研究人员探讨时间是否会影响身体对体力消耗的反应



4月18日出现在Cell Metabolism杂志上的两篇论文证实,生物钟是身体如何对体力消耗做出反应的重要因素。研究重点关注运动的不同组成部分,从而相互补充。仅仅基于这项工作,现在就说你最适合慢跑的时间还为时过早。但至少在实验室里,晚上的运动似乎更有成效,尽管人类的生活方式要复杂得多,所以这个研究领域才刚刚开始。

研究人员探讨时间是否会影响身体对体力消耗的反应

众所周知,我们的生理和新陈代谢的几乎每个方面都是由生物钟决定的。这不仅适用于人类,也适用于对光敏感的每个生物体。我们决定询问时间与运动表现之间是否存在联系。“

Weizmann科学研究所生物分子科学系的Gad Asher,其中一项研究的资深作者

加州大学欧文分校的表观遗传学和新陈代谢中心的Paolo Sassone-Corsi补充说:“昼夜节律主导着我们所做的一切。”他是另一篇论文的高级作者。“我们实验室以前的研究表明,至少有50%的新陈代谢是昼夜节律,我们身体中50%的代谢物会根据昼夜周期而发生振荡。运动将成为受影响的事情之一。”

两个研究小组都主要在小鼠中研究了时间与运动表现之间的关系。因为老鼠是夜间活动,他们不得不做的一件事是通过区分小鼠的活动期和休息期而不是使用时钟上的数字来将鼠标定时转换为人类计时。

Asher的小组开始时将老鼠放在跑步机上,在活跃期内的不同时间。他们检查了不同运动强度和方案下小鼠的运动能力,发现在“鼠标晚上”(活动时间结束时)整体运动表现明显更好(平均约50%,一些方案中更多)到凌晨。这些日常差异在具有突变时钟的小鼠中减少 - 支持时钟在观察到的运动表现变化中的潜在作用。

为了确定运动表现中每日变化的潜在决定因素,他们在肌肉组织上应用了高通量转录组学和代谢组学。研究人员发现,在“老鼠傍晚”运动中,有一种叫做ZMP(5-氨基咪唑-4-甲酰胺核糖核苷酸)的代谢物含量较高。已知ZMP通过激活AMPK来激活与糖酵解和脂肪酸氧化相关的代谢途径,AMPK是主要的细胞代谢调节剂。因此,它可能有助于增加晚上的运动能力。“有趣的是,ZMP是AICAR [氨基咪唑甲酰胺核苷]的内源类似物,是一些运动员用于兴奋剂的化合物,”Asher说。

研究人员还研究了12个人并发现了类似的效果。总的来说,与早晨相比,研究中的人在晚上锻炼时的耗氧量较低; 这转化为更好的运动效率。

Sassone-Corsi的团队也将老鼠放在跑步机上,但他们采用了不同的方法。使用高通量转录组学和代谢组学来研究各种可能的因素,他们描述了小鼠肌肉组织的变化,这些变化是在运动时发生的。这使他们能够研究糖酵解(有助于糖代谢和能量产生)和脂质氧化(脂肪燃烧)等过程。

他们发现一种叫做缺氧诱导因子1-α(HIF-1α)的蛋白质起着重要的作用,它可以通过不同方式的运动激活,具体取决于一天中的时间。HIF-1α是已知基于组织中的氧水平刺激某些基因的转录因子。“HIF-1α在这里很重要,但直到现在我们还不知道它的水平会根据一天中的时间而波动,”Sassone-Corsi说。“这是一个新发现。”

根据加州大学欧文分校的研究工作,与休息期(晚上)相比,运动似乎对活动期开始时的新陈代谢(相当于人类的早晨)产生了最有益的影响。

研究人员指出,尽管昼夜节律钟在整个进化过程中得到了保护,但将这些发现转化为人类并不是那么简单。一个原因是人类的时间表变异比实验室中的老鼠更多。“你可能是一个早上的人,或者你可能是一个夜晚的人,而且必须考虑这些事情,”Sassone-Corsi说。




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