眾所周知，晝夜節律是一種內源性的計時系統（生物鐘），大約以24小時為一個週期。包括人類在內的哺乳動物體內幾乎每個細胞都有自己的生物鐘，控制機體一系列生物過程，包括激素分泌、代謝迴圈和對病原體的免疫保護，也誘導了我們充滿節律的自然行為，如睡眠/覺醒週期、吃飯。除此之外，還有運動益處。
運動可以強身健體的事實已人盡皆知，然而運動是如何給身體帶來益處的竟然也與一天中的不同時間而異。
美國加州大學歐文分校等機構的研究人員在 Cell 子刊 Cell Metabolism 上的發表了一項題為：Atlas of exercise metabolism reveals time-dependent signatures of metabolic homeostasis 的研究論文。
該研究透過小鼠研究發現了機體在運動後如何根據一天中不同的時間，以特定方式產生不同的促健康訊號分子。該研究結果提供了與睡眠、記憶、能量穩態、耐力和表現相關的各種訊號代謝物的晝夜產生和分佈的生理背景。
研究人員表示，更好地瞭解運動如何在一天的不同時間影響身體，將有助於最大限度地讓那些面臨肥胖和2型糖尿病等疾病風險的人群獲得鍛鍊益處。
此前已有研究發現，在一天中不同的時間運動會影響骨骼肌的代謝途徑和耐力。因此，運動的時間可能與組織時鐘密切配合，促進代謝過程的連貫性和有效性。然而在這一過程中，引發所需的代謝適應和全身性組織協調，研究人員還缺乏全面瞭解。
在這項新研究中，研究人員對在清晨或傍晚進行急性運動的小鼠進行了一系列實驗，並收集了動物的血液樣本和組織，包括大腦、心臟、肌肉、肝臟和脂肪。透過質譜分析，研究人員可以在每個組織中檢測到數百種不同的代謝物和“激素”訊號分子，同時監測它們如何在一天中不同的時間運動而發生改變。
最終，研究人員生成了一份“運動代謝圖譜”。
“運動代謝圖譜”包括多個組織和血清的全域性代謝組學分析，以及後肢肌肉的動靜脈取樣和整個肝臟取樣，以驗證時間和運動依賴性訊號生化物質的淨攝取和釋放。
該圖譜還展示了定時運動如何重組組織特異性和系統性代謝，以及不同組織產生的運動因子分佈。
這些資源可以更深入地瞭解組織如何相互交流，以及運動如何幫助“重新調整”特定組織中錯誤的晝夜節律。大量研究已經證實，錯誤的生物鐘與肥胖和2型糖尿病等代謝綜合徵的風險增加有關。
研究人員表示，由於這是第一個總結多個組織的時間和運動依賴性代謝的綜合研究，它對於生成和完善代謝器官串擾的系統模型具有極大價值。
此外，研究人員還確定了2-羥基丁酸（2-HB）是系統性時間依賴性運動因子，但該訊號分子如何獨立或與其他因子共同影響健康還需要進一步研究。
總之，這項研究為運動對全身代謝和組織串擾的特定時間影響增加了重要的新視角。運動中骨骼肌和肝臟代謝物的產生和消耗隨一天中的不同時間而變化，2-HB在運動中作為一種全身性的運動因子發揮作用。“運動代謝圖譜”將有助於加深我們對運動多效性的理解，並揭示運動對代謝健康最大益處的機理。
該研究共同第一作者、哥本哈根大學健康與醫學科學學院副教授 Jonas Thue Treebak 說：“我們不僅展示了不同的組織在一天中不同時間是如何對運動做出反應的，而且我們還提出了這些反應是如何聯絡在一起，以誘導一種協調的適應，從而控制系統的能量穩態。”
研究人員表示，這項研究還存在幾個侷限性。首先，實驗是在小鼠中進行的。雖然它們與人類有許多共同的遺傳、生理和行為特徵，但兩者之間也存在重要的差異。例如，小鼠是夜行動物，運動型別也僅限於在跑步機上跑步，這與高強度運動相比會產生不同的結果。此外，研究人員在分析中也沒有考慮性別、年齡和疾病的影響。
該研究共同第一作者、德州農工大學生物系和生物鐘研究中心助理教授 Shogo Sato 說：“儘管存在侷限性，但這仍是一項重要的研究，它將有助於指導更深一步的研究，這些研究可以幫助我們更好地理解運動如何在正確的時間安排下改善健康。
