研究人員探討時間是否會影響身體對體力消耗的反應
4月18日出現(xiàn)在Cell Metabolism雜志上的兩篇論文證實，生物鐘是身體如何對體力消耗做出反應的重要因素。研究重點關注運動的不同組成部分，從而相互補充。僅僅基于這項工作，現(xiàn)在就說你最適合慢跑的時間還為時過早。但至少在實驗室里，晚上的運動似乎更有成效，盡管人類的生活方式要復雜得多，所以這個研究領域才剛剛開始。
加州大學歐文分校的表觀遺傳學和新陳代謝中心的Paolo Sassone-Corsi補充說：“晝夜節(jié)律主導著我們所做的一切。”他是另一篇論文的高級作者。“我們實驗室以前的研究表明，至少有50%的新陳代謝是晝夜節(jié)律，我們身體中50%的代謝物會根據(jù)晝夜周期而發(fā)生振蕩。運動將成為受影響的事情之一。”
兩個研究小組都主要在小鼠中研究了時間與運動表現(xiàn)之間的關系。因為老鼠是夜間活動，他們不得不做的一件事是通過區(qū)分小鼠的活動期和休息期而不是使用時鐘上的數(shù)字來將鼠標定時轉換為人類計時。
Asher的小組開始時將老鼠放在跑步機上，在活躍期內的不同時間。他們檢查了不同運動強度和方案下小鼠的運動能力，發(fā)現(xiàn)在“鼠標晚上”(活動時間結束時)整體運動表現(xiàn)明顯更好(平均約50%，一些方案中更多)到凌晨。這些日常差異在具有突變時鐘的小鼠中減少 - 支持時鐘在觀察到的運動表現(xiàn)變化中的潛在作用。
為了確定運動表現(xiàn)中每日變化的潛在決定因素，他們在肌肉組織上應用了高通量轉錄組學和代謝組學。研究人員發(fā)現(xiàn)，在“老鼠傍晚”運動中，有一種叫做ZMP(5-氨基咪唑-4-甲酰胺核糖核苷酸)的代謝物含量較高。已知ZMP通過激活AMPK來激活與糖酵解和脂肪酸氧化相關的代謝途徑，AMPK是主要的細胞代謝調節(jié)劑。因此，它可能有助于增加晚上的運動能力。“有趣的是，ZMP是AICAR [氨基咪唑甲酰胺核苷]的內源類似物，是一些運動員用于興奮劑的化合物，”Asher說。
研究人員還研究了12個人并發(fā)現(xiàn)了類似的效果。總的來說，與早晨相比，研究中的人在晚上鍛煉時的耗氧量較低; 這轉化為更好的運動效率。
Sassone-Corsi的團隊也將老鼠放在跑步機上，但他們采用了不同的方法。使用高通量轉錄組學和代謝組學來研究各種可能的因素，他們描述了小鼠肌肉組織的變化，這些變化是在運動時發(fā)生的。這使他們能夠研究糖酵解(有助于糖代謝和能量產生)和脂質氧化(脂肪燃燒)等過程。
他們發(fā)現(xiàn)一種叫做缺氧誘導因子1-α(HIF-1α)的蛋白質起著重要的作用，它可以通過不同方式的運動激活，具體取決于一天中的時間。HIF-1α是已知基于組織中的氧水平刺激某些基因的轉錄因子。“HIF-1α在這里很重要，但直到現(xiàn)在我們還不知道它的水平會根據(jù)一天中的時間而波動，”Sassone-Corsi說。“這是一個新發(fā)現(xiàn)。”
根據(jù)加州大學歐文分校的研究工作，與休息期(晚上)相比，運動似乎對活動期開始時的新陳代謝(相當于人類的早晨)產生了最有益的影響。
研究人員指出，盡管晝夜節(jié)律鐘在整個進化過程中得到了保護，但將這些發(fā)現(xiàn)轉化為人類并不是那么簡單。一個原因是人類的時間表變異比實驗室中的老鼠更多。“你可能是一個早上的人，或者你可能是一個夜晚的人，而且必須考慮這些事情，”Sassone-Corsi說。
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