20世纪60年代中期，为了对比久坐和锻炼对健康的不同影响，美国达拉斯的一个生理学小组付费招募了5名20多岁健康的年轻人参与实验。前3周，他们按要求卧床不起，随后8周需要完成高强度的锻炼计划。卧床对人体的损害极大。当最终得到允许，可以起床之后，这些志愿者的多项身体指标都呈现40岁的状态：他们变胖，血压升高，胆固醇水平升高，肌肉量减少，体能状况变差。40但是，接下来的8周锻炼不仅扭转了之前健康恶化的情况，在某些方面还实现了提升。研究小组的领导者本特·萨尔丁（Bengt Saltin）给出的结论相当简明扼要：“人是要动的。”随着时间流逝，30年后研究人员想到了一个好主意，为了评估人的静止状态对健康的影响与年龄因素之间的关系，他们决定对先前的5名志愿者再次进行研究。
美国人一贯的生活方式，在30年后给当初那5名志愿者带来了不好的影响：他们每个人都重了20多千克，血压更高，心脏更弱，各方面的体能表现都比较差，健康状况不佳。但是他们同意再一次接受邀请参与研究，决定执行一项为期6个月包括步行、骑车和慢跑在内的锻炼计划，努力抹去30年久坐的生活给他们造成的影响。锻炼在人生下半场的第二次介入帮助这些志愿者减掉了大约5千克体重，而最出人意料的是，锻炼在极大程度上扭转了他们心血管功能的下降趋势。在经过6个月中等强度的锻炼之后，志愿者们的平均血压、静息心率和心排血量都恢复到了他们20多岁时的水平。41很多研究都证实了锻炼具有抵抗衰老的作用42，但是极少有人解释其中的原因。
人类健康状况逐渐恶化的趋势之所以会被锻炼延缓甚至逆转，最为常见的解释是，身体活动清除了造成衰老的有害因素，或者减轻了这些因素的影响。排在第一位的因素就是肥胖。锻炼延缓了过量脂肪尤其是腹部脂肪的堆积，有时甚至使这个堆积过程发生逆转，而这一堆积过程是炎症和其他身体问题的主要成因。锻炼还可以降低血液中糖、脂肪和不健康胆固醇的水平，这些指标如果过高会缓慢地造成血管硬化、蛋白质受损，最终酿成大麻烦。如同达拉斯开展的卧床休息和训练研究所显示的那样，锻炼还可以改善心血管功能、降低压力激素的水平、加快新陈代谢、强健骨骼等。然而，锻炼所具有的各种各样有益健康的效应只展示了身体活动对抗衰老的积极结果，并没有解释其中的原因。身体活动激活了数十项人体生化过程，这些过程能够维护人体机能并且修复随年龄增加而出现的损伤，为了理解上述事实发生的原因，我们需要探讨一下我称之为“超值修复”（costly repair）的假说。
为了介绍这个理论，我引用了我妻子每周六都会进行的常规高强度室内训练，看看她的身体发生了怎样的变化。当然，在征得了她的同意以及她的帮助下，才有了图10-1。图10-1的横轴是时间，纵轴是她消耗的能量。我将她的总能量消耗分解为静息代谢率与活动能量消耗。如你所见，在当天的前几小时里，我妻子要么不动，要么做一些轻微的身体活动。然后，上午10点，她会去体育馆，先做45分钟高强度的心肺训练，然后再做45分钟极具考验的力量训练。不出意料，我妻子的总能耗在她90分钟锻炼期间陡升，自那之后她不仅感到了疲惫，还有一点点酸痛。更重要的是，当她停止锻炼之后，她的静息代谢率并没有立刻回到之前的水平，而是在几小时内缓慢攀升，这种状态有一个专业的名称，叫“运动后过量氧耗”（excess post-exercise oxygen consumption），俗称“二次燃烧”。
图10-1 超值修复假说
在全天中，总能耗、静息代谢率和活动能量消耗的数值，体现了人体使用的能量在锻炼行为之前、过程中和之后的变化。活动能量消耗在锻炼行为发生之前处于低位，在锻炼过程中提升，之后再次下降。但是，静息代谢率在锻炼之后的数小时内仍然持续上升，此时身体在恢复，能量储备在进行补充，损伤处于修复之中。
