近期一项关于锻炼时间如何影响身体的研究显示,早晨和傍晚锻炼存在显著差异。
这项研究以小鼠为对象开展实验;尽管存在局限,但它为如何利用锻炼时间改善健康提供了重要见解。
这些发现或有助于为糖尿病和肥胖症等疾病高风险人群提供锻炼建议。
运动有益健康,这一点早已得到证实。近期研究还表明,运动对身体的益处会因一天中的时段而异。然而,科学家仍不清楚为何锻炼时间会产生这些不同影响。为深入了解这一问题,一个国际科学家团队近期开展了迄今最全面的研究,考察在一天中不同时段进行锻炼的效果。
研究显示,锻炼后,身体会根据一天中的时段,以器官特异性的方式产生不同的促进健康的信号分子。这些信号广泛影响健康,包括睡眠、记忆、运动表现和代谢稳态。
他们的研究结果近期发表于《细胞代谢》期刊。
“更深入地了解一天中不同时段的锻炼如何影响身体,或许能帮助我们为肥胖症和2型糖尿病等疾病的高风险人群最大限度地发挥锻炼益处,”卡罗林斯卡学院教授、哥本哈根大学新诺和基金会基础代谢研究中心(CBMR)教授朱琳·R·齐拉斯(Juleen R Zierath)说。
通过锻炼纠正紊乱的生物钟
几乎所有细胞都会在24小时周期内调节其生物过程,这也称为昼夜节律。这意味着,不同组织对锻炼影响的敏感度会随一天中的时段而变化。早期研究已证实,根据昼夜节律安排锻炼时间,可以优化锻炼促进健康的效果。
这支国际科学家团队希望更详细地了解这一影响,因此对在清晨或深夜锻炼的小鼠开展了一系列实验。他们采集血液样本以及包括脑、心脏、肌肉、肝脏和脂肪在内的不同组织,并使用质谱法进行分析。这使科学家能够检测每种组织中的数百种不同代谢物和激素信号分子,并监测它们如何因在一天中不同时段锻炼而发生变化。
研究成果是一份“运动代谢图谱”——一幅全面的图谱,展示了在一天中不同时段锻炼后存在于不同组织中的运动诱导信号分子。
“这是首项全面总结多种组织中代谢随时间和运动变化的研究,对于建立和完善代谢及器官间相互作用的系统模型具有重要价值,”慕尼黑亥姆霍兹中心糖尿病中心计算发现研究部主任多米尼克·卢特(Dominik Lutter)补充说。
新见解包括更深入地了解组织之间如何相互交流,以及锻炼如何帮助特定组织“重新校准”紊乱的昼夜节律——昼夜节律紊乱与肥胖症和2型糖尿病风险上升有关。最后,研究还在多种组织中发现了新的运动诱导信号分子,仍需进一步研究,以了解它们如何单独或共同影响健康。
“我们不仅展示了不同组织在一天中不同时段对锻炼的反应,还提出这些反应如何相互关联,进而引发协调一致的适应过程,以控制全身能量稳态,”哥本哈根大学CBMR副教授、论文共同第一作者乔纳斯·图·特里巴克(Jonas Thue Treebak)说。
为未来运动研究提供的资源
这项研究存在若干局限。实验是在小鼠身上进行的。小鼠与人类在遗传、生理和行为特征方面有许多共同之处,但也存在重要差异。例如,小鼠是夜行性动物,而且实验中的运动形式仅限于跑步机跑步,其结果可能不同于高强度运动。最后,分析未考虑性别、年龄和疾病的影响。
“尽管存在局限,这仍是一项重要研究,有助于指导后续研究,帮助我们更好地了解如何通过合理安排锻炼时间来改善健康,”得克萨斯农工大学生物系及生物钟研究中心助理教授、论文共同第一作者佐藤翔吾(Shogo Sato)说。
共同第一作者、慕尼黑亥姆霍兹中心糖尿病中心代谢生理学部主任肯尼思·戴尔(Kenneth Dyar)强调,这份图谱对运动生物学家而言是一项全面的资源。“我们的资源为能量代谢物和已知信号分子提供了重要的新视角,但这只是冰山一角。我们展示了一些例子,说明如何挖掘这些数据,识别新的组织特异性和时间特异性信号分子,”他说。
这项研究由哥本哈根大学、卡罗林斯卡学院、得克萨斯农工大学、加利福尼亚大学欧文分校和慕尼黑亥姆霍兹中心合作完成。


