，就等同在鼓勵你的身體開始塑造出額外的肌肉細胞。這些新生的肌肉細胞理所當然地含有粒線體，而這些新生長出來的粒線體又將在你重量訓練時繁殖出更多的粒線體。除了可以獲得更多粒線體之外，邁過五十歲的中年人之所以需要肌肉訓練還有另一個原因：它能有效對抗肌少症（參見第六章第二節）。我們都該盡力避免讓自己陷入這種病態的肌肉消失症狀，這個疾病會影響我們年老時的生活品質。而這正是粒線體能發揮主要對抗作用的地方。
一旦肌少症這種因年齡增長而形成的肌肉萎縮症狀開始發生，就會立刻影響粒線體的生長效用。其中最主要的罪魁禍首， 就是所謂的轉錄因子（Transkriptionsfaktor），因為轉錄因子就是直接控制細胞內是否該新建這些小發電廠的主要角色。從基因因子過氧化物酶體增殖物（Peroxisom-Proliferator）中我們已經知道，轉錄因子會隨著年齡增長而在我們的細胞內逐漸減少。但大量的動物實驗也同時顯示，只要轉錄因子能獲得充分的養分及呵護，它能夠明顯減緩、拖延、甚至成功阻止年長老鼠身上肌肉減少的現象。
不過當肌少症出現的時候，大受打擊的不是只有粒線體的數量而已，粒線體的工作品質也會受到影響。這意味著肌少症會導致粒線體的能量生產總量，也就是三磷酸腺苷的製成量，逐漸下降。主要造成三磷酸腺苷產量減少的原因則是類胰島素生長因子，因為它的製造量以及其餘的生長因子也會在人體年紀增長時開始大幅減少。類胰島素生長因子產量下滑，就意味著細胞中的三磷酸腺苷產量下滑，接著肌肉裡的能量流失也就不難理解了。由於肌肉有能量，也就無法展現出它應有的功能，這項結果又回過頭來再度影響到粒線體的工作效能——一個無限向下循環的肌肉流失風暴就此展開。
