何时运动有讲究!Cell子刊:清晨或傍晚运动,效果竟然大不相同!

2022-03-13 梅斯头条 MedSci原创

不同时间段运动会对局部和全身代谢产生不同的影响

生命在于运动。适度的运动不仅会强健体魄,对改善代谢状态、延缓疾病进展都具有很好的作用。但是,不同时间段运动可能具有不同的效果,如何选择适宜的运动时间是一个有趣的科学之谜。

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pixabay.com

虽然运动对能量代谢的影响已经得到了证实,但仍缺乏关于运动时间如何干预代谢状态的研究,我们对不同时间段运动的异同还一无所知。

近期发表在《Cell Metabolism》上的一篇文章对这一问题进行了解答。他们利用小鼠模型发现,一天中不同时间段运动的确会对局部和全身代谢产生不同的影响

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doi:10.1016/j.cmet.2021.12.016

研究人员将小鼠分为两个实验组,让它们分别于清晨(早期光照)或傍晚(早期黑暗)时在跑步机上进行1小时的运动,另外还设置不运动的对照组。

运动结束后分别采集小鼠各部位组织,如:血清、骨骼肌、肝脏、附睾白色脂肪组织(eWAT)、腹股沟皮下白色脂肪组织(iWAT)和肩胛间棕色脂肪组织(BAT)等,对这些组织的代谢物和基因表达状态进行组学分析。

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doi:10.1016/j.cmet.2021.12.016

根据运动时间,每个组织都表现出独特的代谢反应。肌肉组织中,傍晚的运动改变了197种代谢物,而清晨的运动则影响了52种代谢物,这两个时间的运动均改变的代谢物是31种。

肝脏中,清晨和傍晚分别影响了129和143种代谢物,有101种代谢物在两者中都发生了变化。eWAT中,代谢物通常在清晨运动后减少,但在傍晚运动之后会增加。因此,他们认为运动对代谢物的影响具有时间依赖性和组织特异性。

根据代谢物类别来分析,氨基酸和脂质受傍晚运动的影响更大。皮质酮是肌肉、心脏、eWAT、iWAT和BAT中通过清晨运动增加最多的代谢物。肝脏麦芽五糖、麦芽四糖和麦芽三糖在清晨运动后减少最多,葡萄糖则在傍晚运动后减少。

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doi:10.1016/j.cmet.2021.12.016

另外,皮质酮在所有组织中都因运动而增加,但在清晨运动后,肝脏和肌肉皮质酮的水平最高。傍晚运动则增加了来自氨解毒代谢中的β-羟基丁酸和尿素等酮类物质。

研究团队进一步对改变的代谢物进行了基因检测和KEGG富集分析。他们发现,清晨运动后,肝脏表现出明显的脂肪酸代谢反应,脂肪酸代谢物选择性增加。同时,清晨运动期间肝脏的碳水化合物代谢增强,这说明清晨时肝糖原是运动中优先利用的原料

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糖代谢方面,清晨运动降低了肝糖原含量。同时,在傍晚运动后,肌肉中参与糖酵解的基因也增加。研究人员解释道,在清晨通过肝脏的糖原分解和糖异生所产生的能量就足够运动所需,但在傍晚,肝脏产生葡萄糖可能受到了抑制,从而导致机体对肌糖原依赖更多。

氨基酸代谢方面,氨基酸在傍晚运动的小鼠血清中高度富集,表明在傍晚运动后,蛋白质降解和氨基酸利用率增加。与之相呼应的是,肌肉的甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、赖氨酸和酪氨酸在傍晚运动后有所增加,但清晨运动后没有该表现。

虽然在傍晚运动后肝脏中的甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸和苯丙氨酸代谢水平也有所增加,但在清晨运动后,肝脏也表现出氨基酸代谢通路的富集。研究人员认为,这说明肝脏可以根据运动时间的不同,动态调节和利用氨基酸代谢。

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脂质代谢方面,清晨运动可显著诱导肝脏中一部分脂肪酸升高,而傍晚运动可使血清、eWAT和iWAT中的脂肪酸升高。肝脏中的甘油在清晨运动后上升明显, iWAT中的甘油则在傍晚运动后升高。

研究人员对此解释道,清晨的运动会刺激肝脏中脂肪分解,但傍晚的运动会刺激iWAT 中的脂肪分解。

傍晚运动后,肌肉中的酰基肉碱水平增加,这表明傍晚的运动激活了肌肉中的脂肪氧化,与清晨运动相比,傍晚运动使肌肉对糖酵解以外的能量来源需求更加旺盛。

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doi:10.1016/j.cmet.2021.12.016(这图也太美了)

总体看来,清晨和傍晚运动对代谢影响各有侧重。清晨运动主要通过糖代谢途径供能,肝糖原储备较为丰富,不易出现血糖的大幅波动,可能更加适合糖代谢障碍的人群,如糖尿病低血糖患者。

而傍晚运动更多地调动了脂肪分解,可能对减脂人群更为合适。但傍晚运动时蛋白质分解也更为剧烈,需要注意及时补充蛋白类营养素。

研究人员也指出了该研究的局限性,如小鼠的昼夜作息与人类相反,这可能会干扰结果的普适性。此外,文章也没有评估不同运动方式对代谢的影响,结论不一定适合所有类型的运动者。

尽管研究还处于初级阶段,但可以提示我们,运动的时间段对运动效果有着举足轻重的影响。另外,该研究表明合理运动的确可以大大改善机体代谢功能,无论晨跑还是夜跑,动起来才是最重要的。

参考文献:

Sato S, et al. Atlas of exercise metabolism reveals time-dependent signatures of metabolic homeostasis. Cell Metab. 2022, 34(2):329-345. doi:10.1016/j.cmet.2021.12.016.


作者:官水木

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  1. 2022-05-25 维他命
  2. 2022-05-07 188*****210<手机用户>

    想增肌的话,傍晚运动需多增加蛋白摄入

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  3. 2022-03-13 weigq

    还是下午运动吧。

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