“二次燃烧”也许可以解释身体活动是如何延缓衰老的，以及其中的原因。重要的是，我妻子的锻炼课程不仅消耗了能量，在生理上对她也是一种考验。当她努力完成心肺训练和力量训练时，为了提高心率并激活能量储备，她身体的“战斗或逃跑”系统也在释放皮质醇、肾上腺素和其他与压力相关的激素。她的肌肉在快速消耗能量的同时，会释放化合物，这些废弃的化合物影响了细胞的功能，她的线粒体也释放大量有害的活性氧，对DNA和全身的分子造成了损害。当她挣扎着进行力量训练时，她努力做功的肌肉发生了微小的撕裂，而这无疑是雪上加霜。总之，除了感官上的诸多不适之外，我妻子的辛苦训练还造成了很多暂时性损伤。
如果锻炼行为会对人体造成损害，为什么它又是健康的呢？一种解释是，一旦我妻子结束锻炼，她的身体便开始做出反应，对她受到的所有损伤进行修复，重要的是，被修复的还包括她的身体内之前累积的损伤，而不仅仅是刚刚锻炼时受到的损伤。因此，她将大量的组织恢复到了它们本来的状态。在这些修复和保养的反应中，她的“休息和消化”系统降低了她的心率，降低了她的皮质醇水平，将未被使用的能量输送回她的肌肉和脂肪细胞，更新了她的能量储备。为了处理由锻炼行为引发的组织损伤，她的身体先启动了炎症反应，而后是抗炎反应。她的身体还生成了大量的高效抗氧化剂，以清除由线粒体释放的活性氧。此外，她体内的一系列其他流程得以启动，以去除一些作为代谢废物的细胞，并对DNA变异、受损的蛋白质和表观遗传修饰进行修复，对骨骼的裂缝进行修补，更换并且增加线粒体等。43虽然这些保养和修复过程并不像锻炼行为那样耗能，但是也需要能量，因此在一段时间内轻微地提升了她的静息代谢率。研究显示，人体的“二次燃烧”通常可以持续两小时至两天，这取决于身体活动的强度和持续时间。44
锻炼能够对人体的大多数结构进行修复，这一过程的生物学名词是体内稳态（homeostasis）。在某些情况下，锻炼甚至可以改善身体状况，这种情况在生物学中称作稳态应变（allostasis）。比如，理想的身体活动可以增加骨骼和肌肉的力量，提高细胞从血液中提取葡萄糖的能力，还能够增加和替换细胞中的线粒体。除此之外，修复机制对人体的修复程度有时会超过锻炼带来的损伤程度，这就使得人体得到了额外的益处。这个过程相当于你在厨房打翻了东西，然后把厨房彻底清理了一遍，最后整个厨房变得比之前更干净了。身体活动之后的初期能够触发身体炎症，特别是造成肌肉发炎，但随后会导致肌肉产生更强烈、持续时间更长、影响范围更广的抗炎反应，这种反应的长期效应不仅会使受伤肌肉在未来不易发炎，而且会使身体的其他部位也得到类似的保护。45因此，有锻炼习惯的人，其炎症基线水平往往更低。而且，锻炼能够促使身体生成比需求更多的抗氧化剂，从而降低整体的氧化应激水平。46锻炼还能够促使细胞做很多事情，如对受损蛋白质进行“清洁”、拉长端粒、修复DNA等。总之，由锻炼触发的中等强度的生理应激引发了一种补偿反应，从而给人体带来了普遍的益处，这种现象在某些情况下被称作兴奋效应（hormesis）。47
如果你有一些商业头脑，或者你讨厌锻炼，或者你两样都占了，那么上述这些对人体有益的反应也许会为你点亮一盏灯。与其进行烦人的、令人不舒服的锻炼，何不找一些简单的、花钱更少的方式来开启同样的维护和修复机制呢？48为什么不能直接吃一粒药？完全不用出一滴汗，我就能买到维生素C、维生素E和β胡萝卜素以提高自己的抗氧化水平，我还可以采购拥有姜黄粉、ω-3脂肪酸和多酚成分的胶囊为自己消炎。各种各样的“长生不老药”经常带着医生和科学家的祝福被广泛推销。两届诺贝尔奖得主莱纳斯·鲍林（Linus Pauling）写了一本名字低调的书《如何长寿且感觉良好》（How to Live Longer and Feel Better），书中提出，只需服用大剂量的维生素C便可以多活二三十年。49
