尽管运动对代谢健康和肌肉功能的益处被广泛认可,但“一天当中什么时间运动更有效”这一问题仍充满争议。生物钟作为调节代谢节律和能量稳态的核心,在骨骼肌中对长期运动适应的调控作用仍不明确。
近日,美国贝勒医学院孙正教授和山东大学齐鲁医院侯新国教授团队在《自然—通讯》(Nature Communications)发表研究,通过精巧的小鼠实验给出答案:在睡眠前进行低强度低剂量的跑步运动,比醒后运动更能提升肌肉收缩能力和全身葡萄糖耐量,也更有利于减重。因此,即使运动强度和运动量不大,只要“踩准”生物节律的时间窗口,就能有更显著的代谢获益。
研究人员让小鼠分别在“睡前”(ZT23-1,对应人类晚间)和“醒后”(ZT11-13,对应人类早晨)进行同等强度和剂量的跑步训练,持续5–6个月,结果发现晚间运动组不仅体重控制更好、体脂更低,同时在肌肉收缩力、耐力(如抓力、悬挂时间)等方面提升更明显,全身葡萄糖耐受性也显著改善。
通过肌肉特异性敲除生物钟基因Rev-erb(Rev-MKO),研究者进一步揭示Rev-MKO小鼠虽然肌肉质量、线粒体含量、进食量、自发活动均正常,但其运动效果的昼夜差异却完全消失。这表明肌肉自主的生物钟——而非饮食或运动行为——才是决定运动适应性时间依赖性的关键。
多组学分析表明,Rev-erb在睡眠前期(ZT10)结合基因能力最强,可抑制脂肪酸氧化、促进糖代谢;而Rev-MKO会使肌肉代谢“僵化”,持续偏向脂质氧化,葡萄糖利用下降,从而影响运动中的能量利用效率。这一机制在急性运动与长期训练中均得到验证。
该研究的突破点在于明确提出骨骼肌内在的生物钟系统——而非外在因素如进食或运动行为——才是运动效果具有时间依赖性的根本原因。肌肉Rev-erb的节律性表达与运动刺激之间的协同作用,决定了是否能够有效诱导有益的代谢重组和肌肉功能提升。
这一发现不仅为最佳运动时间提供了理论依据,也为代谢性疾病(如糖尿病和肥胖)的时间疗法发展带来重要启示。
山东大学刘继东博士、肖芳博士,和贝勒医学院Abhinav Choubey博士为论文共同一作。(来源:科学网)
相关论文信息:https://www.nature.com/articles/s41467-025-60520-y