2025-06-16 04:28来源:本站
《华尔街日报》4月18日刊登了两篇论文 细胞代谢确认生物钟是身体对体力活动做出反应的一个重要因素。这些研究侧重于运动的不同组成部分,从而相互补充。仅凭这项工作,现在就说什么时候是你跑步的最佳时间还为时过早。但至少在实验室里,晚上锻炼似乎更有效率,尽管人类的生活方式要复杂得多,所以这一领域的研究才刚刚开始。
Weizmann科学研究所生物分子科学系的Gad Asher是其中一项研究的资深作者,他说:“众所周知,我们生理和新陈代谢的几乎每一个方面都是由生物钟决定的。”这不仅适用于人类,也适用于所有对光敏感的生物。我们决定研究一天的时间和锻炼效果之间是否存在联系。”
加州大学欧文分校表观遗传学和代谢中心的保罗·萨松-科西是另一篇论文的资深作者,他补充道:“我们做的每件事都受昼夜节律支配。”“我们实验室之前的研究表明,我们的新陈代谢至少有50%是昼夜节律的,我们身体里50%的代谢产物是根据昼夜节律周期振荡的。锻炼是受影响的因素之一,这是有道理的。”
两个研究小组主要在老鼠身上研究了一天中不同时间与运动表现之间的关系。因为老鼠是夜猫子,他们必须做的一件事就是把老鼠的计时时间转换成人类的计时时间,通过区分老鼠的活动阶段和静止阶段,而不是使用时钟上的数字。
亚舍的研究小组首先让老鼠在一天中的不同时段处于活动阶段,在跑步机上跑步。他们研究了不同运动强度和运动方案下老鼠的运动能力,发现在“老鼠之夜”(接近活动时间结束时),老鼠的整体运动表现要比早上好得多(平均约50%,在某些协议中更高)。这些日常差异在生物钟发生变异的老鼠身上得到了缩小——这支持了生物钟在观察到的运动表现差异中的潜在作用。
为了确定运动成绩每日变化的潜在决定因素,他们对肌肉组织应用了高通量转录组学和代谢组学。研究人员发现,在“老鼠之夜”运动的反应中,一种名为ZMP的代谢物(5-氨基咪唑-4-羧胺核糖核苷酸)的含量更高。众所周知,ZMP通过激活细胞代谢调节因子AMPK,激活与糖酵解和脂肪酸氧化相关的代谢途径。因此,它很可能有助于提高晚上的锻炼能力。“有趣的是,ZMP是一种内源性的类似AICAR(氨基咪唑羧胺核苷),一种化合物,一些运动员使用兴奋剂,”亚舍说。
研究人员还对12个人进行了研究,发现了类似的效果。总的来说,参与研究的人晚上锻炼时的耗氧量比早上低;这就转化为更好的锻炼效率。
Sassone-Corsi的团队也把老鼠放在跑步机上,但是他们有不同的方法。他们利用高通量转录组学和代谢组学研究了多种可能的因素,描述了老鼠肌肉组织在运动后发生的变化。这使他们能够观察糖酵解(有助于糖代谢和能量生产)和脂质氧化(脂肪燃烧)等过程。
他们发现一种叫做低氧诱导因子1-α(HIF-1?)HIF-1吗?是一种转录因子,已知可根据组织中的氧水平刺激某些基因。“HIF-1有道理吗?这一点很重要,但直到现在,我们还不知道它的水平会随着一天的时间而波动。“这是一个新的发现。”
根据加州大学欧文分校研究小组的研究,与休息阶段(晚上)相比,运动对新陈代谢的影响在活动阶段的开始阶段(相当于人类早上晚些时候)最为有利。
研究人员指出,尽管昼夜节律钟在整个进化过程中一直保持不变,但将这一发现应用于人类并非易事。其中一个原因是人类的时间型比实验室里的老鼠有更多的变异。“你可能是一个早起的人,也可能是一个夜猫子,这些都必须考虑进去,”Sassone-Corsi说。