鲍林是一名杰出的化学家，但是他对于维生素C的推崇是一种江湖医生的行为。十多项研究已经证实，服用抗氧化药品无法取代身体活动在抗衰老方面的作用。2007年公布的一份综述性研究分析了68份临床试验数据，这些临床试验针对23 000名参与者，对比了他们服用维生素C等抗氧化剂与服用安慰剂的效果。只有三四例服用抗氧化剂的参与者报告称有一定的积极效果，其他人未报告身体改善的效果，但他们的死亡风险反而有所提升。50
进一步的研究表明，如果在服用抗氧化剂的同时进行锻炼，甚至会对人体产生危害，这无疑是雪上加霜。这个难以置信的结论来自2009年迈克尔·里斯托（Michael Ristow）的开创性实验。里斯托的团队邀请了40名体能状况不一的年轻健康男性，让他们在指导下参与一场为期四周的锻炼。一半的被试被要求服用大剂量的维生素C和维生素E，另外一半被试服用安慰剂。他们在训练前后都会接受肌肉检测，不出所料，身体活动诱发了大量的氧化应激反应，但是那些服用抗氧化剂的被试反而出现了更严重的氧化损伤，原因在于他们自身制造的抗氧化剂的水平显著下降。51抗氧化药片显然抑制了身体正常的抗应激反应，原因可能是，有益身体健康的抗氧化防御机制需要锻炼本身造成的氧化损伤来激发。(48)同样的道理，在锻炼期间食用大量碳水化合物也很有可能减少身体的抗炎反应。52
上述服药行为是为了娇惯自己的身体，靠摄入一些物质以模仿锻炼效应，与此相似的另外一种做法是以非身体活动的方式达到“自我伤害”的目的。这种“无疼痛，无收获”哲学是大量以抵抗衰老为目的的“自讨苦吃”理论的灵感之源。而且，这种做法居然被视作美德。为了活得长久，人们洗冷水澡、控制热量摄入、长时间禁食、戒除碳水化合物、用辛辣食物强烈刺激消化道，不一而足。53这些做法中的绝大多数都非常值得怀疑，除了间歇性断食之外，迄今为止没有任何一种得到足够的证据支撑，证明可以延长寿命。54
为什么规律性身体活动是延缓衰老和延长寿命的最佳方式？
按照超值修复假说，人体在摄入热量有限的情况下（对于人类而言，直到不久之前，才结束这种“拮据”的局面），会将有限的能量分配给繁衍、身体移动或者照顾后代等行为，但是自然选择最终只关注繁衍后代这一件事。因此，我们身体的进化结果，是将尽可能少的能量分配给耗能较高的自我保养和自我修复任务。所以，虽然身体活动激发了破坏与重建的循环，但是自然选择更倾向于分配尽可能少的能量用于生成抗氧化剂、加强免疫系统、增长和修复肌肉、修复骨骼等功能。在正确的部位和正确的时间，对身体活动造成的身体损害进行恰到好处的保养和修复，对于人体而言非常具有挑战性。
进化过程在应对这一复杂局面时采取的是一种吝啬的方法，根据需求匹配产能。这里的需求是指身体活动造成的应激反应，尤其是释放的活性氧和其他造成血管硬化、基因变异和细胞受损的破坏过程。产能是指通过自我修复保持稳定的体内环境的能力，在这样的环境下我们才能充分有效地发挥这些功能，以确保生存和繁衍。重要的是，被身体活动激发的保养和修复机制不会因为年龄的增加而停止发挥作用。虽然随着年龄的增加，保养和修复机制针对身体活动的响应性已经不够敏感，但这一机制仍然努力工作，使得已经过了繁衍期但仍然保持身体活动习惯的个体可以延缓衰老。
很可惜，这一伟大的系统却存在着一个巨大的漏洞。显然，我们从未进化出以下能力，即在有规律的身体活动缺失的情况下，有效地激活保养与修复反应的能力。我们知道，在石器时代，包括祖父母在内的所有人，都不会想要逃避数小时步行、奔跑、挖掘、攀爬和其他劳动。所有年龄段的狩猎采集者几乎每天都会激发身体的自动修复机制，以应对自己这种生活方式的各种考验。所以，就如同从未进化出节食的行为或者应付时差的能力一样，我们同样从未进化出在不进行身体活动的情况下对抗衰老过程的能力。随着年龄的增加，常规身体活动的缺失成为一种失配条件，导致我们加速衰老。
当然，除非你是唐纳德·特朗普或者数百万名像他那样的长寿老年人之一，他们每天走路不到一万步，更不会去跑马拉松以及去健身房练习力量。不锻炼却明显处于健康状态的老年人的数量越来越多，这是否意味着身体活动的益处也许被夸大了？
