生命在于運動。适度的運動不僅會強健體魄，對改善代謝狀态、延緩疾病進展都具有很好的作用。但是，不同時間段運動可能具有不同的效果，如何選擇适宜的運動時間是一個有趣的科學之謎。
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雖然運動對能量代謝的影響已經得到了證明，但仍缺乏關于運動時間如何幹預代謝狀态的研究，我們對不同時間段運動的異同還一無所知。
近期發表在《Cell Metabolism》上的一篇文章對這一問題進行了解答。他們利用小鼠模型發現，一天中不同時間段運動的确會對局部和全身代謝産生不同的影響。
doi:10.1016/j.cmet.2021.12.016
研究人員将小鼠分為兩個實驗組，讓它們分别于清晨（早期光照）或傍晚（早期黑暗）時在跑步機上進行1小時的運動，另外還設定不運動的對照組。
運動結束後分别采集小鼠各部位組織，如：血清、骨骼肌、肝髒、附睾白色脂肪組織（eWAT）、腹股溝皮下白色脂肪組織（iWAT）和肩胛間棕色脂肪組織（BAT）等，對這些組織的代謝物和基因表達狀态進行組學分析。
根據運動時間，每個組織都表現出獨特的代謝反應。肌肉組織中，傍晚的運動改變了197種代謝物，而清晨的運動則影響了52種代謝物，這兩個時間的運動均改變的代謝物是31種。
肝髒中，清晨和傍晚分别影響了129和143種代謝物，有101種代謝物在兩者中都發生了變化。eWAT中，代謝物通常在清晨運動後減少，但在傍晚運動之後會增加。是以，他們認為運動對代謝物的影響具有時間依賴性群組織特異性。
根據代謝物類别來分析，氨基酸和脂質受傍晚運動的影響更大。皮質酮是肌肉、心髒、eWAT、iWAT和BAT中通過清晨運動增加最多的代謝物。肝髒麥芽五糖、麥芽四糖和麥芽三糖在清晨運動後減少最多，葡萄糖則在傍晚運動後減少。
另外，皮質酮在所有組織中都因運動而增加，但在清晨運動後，肝髒和肌肉皮質酮的水準最高。傍晚運動則增加了來自氨解毒代謝中的β-羟基丁酸和尿素等酮類物質。
研究團隊進一步對改變的代謝物進行了基因檢測和KEGG富集分析。他們發現，清晨運動後，肝髒表現出明顯的脂肪酸代謝反應，脂肪酸代謝物選擇性增加。同時，清晨運動期間肝髒的碳水化合物代謝增強，這說明清晨時肝糖原是運動中優先利用的原料。
糖代謝方面，清晨運動降低了肝糖原含量。同時，在傍晚運動後，肌肉中參與糖酵解的基因也增加。研究人員解釋道，在清晨通過肝髒的糖原分解和糖異生所産生的能量就足夠運動所需，但在傍晚，肝髒産生葡萄糖可能受到了抑制，進而導緻機體對肌糖原依賴更多。
氨基酸代謝方面，氨基酸在傍晚運動的小鼠血清中高度富集，表明在傍晚運動後，蛋白質降解和氨基酸使用率增加。與之相呼應的是，肌肉的甘氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、賴氨酸和酪氨酸在傍晚運動後有所增加，但清晨運動後沒有該表現。
雖然在傍晚運動後肝髒中的甘氨酸、絲氨酸、蘇氨酸和苯丙氨酸代謝水準也有所增加，但在清晨運動後，肝髒也表現出氨基酸代謝通路的富集。研究人員認為，這說明肝髒可以根據運動時間的不同，動态調節和利用氨基酸代謝。
脂質代謝方面，清晨運動可顯著誘導肝髒中一部分脂肪酸升高，而傍晚運動可使血清、eWAT和iWAT中的脂肪酸升高。肝髒中的甘油在清晨運動後上升明顯， iWAT中的甘油則在傍晚運動後升高。
研究人員對此解釋道，清晨的運動會刺激肝髒中脂肪分解，但傍晚的運動會刺激iWAT 中的脂肪分解。
傍晚運動後，肌肉中的酰基肉堿水準增加，這表明傍晚的運動激活了肌肉中的脂肪氧化，與清晨運動相比，傍晚運動使肌肉對糖酵解以外的能量來源需求更加旺盛。
doi:10.1016/j.cmet.2021.12.016（這圖也太美了）
總體看來，清晨和傍晚運動對代謝影響各有側重。清晨運動主要通過糖代謝途徑供能，肝糖原儲備較為豐富，不易出現血糖的大幅波動，可能更加适合糖代謝障礙的人群，如糖尿病和低血糖患者。
而傍晚運動更多地調動了脂肪分解，可能對減脂人群更為合适。但傍晚運動時蛋白質分解也更為劇烈，需要注意及時補充蛋白類營養素。
研究人員也指出了該研究的局限性，如小鼠的晝夜作息與人類相反，這可能會幹擾結果的普适性。此外，文章也沒有評估不同運動方式對代謝的影響，結論不一定适合所有類型的運動者。
盡管研究還處于初級階段，但可以提示我們，運動的時間段對運動效果有着舉足輕重的影響。另外，該研究表明合理運動的确可以大大改善機體代謝功能，無論晨跑還是夜跑，動起來才是最重要的。
參考文獻:
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.
撰文 | 官水木
編輯 | Swagpp
來源｜梅斯醫學